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2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，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：

（1）测得甲中A的转化率为b，则乙中C的转化率为_________；

（2）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

K、F不再移动 0~2 1 ＞ ② 1－b 4/3~ 3/2

【解析】（Ⅰ）（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，可根据K、F不再移动来判断甲、乙都已达到平衡。

（2）根据反应式2A（g）+B（g）⇌2C（g） 可知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、F不再移动，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＜a＜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   0.5y

平衡（mol）（2-y） y 0.5y

（2-y）+y+0.5y=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；

（Ⅱ）（1）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===1-b%；（2）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，；当A、B完全不转化时，恒容，；因此d的取值范围4/3~ 3/2。

点睛：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。