Question

【題目】（Ⅰ）如圖所示，甲、乙之間的隔板K和活塞F都可左右移動(dòng)，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此時(shí)K停在0處。在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)：2A（g）+B（g）2C（g）； 反應(yīng)達(dá)到平衡后，再恢復(fù)至原溫度�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）可根據(jù)__________現(xiàn)象來(lái)判斷甲、乙都已達(dá)到平衡。

（2）達(dá)到平衡時(shí)，隔板K最終停留在0刻度左側(cè)a處，則a的取值范圍是____________。

（3）若達(dá)到平衡時(shí)，隔板K最終停留在左側(cè)刻度1處，則甲中C的物質(zhì)的量為_____mol，乙中C的轉(zhuǎn)化率________50％（填：＞、＜、＝），此時(shí)，乙中可移動(dòng)活塞F最終停留在右側(cè)刻度________處（填下列序號(hào)：① ＜6 ② ＞6 ③ ＝6）

（Ⅱ）若一開(kāi)始就將K、F固定，其它條件均不變，則達(dá)到平衡時(shí)：

（1）測(cè)得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b，則乙中C的轉(zhuǎn)化率為_________；

（2）假設(shè)乙、甲兩容器中的壓強(qiáng)比用d表示，則d的取值范圍是_______________。

Answer 1

【答案】 K、F不再移動(dòng) 0~2 1 ＞ ② 1－b 4/3~ 3/2

【解析】（Ⅰ）（1）根據(jù)反應(yīng)式可知甲中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量減小，當(dāng)物質(zhì)的量不變時(shí)平衡，可根據(jù)K、F不再移動(dòng)來(lái)判斷甲、乙都已達(dá)到平衡。

（2）根據(jù)反應(yīng)式2A（g）+B（g）2C（g） 可知反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量減小，當(dāng)物質(zhì)的量不變時(shí)平衡，此時(shí)隔板K、F不再移動(dòng)，當(dāng)乙中沒(méi)有He氣時(shí)，甲中充入2molA、1molB，與乙中充入2molC到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，為等效的，即兩邊氣體的物質(zhì)的量相等，隔板應(yīng)位于中間0處，此后向乙中再充入1molHe氣，會(huì)使乙中氣體壓強(qiáng)增大，隔板向甲的方向移動(dòng)，會(huì)使甲中的反應(yīng)向正向移動(dòng)，再次到達(dá)平衡時(shí)，隔板位于a處，通過(guò)觀察，當(dāng)反應(yīng)未開(kāi)始時(shí)隔板位于0處，每一個(gè)格相當(dāng)于0.5mol氣體．隔板在a處時(shí)，甲中的氣體為0.5×（6-a）mol．

設(shè)甲中反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，有xmolB發(fā)生反應(yīng)，

2A（g）+B（g）2C（g）

開(kāi)始（mol） 2 1 0

轉(zhuǎn)化（mol） 2x x 2x

平衡（mol）（2-2x） （1-x） 2x

（2-2x）+（1-x）=（6-a）×0.5 0.5a=x

當(dāng)B完全反應(yīng)時(shí)，x=1，a取最大，即a=2

2molA和1molB完全反應(yīng)時(shí)生成2molC，根據(jù)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底可知：K停留在0～2之間某位置，故答案為：0＜a＜2；

（3）根據(jù)題中的條件，當(dāng)?shù)竭_(dá)平衡時(shí)，隔板位于左側(cè)1處，則說(shuō)明乙端的相當(dāng)有7個(gè)格，即乙中平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量為3.5mol，其中He為1mol．

設(shè)乙中到達(dá)平衡時(shí)有ymolC反應(yīng)

2C（g）2A（g）+B（g）

開(kāi)始（mol）2 0 0

轉(zhuǎn)化（mol）yy 0.5y

平衡（mol）（2-y）y 0.5y

（2-y）+y+0.5y=2.5，y=1

但是對(duì)于乙來(lái)說(shuō)，就不同了，如果無(wú)He，甲與乙是等效平衡，但乙的壓強(qiáng)比甲小，則2C（g）2A（g）+B（g）的平衡向右移動(dòng)了，故其轉(zhuǎn)化率比大于50%；左邊氣體減少了0.5mol，右邊增加物質(zhì)的量大于0.5mol，F(xiàn)活塞右移，活塞F最終停留在右側(cè)刻度大于6處；故答案為：1，＞，②；

（Ⅱ）（1）體積固定，恒溫、恒壓容器中，兩邊達(dá)到平衡的狀態(tài)相同，乙中的氦氣對(duì)平衡無(wú)影響；體積不變，兩邊轉(zhuǎn)化結(jié)果相同，左邊甲容器中二氧化硫轉(zhuǎn)化了2b%，右邊乙容器中含有2b%三氧化硫，乙中三氧化硫的轉(zhuǎn)化率===1-b%；（2）此題仍要考慮兩種極限情況，即A、B完全轉(zhuǎn)化與A、B完全不轉(zhuǎn)化，當(dāng)A、B完全轉(zhuǎn)化時(shí)，恒容，；當(dāng)A、B完全不轉(zhuǎn)化時(shí)，恒容，；因此d的取值范圍4/3~ 3/2。