2020学年高中化学课时作业10等效平衡及转化率问题含解析新人教版选修4

1、高中化学课时作业：课时作业10等效平衡及转化率问基础训练1 .已知反应 2S0c(g)+OKg) LbsoKg)A/=-197 kj-mor'o在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，平衡时有关数据如下:容器甲乙丙起始投料2 mol S0：1 mol 0：2 mol SOs(g)4 molS05 (g)平衡时n(S03)(mol)Ainznz反应放出或吸收的热量(kJ)Qfta体系压强(Pa)AAA平衡转化率(】，(1 A a 3下列各式正确的是()A. 2n,>nzB. Q+Q = 197C. 2a<PsD. a 1+ a 3=1解析：本题疑难之

2、处是等效平衡的应用。2 mol SO,相当于2 mol SO：、1 mol 0:,恒温 恒容时，甲和乙完全等效，所以n = n：、P=P(恒温恒容下气体的p与成正比)；Q=gx 197,则a=七£乂197, Q+0=197： a ,=g、a 二=三七，a &+a 二=1：将丙分两步完成, 乙乙乙先将4 mol SO,充入2倍于乙体积的容器，与乙完全等效，此时丙的压强/ ：=r,然后将 丙的体枳压缩至与乙相同(压缩的瞬间p" s=2r),增大压强，平衡向右移动，最终八<2r、 Dz>2nz% 3< a二、a<2© 由于 2 = 21：

3、,柒A2m,则 2/21<a, A 项不正确；Q： + = 19/, B项正确；R=R，><26,故n<2R, C项错误；a a S<1, D项错误。答案：B2. (2019年唐山一中调研)在一个真空固定体积的密闭容器内，充入10 mol N,和30 mol 压，发生合成氨反应：必6)+3出9)=2(3,在一定温度下达到平衡，H：的转化率为 25机若在同一容器中充入欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH,的转化率是()A. 15 mol 25%B. 20 mol 50%C. 20 mol 75%D. 40 m

4、ol 80%解析：恒温恒容下，若开始只充入欲达到平衡时的各成份的百分含量与原平衡相 同，则二者为等效平衡，由于反应前后气体的化学计量数之和不相等，故平衡时对应组分的 物质的量相等，需要皴气的物质的量= 10molX2=20mol,原平衡中参加反应的氢气为30 mol X25%=7. 5mol,由方程式可知平衡时氨气的物质的量=7. 5 mol X2/3=5 mol,故若开 始只充入阳，叁气的转化率=(20 mol-5 mol)/20 mol X 100%=75%,故选C。答案：C3 .恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中，反应2N0：(g)NO (g)达到平衡后，再 向容器中通入一定量的又达到平

5、衡时，N9：的体积分数()A.不变B.增大C.减小D.无法判断解析：恒温恒压下，平衡后充入X0二，由于反应物仅有一种，所以新平衡与原平衡是等 效平衡，勺体枳分数不变。答案：A4 .在一恒温、恒容的密闭容器中有如下平衡：H：(g)+I=(g) =2HI(g),已知H：和 L的起始浓度均是O 10 mol L-1,达到平衡时HI的浓度为0. 16 mol -L 若风和L的起 始浓度均变为0. 20 mol I/',则平衡时H：的浓度是()A. 0. 16 mol LB. 0. 08 mol L 1C. 0. 04 mol L :D. 0. 02 mol L :解析：运用等效平衡规律处理。假

6、设第一种情况反应体系的体积为VL,第二种情况反 应体系的体积为2/L,则在等温条件下，两者建立等效平衡。其中的平衡浓度相同，为 0. 02 mol L'(由第一种情况平衡时，HI的浓度为0. 16mol L 可推知H：的转化浓度为 0. 08 mol - L：则H：的平衡浓度为0. 02 mol-L、)"这样，由第二种情况的体积为2VL 压缩到PL时，平衡不移动，但压、I：的HI的浓度均增大2倍，所以压的平衡浓度为0.04 mol , L 1。答案：C5 .(2019年山东烟台二中高二开学考试)体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物 3质的量的SO,和a,在相同温度下发生反

7、应:2S0：(g)+0：(g) KSOKg),并达到平衡a 在此过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中so：的转化率为小， 则乙容器中so二的转化率()A.等于成B.大于状C.小于战D,无法判断解析：平衡后，欲保持乙的压强不变，就需要缩小体积，缩小体积时，乙的压强增大, 平衡正向移动，所以，若甲容器中SO：的转化率为阴，则乙容器中SO：的转化率将大于甲的, 即大于冰。答案：B6 .在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反 应：N2(g)+3H：(g) =2NHKg),已知力口入1 mol必和4 mol H二时，达到平衡后生成a mol NHo

