等效平衡、平衡图像复习

等效平衡 化学平衡图像等效平衡 化学平衡图像 一 等效平衡一 等效平衡 例题 1 在一个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 已知起始时加入 1mol H2和 2mol I2 g 当达到平衡时 H2的体积分数为 下列四种情况分别 投入上述容器 且始终保持原温度 平衡时 H2的体积分数也为 的是 A 2 mol H2 g 和 1 mol I2 g B 3 mol HI g C 2 mol H2 g 和 2 mol I2 g D 1 mol I2 g 和 2 mol HI g 解析 等温等容条件下 对于反应前后气体物质的量不变的反应 经过等价转化只要最初加入的物质 的量之比与原平衡相等 就会建立等效平衡 平衡时各物质的体积分数相同 题干起始 n H2 n I2 1 2 A 起始 n H2 n I2 2 1 不能建立等效平衡 故 A 错误 B 加 3 mol HI g 相当于起始加入 1 5 mol H2 g 和 1 5 mol I2 g n H2 n I2 1 1 不能建立等效平衡 故 B 错 误 C 起始 n H2 n I2 1 1 不能建立等效平衡 故 C 错误 D 起始加入 1 mol I2 g 和 2 mol HI g 相当于起始加入 1 mol H2和 2 mol I2 g n H2 n I2 1 2 能建立等效平衡 故 D 正确 变式训练 1 在恒温恒容条件下 将 4molA 和 2molB 放入一密闭容器中 2A g B g 2C g D s 达到平衡时 C 的体积分数为 a 在相同条件下 按下列配比分别投放 A B C D 达到平衡 时 C 的体积分数不等于 a 的是 A 4mol 2mol 0mol 2molB 2mol 1mol 2mol 2mol C 2mol 1mol 2mol 1molD 2mol 1mol 0mol 1mol 变式训练 2 在一固定体积的密闭容器中加入 2mol A 和 1mol 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 BB 3 mol C 1 mol D 2mol A 1 mol B C 3mol C 1 mol D 1 mol BD 3 mol C 1 mol D 变式训练 3 在一密闭容器中 充入 3mol A 和 1mol B 发生反应 3A g B g xC g 达平衡 后 C 的物质的量分数为 w 若体积 温度都不变 按 0 9mol A 0 3mol B 和 1 4mol C 为起始物质 达 平衡后 C 的物质的量分数也为 w 则 x 的值是 A 5B 3C 2D 4 例题 2 向一固定体积的密闭容器中通入 a mol N2O4气体 在密闭容器内发生反应 N2O4 g 2NO2 g 达到平衡时再通入 a mol N2O4气体 再次达到平衡时 与第一次达平衡时相比 N2O4的转化 率 A 不变B 增大C 减小D 无法判断 解析 恒温恒容条件下 投料等比增加同增压 判断平衡 指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平 衡 而不是原平衡 增大压强平衡向左移 转化率降低 变式训练 1 工业上用 CO 与 H2合成甲醇 CO g 2H2 g CH3OH g H 90 8kJ mol 300 时 在容积相同的 3 个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的 有关数据如下 下列说法正确的是 容量甲乙丙 反应物投入量1molCO 2molH21mol CH3OH2mol CH3OH CH3OH 的浓度 mol L c1c2c3 反应的能量变化a kJb kJc kJ 体系压强 Pa P1P2P3 平衡时 数据 反应物转化率 1 2 3 A 2c1 c3B a b 90 8C 2P2 P3D 1 3 1 变式训练 2 一定条件下存在反应 CO g H2O g CO2 g H2 g H QkJ mol 现有三个 相同的 2L 恒容绝热 与外界没有热量交换 密闭容器 在 I 中充入 1molCO 和 1molH2O 在 中充入 1molCO2和 1mol H2 在 中充入 2molCO 和 2molH2O 700 条件下开始反应 达到平衡时 上述三个过程对应的能量变化值分别为 Q1 Q2 Q3 下列说法正确的是 A 2Q1 2Q2 Q3 B 容器 中 CO 的百分含量比容器 中 CO 的百分含量高 C 容器 中反应的平衡常数比容器 中反应的平衡常数小 D 容器 中 CO 的转化率与容器 中 CO2的转化率之和等于 1 变式训练 3 