Question

10．將4mol SO₂與2mol O₂的混合氣分別置于容積相等的甲、乙兩容器中，發(fā)生反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）；△H＜0，在相同溫度下使其均達到平衡狀態(tài)．甲是恒壓容器，乙是恒容容器．甲容器達到平衡狀態(tài)時，測得混合氣體的物質(zhì)的量為4.2mol；乙容器經(jīng)50s達到平衡狀態(tài)．請回答：
（1）甲容器達到平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率是90%，其所需時間小于 50s （填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）達到平衡狀態(tài)后，要使甲、乙兩容器中SO₂的物質(zhì)的量相等，可采取的措施是AD（填字母）．
A．保持溫度不變，適當(dāng)擴大甲容器的容積
B．保持容積不變，使乙容器升溫
C．保持容積和溫度不變，向乙容器中加入適量SO₃（g）
D．保持容積和溫度不變，向甲容器中加入適量SO₃（g）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)差量法計算二氧化硫的物質(zhì)的量，從而計算其轉(zhuǎn)化率；恒容條件下該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，氣體物質(zhì)的量減小，氣體壓強減小，甲是恒壓條件下反應(yīng)，所以反應(yīng)過程中甲中壓強大于乙，增大壓強平衡正向移動；壓強越大反應(yīng)速率越大，反應(yīng)到達平衡的時間越短；
（2）到達平衡后，甲中二氧化硫物質(zhì)的量小于乙，要使兩個容器中二氧化硫物質(zhì)的量相等，可以使甲的平衡逆向移動或乙的平衡正向移動．

解答 解：（1）設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫物質(zhì)的量為x，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）物質(zhì)的量減少
2mol                     1mol
x                    （4+2-4.2）mol
2mol：1mol=x：（4+2-4.2）mol
x=$\frac{（4+2-4.2）mol×2mol}{1mol}$=3.6mol
二氧化硫轉(zhuǎn)化率=$\frac{3.6mol}{4mol}×100%$=90%，
恒容條件下該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，氣體物質(zhì)的量減小，氣體壓強減小，甲是恒壓條件下反應(yīng)，所以反應(yīng)過程中甲中壓強大于乙，增大壓強平衡正向移動；壓強越大反應(yīng)速率越大，反應(yīng)到達平衡的時間越短，甲中壓強大于乙導(dǎo)致甲反應(yīng)速率大于乙，所以乙所用時間長，
故答案為：90%；小于； 
（2）到達平衡后，甲中二氧化硫物質(zhì)的量小于乙，要使兩個容器中二氧化硫物質(zhì)的量相等，可以使甲的平衡逆向移動或乙的平衡正向移動，
A．保持溫度不變，適當(dāng)擴大甲容器的容積，減小壓強，平衡逆向移動，故正確；
B．保持容積不變，使乙容器升溫，平衡逆向移動，導(dǎo)致兩個容器中二氧化硫物質(zhì)的量不等，故錯誤；
C．保持容積和溫度不變，向乙容器中加入適量SO₃（g），平衡逆向移動，二氧化硫物質(zhì)的量增大，所以兩個容器中二氧化硫物質(zhì)的量不可能相等，故錯誤；
D．保持容積和溫度不變，向甲容器中加入適量SO₃（g），平衡逆向移動，二氧化硫物質(zhì)的量增大，所以兩個容器中二氧化硫物質(zhì)的量可能相等，故正確；
故選AD．

點評 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計算及化學(xué)平衡影響因素，為高頻考點，明確恒壓與恒容對二氧化硫轉(zhuǎn)化率的影響是解本題關(guān)鍵，難點是等效平衡的建立，題目難度不大．