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文档简介
1、等效平衡一选择题(共9小题)1将2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是()A1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3B4.0 mol SO2+1.0 mol O2C2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3D2.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO32一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(
2、g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,达平衡后A的体积分数为a%其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是()A2.5mol CB2 mol A、1 mol B和10 mol He(不参加反应)C1.5 mol B和1.5 mol CD2 mol A、3 mol B和3 mol C3已知H2(g)+I2(g)2HI(g)H0有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI 0.2mol,在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量,则应采取的措施是()A甲、乙
3、提高相同温度B甲中加入0.1molHe,乙中不变C甲降低温度,乙增大压强D甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI24在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%若维持温度不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%则x、y的值分别为()Ax=3、y=1Bx=4、y=1Cx=5、y=1Dx=2、y=353A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)在温度和体积都相同的条件下分别建立两个平衡:A、B的起始物质的量为3mol和2mol,C
4、、D的起始物质的量分别为4mol和6mol四个选项中错误的是()A达平衡时,途径的反应速率vA不等于途径的反应速率vAB、都达到平衡时,体系内混合气体的平均相对摩尔质量相同C、都达到平衡时,体系内混合气体的组成百分比相同D达平衡时,途径所得混合气的密度为途径所得混合气密度相同6温度容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物并保持恒温恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmol1 )容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3molH22mol NH34mol NH3NH3的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收
5、b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率a1a2a3下列说法正确的是()A2 c1c3 Ba1+a31 C2 p2p1 Da=b7已知2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g);H=197kJmol1向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol SO3恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是()A容器内压强p p甲=p丙2p乙BSO3的质量m m甲=m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k k甲=k丙2k乙D反应放出或吸收热量的数值Q Q甲=197Q丙2Q乙82S
6、O2(g)+O2(g)2SO3(g)H0,400时体积相同的甲、乙、丙三个容器中,甲容器绝热恒容,充入2molSO2和1molO2,乙容器恒温恒容,充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,充分反应达到平衡,下列说法正确的是()A甲和乙中反应的化学平衡常数相同B乙和丙中的二氧化硫的生成速率相同C乙中SO2的体积分数大于丙D转化率:甲(SO2)+乙(SO3)19在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJ/mol:下列说法正确的是()容器甲乙丙反应物投入量1mol
7、N2、3mol H22mol NH34mol NH3NH3的浓度(mol/L)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123A2c1c3Ba+b92.4C2p2p3D1+31二解答题(共3小题)10在一个固定体积的密闭容器内,保持一定的温度发生以下反应:H2+Br22HBr已知加入1molH2和2molBr2 时,达到平衡状态生成amolHBr在相同条件下,且保持平衡时的各物质的百分含量相同,则填写下列空白:编号起始状态(mol)平衡时HBr物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a240 10.5amn(n2m) 11在一个容
8、积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),已知将2molX 和1molY充入该容器中,反应在绝热条件下达到平衡时,Z 的物质的量为pmol回答下列问题:(1)若把2molX 和1molY 充入该容器时,处于状态I,达到平衡时处于状态II(如图1),则该反应的熵变S 0(填:“,=”)该反应在 (填:高温或低温)条件下能自发进行(2)该反应的vt图象如图2中左图所示若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其vt图象如图2中右图所示以下说法正确的是 a1a2b1b2t1t2 图2中阴影部分面积更大 两图中阴影部分面积相等(3)若该反应在容积可变的密闭容器中发生,在温度为
