内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
专题专项练
专题强化练3 利用等效平衡思想分析化学平衡
1.[2026山东寿光现代中学段测]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的转化率与丙中N2O4的转化率一定相等
D.其他条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4,达到新平衡后变大
2.[2026北京第二中学期中]如表所示,在三个初始温度均为T ℃的容器中进行反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=-a kJ·mol-1,其中a>0。下列说法不正确的是 ( )
容器
编号
容器
类型
初始
体积/L
反应物的起始
投入量/mol
平衡时
n(C)/mol
A
B
C
甲
恒温恒容
1
0
0
2
1.6
乙
恒容绝热
1
2
1
0
p
丙
恒温恒压
3
6
3
0
A.p<1.6
B.T ℃下该反应的平衡常数K=80
C.平衡时,甲中C的转化率和丙中A的转化率之和大于1
D.达到平衡过程中,甲吸热量Q甲和丙放热量Q丙满足Q甲+Q丙<a kJ
3.[2026云南曲靖一中检测]恒温恒容条件下,发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=-Q kJ/mol。在3个完全相同的密闭容器中,按下列方式投入物质:Ⅰ.3 mol A,1 mol B;Ⅱ.6 mol A,2 mol B;Ⅲ.4 mol C。则在保持恒温恒容反应达到平衡时,下列说法正确的是 ( )
A.容器Ⅰ与容器Ⅱ中,C的浓度2cⅠ<cⅡ,转化率αⅠ>αⅡ
B.容器Ⅰ与容器Ⅱ中,B的体积分数VⅠ%>VⅡ%,反应能量变化2QⅠ=QⅡ
C.容器Ⅱ与容器Ⅲ为等效平衡,B的体积分数VⅡ%=VⅢ%,转化率αⅢ+αⅡ=1,反应能量变化QⅡ+QⅢ=2Q
D.平衡常数的关系为:=KⅡ
4.[2026福建莆田一中月考]一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。起始时容器甲、丙容积都是V,容器乙、丁容积都是,如图所示;向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温;向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换),在相同温度下开始反应,并分别达到平衡状态。
图1 恒压状态 图2 恒容状态
下列说法错误的是 ( )
A.SO2的质量分数:甲<乙
B.平衡常数K:甲=丙>乙
C.反应达到平衡所需时间t:丙>丁
D.若想使甲达到与乙相同的平衡状态,可以向内推动甲的活塞
答案与分层梯度式解析
第二章 化学反应速率与化学平衡
专题专项练
专题强化练3 利用等效平衡思想分析化学平衡
1.B 甲与丙为完全等效平衡,平衡时甲、丙容器中c(NO2)、N2O4的百分含量都相等,甲、丙容器中的反应是从正、逆两个方向建立的等效平衡,平衡时甲中NO2的转化率与丙中N2O4的转化率之和为100%(解题技法),但不一定相等,乙相当于对甲加压,2NO2(g) N2O4(g)平衡正移,N2O4百分含量增大,A、C错误,B正确;丙中发生反应N2O4 2NO2,温度不变,K不变,即不变,D错误。
2.D 乙为绝热容器,反应放热导致温度升高,生成的n(C)减少,p<1.6,A正确;甲容器起始时C为2 mol,平衡时C分解0.4 mol,生成0.4 mol A和0.2 mol B,K===80,B正确;甲中C的转化率为×100%=20%,若丙为恒温恒容,则丙与甲达到的平衡等效,而丙为恒温恒压,则平衡时丙中压强大于甲,平衡正向移动,平衡时丙中A的转化率大于80%(易错点),因此,甲中C的转化率和丙中A的转化率之和大于1,C正确;甲吸热量Q甲=0.2a kJ,丙中A的转化率大于80%,丙放热量Q丙>×80%a kJ=2.4a kJ,则Q甲+Q丙>0.2a kJ+2.4a× kJ=a kJ,D错误。
3.C 容器Ⅱ相当于容器Ⅰ加压,使体积变为原来的一半,平衡正移,C的浓度2cⅠ<cⅡ,转化率αⅠ<αⅡ,B的体积分数VⅠ%>VⅡ%,反应能量变化2QⅠ<QⅡ,A、B错误;容器Ⅱ与容器Ⅲ为等效平衡,平衡时各物质的浓度相同,所以B的体积分数相等,αⅢ+αⅡ=1,能量变化QⅡ+QⅢ=2Q,C正确;对于给定化学方程式的化学反应,平衡常数K只与温度有关,容器Ⅰ、容器Ⅱ的温度相同,K相等,D错误。
4.D 甲为恒温恒压容器,乙为绝热恒压容器,随反应进行温度升高,达到平衡时,温度乙>甲,升高温度平衡逆向移动(易错点),则SO2的质量分数:甲<乙,平衡常数K:甲>乙,甲、丙为恒温容器,平衡常数K:甲=丙,A、B正确;丙和丁若都是恒温恒容容器,则两者中反应达到的平衡互为等效平衡,但丁为绝热恒容容器,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越大,达到平衡所需的时间越短,则达平衡所用的时间:丙>丁,C正确;由A项分析可知,平衡时SO2的质量分数:甲<乙,若想使甲达到与乙相同的平衡状态,即平衡逆向移动,需减压,应向外拉动甲的活塞,D错误。
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