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6kJ mol 1 在相同温度和体积均为 1L 的四 个密闭容器中 保持温度和容积不变 以四种不同的投料进行反应 平衡时有关数据如下 下列关系正 确的是 容器甲乙丙丁 起始加入量2mol SO2 1mol O21mol SO2 0 5mol O22mol SO32mol SO2 2mol O2 反应放出 吸收的热量 kJabcd 平衡时 c SO3 mol L 1efgh A a 2b e 2fB a c e gC a d e hD c 98 3e 196 6 例题 3 甲 乙两个容器中最初存在的物质及数量如图所示 两个容器最初的容积相等 温度相同 反 应中甲的容积不变 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 B 平衡时 N2O4的百分含量 乙 甲 C 平衡时甲中的压强与乙中的压强 甲 乙 D 平衡时混合物的平均相对分子质量 甲 乙 解析 甲 乙存在平衡 2NO2 N2O4 该反应为气体物质的量减小的反应 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 A 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 但平衡移动的结果是降低 NO2浓度增大 不会消除增大 故平 衡时容器内 c NO2 的大小顺序为乙 甲 故 A 正确 B 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 故 B 正确 C 甲 乙存在平衡 2NO2 N2O4 该反应为气体物质的量减小的反应 故甲中压强减小 乙中压强不变 所以平衡时甲中的压强与乙中的压强 甲 乙 故 C 错误 D 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 总的物质的量减小 乙中平均摩尔质量解得 故平衡时混合物的平均相对分子质量 乙 甲 故 D 错误 变式训练 1 如图所示 隔板 I 固定不动 活塞 可自由移动 M N 两个容器中均发生反应 A g 3B g 2C g H 192kJ mol 1 向 M N 中 都通入 x mol A 和 y mol B 的混合气体 初始 M N 容积相同 保持温度不变 下列说法正确的是 A 平衡时 A 气体在两容器中体积分数可能相等 B 若 x y 1 2 则平衡时 M 中的转化率 A B C 若 x y 1 3 当 M 中放出热量 172 8 kJ 时 A 的转化率为 90 D 若 x 1 y 3 则达到平衡时反应物的转化率 N M 变式训练 2 当温度不变的情况下 有反应 2A g 2B g C g 3D g H 0 现将 2mol A 和 2mol B 充入体积为 V 的甲容器 将 2mol C 和 6mol D 充入乙容器并使乙容器在反应开始前体积为 2V 如图 1 关于两容器中反应的说法正确的是 A 甲容器中的反应先达到化学平衡状态 B 两容器中的反应均达平衡时 平衡混合物中各组分的 体积百分组成相同 混合气体的平均相对分子质量也相同 C 两容器达平衡后升高相同的温度 两容器中物质 D 的 体积分数随温度变化如图 2 所示 D 在甲容器中再充入 2molA 和 2molB 平衡后甲容器中物质 C 的浓度是乙容器中物质 C 的浓度的 3 倍 变式训练 3 在温度 初始容积相同的两个密闭容器中 按不同方式投入反应物 如图所示 发生如 下反应 3X g Y g 2Z g H 0 保持温度不变 测得平衡时的有关数据如下 恒容容器甲恒压容器乙 X 的物质的量 mol n1n2 Z 的体积分数 1 2 下列说法正确的是 A 平衡时容器乙的容积一定比反应前小B n2 n1 C 平衡时容器甲的压强一定比反应前小D 2 1 二 化学平衡图像 例题 4 根据下列有关图象 说法正确的是 A 由图 知 反应在 T1 T3处达到平衡 且该反应的 H 0 B 由图 知 反应在 t6时 NH3体积分数最大 C 由图 知 t3时采取降低反应温度的措施 D 在 10L 容器 850 时反应 由图知 到 4min 时 反应放出 51 6kJ 的热量 解析 A 由图 知 反应在 T1 T3处反应物和生成物的体积分数相对但反应不一定达到平衡 T2 T3 升高温度 反应物体积分数增大 生成物体积分数减小 平衡向逆反应方向移动 所以正反应是放热反 应 H 0 故 A 错误 B 由图 知 t2时刻正逆反应速率都增大且相等 改变的条件是加入催化剂 平衡不移动 t3时刻正逆反应速率都减小 且逆反应速率大于正反应速率 改变的条件是减小压强 平衡 向逆反应方向移动 