9、T1、T2时,平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如下图所示下列说法正确的是 AA、C 两点的反应速率:ACBA、C 两点的气体密度:ACCB、C 两点的气体的平均相对分子质量:BCD由状态B 到状态A,可以用加热的方法(4)工业制取水煤气的过程中会伴随:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0的副反应,在500,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述反应,达到平衡后下列关系正确的是 实验编号反应物投入量平衡时H2浓度吸收或放出的热量反应物转化率A1、1、0、0c1Q11B0、0、2、2c2Q22C2、2、0、0c3Q33A2c1=c2=
10、c3 B2Q1=Q2=Q3 C1=2=3 D1+2=1(5)图3表示上述反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是 (写出一种)若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)12碳和氮是动植物体中的重要组成元素,向大气中过度排放二氧化碳会造成温室效应,氮氧化物会产生光化学烟雾,目前,这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容(1)用活性炭还原法处理氮氧化物有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向一个容器容积为3L
11、且容积不变的密闭真空容器(固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,在恒温(T1)条件下反应,测得不同时间(t)时各物质的物质的量(n)如表:n/molt/minNON2CO202.0000101.160.420.42200.800.600.60300.800.600.60根据表中数据,计算T1时该反应的平衡常数为 (保留两位小数)若某一时刻,容器中有1.2molC、1.2molNO、0.75molN2和1.08molCO2,此时v(正) v(逆)(填“、=”)下列各项能判断该反应达到平衡状态的是 (填序号字母)Av(NO)(正)=2v(N2)(逆) B容器内CO2和N2的体积比为1:1
12、C混合气体的平均相对分子质量保持不变 D容器内压强保持不变一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)(2)在3L容积可变的密闭容器中发生上述反应:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线如图1所示若在t0时改变一个条件,使曲线变成曲线,则改变的条件是 ;若在t0时刻将容器体积快速压缩至2L(其他条件不变),请在图中画出c(CO)随反应时间t变化的曲线(3)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H=41.2kJ/mol,850时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O
13、,CO和H2O浓度变化如图2所示:下列说法正确的是 (填序号)A达到平衡时,氢气的物质的量是0.12molB达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量C第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小D第8min时,若充入氦气,会导致v正(CO)v逆(H2O)(4)850时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO,3.0mol H2O,amol CO2和bmol H2若达平衡时各组分体积分数都与(3)中平衡时相同,则a= mol,b= mol等效平衡参考答案与试题解析一选择题(共9小题)1将2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件
14、下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是()A1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3B4.0 mol SO2+1.0 mol O2C2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3D2.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3【分析】开始投入2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体,等效为开始投入4.0mol SO2气体和1mol O2气体,在恒温恒容下,平衡时SO3的物质的量不变为
15、n mol,说明应是完全等效平衡,按化学计量转化到左边,对应成分的物质的量相同,即满足4.0mol SO2气体和1mol O2气体,据此判断【解答】解:加入2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体,等效为开始投入4.0mol SO2气体和1mol O2气体,在恒温恒容下,平衡时SO3的物质的量不变为n mol,说明应是完全等效平衡,按化学计量转化到左边,对应成分的物质的量相同,即满足4.0mol SO2气体和1mol O2气体,A、开始为1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3,转化到左边,由2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,n(SO2)=1.
