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等效平衡专题练习含答案


等效平衡专题讲练
一 等效平衡的的含义 化学平衡状态的建立与条件有关,与途径无关。对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压) 下,以不同投料方式(即无论从正反应、逆反应或从正、逆两个方同时开始)进行反应,只要达到平衡 时相同组分在各混合物中的百分含量((体积分数、物质的量分数、质量分数)相等,这样的化学平衡即 互称为等效平衡。 等效平衡包括两种情况,一是两个平衡

状态完全相同的等同平衡,二是同种物质的百分含量相同,但其 物质的量等不同的两个平衡体系。 一、可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡(体积可变的反应) 结论:等温等容,只要对应物起始量等物质的量,平衡时对应物就能同浓度、同百分含量、同转化率、 同反应速率。记为:等温等容等摩。 若 aA(g) + bB(g) cC(g) Ⅰ a mol Ⅱ x b mol y 0 z

Ⅰ、Ⅱ要达成相同平衡必须满足的条件是 x + z ?

a b = a 和 y + z? = b c c

【例】在一个体积固定的密闭容器中加入 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 a mol· L 1。若维持容器体积和温度不变,按 - 下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为 a mol· L 1 的是( D ) A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD 二、可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡(或恒温恒容下的体积不变的反应) 结论:等温等压,只要对应物起始量等物质的量之比,平衡时对应物就能同浓度、同百分含量、同转化 率、同反应速率。记为:等温等压等摩尔比。 若 aA(g) + bB(g) cC(g) Ⅰ Ⅱ

【例 2】在一密闭的容器中充入 2mol A 和 1mol B 发生反应: 2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡后,C 的体积分数为 w%;若维持容器的容积和温度不变,按 起始物质的量 A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol 充入容器,达到平衡后,C 的体积分数仍为 w%,则 x 的值为( C ) A. 只能为 2 B.只能为 3 C. 可能为 2,也可能为 3 D. 无法确定 三、通过建立等效平衡中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小 【规律总结】对于气体参加的可逆反应,在温度恒定的条件下,涉及体积与压强以及平衡移动有关判断 的问题时,可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。这样能降低思维难度,具有变难为易、变抽象 为直观的作用。 【例 1】在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入 1g N2 和 1g H2,乙容器中充入 2g N2 和 2g H2。下列叙述中,错误的是( D ) A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后 N2 的浓度:乙>甲 C.H2 的转化率:乙>甲 D.平衡混合气中 H2 的体积分数:乙>甲 【例 2】 甲、乙两容器,甲的容积固定,乙的容积可变。在一定温度下,向甲中通入 3mol N2 和 4mol H2, 反应达到平衡时,生成 NH3 的物质的量为 amol。 (1)相同温度下,向乙中通入 2molNH3,且保持容积与甲相同,当反应达到平衡时,各物质的浓度 与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N2 和____mol H2。 (2)相同温度下,若向乙中通入 6mol N2 和 8mol H2,且保持压强与甲相等,当反应达到平衡时,生 成氨的物质的量为 b mol,则 a∶b______1∶2;若乙与甲的容积始终相等,达到平衡时,生成氨的物质的 量为 c mol,则 a∶c_____1∶2 (填“>”、“<”或“=”)。 答案: (1)2mol N2 和 1mol H2(2)平衡氨的物质的量物质的量 b=2a,所以 a∶b=1∶2 平衡时氨的物质的量物质的量 c>2a,即 a∶c<1∶2。 【例 3】 当温度一定时分别往下列容器中充入氢气和氮气,发生如下反应: B. 6molH2和2molN2 3H 2 ? N 2 2 NH 3 。A. 3m olH2 和1m olN2 (1)在恒容容器中 (2)在恒压容器中 充分反应达到平衡时,这两种情形下,氮气的转化率、各物质平衡浓度、平均相对分子质量怎样变化? 答案:(1) 氮气转化率 B > A 各物质平衡浓度 B > A 平均相对分子质量 B > A (2)氮气转化率 B = A 各物质平衡浓度 B = A 平均相对分子质量 B = A 【例 4】在一固定容积的密闭容器中充入 1 摩 NO2,建立如下平衡:2NO2 N2O4,测得 NO2 的转化率 为 a%,在其它条件不变下再充入 1 摩 NO2,待平衡建立时,又测得 NO2 的转化率为 b%,试问 a、b 值 的大小关系式为 。 【例 5】某温度下,在容积可变的容器中,反应 2A(g)+B(g) 2C(g) ,达到平衡时,A、B、C 的物质的量分别是 4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调 整,可使平衡右移动的是( ) A、均减半 B、均加倍 C、均增加 1mol D、均减少 1mol 【例 6】在恒温恒容条件下: (1)A容器中加入 1gSO2 和 1gO2 反应达到平衡,SO2 的转化率为a%,另一同温同容的B容器中加入 2 gSO2 和 2gO2 反应达到平衡,SO2 的转化率为b%,则a%_________b%。 (2)2HI H2+I2(气)平衡,增大 HI 的物质的量,平衡____________移动,新平衡后 HI 的分解率 ____________,HI 的体积分数____________。

