2020-2021学年高中化学人教版选修4课后作业：2-3-4 化学平衡图像和等效平衡 Word版含解析

1、一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1.可逆反应：a2(？)b2(？)2ab(？)，当温度和压强改变时，n(ab)的变化如右图，下列叙述正确的是(b)aa2、b2及ab均为气体，h<0bab为气体，a2、b2至少有一种为非气体，h<0cab为气体，a2、b2有一种为非气体，h>0dab为固体，a2、b2有一种为非气体，h>0解析：由图可知压强相等时，升高温度，ab的物质的量减少，可知温度升高平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，h<0；t3开始温度不变，压强增大，ab的物质的量减少，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是体积减小

2、的方向，说明ab必为气体，a2、b2至少有一种为非气体，不能同时为气体。2相同温度下，容积相同的甲、乙两个恒容密闭容器中均发生如下反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)197 kj，实验测得有关数据如下：下列判断中不正确的是(b)a197>q1>q2b达到平衡时so2的体积分数：甲>乙c两容器中反应的平衡常数相等d生成1 mol so3(l)时放出的热量大于98.5 kj解析：a项，甲是由正反应方向开始建立平衡，由于是可逆反应不能完全转化，故q1<197 kj；甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，由于乙是从中间状态开始建立平衡，故q2<q1，a项正确

3、；b项，甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，达到平衡时so2的体积分数相等；c项，平衡常数只与温度有关，温度相等，平衡常数相等，c项正确；d项，由热化学方程式可知，生成1 mol so3(g)时放出的热量等于98.5 kj，而由气态到液态时还要放出热量，故生成1 mol so3(l)时放出的热量大于98.5 kj，d项正确。3可逆反应aa(g)bb(g)cc(g)dd(s)hq kj·mol1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(t)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是(c)at1<t2，q>0b增大压强，b的转

4、化率减小c当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化dab>cd解析：a项，由左图可知，t2时反应首先达到平衡，故t1<t2，t1t2，温度升高，c%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，q<0，a项错误；由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，即反应向正反应方向移动，故ab>c，b的转化率增大，b、d项错误；c项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，c项正确。4有一化学平衡ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，如右图所示是a的转化率同压强、温度的关系，分析图像可以得出的正确结论是(a

5、)a正反应吸热，mn>pqb正反应吸热，mn<pqc正反应放热，mn>pqd正反应放热，mn<pq解析：解决这类图像题目，采用“定一论二”，即把自变量(温度、压强)之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。5在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)h<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(b)a图表示的是t1时刻增大o2的浓度对反应速率的影响b图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响c图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高d图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解

6、析：若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，a项不正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，b项正确；观察图，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，c项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，d项不正确。6在某容积一定的密闭容器中，有下列可逆反应xa(g)b(g)2c(g)，反应曲线(t表示温度，p表示压强，c%表示c的体积分数)如图所示，试判断对图的说法中一定正确的是(d)a该反应是吸热反应bx2c. p3p4，y轴可表示混合气体的相对分子质量dp3p4，y轴可表示c物质在平衡体积中的

7、百分含量解析：a.根据图1可知在压强相同时t1曲线首先达到平衡状态，则t1大于t2。温度越高c的体积分数越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则该反应是放热反应，a错误；b.根据图1可知在温度相同时p2曲线首先达到平衡状态，则p2大于p1。压强越大，c的体积分数越大，这说明增大压强平衡向正反应方向进行，即正反应是体积减小的可逆反应，但x不一定等于2，b错误；c.根据图2 可知升高温度y减小，即升高温度平衡向逆反应方向进行，气体的物质的量增加，而气体质量不变，则平均相对分子质量减小。由于增大压强平衡向正反应方向进行，气体的物质的量减小，质量不变，气体的平均相对分子质量增加，所以应该是p4p3

8、，c错误；d.由于增大压强平衡向正反应方向进行，c的百分含量增加。所以如果p3p4，则y轴可表示c物质在平衡体积中的百分含量，d正确，答案选d。7在密闭容器中存在下列平衡：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)，co2(g)的平衡物质的量浓度c(co2)与温度t的关系如图所示。下列说法错误的是(a)a平衡状态a与c相比，平衡状态a的c(co)小b在t2时，若反应处于状态d，则一定有v正<v逆c反应co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)h>0d若t1、t2时的平衡常数分别为k1、k2，则k1<k2解析：平衡状态a和c相比较，a处的c(co2)较小，说明a处的c(co

9、)较大，a项错误；t2时，状态d状态b，c(co2)减小，说明反应逆向进行，即v正<v逆，b项正确；由图示可知，t1t2，温度升高，c(co2)增大，说明平衡正向移动，即正反应是吸热反应，h>0，故平衡常数增大，即k1<k2，c、d项均正确。8某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，t表示温度，n表示物质的量)：根据以上规律判断，下列结论正确的是(c)a反应：h>0，p2>p1b反应：h>0，t1>t2c反应：h>0，t2>t1；或h<0，t2<t1d反应：h<0