16、6mol+0.4 mol=2mol,n(O2)=0.3mol+0.5×0.4mol=0.5mol,不满足4.0mol SO2气体和1mol O2气体,故A错误;B、开始为4.0 mol SO2+1.0 mol O2,与原平衡等效,故B正确;C、开始为2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3,转化到左边,由2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,n(SO2)=2mol+2 mol=4mol,n(O2)=1mol+0.5×2mol=2mol,不满足4.0molSO2气体和1molO2气体,故C错误;D、开始为2.0 mol SO2+0.5 mo
17、l O2+1.0 mol SO3,转化到左边,由2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,n(SO2)=2mol+1 mol=3mol,n(O2)=0.5mol+0.5×1mol=1mol,不满足4.0molSO2气体和1molO2气体,故D错误;故选:B。2一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,达平衡后A的体积分数为a%其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是()A2.5mol CB2 mol A、1 mol B和10 mol He(不参加反应)C1.5 mol
18、B和1.5 mol CD2 mol A、3 mol B和3 mol C【分析】反应2A(g)+B(g)3C(g)中,气体的体积前后相同,在一定温度下,在恒容密闭容器中得到平衡状态,只要满足物质全部转化为A、B,且满足n(A):n(B)=1:1,即可得到相同平衡状态,结合浓度对平衡移动的影响,只要加入的物质的量:n(A):n(B)1:1,平衡后A的体积分数大于a%【解答】解:反应2A(g)+B(g)3C(g)中,气体的体积前后相同,在一定温度下,在恒容密闭容器中得到平衡状态,只要满足物质全部转化为A、B,且满足n(A):n(B)=1:1,就是等效平衡,结合浓度对平衡移动的影响,只要加入的物质的量
19、:n(A):n(B)1:1,平衡后A的体积分数大于a%,A.2.5molC相当于molA和molB,二者的比值为2:1,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故A正确;B当 2molA、1molB和10molHe(不参加反应)时,n(A):n(B)=2:1,大于1:1,但由于有10molHe的存在,则平衡后A的体积分数不一定大于a%,故B错误;C.1.5molB和1.5molC,相当于1molA和2molB,n(A):n(B)=1:2,小于1:1,则平衡后A的体积分数小于a%,故C错误;D.2molA、3molB和3molC,相当于4molA和4molB,二者的比值为4:4,等于1:1,则
20、平衡后A的体积分数等于a%,故D错误,故选:A。3已知H2(g)+I2(g)2HI(g)H0有相同容积的定容密闭容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI 0.2mol,在相同温度下分别达到平衡。现欲使甲中HI平衡时的百分含量大于乙中HI平衡时的百分含量,则应采取的措施是()A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1molHe,乙中不变C甲降低温度,乙增大压强D甲增加0.1molH2,乙增加0.1molI2【分析】同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,由于乙按化学计量数转化到左边,可以得到H2和I2各0.1mol,故此时甲和乙建立的平
21、衡是等效的,欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取措施使平衡向正反应移动,但不能降低HI的浓度,然后结合影响化学平衡移动的因素来回答。【解答】解:相同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,此时甲和乙建立的平衡是等效的,A、甲、乙提高相同温度,平衡均逆向移动,HI的平衡浓度均减小,故A错误;B、甲中加人0.1molHe,在定容密封容器中,平衡不会移动,故B错误;C、甲降低温度,平衡正向移动,甲中HI的平衡浓度增大,乙增大压强平衡不变,HI平衡时的百分含量不变,故C正确;D、甲中增加0.1molH2,乙增加0.1molI2,结果还是等效
22、的,故D错误;故选:C。4在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%若维持温度不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%则x、y的值分别为()Ax=3、y=1Bx=4、y=1Cx=5、y=1Dx=2、y=3【分析】恒温恒压下,向容积可变的密闭容器中,状态:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)起始量 3 2状态:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)起始 0.6 0.4 4 0.8两种状态下到平衡时混合气体中D的体积分数
23、均为W%,则二者为等效平衡状态,利用极限转化为起始量时,A、B的物质的量之比为3:2,以此来解答【解答】解:由题意可知恒温恒压下,向容积可变的密闭容器中,状态:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)起始量 3 2状态:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)起始 0.6 0.4 4 0.8两种状态下到平衡时混合气体中D的体积分数均为W%,则二者为等效平衡状态,利用极限转化为起始量时,A、B的物质的量之比为3:2,所以状态:3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)起始 0.6+×0.4 0.4+×0.8(0.6+ ):(0.4+)=3:2,解得x:y=5:1,显