8、,在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体枳分数不变，对的状态，填写表 中空白。编号起始状态物质的量平衡时NH,的物质的量N=限140a1.56010. 5aa解析：此题为恒温恒压条件，运用把一边“归零”换算成同一半边，要两平衡等效只要各物质的物质的量之比相同即可。以为例：设NH,的起始状态物质的量为x molN=(g)+3H:(g) 2NH3 (g)起始 1 (mol):140起始 2 (mol)：m nx一边归零为(mol)： s+T a+,0由恒温恒压规律可列式：-5=彳一.解得：x=2(n-4jn)答案： 1. 5a 0 0. 5 2(a-4m) (n3zz?) a提高训练7 .某温度

9、下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)达到平衡时，A、 B和C的物质的量分别为4 mol、2 moi和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三 者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是()A.均减半B.均加倍C.均增加1 molD.均减小1 mol解析：原平衡R、B、C的物质的量之比为2 ： 1 ： 2,选项A、B “均减半”“均加倍”， 与原平衡比例一致，为恒温、恒压条件下的等效平衡，因此平衡不移动：C可设想为两步加 入，第一次加入1 mol A、0.5molB, 1 mol C,此时平衡不移动，第二次再加入0.5 mol B (此 法与一次性各加入1 mol等效)，增加

10、反应物B的浓度，平衡正向移动：D中均减小1 mol, 也可设想为两步进行，先将A减小1 mol. B减小0.05 mol. C减小1 mol,此时平衡不移 动，再将B减小0.5 mol,减小反应物B的浓度，平衡逆向移动。答案：C8 .在体积、温度都相同的条件下，反应2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)分别从下列 两条途径建立平衡：I . A、B的起始物质的量均为2 mol：11. C. D的起始物质的量分别为2 1noi和6 molo以下叙述中不正确的是()1. I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同8. I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质

11、量相同C.达平衡时，I途径的反应速率匕等于II途径的反应速率以D.达平衡时，【途径所得混合气体的密度为H途径所得混合气体密度的:解析：途径U中2 moic和6 mol D按方程式转化为A、B,相当于4 mol A和4 mol B, 该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径【和途径H将建 立等效平衡，A、B均正确：因为途径II达平衡时各组分的浓度为途径I的两倍，达平衡时 途径I的反应速率匕小于途径H的反应速率匕，达到平衡时，I途径所得混合气体的密度 为II途径所得混合气体密度的/C错误，D正确。答案：c9. （2019年内蒙古赤峰市模拟）如图所示，左室容积为右室的两倍，

12、温度相同，现分别 按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打 开活塞，继续反应再次达到平衡，下列说法不正确的是（）A.第一次平衡时，SO：的物质的量左室更多B.通入气体未反应前，左室压强和右室一样大C.第一次平衡时，左室内压强一定小于右室D.第二次平衡时，SO二的总物质的量比第一次平衡时左室SO：的物质的量的2倍还要多 解析：由于为恒容容器，1 mol Ar对化学平衡无影响，容器中发生的反应为2SO：（g） +0;（g） =2SOKg）。A项，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件达到的平衡 状态相同，含有的so,物质的量相等，右室在此平衡时将体积缩

13、小为上增大压强，平衡向 正反应方向移动，SO：物质的量减少，第一次平衡时，SO二物质的量左室更多，A项正确：B 项，通入气体未反应前，左室气体总物质的量为2 mol + 1 mol + l mol = 4 mol,右室气体 总物质的量为2 mol,左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项 正确：C项，左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反 应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始时压强，左室与右室起始压强相等，则第一 次平衡时左室内压强一定小于右室，C项正确：D,若在容积为2倍左室容积的容器中起始 充入4 mol SO二、2 mol 0二，相

14、同条件下达到平衡时SO;物质的量为左室SO：物质的量的2倍, 打开活塞相当于容积为1. 5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO：、1 mol 0二、2 mol SOKg）、 1 mol Ar,等效于容积为1. 5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO：、2 mol 0:、1 mol Ar, 相对于2倍左室容积的容器缩小体积，增大压强，平衡向正反应方向移动，SO;物质的量减 小，即第二次平衡时，SO：的总物质的量比第一次平衡时左室SO：物质的量的2倍要少，D项 错误。答案：D10. I .恒温、恒压下，住一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g) 7=±C(g)(1

