摘要:
**基本信息**
2026-2027学年高二化学人教版选择性必修1“突破等效平衡”同步专项,按等效平衡条件分层设计,从单一条件应用到综合情境分析,梯度清晰,强化科学思维与化学观念。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|单一条件应用(恒温恒容△V≠0)|“一边倒量相同”判断与计算|通过反应系数推断(如第1题x值计算),巩固基础等效条件|
|单一条件应用(恒温恒容△V=0/恒温恒压)|“一边倒比相同”规律应用|对比不同起始浓度平衡状态(如第8题甲、乙容器转化率比较),深化比例关系理解|
|综合条件分析|多条件(温度、压强、容积)综合判断|结合平衡常数、转化率等多维度分析(如第18题甲、乙、丙容器平衡对比),培养科学推理能力|
内容正文:
2.2.8突破等效平衡同步专项— 2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1
必备知识
条件
等效条件
结果
恒温恒容
△v≠0
一边倒量相同
两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
△v=0
一边倒比相同
两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
恒温恒压
一边倒比相同
两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
n表示各物质的物质的量、C表示物质的量浓度、Δv 表示反应前后气体的总物质的量
类型一:恒温恒容,△V≠0的体系:一边倒量相同
1、在一固定容积的密闭容器中,充入2molA和1molB发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为0.8mol/L。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA,0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的物质的量浓度也为0.8mol/L,则x的值为
A.只能为2 B.只能为3 C.只能为4 D.可能为2或3
2、一定温度下,在3个容积均为的恒容密闭容器中反应达到平衡,下列说法正确的是
容器
温度/K
起始浓度
平衡浓度
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中反应物转化率比容器II中的小
C.达到平衡时,容器II中大于容器III中的两倍
D.达到平衡时,容器III中的正反应速率比容器I中的小
3、将气体和气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:,达到平衡时为mmol。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,平衡时等于mmol的是
A.
B.2.0mol SO2 + 2.0molO2
C.
D.
4、温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5,反应
PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/ mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是
A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
5、某恒温环境下,体积均为的三个恒容密闭容器甲、乙、丙中,加入催化剂后,与加热至600℃发生反应。三个容器中起始投料如表所示。下列说法正确的是
物质
甲
乙
丙
1
0
2
2
0
4
0
2
0
A.三个容器中反应的平衡常数大小不相等
B.达到平衡时,丙容器中的大于乙容器中的的2倍
C.后甲容器达到平衡,测得气体压强为反应前的90%,则内的平均反应速率为
D.若丙容器中的平衡转化率为80%,则丙容器中反应平衡常数
6、在一固定容积的密闭容器中,加入m mol A和n mol B,发生下列反应:mA(g) + nB(g)pC(g),平衡时C的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变,起始时放入a mol A、b mol B、c mol C,要使平衡后C的浓度仍为w mol/L,则a、b、c必须满足的关系是
7、密闭容器中,保持一定温度,进行反应:,已知加入1 mol 和3 mol ,在恒压条件下,达到平衡时生成a mol ;在恒容条件下,达到平衡时生成b mol .在相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变,请完成下表中空白:
类型二:恒温恒容,△V=0的体系:一边倒比相同
8、已知:H2(g)+I2(g)2HI(g);ΔH= -14.9kJ·mol-1。某温度下在甲、乙两个恒容密闭容器中充入反应物,其起始浓度如下表所示。甲中反应达到平衡时,测得c(H2)=0.008mol·L-1。下列判断正确的
起始浓度
c(H2)/(mol·L-1)
c(I2)/(mol·L-1)
c(HI)(mol·L-1)
甲
0.01
0.01
0
乙
0.02
0.02
0
A. 平衡时,乙中H2的转化率是甲中的2倍
B.平衡时,甲中混合物的颜色比乙中深
C.该温度下,反应的平衡常数K=0.25
D.平衡时,甲、乙放出热量相等
9、800℃时,三个相同的恒容密闭容器中发生反应 ,一段时间后,分别达到化学平衡状态。下列说法不正确的是
容器编号
起始浓度/()
I
0.01
0.01
0
0
Ⅱ
0
0
0.01
0.01
Ⅲ
0.008
0.008
0.002
0.002