24、然只有C中x=5、y=1符合,故选:C。53A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)在温度和体积都相同的条件下分别建立两个平衡:A、B的起始物质的量为3mol和2mol,C、D的起始物质的量分别为4mol和6mol四个选项中错误的是()A达平衡时,途径的反应速率vA不等于途径的反应速率vAB、都达到平衡时,体系内混合气体的平均相对摩尔质量相同C、都达到平衡时,体系内混合气体的组成百分比相同D达平衡时,途径所得混合气的密度为途径所得混合气密度相同【分析】在温度和体积都相同的条件下发生反应:3A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g),分别建立两个平衡:A、B的起始物质的量为3mol和2mol,
25、C、D的起始物质的量分别为4mol和6mol,将一边倒,转化为等效平衡初始条件为A、B的起始物质的量为6mol和4mol,则相当于对加压,反应为气体数不变的反应,压强改变不对化学平衡产生影响,据此判断分析【解答】解:在温度和体积都相同的条件下发生反应:3A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g),分别建立两个平衡:A、B的起始物质的量为3mol和2mol,C、D的起始物质的量分别为4mol和6mol,将一边倒,转化为等效平衡初始条件为A、B的起始物质的量为6mol和4mol,则相当于对加压,反应为气体数不变的反应,压强改变不对化学平衡产生影响,A达平衡时,由于相对于加压,加压可使化学反应速率增
26、大,则,途径的反应速率v(A)不等于途径的反应速率v(A),故A正确;B反应为气体数不变的反应,压强改变不改变化学平衡的状态,体系内混合气体的平均摩尔质量为=,相当于对加压,二者为等效平衡,则、都达到平衡时,体系内混合气体的平均相对摩尔质量相同,故B正确;C反应为气体数不变的反应,压强改变不改变化学平衡的状态,相当于对加压,二者为等效平衡,则、都达到平衡时,体系内混合气体的组成百分比相同,故C正确;D中和中反应虽为等效平衡,但起始和平衡时各组分的物质的量不相同,体系的总质量不相同,体积相同,则混合气体的密度为也不相同,因此达平衡时,途径所得混合气的密度为途径所得混合气密度不相同,故D错误。故选
27、:D。6温度容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物并保持恒温恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmol1 )容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3molH22mol NH34mol NH3NH3的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率a1a2a3下列说法正确的是()A2 c1c3Ba1+a31C2 p2p1Da=b【分析】甲容器反应物投入1molN2、3molH2,乙容器反应物投入量2molNH3,恒温且乙容器容积和甲容器相同,则甲容器与乙
28、容器是等效平衡;甲容器反应物投入1molN2、3molH2,丙容器反应物投入量4molNH3,采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2,是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡;所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,据此分析平衡移动【解答】解:甲投入1molN2、3molH2,乙容器投入量2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等;而甲容器投入1molN2、3molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相
29、当于加入2molN2、6molH2,丙中加入量是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器为等效平衡,所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,由于该反应是体积减小的反应,缩小容器体积,增大了压强,平衡向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的,A、丙容器反应物投入量4molNH3,采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2,是甲中的二倍,若平衡不移动,c3=2c1;丙相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍,即c32c1,故A错误;B、丙容器反应物
30、投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,转化率1+3=1,由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率1+31,故B正确;C、丙容器反应物投入量2molNH3,和甲起始量相同,甲和丙平衡状态相同即P1=p3,丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍,由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2p3,结合得2p2p3=P1,故2p2p1,故C错误;D、甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,则甲与乙是完全等效的,互为逆过程,故a=b,故D错误,故选:B。7已知2
31、SO2(g)+O2 (g)2SO3(g);H=197kJmol1向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol SO3恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是()A容器内压强p p甲=p丙2p乙BSO3的质量m m甲=m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k k甲=k丙2k乙D反应放出或吸收热量的数值Q Q甲=197Q丙2Q乙【分析】丙容器中2mol SO3折算成反应物为2mol SO2和1mol O2与甲容器相同,所以达到平衡时与甲为等效平衡,乙容器起始量为甲的一半,平衡时压强小于甲
