2019-2020学年人教版高中化学选修四同步导练课时作业：等效平衡及转化率问题.DOC

教学资料范本2019-2020学年人教版高中化学选修四同步导练课时作业：等效平衡及转化率问题编 辑：_时 间：_课时作业10等效平衡及转化率问题基础训练1已知反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H197 kJmol1。在容积相同的三个密闭容器中.按不同方式投入反应物.保持恒温、恒容.平衡时有关数据如下：容器甲乙丙起始投料2 mol SO2、1 mol O22 mol SO3(g)4 mol SO3(g)平衡时n(SO3)(mol)n1n2n3反应放出或吸收的热量(kJ)Q1Q2Q3体系压强(Pa)p1p2p3平衡转化率123下列各式正确的是()A2n1n3BQ1Q2197C2p1p3D131解析：本题疑难之处是等效平衡的应用。2 mol SO3相当于2 mol SO2、1 mol O2.恒温恒容时.甲和乙完全等效.所以n1n2、p1p2(恒温恒容下气体的p与n成正比)；Q1197.则Q2197.Q1Q2197；1、2.121；将丙分两步完成.先将4 mol SO3充入2倍于乙体积的容器.与乙完全等效.此时丙的压强p3p2.然后将丙的体积压缩至与乙相同(压缩的瞬间p32p2).增大压强.平衡向右移动.最终p32p2、n32n2、32、Q32Q2。由于n1n2.n32n2.则2n1n3.A项不正确；Q1Q2197.B项正确；p1p2.p32p2.故p32p1.C项错误；131.D项错误。答案：B2(20xx年唐山一中调研)在一个真空固定体积的密闭容器内.充入10 mol N2和30 mol H2.发生合成氨反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g).在一定温度下达到平衡.H2的转化率为25%。若在同一容器中充入NH3.欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同.则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率是()A15 mol25%B20 mol50%C20 mol75%D40 mol80%解析：恒温恒容下.若开始只充入NH3.欲达到平衡时的各成份的百分含量与原平衡相同.则二者为等效平衡.由于反应前后气体的化学计量数之和不相等.故平衡时对应组分的物质的量相等.需要氨气的物质的量10 mol220 mol.原平衡中参加反应的氢气为30 mol25%7.5mol.由方程式可知平衡时氨气的物质的量7.5 mol2/35 mol.故若开始只充入NH3.氨气的转化率(20 mol5 mol)/20 mol100%75%.故选C。答案：C3恒温恒压下.在容积可变的密闭容器中.反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后.再向容器中通入一定量的NO2.又达到平衡时.N2O4的体积分数()A不变B增大C减小D无法判断解析：恒温恒压下.平衡后充入NO2.由于反应物仅有一种.所以新平衡与原平衡是等效平衡.N2O4的体积分数不变。答案：A4在一恒温、恒容的密闭容器中有如下平衡：H2(g)I2(g) 2HI(g).已知H2和I2的起始浓度均是0.10 molL1.达到平衡时HI的浓度为0.16 molL1。若H2和I2的起始浓度均变为0.20 molL1.则平衡时H2的浓度是()A0.16 molL1 B.0.08 molL1C0.04 molL1 D0.02 molL1解析：运用等效平衡规律处理。假设第一种情况反应体系的体积为V L.第二种情况反应体系的体积为2V L.则在等温条件下.两者建立等效平衡。其中H2的平衡浓度相同.为0.02 molL1(由第一种情况平衡时.HI的浓度为0.16molL1.可推知H2的转化浓度为0.08 molL1.则H2的平衡浓度为0.02 molL1)。这样.由第二种情况的体积为2V L压缩到V L时.平衡不移动.但H2、I2的HI的浓度均增大2倍.所以H2的平衡浓度为0.04 molL1。答案：C5(20xx年山东烟台二中高二开学考试)体积相同的甲、乙两个容器中.分别充有等物质的量的SO2和O2.在相同温度下发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g).并达到平衡。在此过程中.甲容器保持体积不变.乙容器保持压强不变.若甲容器中SO2的转化率为p%.则乙容器中SO2的转化率()A等于p%B大于p% C小于p%D无法判断解析：平衡后.欲保持乙的压强不变.就需要缩小体积.缩小体积时.乙的压强增大.平衡正向移动.所以.若甲容器中SO2的转化率为p%.则乙容器中SO2的转化率将大于甲的.即大于p%。答案：B6在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中.保持一定的温度和压强.进行以下反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g).已知加入1 mol N2和4 mol H2时.达到平衡后生成a mol NH3.在相同温度、压强下.保持平衡时各组分的体积分数不变.对的状态.填写表中空白。编号起始状态物质的量平衡时NH3的物质的量N2H2NH3140a1.56010.5amn(n4m)解析：此题为恒温恒压条件.运用把一边“归零”换算成同一半边.