内容正文:
等效平衡解题
训练一
1. 恒温恒压下,在容器可变的容器中,反应2NO2N2O4,达到平衡后再向容器中通人一定量NO2,又达到平衡NO2的体积分数
A. 不变 B. 增大 C. 减小 D.无法判断
2. 某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol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做如下调整,可使平衡右移的是
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol
3.在一密闭容器中,反应aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则( )
A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数减少了 D.a>b
4.一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);△H<0。现将1mol A和2molB加入甲容器中,将4 mol C和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是
图1 图2 图3
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均减小
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
5.在恒温、恒容的密闭容器中,发生如下发应: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
6.可逆反应A(g)+B(g) 2C(g),在固定容积的容器中进行。若向容器中充入1 molA和1 mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,若向容器中充入2 molA和3 mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%则m和n的正确关系为 ( )
A . m>n B. m<n C . m=n D. 无法比较
7.高温高压和使用催化剂的条件下,在密闭容器中发生如下反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),若开始时只充入a mol CH3OH气体,达到平衡时,混合物的压强比起始时增大了70%;若开始时充入a mol CO和2a mol H2的混合气体,达到平衡时H2转化率为( )A.30% B.35% C.65% D.70%
8. 在体积固定的密闭容器中充入3 molA和1 mol B发生反应3A(g)+B(g) xC(g),达平衡后C在平衡混合气中的体积分数为w,若维持温度和体积不变,按1.2 molA、0.4 molB、0.6 molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为w,则x值是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
9.在某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达平衡时,A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、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做如下调整,可使平衡右移的是( )
A均减半 B 均加倍 C 均增加1mol D 均减少1mol
10、在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应
2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为w mol·L-1,若维持容器的体积和温度不变,按下列四种配比方案作为反应物,达平衡后,使C的浓度仍为w mol·L-1的配比是( )
A.4 mol A+2 mol B B.3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol B
C.3mol C+1 mol D+1 mol B D.3 mol C+1 mol D
11.在密闭容器中,aA(气)bB(气)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加1倍,当达到新平衡时,B的浓度是原来的60%,下列说法正确的是:
A.平衡逆正反应方向移动了; B.物质A的转化率减少了;
C.物质B的质量分数增加了; D.a>b;
12.在一固定体积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应H2(g)+ I2(g) 2HI(g)已知加入1 mol H2(g)和2 mol I2(g)时,达到平衡后生成a mol HI(g)。在相同体条件下,保持平衡时各组分的体积分数不变,根据下表编号①-③的状态填空
已知
编号
起始状态物质的量n/mol
平衡时HI(g)的物质的量n/mol
H2(g)
I2(g)
HI(g)
1
2
0
a
①
2
4
0
②
1
0.5a
③
m
g(>2m)
13.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行如下反应
A(g)+2B(g) 3C(g),已知起始时加入1 molA(g)和3 mol B(g),达平衡后,生成a mol C(g).
(1) 当反应达到平衡时,C(g)在反应混合气中的体积分数为___________(用字母a表示)
(2) 相同实验条件下,若在同一容器中改为开始加入2 molA和6 mol B,达平衡时 C的物质的量_______mol(用字母a表示)。此时C在反应混合物中的体积分数为_____________(填“增大”、“减少”、或“不变”).
(3) 相同实验条件下,若在同一容器中改为开始时加入2molA和8mol B,达平衡时,要求C在混合物中体积分数与(2)相同,则开始时还需加入___________molC
(4) 若同一容器中加入n molA和3n mol B,则平衡时C的物质的量为m mol 。若改变实验条件,可以使C的物质的量在m-2m间变化,则n与m的关系是____________________(用字母关系表示)
14、在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(摩)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c=____________
(2)若a=0.5,则b= c=
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):
训练二
(
催化剂
△
)1、向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),发生反应
CO+H2O(g) CO2+H2当反应达到平衡时,CO的体积分数为x。若维持容器的体积
和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分子大于x的是 A、0.5mol CO+2mol H2O(g)+1mol CO2+1mol H2
B、1mol CO+1mol H2O(g)+1mol CO2 +1mol H2
C、0.5mol CO+1.5mol H2O(g)+0.4mol CO2+0.4molH2
D、0.5mol CO+1.5mol H2O(g)+0.5molCO2+0.5mol H2
2、在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2,发生如下反应:
2NO2(g) N2O4(g);△H<0。达平衡后再向容器中充入amol NO2,再次达到平衡后,与原平衡比较,下列叙述不正确的是
A.相对平均分子质量增大 B.NO2的转化率提高