A.Ⅱ中达平衡时, B.Ⅲ中达平衡时,CO的体积分数大于25%
C.Ⅲ中达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短
D.若Ⅲ中起始浓度均增加一倍,平衡时亦增加一倍
10、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应: 2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s),达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度还是1.2mol/L的是( )
A.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.1mol D
B.3mol C+ 0.5mol D
C.2mol A+1mol B+1mol D
D.0.5mol A+0.25mol B+2.25mol C
11.在一定温度下,向容积均为2L的两个密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气,保持温度恒定,发生反应: ,数据如下表。下列说法正确的是
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系放出的能量/kJ
CO
①
1
4
0
0
②
2
8
0
0
A.平衡时:①<② B.平衡常数:①<②
C.达到平衡的时间: D.达到平衡时能量的变化:
12、在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:
已知加入1 mol H2和2 mol Br2时,达到平衡后生成a mol HBr(见下表已知项),在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号①~③的状态,填写下表中的空白。
13、某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1:1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
14、在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:H2 (g)+I2 (g)2HI (g),已知H2和I2的起始浓度均为0.10 mol / L,达平衡时HI的浓度为0.16 mol / L,若H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol / L,则平衡时H2的浓度(mol / L)是( )
A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02
类型三:恒温恒压:一边倒比相同
15、在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3L A和2L B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0.6L A、0.4L B、4L C、0.8L D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( )
A.x=3、y=1 B.x=4、y=1 C.x=5、y=1 D.x=2、y=3
16、恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为________ mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,达到平衡后,生成C的物质的量为_________mol。
(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,达到平衡后,A和C的物质的量分别为y mol和3a mol,则x=________,y=________。平衡时,B的物质的量__(填编号)。
A、大于2 mol B、等于2 mol C、小于2 mol D、可能大于、等于或小于2 mol(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是___________。
17、 在一定条件下,向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:
2 SO2 (g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下列条件,SO3气体平衡浓度不改变的是( )
A. 保持温度和容器体积不变,充入1mol SO3 B. 保持温度和容器压强不变,充入1mol SO3 C. 保持温度和容器压强不变,充入1mol O2 D. 保持温度和容器压强不变,充入1mol Ar
类型四:综合题
18.甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示,三个容器最初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是
A.平衡时的百分含量:乙>甲=丙
B.平衡时各容器内的大小顺序为乙=甲>丙
C.平衡时甲中与丙中的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量,新平衡后的转化率变大
19.在恒温恒容的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)。
Ⅰ.将3mol A和2mol B,在一定条件下反应,达到平衡时C的体积分数为a;
