Question

2．有A、B兩只密閉容器，A容器有1個移動的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容，起始時向A容器中充入2mol SO₂、1mol O₂，向B容器充入4mol SO₂、2mol O₂，并使A、B容器都為1L，在保持40℃的條件下，發(fā)生2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），平衡時，A容器的體積為0.8L．填空：
（1）A容器中SO₂的轉(zhuǎn)化率為60%；
（2）A、B兩容器中SO₂轉(zhuǎn)化率是A＜B（填“＞“、“=“或“＜“下同）；
（3）當A、B兩容器連接后，打開開關使互通一段時間后又重新達到平衡時，A容器的體積為2.4L．（設連通管中氣體體積不計）
（4）若開始時B中充入2mol SO₂、1mol O₂，則連通AB后，A容器的容積為1.6L．

Answer 1

分析 （1）利用三段式分析：設A容器中反應中SO₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為2xmol，
A容器中        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2            1             0
變化量（mol）：2x          x              2x
平衡量（mol）：2-2x     1-x           2 x
由題意可知，$\frac{3-x}{3}$=$\frac{0.8}{1}$，所以x=0.6，據(jù)此計算SO₂的轉(zhuǎn)化率；
（2）根據(jù)容器中的壓強對化學平衡的影響；
（3）由于A、B的起始量成比例且與計量數(shù)之比相等，所以當A、B兩容器連接后，打開開關使互通一段時間后又重新達到平衡時，壓強與A容器的起始壓強相同，所以連接后與連接前A容器的平衡狀態(tài)為等效平衡，且起始量為A的3倍，據(jù)此計算；
（4）若開始時B中充入2mol SO₂、1mol O₂，則連通AB后與連通前的A為等效平衡，據(jù)此計算A容器的容積；

解答 解：（1）利用三段式分析：設A容器中反應中SO₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為2xmol，
A容器中        2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）
起始量（mol）：2           1              0
變化量（mol）：2x          x             2x
平衡量（mol）：2-2x       1-x           2x
由題意可知，$\frac{3-x}{3}$=$\frac{0.8}{1}$，所以x=0.6，則A中SO₂的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.6×2}{2}$×100%=60%，
故答案為：60%；
（2）根據(jù)反應可知2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），B容器充入SO₂、O₂的物質(zhì)的量為A容器的2倍，所以平衡時A容器中的壓強小于B容器，由于該反應是氣體體積減小的反應，所以B中SO₂的轉(zhuǎn)化率大于A中的，
故答案為：＜；
（3）由于A、B的起始量成比例且與計量數(shù)之比相等，所以當A、B兩容器連接后，打開開關使互通一段時間后又重新達到平衡時，壓強與A容器的起始壓強相同，所以連接后與連接前A容器的平衡狀態(tài)為等效平衡，且起始量為A的3倍，所以連接后A容器的體積為連接前的3倍，即為3×0.8L=2.4L，
故答案為：2.4；
（4）若開始時B中充入2mol SO₂、1mol O₂，則連通AB后與連通前的A為等效平衡，根據(jù)（3）中的計算方法可知，A容器的容積為2×0.8L=1.6L，
故答案為：1.6．

點評 本題考查化學平衡移動的判斷，本題難度中等，注意等效平衡的理解和應用，掌握基礎是解題關鍵．