32、,由于该反应的正反应为体积减小的反应,所以乙容器中反应正向进行的程度小于甲,所以乙容器中压强大于甲容器压强的一半,SO3的质量小于甲的一半,平衡常数只受温度影响,与反应起始量无关,由于甲和丙是从相反方向到达的等效平衡,所以它们热量的数值之和应等于反应的反应热,据此答题【解答】解:丙容器中2mol SO3折算成反应物为2mol SO2和1mol O2与甲容器相同,所以达到平衡时与甲为等效平衡,乙容器起始量为甲的一半,平衡时压强小于甲,由于该反应的正反应为体积减小的反应,所以乙容器中反应正向进行的程度小于甲,所以乙容器中压强大于甲容器压强的一半,SO3的质量小于甲的一半,平衡常数只受温度影响,与反
33、应起始量无关,由于甲和丙是从相反方向到达的等效平衡,所以它们热量的数值之和应等于反应的反应热,所以有:A、容器内压强P:P甲=P丙2P乙,故A错误;B、SO3的质量m:m甲=m丙2m乙,故B错误;C、甲、乙,SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比,c(SO2)与c(O2)之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中c(SO2)与c(O2)之比为2:1,故k甲=k丙=k乙=2,故C错误;D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故Q甲+Q丙=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,故Q甲2Q乙,所以Q甲=197Q丙2Q乙,故D正确;故选:D。82
34、SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0,400时体积相同的甲、乙、丙三个容器中,甲容器绝热恒容,充入2molSO2和1molO2,乙容器恒温恒容,充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,充分反应达到平衡,下列说法正确的是()A甲和乙中反应的化学平衡常数相同B乙和丙中的二氧化硫的生成速率相同C乙中SO2的体积分数大于丙D转化率:甲(SO2)+乙(SO3)1【分析】A、甲是绝热恒容,反应放热反应,所以甲容器中温度升高,平衡常数随温度变化;B、乙容器恒温恒容,充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,随反应进行气体体积增大,压强增大,丙中体积增大为了维持恒压,乙中反
35、应速率大;C、乙容器恒温恒容,充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,随反应进行气体体积增大,压强增大,丙中体积增大为了维持恒压,丙中平衡逆向进行,SO2的体积分数增大;D、若甲容器恒温恒容,充入2molSO2和1molO2,乙容器恒温恒容,充入2molSO3,达到相同的平衡状态,转化率:甲(SO2)+乙(SO3)=1,但甲容器是绝热容器,反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行,则甲中二氧化硫转化率减小【解答】解:A、甲是绝热恒容,反应放热反应,所以甲容器中温度升高,平衡常数随温度变化,而乙容器恒温恒容,温度不变,所以甲和乙中反应的化学平衡常数不同,故A错误;B、乙容器恒温恒容,
36、充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,随反应进行气体体积增大,压强增大,丙中体积增大为了维持恒压,速率减小,则乙中反应速率大,故B错误;C、乙容器恒温恒容,充入2molSO3,丙容器恒温恒压,充入2molSO3,随反应进行气体体积增大,压强增大,丙中体积增大为了维持恒压,乙中反应速率大,丙中平衡逆向进行,SO2的体积分数增大,所以乙中SO2的体积分数小于丙,故C错误;D、若甲容器恒温恒容,充入2molSO2和1molO2,乙容器恒温恒容,充入2molSO3,达到相同的平衡状态,转化率:甲(SO2)+乙(SO3)=1,但甲容器是绝热容器,反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行,则
37、甲中二氧化硫转化率减小,甲(SO2)+乙(SO3)1,故D正确;故选:D。9在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJ/mol:下列说法正确的是()容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3NH3的浓度(mol/L)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123A2c1c3Ba+b92.4C2p2p3D1+31【分析】甲容器反应物投入1molN2、3molH2,乙容器反应物
38、投入量2molNH3,恒温且乙容器容积和甲容器相同,则甲容器与乙容器是等效平衡;甲容器反应物投入1molN2、3molH2,丙容器反应物投入量4molNH3,采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2,是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡;所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,所以丙与甲、乙相比,增大了压强,平衡向着正向移动,小容器体积,增大了压强,平衡向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的,据此进行解答【解答】解:甲投入1molN2、3molH2,乙容器
39、投入量2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等;而甲容器投入1molN2、3molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2,丙中加入量是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器为等效平衡,所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,由于该反应是体积减小的反应,缩小容器体积,增大了压强,平衡向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的,A、丙容器反应物投入量4molNH3,采用极限转化法转化为反应物