Ⅱ.若A、B、C起始投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C),在相同条件下达到平衡时,C的体积分数也为a。
下列有关叙述正确的是
A.若Ⅰ达到平衡时,A、B、C各增加1mol,则B的转化率一定增大
B.若向平衡Ⅰ中再加入6mol A,4mol B,测得C的体积分数大于a,可断定x>4
C.若x=2,则体系Ⅱ起始物质的量应满足:3n(B)=n(A)+3
D.若体系Ⅱ起始物质的量满足3n(c)+4n(A)=12n(B),则可推断:x=4
20.甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示,三个容器最初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是
A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙
B.平衡时N2O4的百分含量:乙>甲=丙
C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4,新平衡后的值变大
21、如图所示,容器A左侧是可平行移动的活塞。向A中充入1molX和1molY,向B中充入2molX和2molY,起始时V(A)=V(B)=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生:X(g)+Y(g)Z(g)+2W(g),达到平衡时V(A)=1.2aL。试回答:
⑴A中X的转化率为 。
⑵A、B中X转化率大小关系为A B(填“>”、“<”、“="”" )
⑶打开K,一段时间后又达到新的平衡时,A的体积为 L(连通管中气体体积不计)
详解答案
1、A
2A(g)+B(g)⇌xC(g),
起始0.6 0.3 1.4
单边转化 0
=2或 =1解得x=2故选A
2、 B
对比Ⅰ、Ⅲ,如温度相同,0.1mol/L的CH3OH相当于0.20mol/L的H2和0.1mol/L的CO,为等效平衡,但Ⅲ温度较高,平衡时CH3OH较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,对比Ⅰ、Ⅱ,在相同温度下反应,但Ⅱ浓度较大,由方程式可知,增大浓度,平衡正向移动,以此解答该题。
A.对比Ⅰ、Ⅲ,如温度相同,0.1mol/L的CH3OH相当于0.20mol/L的H2和0.1mol/L的CO,为等效平衡,但Ⅲ温度较高,平衡时CH3OH较低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A错误;
B.对比Ⅰ、Ⅱ,在相同温度下反应,但Ⅱ浓度较大,由方程式2可知,增大浓度,平衡正向移动,该反应正向为体积减小的反应,增大浓度转化率会增大,则容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的小,故B正确;
C.Ⅱ浓度较大,Ⅲ温度较高,增大浓度平衡正向移动,升高温度平衡逆向移动,Ⅲ的转化率降低,Ⅲ中相当于起始c(H2)为Ⅱ的一半,平衡时Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中的两倍,故C错误;
D.对比Ⅰ、Ⅲ,Ⅲ温度较高,浓度相当,升高温度,正逆反应速率增大,则容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大,故D错误;
3、B
起始 1.0 1.0
转化 2.0 1.0 1.0
相当于单边转化为 SO2 2.0mol O2 2.0mol选B
4、C
A.反应在前50 s内的平均速率应该是前50 s内PCl3浓度变化与时间的比值,而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。
B.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025,再求浓度商(Qc)为0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时CO转化率增大,H2O转化率减小,H2O的体积分数会增大。
D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍关系压缩成原容器,则平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%
5、D
A.温度相同,则三个容器中反应的平衡常数大小相等,A错误;
B.由表,甲乙为等效平衡,丙投料较甲增大一倍,反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡正向移动,则达到平衡时,丙容器中的小于乙容器中的的2倍,B错误;
C.后甲容器达到平衡,测得气体压强为反应前的90%,则此时总的物质的量为3mol×90%=2.7mol,减小0.3mol,反应为气体分子数减小1的反应,则反应0.3mol氧气,内的平均反应速率为,C错误;
D.若丙容器中的平衡转化率为80%,则反应1.6mol氧气、3.2mol二氧化硫、生成3.2mol三氧化硫,剩余0.4mol氧气、0.8mol二氧化硫,丙容器中反应平衡常数,D正确;
6、BC
本题要达等效平衡,需满足:根据方程式系数将起始量采用一边倒法归到同一半边后(左边或右边),对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
7、
恒
压
(2)
9
3a
(3)
0.4
1.2
x、y、z取值必须满足的一般条件:y=3x(x≥0);z≥0
(x、y、z不同时为0)
恒
容
(5)
2
(6)
0.75
0.5
x、y、z取值必须满足的一般条件:2x+z=2和2y+3z=6.
a与b的关系是: a>b
8、C
