Question

（Ⅰ）如图所示，甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入2mol A和1mol B，乙中充入2mol C和1mol He，此时K停在0处．在一定条件下发生可逆反应：2A（g）+B（g）?2C（g）； 反应达到平衡后，再恢复至原温度．回答下列问题：
（1）可根据

 

现象来判断甲、乙都已达到平衡．
（2）达到平衡时，隔板K最终停留在0刻度左侧a处，则a的取值范围是

 

．
（3）若达到平衡时，隔板K最终停留在左侧刻度1处，则甲中C的物质的量为

 

mol，
乙中C的转化率

 

50%（填：＞、＜、=），此时，乙中可移动活塞F最终停留在右侧刻度

 

处（填下列序号：①＜6  ②＞6  ③=6）
（Ⅱ）若一开始就将K、F固定，其它条件均不变，则达到平衡时：
（4）甲、乙中C的物质的量是

 

（填：“甲＞乙”或“甲＜乙”或“甲=乙”）；
（5）测得甲中A的转化率为b，则乙中C的转化率为

 

；
（6）假设乙、甲两容器中的压强比用d表示，则d的取值范围是

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）当物质的量不变时平衡，此时隔板K不再移动；
（2）根据可逆反应的特征分析；
（3）根据（2）中的解析，将a的值换成1，进行计算即可，“隔板K最终停留在左侧1处”说明反应后气体体积为5格，即物质的量为2.5mol，
设参加反应的二氧化硫的物质的量为2x，
故2-2x+1-x+2x=2.5，
则x=0.5mol，
则甲中二氧化硫的转化率为50%，生成三氧化硫物质的量为1mol；
但是对于乙来说，就不同了，如果无He，甲与乙是等效平衡，但乙的压强比甲小，则 2SO₃（g）?2SO₂（g）+O₂（g）的平衡向右移动了；
（4）体积固定，恒温、恒压容器中，两边达到平衡的状态相同，乙中的氦气对平衡无影响；体积不变，两边转化结果相同，左边甲容器中A转化了2b%，右边乙容器中含有2b%三氧化硫，依据转化率概念计算得到；根据等效平衡和可逆反应的特征判断；
（5）根据压强之比等于气体物质的量之比，依据极值分析判断；

解答： 解：（1）根据反应式可知甲中反应达平衡时气体物质的量减小，当物质的量不变时平衡，此时隔板K不再移动，故答案为：隔板K不再移动；
（2）当乙中没有He气时，甲中充入2molA、1molB，与乙中充入2molC到达平衡状态时，为等效的，即两边气体的物质的量相等，隔板应位于中间0处，此后向乙中再充入1molHe气，会使乙中气体压强增大，隔板向甲的方向移动，会使甲中的反应向正向移动，再次到达平衡时，隔板位于a处，通过观察，当反应未开始时隔板位于0处，每一个格相当于0.5mol气体．隔板在a处时，甲中的气体为0.5×（6-a）mol．
设甲中反应到达平衡时，有xmolB发生反应，
           2A（g）+B（g）?2C（g）
开始（mol）  2      1       0  
转化（mol）   2x     x       2x
平衡（mol）  （2-2x）  （1-x）   2x
（2-2x）+（1-x）=（6-a）×0.5
  0.5a=x
当B完全反应时，x=1，a取最大，即a=2
2molA和1molB完全反应时生成2molC，根据可逆反应不能进行到底可知：K停留在0～2之间某位置，故答案为：0～2；
（3）根据题中的条件，当到达平衡时，隔板位于左侧1处，则说明乙端的相当有7个格，即乙中平衡时气体的物质的量为3.5mol，其中He为1mol．
设乙中到达平衡时有ymolC反应
            2C（g）?2A（g）+B（g）
开始（mol）  2         0       0       
转化（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
但是对于乙来说，就不同了，如果无He，甲与乙是等效平衡，但乙的压强比甲小，则2C（g）?2A（g）+B（g）的平衡向右移动了，故其转化率比大于50%；左边气体减少了0.5mol，右边增加物质的量大于0.5mol，F活塞右移，活塞F最终停留在右侧刻度大于6处；
故答案为：1，＞，②；
（4）体积固定，恒温、恒压容器中，两边达到平衡的状态相同，乙中的氦气对平衡无影响；体积不变，两边转化结果相同，左边甲容器中二氧化硫转化了2b%，右边乙容器中含有2b%三氧化硫，乙中三氧化硫的转化率=

2-2b%

2

=1-b%；
故答案为：=，1-b%；
（5）此题仍要考虑两种极限情况，即A、B完全转化与A、B完全不转化，当A、B完全转化时，恒容，d=

P乙

P甲

=

n乙

n甲

=

3

2

；当A、B完全不转化时，恒容，d=

P乙

P甲

=

n乙

n甲

=

4

3

，因此d的取值范围是

4

3

＜d＜

3

2

；
故答案为：

4

3

＜d＜

3

2

；

点评：本题考查了化学平衡的建立过程分析判断，注意恒温容器和恒压容器中的平衡特征分析，掌握反应过程中的气体变化和平衡建立是解题关键，题目难度较大．