10、，t2>t1解析：由反应的图可知，温度升高，a的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，h<0，由反应式得：压强越大，a的转化率越大，故p2>p1，a不正确；由反应的图得：先达平衡对应的温度高，即t1>t2，温度越高时n(c)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即h<0，b选项错误；反应由于没有其他限制条件和提示，能从两方面进行讨论，一方面若该反应的正反应是吸热反应，h>0，则有t2>t1的关系，若该反应的正反应是放热反应，h<0，则可推出t2<t1，故c正确；由反应的图知，若t2>t1，则该反应的正反应是吸热反应，即h>0，

11、d错误。9电镀废液中cr2o可通过下列反应转化成铬黄(pbcro4)：cr2o(aq)2pb2(aq)h2o(l)2pbcro4(s)2h(aq)h<0，该反应达到平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是(a)10.一定温度下，向容积为2 l的密闭容器中仅仅通入了两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是(d)a反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等b反应进行到1 s时，v(a)v(c)c反应进行到6 s时，b的平均反应速率为0.1 mol/(l·s)d该反应的化学方程式为3b4c 6a2d解析：当反应进行到6 s时，反应达到

12、平衡状态，根据6 s时反应物与生成物浓度可知反应的化学方程式为3b4c6a2d。a选项错误，到达6 s时，各物质的反应速率之比与化学计量数之比相等。b选项错误，在1 s时，a与c的物质的量相等。c选项错误，6 s时b的平均反应速率为0.6 mol/(6 s·2 l)0.05 mol/(l·s)。d选项正确。11在一定条件下，n2o分解的部分实验数据如下：下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(a)(注：图中半衰期指任一浓度n2o消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示n2o初始浓度且c1<c2)解析：由表中数据可知，n2o的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半

13、衰期与浓度呈正相关，转化率与浓度大小无关，故a项正确，b、c、d项错误。二、非选择题(共56分)12(18分)对于2x(g)y(g)的反应体系，在压强一定时，平衡体系中y的质量分数w(y)随温度的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。(1)该反应的正反应方向是一个放热反应(填“吸热”或“放热”)。(2)a、b、c、d、e各状态中，v(正)<v(逆)的是d。(3)维持t1不变，ea所需时间为x，维持t2不变，dc所需时间为y，则x>y(填“<”“>”或“”)。(4)欲要求e状态从水平方向到c状态后，再沿平衡曲线到达a状态，从理论上来讲，可选用的条件是

14、先突然升温到t2，然后无限缓慢地降低温度到t1。解析：由图可知，随着温度的升高，w(y)逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应方向是放热反应。a、b、c、d、e中a、b、c在平衡曲线上，则a、b、c都处于各自平衡状态中，d、e两点不在平衡曲线上，即它们没有达到化学平衡，因为e状态的w(y)比该温度下平衡时的小，所以平衡正向移动，v(正)>v(逆)，d状态的w(y)比该温度下的平衡状态时的大，平衡逆向移动，此时v(逆)>v(正)。d、e要达到各自温度下的平衡状态所转化的y的物质的量相同，又因为d处的温度比e处的温度高，d处反应速率快，所以d处达到平衡所需时间短。ec，要满足w(y)不变

15、，温度升高，只有采取突然升温，ca的变化符合平衡曲线，意味着要经过无数个温度下的平衡状态的点后，c才能到达a，所以只有采取无限缓慢地降温。13(18分)已知t ，p kpa时，在容积可变的密闭容器中充入1 mol a和1 mol b，假设a、b未反应时体积为v l，保持恒温、恒压条件下发生反应：a(g)b(g)c(g)h<0。达到平衡时，c的体积分数为40%。试回答有关问题：(1)升温时，c的反应速率增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若平衡时，保持温度和容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡d。a一定向正反应方向移动 b一定向逆反应方向移动c一定不移动 d不一定移动(3)若使温

16、度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2 mol a和2 mol b，则反应达到平衡时，c的体积分数为40%，容器的容积为v l。解析：(1)温度升高，化学反应速率增大，则升温时，c的反应速率增大。(2)平衡时，温度和容积不变，若增大压强的措施是增大反应物浓度或生成物浓度则平衡发生移动；若增大压强的措施是充入不参与反应的气体，则原平衡中各物质的浓度不变，平衡不移动。(3)由题意可知，反应达到平衡时与原平衡等效，则c的体积分数不变，也为40%。设平衡时a的转化量为x，则： a(g)b(g)c(g)n始/mol 2 2 0n转/mol x x xn平/mol 2x 2x x根据题意由：40

17、%，解得x mol。所得混合气体的物质的量为4 mol mol mol。设到达平衡时容器容积为v，则有：，所以vv l。14(20分)固定和利用co2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用co2来生产甲醇燃料的方法：co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h49.0 kj·mol1，某科学实验将6 mol co2和8 mol h2充入2 l的密闭容器中，测得h2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。(1)a点正反应速率大于(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。(2)下列时间段平均反应速率最大的是a。a01 minb13 minc38 mind81

18、1 min(3)平衡时co2的转化率为33.3%，该条件下的平衡常数k0.5。(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得h2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线对应的实验条件改变是升高温度，曲线对应的实验条件改变是增大压强。解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。(2)分别计算不同时间段内的反应速率：01 min内，v(h2)1 mol·l1·min1；13 min内，v(h2)0.75 mol·l1·min1；38 min内，v(h2)0.1 mol·l1·min1。所以01 min内反应速率最大，a项符合题意。(3)由图可知，8 min时，反应达到平衡，平衡时氢气的物