a mol b mol
x y

0 z

a c = a Ⅰ、Ⅱ要达成相同平衡必须满足的条件是 b b y ? z? c x? z?
【例】.某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入 3 升 A 和 2 升 B,发生如下反应: 3A(气)+ 2B(气)=xC(气)+yD(气) 达到平衡时 C 的体积百分比为 m %,若维持温度,压强不变,将 0.6 升 A,0.4 升 B、4 升 C、0.8 升 D 作为起始物质充入密闭容器内,则达到平衡时 C 的体积百分比仍为 m%,则 x= 5n ,y= n 。(n 为自然数) 【例 1】可逆反应 A(g)+B(g) 2C(g)在固定容积的容器中进行,a. 如果向容器中充入 1mol A 和 1mol B, 在某温度下达到平衡; b. 若向容器中充入 1mol C, 在同样的温度下达到平衡: (1) C 物质平衡浓度 a > b (2) C 物质体积分数 a = b (3) A 物质的转化率 a = b (4)平衡时的反应速率 a > b

气体等效平衡练习

选择题(每题有 1~2 个正确答案) 1 .在一定温度下的固定容积的密闭容器中,当下列物理量不再变化时,表明反应: A(s) + 2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是 A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B 的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 2.在温度不变下,在恒压容器 a 与恒容容器 b 中,分别充入体积比为 1∶3 的 N2 和 H2。若开始时两 容器的体积相等,且在相同条件下达到平衡时,两容器中 N2 的转化率应当是 A.a 中大 B.b 中大 C.a、b 中一样大 D.无法判断 3.恒温条件下,将 NO2 装入带活塞的密闭容器中,当反应 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后,慢慢 压缩气体体积,下列叙述正确的是 A.若体积减小一半,则压强为原来的两倍 B.平衡向右移动,混合气体颜色一定会变浅 C.若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍 D.平衡向右移动,混合气体密度增大 4.在一定温度下,容器中加入 CO 和 H2O(g)各 1mol,发生反应: CO+H2O CO2+H2,达到平衡时生成 0.7mol 的 CO2,若其他条件不变,一开始就加入 4mol H2O(g), 则达到平衡可能生成的 CO2 是 A.0.6mol B.0.95mol C.1mol D.1.5mol 5.可逆反应 A(g)+B C(g)+D 达到平衡时,下列说法不正确的是 A.若增大 A 的浓度,平衡体系颜色加深,D 不一定是有颜色的气体 B.增大压强,平衡不移动,说明 B、D 必定是气体 C.升高温度,C 的百分含量减少,说明正反应是放热反应 D.若 B 是气体,增大 A 的浓度会使 B 的转化率增大 6.在一密闭容器中充入 1mol NO2,建立如下平衡:2NO2 N2O4,此时 NO2 的转化率为 x%,在 其他不变的情况下,再充入 1mol NO2,待新平衡建立时测得 NO2 的转化率为 y%,则下列大小关系正确 的是 A.x>y B.x=y C.x<y D.不能确定 7 .将 2molSO2 和 2molSO3 气体混合于容积一定的密闭容器中,在一定条件下发生反应: 2SO2 + O2 2SO3,达平衡时 SO3 为 n mol。在相同温度下,按下列配比在该容器中放入起始物质,达平衡时, SO3 的物质的量将大于 n mol 的是 A.2molSO2 和 1molO2 B.2molSO2、1molO2 和 2molSO3 C.4molSO2 和 1molO2 D.3molSO2、1molO2 和 1molSO3 8. 在四个同样密闭容器中发生反应: A(g)+3B(g) 2C(g), 在同一时间内测得容器内的反应速率: 甲为:v (A)=3 mol/(L· min);乙为 v (B)=4.5 mol/(L· min); 丙为 v (C)=4 mol/(L· min);丁为 v (A)=0.75mol/(L· s)。若其它条件相同,温度不同,则温度由低到高 的顺序是__________ _______。 9.一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中,可逆反应:A(g)+2B(g) C(g)达到平衡 时, c (A) = 2mol· L-1 , c (B) = 7mol· L-1 , c (C) = 3mol· L-1 。试确定 B 的起始浓度 c (B) 的取值范围是 ______________;若往容器中继续注入一定量的氦气(不参加反应) ,足够长的时间后,体系中 B 的物质 的量浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同) ,混合气体的密度_________。 10.在一定条件下,x A+y B z C 的反应达到平衡。 ( 1 )已知 A 、 B 、 C 都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则 x 、 y 、 z 之间的关系是 __________________;