该反应的特点:反应前后气体分子数不变的反应;容器的特点:恒温恒容;乙中起始H2、I2(g)物质的量为甲中的两倍,则甲、乙达到平衡时为等效平衡,据此分析;
A.据分析,平衡时,甲、乙中H2的转化率相等,A错误;
B.平衡时,乙中有色物质I2(g)的物质的量浓度为甲中的两倍,则甲中混合物的颜色比乙中浅,B错误;
C.甲装置中平衡状态时的三段式为(单位:mol·L-1): ,K====0.25,C正确;
D.平衡时,乙中转化的物质的量为甲中两倍,则乙中放出的热量是甲中两倍,D错误;
9、B
利用反应,采用一边倒的方法将生成物全部转化为反应物,各反应物的浓度分别相等(都为0.01mol/L),则表明相同温度下、三个相同的恒容密闭容器中的平衡为等效平衡,达到平衡时各组分的浓度分别对应相等;容器Ⅰ中,可利用已知数据,并假设CO的浓度变化量为x,建立以下三段式:
K=,解得x=0.005mol/L。
A.Ⅱ与Ⅰ为恒温恒容下的等效平衡,所以达平衡时,c(H2)=x=0.005 mol·L−1,A 正确;
B.Ⅲ中达平衡时,CO物质的量浓度为0.005mol/L,CO的体积分数为=25%,B不正确;
C.Ⅲ可以看成是Ⅰ中反应进行的某个阶段,所以达到平衡状态所需的时间比Ⅰ中的短,C正确;
D.若Ⅲ中起始浓度均增加一倍,即相当于加压(气体体积变为原来的一半),由于反应前后气体分子数相等,所以平衡不移动,平衡时c(H2)亦增加一倍,D正确;
10、C
A 2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s)
起始 1 0.5 1.5 0.1
转化 1 0.5 1.5 0.5(消耗)
C转化消耗D0.5mol,题中D0.1mol量不足,同理ABD错误;C中D为固体,多少无影响,A 2mol B 1mol 始终满足A与B物质的量比为2:1故选C
11、A
已知容器体积恒定,成倍增大反应物的量,相当于加压;而该反应是气体体积不变的反应,加压平衡不移动,两容体系是等效平衡。
A.两个体系是等效平衡,达到平衡时容器②中各物质的浓度是容器①中的2倍,A正确;
B.温度相同,平衡常数相等,B错误;
C.起始时,容器②中反应物的浓度较之容器①加倍,故反应速率快,达到平衡时间更短,C错误;
D.两个体系是等效平衡,达到平衡时容器②中反应物消耗量是①的2倍,故能量变化为,D错误。
故答案选A。
12、
答案
在定温、定容下,建立起化学平衡状态,从化学方程式可以看出,这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。根据“等价转换”法,通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。
①因为标准项中n(H2起始):n(Br2起始):n(HBr平衡)=1:2:a,将n(H2起始)=2 mol,n(Br2起始)=4 mol,代入上式得n(HBr平衡)=2a。
②参照标准项可知,n(HBr平衡)=0.5a mol,需要n(H2起始)=0.5 mol,n(Br2起始)=1 mol,n(HBr起始)=0 mol。而现在的起始状态,已有1 mol HBr,通过等价转换以后,就相当于起始时有0.5 mol H2和0.5 mol Br2的混合物,为使n(H2起始):n(Br2起始)=1:2,则需要再加入0.5 mol Br2就可以达到了。故起始时H2和Br2的物质的量应为0 mol和0.5 mol。
③设起始时HBr的物质的量为x mol,转换成H2和Br2后,则H2和Br2的总量分别为()mol和()mol,根据,解得。设平衡时HBr的物质的量为y mol,则有,解得。
13、D
c初(X)=0.5mol/L,c初(Y)=1mol/L
设第一次化学平衡建立时消耗的X为xmol/L,则
(0.5-x):(1-mx):3x=30%:60%:10%=3:6:1
可得出x=0.05,m=2
A.根据计算结果可知A正确;
B.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故B正确;
C.α(X)=0.05 /0.5×100%=10%,α(Y)=0.1/1×100%=10%,故C正确;
D.根据m=2知该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为:4×10%=0.4mol,故Z的浓度为0.4mol/2L=0.2mol/L,故D项错误;
故选D。
14、C
H2 (g)+I2 (g)2HI (g),
起始0.1 0.1
转化0.08 0.08 0.16
平衡时H2 : 0.1-0.08 =0.02mol,当H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol / L时,
前后体积相等,相当于加压,平衡不移动,体积未变,C浓度应为0.04mol故选C
类型三:恒温恒压:一边倒比相同
15、C
3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g)
起始0.6 0.4 4 0.8
单边转化 0
单边转化 0
( + 0.6 ) : ( + 0.4 ) = 3:2 代入只有 x=5、y=1满足故选 C
16、
(1)(1-a)mol
(2)3a mol
(3)D
(4)
(1)此时剩余A的物质的量为(1-a)mol。
(2)C的物质的量为3a mol。
(3)由于达到平衡时C的物质的量为3a mol,故此平衡状态与(2)完全相同。若把C的物质的量完全转化为A和B,A、B的物质的量应与(2)完全相等。
起始(mol): x 2 1
将C转化为A、B(mol): x+1 2+1 0
平衡时(mol): y 3-3a 3a
据题意有:,解得;,解得y=3-3a。
通过上述可知,平衡时B的物质的量为(3-3a)mol,由于该反应起始时投放的物质为A、B、C均有,即从中间状态开始达到平衡,故平衡可能向左、向右或不移动,也即3a可能大于、小于或等于1(不移动时,),故(3)中B的物质的量应为D。