15、)若开始时放入1 mol A和1 mol B,到达平衡后，生成a mol C,这时A的物质的量 为 molo(2)若开始时放入3 mol A和3 moi B,到达平衡后，生成C的物质的量为 moK(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后，A和C的物质的量分别 是ymol和3amol,则x=moL y=moL平衡时，B的物质的量(选 填一个编号)。甲.大于2 mol乙.等于2 mol丙.小于2 molT.可能大于、等于或小于2 mol作 出 此 判 断 的 理 由 是若在的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次到达平衡后，C的物质的量分数是II .若维持温度

16、不变，在一个与反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生下述 反应。(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成6 mol Co将b与(1)小题中的a进 行比较(选填一个编号)O甲.乙.a>b丙.a=bT.不能比较a和6的大小作 出 此 判 断 的 理 由 是10解析：I .A(g) + B(g)C(g)起始量(mol)变化量平衡后1-al-aA的物质的量为(1 一a)mol。在恒温、恒压下，若投入3 moi A和3mol则所占体积为中体积的3倍，由于A、B的投放比例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的3倍, 即 3a mole由于达到平衡时

17、C的物质的量为3a mol,说明所达到的平衡状态与中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A和B, A、B的物质的量应与完全相等。A(g)B(g) ' C(g)起始量(mol)将C完全转化x+1平衡后(mol)(3 -3a) 3a根据题意有：x+l = 3,x=2mol, y=(3-3a)moL显然平衡时,B的物质的量也为(33)molo若投入A、B、C三种物质后，平衡不移动，C的物质的量不变，即3a=1 mol时,B的物质的量为2 mol：若平衡向右移动，则3aAim。1, B的平衡量小于2 1no 1：若平衡向 左移动，则3aVl mol, B的平衡量大于2 mol。在的平衡中

18、，再加入3 mol C,所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效平 衡状态，因此C的物质的量分数为比。11.(5)中容器容积不变，而(1)中容器的容枳缩小，所以(5)容器中的压强小于容器 中的压强，有利于逆向反应，故反应达到平衡后上答案：(l)l-a (2)3a(3)2 3 3a T 若3a>1, B的物质的量小于2mol：若3a=1, B的物质的量等于2 mol：若3aVl. B的物质的量大于2 mol言乙 因为(5)中容器容积不变，而中容器的容积缩小，所以容器中的压强小于(1)容器中的压强，有利于逆向反应，故反应达到平衡后a>611. (2019年宝鸡模拟)在T C条件

19、下，向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和 ImolY,发生如下反应：2X(g)+Y(g) MaZ+WG) A4=-QkJ - mola为正整数)。当反应达到平衡后，反应放出的热量为Q kJ,物质X的转化率为 <】；若平衡后再升高 温度，混合气体的平均相对分子质量减小，则(1)化学计量数a的值为 0(2)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是。A.容器内压强一定B.容器内气体的密度一定C.容器内Z分子数一定D.容器内气体的质量一定(3)温度维持7T不变，若起始时向容器M中加入的物质的量如下列各项，则反应达到 平衡后放出的热量仍为ft kJ的是(稀有气体不参与反应)。2

20、mol X、 1 mol Y、 1 mol Ar a mol Z、 1 mol W 1 mol X、 0. 5 mol Y、 0. 5a mol Z、 0. 5 mol W 2 mol X、 1 mol Y、 1 mol Z(4)温度维持T 不变，若起始时向容器X中加入4 mol X和6 mol Y,若达到平衡时 容器内的压强减小了 10%,则反应中放出的热量为 kJ。(5)温度维持T 不变，若在一个和原容器体积相等的恒压容器N中，加入2 mol X 和1 mol Y发生如上反应并达平衡，则(选填M或N)容器中的反应先达到平衡状态， 容器中X的质量分数M X(选填“ > ” “ V ”

21、" = ”符号)o已知：该反应的平衡常数随温度的变化如下表:温度/200250300350平衡常数K9. 945.210.5若在某温度下，2 mol X和1 mol Y在容器M中反应达平衡，X的平衡转化率为50%则该温度为 C,解析：(1)由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明平衡向气体体枳增大的方向移动，因 此a等于1。(2)恒容，且是反应前后气体体积不等的反应，故压强不变，可以作为平衡的 标志，A正确：由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量固定，容器体枳固定，所以密 度一定，B、D错误；C项中Z分子数一定，说明平衡不移动，正确。(3)A项，充入''惰性 气体”，不影响平衡的移动，正确：B项，从逆反应方向建立平衡，需要吸收能量，错误： C项，不能确定平衡建立的方向，若逆向建立平衡，则吸热，若正向建立平衡，则错