Question

（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2mol A和1mol B，乙中充入2mol C和1mol He，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．回答下列問(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）若一開始就將K、F固定，其它條件均不變，則達(dá)到平衡時(shí)：
（4）甲、乙中C的物質(zhì)的量是

 

（填：“甲＞乙”或“甲＜乙”或“甲=乙”）；
（5）測(cè)得甲中A的轉(zhuǎn)化率為b，則乙中C的轉(zhuǎn)化率為

 

；
（6）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

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）當(dāng)物質(zhì)的量不變時(shí)平衡，此時(shí)隔板K不再移動(dòng)；
（2）根據(jù)可逆反應(yīng)的特征分析；
（3）根據(jù)（2）中的解析，將a的值換成1，進(jìn)行計(jì)算即可，“隔板K最終停留在左側(cè)1處”說(shuō)明反應(yīng)后氣體體積為5格，即物質(zhì)的量為2.5mol，
設(shè)參加反應(yīng)的二氧化硫的物質(zhì)的量為2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
則x=0.5mol，
則甲中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%，生成三氧化硫物質(zhì)的量為1mol；
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 2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移動(dòng)了；
（4）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A轉(zhuǎn)化了2b%，右邊乙容器中含有2b%三氧化硫，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算得到；根據(jù)等效平衡和可逆反應(yīng)的特征判斷；
（5）根據(jù)壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，依據(jù)極值分析判斷；

解答： 解：（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，此時(shí)隔板K不再移動(dòng)，故答案為：隔板K不再移動(dòng)；
（2）當(dāng)乙中沒有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：0～2；
（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）
開始（mol）  2         0       0       
轉(zhuǎn)化（mol）   y         y      

1

2

y
平衡（mol）  （2-y）    y      

1

2

y 
（2-y）+y+

1

2

y=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；
（4）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=

2-2b%

2

=1-b%；
故答案為：=，1-b%；
（5）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，d=

P乙

P甲

=

n乙

n甲

=

3

2

；當(dāng)A、B完全不轉(zhuǎn)化時(shí)，恒容，d=

P乙

P甲

=

n乙

n甲

=

4

3

，因此d的取值范圍是

4

3

＜d＜

3

2

；
故答案為：

4

3

＜d＜

3

2

；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的建立過(guò)程分析判斷，注意恒溫容器和恒壓容器中的平衡特征分析，掌握反應(yīng)過(guò)程中的氣體變化和平衡建立是解題關(guān)鍵，題目難度較大．