40、为2molN2、6molH2,是甲中的二倍,若平衡不移动,c3=2c1;丙相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍,即c32c1,故A错误;B、甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,则甲与乙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ,故a+b=92.4,故B错误;C、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍;由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2p3,故C错误;D、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,转
41、化率1+3=1;由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率1+31,故D正确;故选:D。二解答题(共3小题)10在一个固定体积的密闭容器内,保持一定的温度发生以下反应:H2+Br22HBr已知加入1molH2和2molBr2 时,达到平衡状态生成amolHBr在相同条件下,且保持平衡时的各物质的百分含量相同,则填写下列空白:编号起始状态(mol)平衡时HBr物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a2402a00.510.5amn(n2m)2(n2m) a(nm)【分析】容积固定的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:Br2(g)+H2(g)2HBr(g)
42、,反应前后气体体积不变,把容器内的物质都转化为反应物,如果与原来加入的量成比例,则为等效平衡,平衡时各组分的体积分数不变;据此分析【解答】解:已知加入1molH2和2molBr2 时,达到平衡状态生成amolHBr,根据等效平衡原理:加入2molH2和4molBr2 时,反应物的起始量是原来的2倍,则平衡时HBr的量是原平衡的2倍,即HBr的物质的量为2amol,故答案为:2a;若平衡时HBr的物质的量为0.5amol,则平衡时HBr的量是原来平衡HBr的物质的量的一半,所以起始时应加入0.5mol H2和1mol Br2,已知起始时有HBr1mol,相当于有0.5mol H2和0.5mol
43、Br2,所以还需0.5molBr2,故起始时只需加入0.5molBr2,故答案为:0;0.5;若开始时加入m mol H2和nmol Br2,设起始HBr的物质的量应当为x,则(m+):(n+)=1:2,所以x=2(n2m),全部折算成反应物后有H2的物质的量为m+=nm,则平衡时HBr的物质的量为:=,所以n(HBr)=a(nm),故答案为:2(n2m);a(nm);11在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),已知将2molX 和1molY充入该容器中,反应在绝热条件下达到平衡时,Z 的物质的量为pmol回答下列问题:(1)若把2molX 和1molY 充入该
44、容器时,处于状态I,达到平衡时处于状态II(如图1),则该反应的熵变S 0(填:“,=”)该反应在低温(填:高温或低温)条件下能自发进行(2)该反应的vt图象如图2中左图所示若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其vt图象如图2中右图所示以下说法正确的是a1a2b1b2t1t2 图2中阴影部分面积更大 两图中阴影部分面积相等(3)若该反应在容积可变的密闭容器中发生,在温度为T1、T2时,平衡体系中X的体积分数随压强变化曲线如下图所示下列说法正确的是BDAA、C 两点的反应速率:ACBA、C 两点的气体密度:ACCB、C 两点的气体的平均相对分子质量:BCD由状态B 到状态A,可以用加热
45、的方法(4)工业制取水煤气的过程中会伴随:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0的副反应,在500,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述反应,达到平衡后下列关系正确的是AD实验编号反应物投入量平衡时H2浓度吸收或放出的热量反应物转化率A1、1、0、0c1Q11B0、0、2、2c2Q22C2、2、0、0c3Q33A2c1=c2=c3 B2Q1=Q2=Q3 C1=2=3 D1+2=1(5)图3表示上述反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是升高温度,或增加水蒸汽的量,或减少氢气的量
46、(写出一种)若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)【分析】(1)正反应为气体物质的量减小的反应,容器的容积不变,由图可知,状态的压强大于状态压强的2倍,反应在绝热条件下进行,说明正反应为放热反应;正反应后气体的物质的量减少,所以混乱度减小,HTS0反应自发进行;(2)加入催化剂,反应速率加快,到达平衡的时间缩短,平衡不移动,阴影部分为反应物浓度变化量,则两图中阴影部分面积相等;(3)AA、C两点都在等温线上,压强越大,反应速率越快;BA、C两点都在等温线上,反应前后气体物质的量不变,压强越大
47、,容器的容积越小,而混合气体总质量不变;CB、C两点X的体积分数相同,则相同组分的体积分数相同;D压强相同,升高温度,化学平衡向吸热反应移动;(4)各物质起始物质的量均为1:1等于化学计量数之比,结合方程式可知,故平衡时n(CO)=n(H2O)、n(CO2)=n(H2),由于500时平衡常数K=9可知,平衡时n(CO2)n(CO),则转化率不是50%;B中转化到左边可以得到2molCO、2molH2O,恒温恒容下B、C是完全等效平衡,平衡时相同物质的浓度相同、物质的量相同;恒温恒容下,C等效为在A的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,反应物转化率相等、相同物质的含量相等;(5)在
