2.2.7 专题：等效平衡之多容器 学案-2024-2025学年高中化学人教版（2019）选择性必修1

“虚拟路径”与等效平衡 一、“虚拟路径” 1.虚拟路径 (1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成。 (2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变。 二、等效平衡 对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) 反应特点 a＋b≠c＋d a＋b＝c＋d 条件 等温等容 等温等压 等温等容 等温等压 起始投料 换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”比值相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”比值相同 平衡特点 物质的量(n) 相同 比值相同 比值相同 比值相同 百分含量(w) 相同 相同 相同 相同 浓度 相同 相同 比值相同 相同 1.一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　) 容 器 温度 /K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1) c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应吸热 B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D.达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 2.相同温度下，体积均为1 L的四个密闭容器中，保持温度和容器容积不变，以四种不同的投料方式进行反应。平衡时有关数据如下，下列关系正确的是(　　)。[已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1] 容 器 起始投料量 反应放出或吸 收的热量/kJ 甲 2 mol SO2＋1 mol O2 a e 乙 1 mol SO2＋0.5 mol O2 b f 丙 2 mol SO3 c g 丁 2 mol SO2＋2 mol O2 d h A.a＝c；e＝g B.a＝2b；e>2f C.a>d；e>h D.c＋98.3e＝196.6 答案：DD 等效平衡之多容器类集训 1．相同温度下，分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，实验测得反应的有关数据如下表。下列叙述正确的是(　　) 容器 反应 条件 起始物质的量/mol 达到平衡所 用时间/min 达到平衡过程 中的能量变化 X2 Y2 XY3 ① 恒容 1 3 0 10 放热0.1a kJ ② 恒压 1 3 0 t 放热b kJ A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的数值不同 B．①中：从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)＝0.1 mol/(L·min) C．②中：X2的平衡转化率小于10% D．b＞0.1a 2．向四个起始容积相同的密闭容器中充入表中所示气体及相应的量，加入催化剂并控制温度、容积或压强，发生反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) ΔH＜0，直至达平衡。下列说法错误的是(　　) 编号 条件 起始物质的量/mol 温度/℃ 容积或压强 CO(g) NO(g) CO2(g) N2(g) ① 600 维持恒容 0.2 0.2 0 0 ② 700 维持恒容 0.1 0.1 0.1 0.05 ③ 600 维持恒容 0.4 0.4 0 0 ④ 600 维持恒压 0.4 0.4 0 0 A．平衡时N2的浓度：①＞② B．平衡时CO的正反应速率：①＜② C．NO的平衡转化率：③＞① D．平衡时容器内气体总压：④＞③＞①＞② 3．一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中，充入一定量的H2和SO2发生下列反应：3H2(g)＋SO2(g)2H2O(g)＋H2S(g)，下列说法正确的是(　　) 容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol H2 SO2 H2 SO2 容器I 300 0.3 0.1 / 0.02 容器II 300 0.6 0.2 / / 容器III 240 0.3 0.1 / 0.01 A．该反应正反应为吸热反应 B．容器II达到平衡时SO2的转化率比容器I小 C．容器III达到平衡的时间比容器I短 D．240℃时，该反应的平衡常数为1.08×104 4．某温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2(g)和CO2(g)，发生反应H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其起始浓度如下表所示。测得平衡时甲中H2的转化率是60%。下列判断正确的是(　　) 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol·L－1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol·L－1 0.010 0.010 0.020 A．甲中达到平衡所需时间最短 B．平衡时，反应的平衡常数K＝4/9 C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍 D．平衡时，乙和丙中H2的转化率均是60% 5．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)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是(　　) 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3 NH3的浓度/(mol·L－1) c1 c2 c3 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强(Pa) p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 A．2c1＞c3　　　 B．a＋b＞92.4 C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1 6．一定温度下，在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法正确的是(　　) 编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 达到平衡所需时间/s PCl5(g) PCl3(g) Cl2(g) Ⅰ 320 0.40 0.10 0.10 t1 Ⅱ 320 0.80 t2 Ⅲ 410 0.40 0.15 0.15 t3 A．平衡常数K：容器Ⅱ＞容器Ⅲ B．反应到达平衡时，PCl5的转化率：容器Ⅱ＞容器Ⅰ C．反应到达平衡时，容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)＝ mol·L－1·s－1 D．起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol，则反应将向逆反应方向进行 7．一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。下列说法正确的是(　　) 容器 编号 温度(℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080 Ⅱ 387 0.40 Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090 A．该反应的正反应为吸热反应 B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，反应将向正反应方向进行 8．在温度、容积相同的2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)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　) 容器 甲 乙 反应物投入量 1 mol N2、3 mol H2 4 mol NH3 NH3的浓度(mol·L－1) c1 c2 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 气体密度 ρ1 ρ2 反应物转化率 α1 α2 A．c1＜c2＜2c1 B．a＋b＞92.4 C．α1＋α2＝1 D．ρ2＝3ρ1 9．一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反应放热，测得反应的相关数据如下，下列说法正确的是(　　) 容器编号 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K 700 700 800 反应物投入量 2 mol SO2、1 mol O2 4 mol SO3 2 mol SO2、1 mol O2 平衡v正(SO2)/ (mol·L－1·s－1) v1 v2 v3 平衡c(SO3)/ (mol·L－1) c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 平衡常数K K1 K2 K3 A．v1＜v2，c2＜2c1 B．K1＞K3，p2＞2p3 C．v1＞v3，α1(SO2)＞α3(SO2) D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1 10．一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，各容器中充入的物质的物质的量如下表，700℃ 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是( ) 容器 充入容器中的物质的物质的量 Ⅰ 1 mol CO和 1 mol H2O Ⅱ 1 mol CO2和1 mol H2 Ⅲ 2 mol CO和2 mol H2O A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同 C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少 D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1 11．在T℃下，分别在三个容积为10L的恒容绝热密闭容器中，发生反应：2CO(g)＋SO2(g)S(g)＋2CO2(g) ΔH>0，测得相关数据如下表所示。下列说法正确的是( ) 容器 起始时物质的量/mol 平衡时CO2(g)的物质的量/mol CO(g) SO2(g) S(g) CO2(g) 甲 1 0.5 0.5 0 a 乙 1 0.5 0 0 0.8 丙 2 1 0 0 b A．其他条件不变，容器乙达到平衡后，再充入体系中四种气体各1mol，平衡逆向移动 B．b＝1.6 C．平衡常数：K甲＞K乙 D．其他条件不变，向容器甲再充入1mol CO，平衡常数(K)不变 12．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＝－192 kJ·mol－1。向M、N中都通入a mol X和b mol Y的混合气体，初始时M、N两容器的容积相同，保持两容器的温度相同且恒定不变。下列说法一定正确的是(　　) A．平衡时，X的体积分数：M＜N B．若向N中再充入a mol X和b mol Y，则平衡时，X的转化率：M＞N C．若a∶b＝1∶3，当M中放出172.8 kJ热量时，X的转化率为90% D．若a＝1.2，b＝1，并且N中达到平衡时体积为2 L，此时含0.4 mol Z，则再通入0.36 mol X时，v(正)＜v(逆) 1-5 DDDCD 6-10 DDBDD 11-12 CD ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$