(4)在(3)的平衡中,再加入3mol C,所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态,通过(1)可求出C的物质的量分数为,也就是在(3)的平衡状态时C的物质的量分数。
17、 B
A体积不变,充入1mol SO3相当于加压,平衡正向移动,SO3气体平衡浓度大于原来平衡浓度的2倍,错误
B压强不变,相当于扩大体积,充入1mol SO3 ,没有改变SO2和O2 2:1的比例,故浓度不变,B正确
C充入1mol O2 ,改变SO2和O2 2:1的比例,平衡移动,C错误
D充入1mol Ar,相当于扩大体积,平衡不移动,浓度减小
类型四:综合题
18、A
三个容器最初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,甲、丙为等效平衡;甲恒温恒容,乙恒温恒压,反应过程中气体物质的量减少,甲压强减小,乙与甲相比,相当于加压,平衡正向移动。
A.甲、丙为等效平衡,平衡时的百分含量甲=丙;乙与甲相比,乙相当于加压,平衡时的百分含量乙>甲=丙,所以平衡时的百分含量:乙>甲=丙,故A正确;
B.甲、丙为等效平衡,平衡时各容器内的大小顺序为甲=丙,乙与甲相比,乙相当于加压,的大小顺序为乙>甲,所以平衡时各容器内的大小顺序为乙>甲=丙,故B错误;
C.甲、丙为从正逆两个方向建立的等效平衡,平衡时甲中与丙中的转化率和等于1,但不一定相同,故C错误;
D.其它条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量,相当于加压,新平衡后的转化率减小,故D错误;
19、C
A.由于x值不确定,则若I达平衡时,A、B、C各增加1mol,B的转化率不能确定,故A错误;
B.因容器体积不变,若x=4时,C的体积分数应为a,若测得C的体积分数大于a,则反应为气体分子数减小的反应,x应小于4,促进平衡正向移动,故B错误;
C.当x=2时,反应前后气体体积发生变化,只要把一端按不可逆反应形式完全转化为另一端的物质后对应物质的物质的量相等即可;由恒温恒容时,当n(A)、n(B)、n(C)为起始物质的量,平衡时n(C)的体积分数仍为a,n(A)n(C)=3,n(B)n(C)=2,若x=2,二者联式可得3n(B)=n(A)+3,故C正确;
D.由恒温恒容时,当n(A)、n(B)、n(C)为起始物质的量,平衡时n(C)的体积分数仍为a,n(A)n(C)=3,n(B)n(C)=2,若x=4,二者联式可得3n(C)+8n(A)=12n(B),故D错误;
故选C。
20.B
甲、乙存在平衡2NO2⇋N2O4,该反应为气体分子数减少的反应,故甲中压强减小,乙中压强不变,乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强,丙中存在平衡N2O4⇋2NO2,相当于开始加入0.2molNO2,与甲为完全相同的等效平衡,据此分析。
A.甲与丙为完全等效平衡,平衡时NO2浓度的相等,乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强,增大压强尽管平衡向正反应移动,根据勒夏特列原理平衡移动的结果是NO2浓度还是增大了,故平衡时容器内c(NO2)的大小顺序为:乙>甲=丙,故A错误;
B.甲与丙为完全等效平衡,平衡时N2O4的百分含量相等,乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强,增大压强平衡向正反应移动,平衡时N2O4的百分含量增大,故平衡时N2O4的百分含量:乙>甲=丙,故B正确;
C.甲与丙为完全等效平衡,平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等,但甲从正反应方向开始,丙从逆反应方向开始,只有转化率刚好为50%时,平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率才会相同,故C错误;
D.即平衡常数K,K只与温度有关,温度不变,K值不变,故D错误;
答案选B。
21、 40% > 2.6aL
(1)A为恒温恒压,利用体积之比等于物质的量之比求出平衡时A中混合气体的物质的量,;
(2)A为恒温恒压,B为恒温恒容,随反应进行B中压强增大,故平衡时A中容器压强小于B中压强,利用等效思想分析作答;
(3)打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,等效为开始加入3molX、3molY到达的平衡,恒温恒压下与A中平衡为等效平衡。
(1)A为恒温恒压,反应达到平衡时,A的体积为1.2a L,则平衡时混合气体总物质的量为 =2.4 mol,由方程式可知1mol X反应时混合气体物质的量增大1mol,则消耗的X的物质的量为(2.4−2)mol=0.4mol,故X的转化率为×100%=40%,
故答案为40%;
(2)A为恒温恒压,B为恒温恒容,随反应进行B中压强增大,故平衡时A中容器压强小于B中压强,B可以等效为在A的基础上增大压强,平衡逆向移动,B中X的转化率小于A中X的转化率,即a(A)>a(B),
故答案为>;
(3)打开开关K,保持温度不变,再达平衡时,等效为开始加入3molX、3molY到达的平衡,恒温恒压下与A中平衡为等效平衡,反应物转化率不变,平衡时混合气体总物质的量为A中3倍,恒温恒压下压强之比等于物质的量之比,则开始加入3molX、3molY到达的平衡时总体积为1.2aL×3=3.6aL,故B容器体积为3.6aL−aL=2.6aL,
故答案为2.6a。
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