要两平衡等效只要各物质的物质的量之比相同即可。以为例：设NH3的起始状态物质的量为x molN2(g)3H2(g) 2NH3(g)起始1(mol): 1 4 0起始2(mol): m n x一边归零为(mol): m n 0由恒温恒压规律可列式：解得：x2(n4m)答案：1.5a00.52(n4m)(n3m)a提高训练7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作如下调整.可使平衡右移的是()A均减半B均加倍 C均增加1 molD均减小1 mol解析：原平衡A、B、C的物质的量之比为212.选项A、B“均减半”“均加倍”.与原平衡比例一致.为恒温、恒压条件下的等效平衡.因此平衡不移动；C可设想为两步加入.第一次加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C.此时平衡不移动.第二次再加入0.5 mol B(此法与一次性各加入1 mol等效).增加反应物B的浓度.平衡正向移动；D中均减小1 mol.也可设想为两步进行.先将A减小1 mol、B减小0.05 mol、C减小1 mol.此时平衡不移动.再将B减小0.5 mol.减小反应物B的浓度.平衡逆向移动。答案：C8在体积、温度都相同的条件下.反应2A(g)2B(g) C(g)3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：.A、B的起始物质的量均为2 mol；.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。以下叙述中不正确的是()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.体系内混合气体的平均相对分子质量相同C达平衡时.途径的反应速率vA等于途径的反应速率vAD达平衡时.途径所得混合气体的密度为途径所得混合气体密度的解析：途径中2 mol C和6 mol D按方程式转化为A、B.相当于4 mol A和4 mol B.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应.故在恒温、恒容条件下.途径和途径将建立等效平衡.A、B均正确；因为途径达平衡时各组分的浓度为途径的两倍.达平衡时途径的反应速率vA小于途径的反应速率vA.达到平衡时.途径所得混合气体的密度为途径所得混合气体密度的.C错误.D正确。答案：C9(20xx年内蒙古市模拟)如图所示.左室容积为右室的两倍.温度相同.现分别按照如图所示的量充入气体.同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡.打开活塞.继续反应再次达到平衡.下列说法不正确的是()A第一次平衡时.SO2的物质的量左室更多B通入气体未反应前.左室压强和右室一样大C第一次平衡时.左室内压强一定小于右室D第二次平衡时.SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍还要多解析：由于为恒容容器.1 mol Ar对化学平衡无影响.容器中发生的反应为2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。A项.若右室的容积与左室相等.左室和右室在相同条件达到的平衡状态相同.含有的SO2物质的量相等.右室在此平衡时将体积缩小为.增大压强.平衡向正反应方向移动.SO2物质的量减少.第一次平衡时.SO2物质的量左室更多.A项正确；B项.通入气体未反应前.左室气体总物质的量为2 mol1 mol1 mol4 mol.右室气体总物质的量为2 mol.左室容积为右室的两倍.温度相同.则左室压强和右室一样大.B项正确；C项.左室从正反应开始建立平衡.左室平衡时压强小于左室起始压强.右室从逆反应开始建立平衡.右室平衡时压强大于右室起始时压强.左室与右室起始压强相等.则第一次平衡时左室内压强一定小于右室.C项正确；D.若在容积为2倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2 mol O2.相同条件下达到平衡时SO2物质的量为左室SO2物质的量的2倍.打开活塞相当于容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、1 mol O2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar.等效于容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2 mol O2、1 mol Ar.相对于2倍左室容积的容器缩小体积.增大压强.平衡向正反应方向移动.SO2物质的量减小.即第二次平衡时.SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少.D项错误。答案：D10.恒温、恒压下.在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)B(g) C(g)(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B.到达平衡后.生成a mol C.这时A的物质的量为_mol。(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B.