《化学反应的限度第三课时》习题3

化学反应的限度第三课时化学反应的限度第三课时 习题习题 知识巩固知识巩固 一 等效平衡的含义 在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对 可逆反应体系 起始时加入物质的 而达到化学平衡时 同种物质的 这样的平衡称为等效平衡 二 等效平衡的分类 1 对于恒温 恒容条件下的体积可变的反应 如果按方程式中的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量与对应组分的 起始加入量 则建立的化学平衡状态是等效的 结果 达到平衡后 各组分的 及各组分的 都是相等的 例如 一定条件下的可逆反应 2SO2 O2 2SO3 催化剂 2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0 5 mol0 25 mol1 5 mol 上述三种配比 按方程式的计量关系均转化为反应物 则SO2均为2 mol O2均为1 mol 三者建立的平衡状态完全相同 2 对于恒温 恒容条件下的体积不变反应以及恒温 恒压的可逆反应 无论体积可变或不 变 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 其 与对应组分 的起始加入量比相同 则建立的化学平衡状态是等效的 结果 达到平衡后 各组分的 但各组分的浓度 例如 H2 g I2 g 2HI g 1 mol1 mol0 mol 2 mol2 mol1 mol 上述两种配比 按方程式中化学计量关系均转化为反应物 两种情况下H2 g 与I2 g 的物质 的量比均为1 1 因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的 针对练习针对练习 一 恒温 恒容下体积可变反应的等效平衡 1 在恒温 恒容的条件下 有反应2A g 2B g C g 3D g 现从两条途径分别 建立平衡 途径 A B的起始浓度均为2 mol L 1 途径 C D的起始浓度分别为2 mol L 1和6 mol L 1 以下叙述正确的是 A 两途径最终达到平衡时 体系内混合气体的百分组成相同 B 两途径最终达到平衡时 体系内混合气体的百分组成不同 C 达到平衡时 途径 的反应速率v A 等于途径 的反应速率v A D 达到平衡时 途径 所得混合气体的密度等于途径 所得混合气体的密度 2 在一定温度下 把1 mol N2和3 mol H2通入一个固定容积的密闭容器里 发生如下反 应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 当此反应进行到一定程度时 反应中的混合物就处 高温 高压 催化剂 于化学平衡状态 现在该容器中 维持温度不变 令a b c分别代表初始时加入的N2 H 2和NH3的物质的量 mol 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 二 恒温 恒容下体积不变反应的等效平衡 3 已知H2 g I2 g 2HI g H0 现有甲 乙两 容积相等且固定的密闭容器 在保持该温度下 向密闭容器甲中通入1 mol X和2 mol Y 达平衡状态时 放出热量b kJ 向密闭容器乙中通入2 mol X和4 mol Y 达平衡状态时 放出热量c kJ 且2b c 则下列各值关系正确的是 A a bB 2a3D mnB mc3B a b 92 4 C 2p21 8 某温度下 把1 mol N2和3 mol H2通入一个容积可变的密闭容器里 发生反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 反应达到平衡状态 测得NH3为s mol 若保持温度和压强不 高温 高压 催化剂 变 用m n p代表初始加入N2 H2 NH3的物质的量 只改变m n数值 达到平衡时各 组分的质量分数不变 请填写表中编号为 1 3 各状态空格内数据 初始状态 mol 编号 N2H2NH3 平衡状态NH3的物质 的量 mol 已知130s 1 004 2 03s 3 0 10 25s 9 在一定温度下 4 mol A和5 mol B通入一个定容的密闭容器里 发生反应4A g 5B g 6C g 当此反应进行到一定程度时 达到平衡状态 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A B C的物质的量 如果a b c取不同的数值 它们必须满 足一定的关系 才能保证达到平衡时 反应混合物中三种物质的质量分数仍跟上述平衡时 完全相同 请填写下列空白 1 若a 0 mol b 0 mol 则c 2 若a 1 mol 则b c 参考答案参考答案 知识巩固 一 同一 物质的量不同 百分含量相同 二 1 