48、t2时刻后CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,可以通过改变温度、改变水蒸气或氢气的量实现;t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,则体积变为原来的一半,瞬间浓度分别增大为原来的2倍,由于反应前后气体系数相等,平衡不移动【解答】解:(1)正反应为气体物质的量减小的反应,容器的容积不变,由图可知,状态的压强大于状态压强的2倍,反应在绝热条件下进行,说明正反应为放热反应,则H0;正反应后气体的物质的量减少,所以混乱度减小,则S0,HTS0反应自发进行,该反应在低温条件下能自发进行,故答案为:;低温;(2)加入催化剂,反应速率加快,所以b1b2,到达平衡的时间缩短,所以t1
49、t2,平衡不移动,阴影部分为反应物浓度变化量,则两图中阴影部分面积相等,故答案为:;(3)A A、C两点都在等温线上,压强A点小于C点,压强越大速率越快,所以反应速率AC,故A错误;B A、C两点都在等温线上,反应前后气体物质的量不变,压强越大,容器的容积越小,而混合气体总质量不变,所以气体密度:AC,故B正确;C B、C两点X的体积分数相同,则相同组分的体积分数相同,所以气体的平均相对分子质量相同,故C错误;D 由状态B到状态A,压强相同,温度不同,正反应为放热反应,升高温度化学平衡向吸热反应移动,X的体积分数增大,所以可以通过升温使状态B到状态A,故D正确;故答案为:BD;(4)各物质起始
50、物质的量均为1:1等于化学计量数之比,结合方程式可知,故平衡时n(CO)=n(H2O)、n(CO2)=n(H2),由于500时平衡常数K=9可知,平衡时n(CO2)n(CO),则转化率不是50%;B中转化到左边可以得到2molCO、2molH2O,恒温恒容下B、C是完全等效平衡,平衡时相同物质的浓度相同、物质的量相同,则:c2=c3,B、C平衡时n(CO2)n(CO),转化率不是50%,故Q2Q3,设平衡时CO为ymol,则3=,2=,故3+2=1,可推知32;恒温恒容下,C等效为在A的基础上增大压强,反应前后气体体积不变,平衡不移动,反应物转化率相等、相同物质的含量相等,则:1=3,c3=2
51、c1,Q3=2Q1,结合上述分析可知:2c1=c2=c3 ,Q3=2Q1Q2=Q3 ,1=32 ,1+2=1,故选:AD;(5)在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大,平衡向正反应方向移动,且CO和CO2浓度变化有接触点,所以可以通过改变升高温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现;t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,则体积变为原来的一半,瞬间浓度分别增大为原来的2倍,由于反应前后气体系数相等,平衡不移动,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线如图:,故答案为:升高温度,或增加水蒸汽的量,或减少氢气的量;12碳和氮是动植物体中的重要组成元素,向大气中过度排放二氧化碳会
52、造成温室效应,氮氧化物会产生光化学烟雾,目前,这些有毒有害气体的处理成为科学研究的重要内容(1)用活性炭还原法处理氮氧化物有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向一个容器容积为3L且容积不变的密闭真空容器(固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,在恒温(T1)条件下反应,测得不同时间(t)时各物质的物质的量(n)如表:n/molt/minNON2CO202.0000101.160.420.42200.800.600.60300.800.600.60根据表中数据,计算T1时该反应的平衡常数为0.56(保留两位小数)若某一时刻,容器中有1.2molC、1.2m
53、olNO、0.75molN2和1.08molCO2,此时v(正)=v(逆)(填“、=”)下列各项能判断该反应达到平衡状态的是AC(填序号字母)Av(NO)(正)=2v(N2)(逆) B容器内CO2和N2的体积比为1:1C混合气体的平均相对分子质量保持不变 D容器内压强保持不变一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率不变(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)在3L容积可变的密闭容器中发生上述反应:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),恒温下c(CO)随反应时间t变化的曲线如图1所示若在t0时改变一个条件,使曲线变成曲线,则改变的条件是加入催化剂;若在t0时刻将容器体积
54、快速压缩至2L(其他条件不变),请在图中画出c(CO)随反应时间t变化的曲线(3)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)H=41.2kJ/mol,850时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图2所示:下列说法正确的是C(填序号)A达到平衡时,氢气的物质的量是0.12molB达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量C第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小D第8min时,若充入氦气,会导致v正(CO)v逆(H2O)(4)850时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO,3.0mol H2O,amol CO2和bmol H2若达平衡时各组分体积分
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