到达平衡后.生成C的物质的量为_mol。(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C.到达平衡后.A和C的物质的量分别是y mol和3a mol.则x_mol.y_mol。平衡时.B的物质的量_(选填一个编号)。甲大于2 mol乙等于2 mol丙小于2 mol丁可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是_。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C.待再次到达平衡后.C的物质的量分数是_。.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下述反应。(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较_(选填一个编号)。甲ab乙ab丙ab丁不能比较a和b的大小作出此判断的理由是_。解析：.(1)A(g)B(g) C(g)起始量(mol) 1 1 0变化量 a a a平衡后 1a 1a aA的物质的量为(1a)mol。(2)在恒温、恒压下.若投入3 mol A和3 mol B.则所占体积为(1)中体积的3倍.由于A、B的投放比例与(1)相同.所达到的平衡状态与(1)相同.C的物质的量为(1)的3倍.即3a mol。(3)由于达到平衡时C的物质的量为3a mol.说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡.则若把C的起始量完全转化为A和B.A、B的物质的量应与(2)完全相等。A(g)B(g) C(g)起始量(mol) x 2 1将C完全转化 x1 3 0平衡后(mol) y (33a) 3a根据题意有：x13.x2mol.y(33a)mol.显然平衡时.B的物质的量也为(33a)mol。若投入A、B、C三种物质后.平衡不移动.C的物质的量不变.即3a1 mol时.B的物质的量为2 mol；若平衡向右移动.则3a1 mol.B的平衡量小于2 mol；若平衡向左移动.则3a1 mol.B的平衡量大于2 mol。(4)在(3)的平衡中.再加入3 mol C.所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效平衡状态.因此C的物质的量分数为。.(5)中容器容积不变.而(1)中容器的容积缩小.所以(5)容器中的压强小于(1)容器中的压强.有利于逆向反应.故反应达到平衡后ab。答案：(1)1a(2)3a(3)233a丁若3a1.B的物质的量小于2 mol；若3a1.B的物质的量等于2 mol；若3a1.B的物质的量大于2 mol(4)(5)乙因为(5)中容器容积不变.而(1)中容器的容积缩小.所以(5)容器中的压强小于(1)容器中的压强.有利于逆向反应.故反应达到平衡后ab11. (20xx年宝鸡模拟)在T 条件下.向1 L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y.发生如下反应：2X(g)Y(g) aZ(g)W(g) HQ kJmol1(Q0.a为正整数)。当反应达到平衡后.反应放出的热量为Q1 kJ.物质X的转化率为；若平衡后再升高温度.混合气体的平均相对分子质量减小.则(1)化学计量数a的值为_。(2)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是_。A容器内压强一定 B.容器内气体的密度一定C容器内Z分子数一定 D.容器内气体的质量一定(3)温度维持T不变.若起始时向容器M中加入的物质的量如下列各项.则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是_(稀有气体不参与反应)。A2 mol X、1 mol Y、1 mol ArBa mol Z、1 mol WC1 mol X、0.5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol WD2 mol X、1 mol Y、1 mol Z(4)温度维持T 不变.若起始时向容器M中加入4 mol X和6 mol Y.若达到平衡时容器内的压强减小了10%.则反应中放出的热量为_kJ。(5)温度维持T 不变.若在一个和原容器体积相等的恒压容器N 中.加入2 mol X和1 mol Y发生如上反应并达平衡.则_(选填M或N)容器中的反应先达到平衡状态.容器中X的质量分数M_N(选填“”“”“”符号)。(6)已知：该反应的平衡常数随温度的变化如下表：温度/200250300350平衡常数K9.945.210.5若在某温度下.2 mol X和1 mol Y在容器M中反应达平衡. X的平衡转化率为50%.则该温度为_。解析：(1)由于反应物和生成物均为气体.气体的总质量不变.温度升高.平衡向逆反应方向移动.混合气体的平均相对分子质量减小.说明平衡向气体体积增大的方向移动.因此a等于1。(2)恒容.且是反应前后气体体积不等的反应.故压强不变.可以作为平衡的标志.A正确；由于反应物和生成物均为气体.气体的总质量固定.容器体积固定.所以密度一定.B、D错误；C项中Z分子数一定.说明平衡不移动.正确。(3)A项.充入“惰性气体”.不影响平衡的移动.正确；B项.从逆反应方向建立平衡.需要吸收能量.错误；C项.不能确定平衡建立的方向.若逆向建立平衡.则吸热