相同 百分含量 浓度 2 物质的量比 百分含量相同 并不一定相同 针对练习 1 A 解析 该反应前后化学计量数之和相等 则途径 极值等比 符合等效平衡的特征 但 的浓度较大 相当于4 mol L 1的A和4 mol L 1的B 故 中速率大 密度大 2 1 2 2 1 5 1 3 0 5c a 1 1 5c b 3 解析 1 1 mol N2和3 mol H2折算成NH3为2 mol 故c 2 2 a 0 5 与题干中1 mol N2相比还差0 5 mol 则c mol NH3折算后应该生成0 5 mol N2 同时生成1 5 mol H2 故c 1 要求H2折算后为3 mol 还缺1 5 mol 故b 1 5 3 将c mol NH3折算为N2和H2分别是0 5c mol N2和1 5c mol H2 则0 5c a 1 1 5c b 3 3 C 解析 在相同体积和温度的条件下 甲 乙两容器是等效体系 平衡时两容器中各组分 的浓度相同 若提高相同的温度 甲 乙两体系平衡移动的情况相同 若向甲中加入一定 量的He 平衡不移动 若向甲中加0 1 mol H2和向乙中加0 1 mol I2 甲 乙两体系平衡移 动的效果相同 而降低甲的温度会使平衡向正向移动 HI的平衡浓度增大 4 A 解析 将选项中的各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行对比分 析 起始时物质的量 mol 2A g B g 3C g 平衡时 A 已知 2 2 0 a 0 a 4 3 2 3 2 1 0 a 0 1时 必然A的体积分数增加 A a 如选项 当n A n B 1时 B的体积分数增加 A m B选项正确 3 D 解析 由题意可知 是在恒温 恒容下的等效平衡 应满足投料相等 利用极限转化法 可将各项中物质转化成第一种情况中NH3的物质的量来比较 A 1 mol NH3 3 mol H2 B 2 mol NH3 1 mol N2 C 2 mol NH3 1 mol N2 D 2 mol NH3 故答案为D 4 C 5 C 解析 这是一道关于在恒温 恒容条件下的等效平衡问题 应该包括两种情况 若x等于 3 则这一反应是一个前后气体体积不变的类型 因此只要满足第二种投料方式中按化学计 量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与第一种投料方式相等即可达到等 效平衡 若x不等于3 则须满足第二种投料方式中通过可逆反应的化学计量数比换算成平 衡式左右两边同一边物质的物质的量与第一种投料方式完全相同 才能使两平衡等效 6 C 解析 由于压强改变对平衡移动无影响 故平衡后A的体积分数只与起始加入的A B物 质的量之比有关 假设反应都向逆反应进行到底 按四种配比加入起始物质 可等效转换 成起始加入A B的物质的量之比为 A n A n B 2 1 B n A n B 2 1 C n A n B 1 2 D n A n B 1 1 平衡后A的体积分数为a 时 起始加入的A B物质的量之比为1 1 若平衡后A的体积分 数小于a 则起始加入A B的物质的量之比应小于1 1 点拨 等效平衡问题一般涉及的是气体参加的反应 解决问题时同学们容易出现下面两 个错误 1 忽略了反应条件对等效平衡的限制作用 2 不注意反应类型的特殊性 即等体积反应和非等体积反应的等效平衡建立的限制条件是 不同的 7 B 解析 采用 一边倒 的方法知甲 乙是两个相同的装置 且甲中生成的NH3与乙中分解 的NH3的和为2 mol 则B项正确 此时c1 c2 1 2 1 而丙中加入的NH3是乙中的两倍 开始时c3 2c2 但丙中压强亦是乙中的两倍 增大压强 平衡正向移动 则平衡时2c1p3 A C错误 增大压强 不利于NH3的分解 则 2 3 故 1 3 1 D错误 8 1 2s 2 3 9 3 0 3 0 3 解析 本题为恒温 恒压条件下达成等效平衡的问题 必须按照恒温 恒压等比例的规 律进行求算 即把所加入的物质进行换算 如换算为N2 H2的物质的量后只要再符合 n N2 n H2 即符合题意 1 3 具体计算可参考下列方法进行 N2 g 3H2 g 2NH3 g 高温 高压 催化剂 初始 m n p 换算 m n p 0 p 2 3 2 1 m 0 n 0 p 4得 m 2 n p 6 n N2 n H2 均为已知的2倍 所以平衡时 p 2 3 2 n NH3 2s mol 2 平衡时n NH3 3s mol n N2 n H2 均为已知的3倍 则有 m 3 n p 9 代 p 2 3 2 入p 0 得 m 3 n 9 3 平衡时n NH3 0 25s mol n N2 n H2 均为已知的0 25倍 则有 m n p p 2 1 4 3 2 3 4 代入m 0 1 得p 0 3 n 0 3 9 1 6 mol 2 1 25 mol 4 5 mol