(2)已知 C 是气体,且 x+y=z,在增大压强时,如果平衡发生移动,则平衡一定向_____________ 移动; (3) 已知 B、 C 是气体, 当其他条件不变, 增大 A 的物质的量时, 平衡不发生移动, 则 A 是_____________ 态物质。 (4)若加热后 C 的质量分数减少,则正反应是_________(填“放热”或“吸热” )反应。 11.有两只密闭容器 A 和 B。A 容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B 容器能保持恒 容。起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为 2∶1 的 SO2 和 O2 的混合气体,并使 A 和 B 容积相等(如下图所示) 。在保持 400℃的条件下使之发生如下反应:2SO2+O2 2SO3。试填写下列 空格:

(1)A 容器达到平衡时所需的时间比 B 容器__________;平衡时 A 容器中 SO2 的转化率比 B 容器 _______; (2)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气,A 容器中化学平衡 _________移动,B 容器中化学平衡__________; (3)达到(1)所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A 容器的混 合气体中 SO3 的体积分数_________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同) ;B 容器的混合气体中 SO3 的体 积分数_________。 12.在一容积固定的容器中通入 2 mol SO2 和 1mol O2 发生反应: 2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,就达到了化学平衡状态。若该容器中维持温度 不变,令 a、b、c 分别代表起始的 SO2、O2 和 SO3 的物质的量,如果 a、b、c 取不同的数值,它们必须满 足一定的相互关系,才能保持达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。 试填写下列空白: (1)若 a=0,b=0,则 c=______; (2)若 a=0.5mol,则 b=________,c=_________; (3)a、b、c 取值必须满足的一般条件是(请用两个不同的式子表示)____________ _______________________________________。 13.在一个固定的密闭容器中,保持一定的温度。发生反应 H2(g)+Br2(g)=2HBr(g).已知加入 1molH2 和 2molBr2 时达到平衡,生成 amolHBr,在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,填写表中 的空白 H2 起始 1mol + Br2 2mol =2HBr 0mol

到达平衡时,HBr 的量为 amol 1.若起始充入 H2 2mol,Br2 4mol,平衡后 HBr 物质的量是____________

2.若起始充入 HBr 1mol,则充入 H2 的量 x 与充入 Br2 的量之间的关系是____________

【答案】

1.BC 2.A 3.CD 4.B 5.B 6.C 7.BD 8.乙<丙<甲<丁(提示:温度越高,化学反应速率越快) 。 -1 -1 9.3mol· L ~13mol· L ;不变;增大。 10. (1)x+y>z; (2)逆反应方向; (3)固态或液态; (4)放热。 11. (1)短;大; (2)向逆反应方向;不移动; (3)不变;增大。

?a ? c ? 2 ?a ∶b ? 2 ∶1 ? 12. (1)2; (2)0.25,1.5; (3) ? ;? c b? ? 1 ?c? a ? 2 ? ? 2
1、2amol 因为起始充入 H2 2mol,Br2 4mol 与起始充入 1molH2 和 2molBr2 时达到平衡为等效平衡故平衡时 HBr 的体积分数相等为 a/3(因为气体体积不变)所以,充入 H2 2mol,Br2 4mol,平衡后 HBr 的体积分数为 X/(2+4)=a/3 X=2amol 2、设 Br2 的量为 Y 则有 x+0.5/Y+0.5=1/2 可得 Y 与 x 的关系 1、(恒温恒容)在 450℃、101Pa 条件下,可逆反应:2SO2+O2 2SO3 由以下三种情况建立平衡: ①2 摩 SO2+1 摩 O2 → 平衡Ⅰ ②2 摩 SO3 → 平衡Ⅱ ③a 摩 SO2+b 摩 O2+c 摩 SO3 → 平衡Ⅲ 问:(1)前两种反应①和②达到平衡时,体系中各物质的体积分数是否相等? (2)若③达到平衡时,体系中各物质的体积分数与①相同,则 a,b,c 应满足什么条件? 2、某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入 3 升 A 和 2 升 B,发生如下反应: 3A(气)+2B(气) xC(气)+yD(气) 达到平衡时 C 的体积百分比为 m %,若维持温度,压强不变,将 0.6 升 A,0.4 升 B、4 升 C、0.8 升 D 作为起始物质充入密闭容器内,则达到平衡时 C 的体积百分比仍为 m%,则 x= ,y = 。


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