C.NO2的质量分数增大 D.反应放出的总热量大于原来的2倍
3、已知甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器。初始时,两容器的温度、体积相同,两容器中均充入2molSO2和lmolO2,且发生反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H<0;当两容器都达到平衡后,为使两者中的SO2在平衡混合物中的物质的量分数相同,下列措施中不可行的是
A.向甲容器中再充人一定量的氦气 B.向乙容器中再充人2mol的SO3气体
C.适当降低乙容器的温度 D.缩小甲容器的体积
4、将4mol SO2与2 mol O2的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,在相同温度下,使其均达到平衡状态。甲是恒压容器,乙是恒容容器。甲容器达到平衡状态时,测得混合气体的物质的量为4.2mol;乙容器经50s达到平衡状态。请回答:
(1)甲容器达到平衡时SO2的转化率是 ,其所需时间 50s(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)达到平衡状态后,要使甲、乙两容器中SO2物质的量相等,可采取的措施是 (填字母)。
A.保持温度不变,适当扩大甲容器的容积
B.保持容积不变,使乙容器升温
C.保持容积和温度不变,向乙容器中加入适量SO3(g)
D.保持容积和温度不变,向甲容器中加入适量SO3(g)
5、t℃时,将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应3A(G)+B(x)xC(g),2min时反应到达平衡状态(温度不变),此时容器内剩余了0.8mol B,并测得C的浓度为0.4mol·L-1。请填写下列空白:
(1)从反应开始到平衡状态,生成C的平均反应速率为____________________。
(2) x = ____。
(3)若向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B) = ___________mol。
(4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是______(填字母)。
A.均减半 B.均加倍
C.均增加0.4 mol D.均减少0.4 mol
(5)如果上述反应在相同温度和容积的容器中进行,起始加入3 molA和3mol B,达到平衡时A的体积分数为a%。其它条件不变时,按下列配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a%的是 (填字母)。
A .2 molC B.1molA、3molB和4molC
C.1mol B和4molC D.6molA和2molBB
6、I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(气)+B(气) C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为
mol.
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol.
(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,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 (选择一个编号)
(甲)大于2mol (乙)等于2mol
(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是 。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的体积分数是
。
II.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较 (选填一个编号)。
(甲)a<b (乙)a>b
(丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小
7、在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:
A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1molA和3molB且达到平衡后,生成了a molC。
(1)达到平衡时,C在反应混合气中的体积分数是 (用含字母a的代数式表示)。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B,达到平衡后,C的物质的量为 mol(用含字母a的代数式表示)。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B,若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同,则还应加入C mol。
(4)在同一容器中加nmolA和3n molB,则平衡时C的物质的量为mmol,若改变实验条件,可以使C的物质的量在m~2m间变化,那么,n与m的关系是_____________。(用字母n、m关系式表示)
8、在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行如下反应:
H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平衡后,生成了a mol HBr。在相同条件下,若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为x mol、y mol、z mol(均不为0)且保持平衡时,各组分百分含量都不变。以下推断中一定正确的是
①x,y,z应满足的关系为:4x+z=2y
②达到平衡时HBr的物质的量为(x+y+z)/3 a mol
③达到平衡时HBr的物质的量为a mol
④x、y、z应满足的关系为x+y=z
A.①② B.②③
C.③④ D.①②③
训练一参考答案:
1A 2C 3A 4D 5C 6 A 7C 8A 9C 10D 11C
14(1)2 (2)0.25 1.5 (3)a+c=2 2b+c=2
训练二参考答案:
1B 2 C 3D
4、(1)90%;小于 (2)A、D
5、 (1)0.2mol·L-1·min-1 (2)4 (3)0.8+0.2a
(4)D (5)A、C、D
6、(1)(1—a) (2)3a (3)2;3-3a;丁
若3a>1,B的物质的量小于2mol;
若3a=1,B的物质的量等于2mol;
若3a<1,B的物质的量大于2mol
(4)a/(2-a) (5)乙
7、(1)25a% (2)2a 不变 (3)6
解析:(1)根据反应方程式,由生成了amolC,可知A反应了a/3mol,B反应了 2a/3mol,平衡时A为(1-a/3)mol,B为(3-2a/3)mol,C为amol,可计算出C的体积分数为25a%。(2)本题达平衡时与(1)小题达平衡时,互为等效平衡。则相同组分的体积分数相同,C的物质的量为2amol。(3)据恒温恒容下反应前后气体分子数不变的同一可逆反应的等效平衡规律,即通过反应的化学计量数比换算(极限假设转换)成反应式同一侧的反应物或生成物,其物质的量之比相同,二平衡等效,可设加入C xmol,xmolC完全换算成A、B后共有(2+x/3)molA,(8+2x/3)molB,由(2+x/3):(8+2x/3)=1:3,解得x=6。
(4)n>[2/3]m
8、 A
题目要求:平衡时各组分百分含量都不变。应是等效平衡。本题的特点:反应前后气体的物质的量不变,如对体系加压(或减压),或者按比例加大(或减小)各反应物物质的量,平衡不会发生移动,各物质的质量分数保持不变(浓度要发生改变),即本题中加入各物质如果完全转化为Br2和H2,只要满足Br2和H2的物质的量比为2∶1就与原平衡相同。
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