t5时刻正逆反应速率都增大 且逆反应速率大于正反应速率 改变的条件是升高温度 平衡向逆反应方向移动 所以反应在 t1时 NH3体积分数最大 故 B 错误 C 由图 知 t3时刻正逆反 应速率都减小 且逆反应速率大于正反应速率 改变的条件是减小压强 故 C 错误 D 该反应是一个放 热反应 1molCO 完全转化时放出 43KJ 能量 当转化 0 30 0 18 mol L 10L 1 2molCO 时放出 51 6kJ 的热量 故 D 正确 例题 2 下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律图象 其图象和实 验结论表达正确的是 注 中的反应式为 A g 3B g 2C g 中的反应式为 A g B g 2C g 中的反应式为 A g 3B g 2C g 中的反应式为 A g B g 2C g A 是其它条件一定时 反应速率随温度变化的图象 正反应 H 0 B 是其它条件一定时 化学平衡常数随温度的变化图象 正反应 H 0 C 是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象 a 是使用催化剂的曲线 D 是一定条件下 向含有一定量 A 的容器中逐渐加入 B 时的图象 压强 p1 p2 解析 A 升高温度 化学平衡向吸热方向移动 正逆反应速率都增大 正反应速率大于逆反应速率 化学平衡向正反应方向移动 所以正反应是吸热反应 即正反应 H 0 故 A 错误 B 升高温度 平 衡向吸热方向移动 平衡常数随着温度的增大而增大 说明平衡向正反应方向移动 正反应是吸热反应 即正反应 H 0 故 B 错误 C 催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡 只是缩短反应到达平衡的时间 反应物的体积分数不变 故 C 正确 D 一定条件下 向含有一定量 A 的容器中逐渐加入 B 时 平衡向正反应方向移动 能提高 A 物质的转化率 该反应是一个反应前后气体 体积不变的化学反应 增大压强 平衡不移动 故 D 错误 变式训练 1 可逆反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 在一定条件下达到平衡状态 时间为 t1时改变条件 化学反应速率与反应时间的关系如图所示 下列说法正确的是 A 维持温度 容积不变 t1时充入 SO3 g B 维持压强不变 t1时升高反应体系温度 C 维持温度 容积不变 t1时充入一定量 Ar D 维持温度 压强不变 t1时充入 SO3 g 变式训练 2 有关下列图象的说法正确的是 A 曲线图 可以表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化 B 根据图 判断 物质 A 反应生成物质 C 的 H 0 C 曲线图 可表示向一定量的硫酸溶液中滴加一定浓度氢氧化钠溶液时的 pH 值变化 D 开关 K 置于 A 或 B 处均可减缓铁的腐蚀 变式训练 3 如图是达到平衡后 外界条件变化时 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 反应速率 的变化情况 v 表示正反应速率 v 表示逆反应速率 下列说法中正确的是 A t1时改变的条件是增大体系的压强 B t2时改变的条件是减小压强 C t3时改变的条件是升高温度 D t4时改变的条件是使用了催化剂 变式训练 4 下列图示与对应的叙述相符的是 ABCD A 表示在恒容密闭容器中 恒温条件下发生的可逆反应 2NO2 g N2O4 g 各物质的浓度与其消耗 速率之间的关系 其中交点 A 对应的状态为化学平衡状态 B 曲线表示反应 2A g B g 2C g H 0 正 逆反应的平衡常数 K 随温度的变化 C 表示对反应 2X g Y g Z s 3W g H 0 在 t1 时刻增大压强 D 表示常温下 稀释 HA HB 两种酸的稀溶液时 溶液 pH 随加水量的变化 则同浓度的 NaA 溶液的 pH 小于 NaB 溶液 pH 变式训练 5 某化学科研小组在其他条件不变时 改变某一条件对反应 可用 aA g bB g cC g 表示 的化学平衡的影响 得到如下图象 图中 p 表示压强 T 表示温度 n 表示物质的量 表 示平衡转化率 根据图象 下列判断正确的是 A BC D A 如图反应 若 p1 p2 则此反应只能在高温下自发进行 B 如图反应 此反应的 H 0 且 T1 T2 C 如图反应 表示 t1时刻一定是使用催化剂对反应速率的影响 D 如图反应 表示 t1时刻增大 B 的浓度对反应速率的影响 变式训练 6 对于可逆反应 A g 2B g 2C g 正反应为吸热反应 下列各图正确的是 A B C D 21 2015 秋 海南校级月考 下列叙述与图象对应符合的是 A 图 对于达到平衡状态的 N2 g 3H2 g 2NH3 g 在 t0时刻充入了一定量的 NH3 平衡逆向移动 B 图 p2 p1 T1 T2 C 图 是反应 I2 aq I aq I3 aq 的平衡体系中 I3 的物质的量浓度与温度 T 的关系图 曲线上的任何一点都代表平衡状态 Q 点时 v正 v逆 D 图 对于反应 2X g 3Y g 2Z g H 0 y 可以表示 Z 的百分含量 变式训练 7 下列各表述与示意图一致的是 A 图 表示反应 N2 g O2 g 2NO g H 0 正 逆反应的速率随温度的变化 B 图 表示反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 正 逆反应的平衡常数随温度的变化 C 图 表示氨水的电离平衡常数随氨水浓度 c NH3 H2O 的变化 D 图 表示 25 时 用 0 1mol L 1NaOH 溶液滴定 20mL 0 l mol L 1盐酸 溶液的 pH 随加入碱体积的变 化 变式训练 8 已知可逆反应 mA g nB 1 pC g 改变温度 其他条件不变 压强 其他条 件不变 对上述反应正逆反应速率的影响分别如图所示 以下叙述正确的 是 A m p 正反应为放热反应B m p 正反应为吸热反应 C m n p 正反应为放热反应D m n p 正反应为吸热反应 变式训练 9 向绝热恒容密闭容器中只通入 A g 和 B g 在一定条件下使反应 A g B g C g D g H QkJ mol 达到平衡 反应过程中正反应速率随时间变化的示意图如图所示 下列说 法正确的是 A 在平衡体系中再通入适量 A g 平衡正向移动 H 也增大 B 反应在 c 点达到平衡 C 反应物的浓度 a 点小于 b 点 D 反应达到平衡时 升高温度 A 的转化率将减小 变式训练 10 表格中的各种情况 可以用如图的曲线表示的是 反 应纵坐标甲乙 A 相同质量的氨 在同一容器中 2NH3 N2 3H2 H 0 氨气的转 化率 500 400 B等质量钾 钠分别与足量水反应H2质量钠钾 C 在体积可变的恒压容器中 体积 比 1 3 的 N2 H2 N2 3H2 2NH3 氨气的浓 度 活性高的 催化剂 活性一般 的催化剂 D 2molSO2和 1molO2 在相同温度 下 2SO2 O2 2SO3 SO3物质 的量 2 个大气 压 10 个大气 压 三 综合训练三 综合训练 26 某温度下 容积同为 2L 的 3 个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达 到平衡时的有关数据如下 已知某温度下 2HI g H2 g I2 g H AkJ mol 1 K 4 0 容器甲乙丙 反应物投入量2 mol HI1mol H2 1mol I22mol HI 1mol H2 1mol I2 HI 的浓度c1c2c3 反应的能量变化吸收 akJ放出 bkJ吸收 ckJ 体系压强 Pa p1p2p3 反应物转化率a1a2a3 1 根据上表回答问题 c1 c3的关系式为 a b 的关系式为 p2 p3的关系式为 a1与 a2的关系式为 2 甲容器中 该反应的平衡常数表达式为 3 乙容器中 反应在开始 2 分钟后达平衡状态 则该反应在这 2 分钟内用 HI 表示的平均反应速率为 mol L 1 min 1 4 丙容器中 反应开始时 V正 V逆 填 小于 等于 或 大于 27 工业上制备 H2的一种重要方法是 CO g H2O g CO2 g H2 g H Q kJ mol 已知该 反应的平衡常数 K 与温度 T 的关系如图所示 若在一固定容积的密闭容器中 850 时发生上述反应 测 得容器内各物质的浓度 mol L 随时间的变化关系如表 已知 850 时该反应的化学平衡常数 K 1 0 请回答下列问题 时间 minCO g H2O g CO2 g H2 g 00 2000 30000 20 1380 2380 0620 062 3c1c2c3c4 4c1c2c3c4 1 Q 0 填 或 2 若在 850 时向反应容器中充人 H2O g K 值 填 增大 减小 或 不变 3 上表中 c2为 mol L CO g 的转化率为 28 某温度下 密闭容器中充入 1mol N2和 3mol H2 使之反应合成 NH3 平衡后 测得 NH3的体积分 数为 w 如果温度不变 只改变起始加入量 使之反应平衡后 NH3的体积分数仍为 w N2 H2 NH3的 物质的量分别用 x y z 表示 1 恒温恒容条件下 若 x 0 75mol 则 y z 2 恒温恒压条件下 x y z 均不小于 0 满足的一般