化学平衡巩固及提高之三.doc

化学平衡巩固及提高之三
1、 在1100℃，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　 D△H=akJ/mol（a>0），该温度下K=0.263，下列有关该反应的说法正确的是
　A. 若生成1 mol Fe，则吸收的热量小于akJ
　B. 若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢，则化学平衡正向移动
　C. 若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态
　D. 达到化学平衡状态时，若c(CO)=0.100 mol/L，则c(CO2)=0.0263 mol/L
2、已知：2CH3OH(g) 　CH3OCH3(g) + H2O(g) 　　ΔH＝－25 kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下，在1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：　　
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/(mol·L-1)
0.8
1.24
1.24
下列说法正确的是
　A. 平衡后升高温度，平衡常数＞400　B．平衡时，c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L
　C. 平衡时，反应混合物的总能量减少20 kJ
　D. 平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大
（双选）3、（2011江苏高考15）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1＞t2）:
反应时间/min
n(CO)/mol
H2O/ mol
0
1.20
0.60
t1
0.80

t2

0.20
下列说法正确的是
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝0.40/t1 mol·L－1·min－1
B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到达平衡时，n(CO2)＝0.40 mol。
C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
4、（2011安徽高考9）电镀废液中Cr2O72－可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：
Cr2O72－（aq）+2Pb2＋（aq）+H2O（l）2 PbCrO4（s）+2H＋（aq） ΔH< 0
该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是

5、2011江苏高考12）下列说法正确的是
A.一定温度下，反应MgCl2(1)＝Mg(1)＋ Cl2(g)的 △H＞0 △S＞0
B.水解反应NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋达到平衡后，升高温度平衡逆向移动
C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应
D.对于反应2H2O2＝2H2O＋O2↑, 加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
6、 T℃时，在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论不正确的是

A．容器中发生的反应可表示为：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)
B．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率 v(X)＝0.3mol／(L·min)
C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K增大
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是使用了催化剂
7、向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如右所示。由图可得出的正确结论是
　A.反应在c点达到平衡状态
　B.反应物浓度：a点小于b点
　C.反应物的总能量低于生成物的总能量
　 D.△t1=△t2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段

第7题图 第8题图
8、一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是A
　A．CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g)；△H＜0
　B．CO2(g)+ H2(g)CO(g) + H2O(g)；△H＞0
　C．CH3CH2OH(g) 　CH2=CH2(g) + H2O(g)；△H＞0
　D．2C6H5CH2CH3(g) + O2(g)　 2C6H5CH=CH2(g) + 2 H2O(g)；△H＜0
9、相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：
　 N2(g) ＋ 3H2(g) 　2NH3(g) 　　　△H＝－92.4 kJ/mol。
　实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
平衡时反应中的能量变化
N2
H2
NH3
①
1
3
0
放出热量a kJ
②
2
3
0
放出热量b kJ
③
2
6
0
放出热量c kJ
　下列叙述正确的是　
　A．放出热量关系：a < b < 92.4 　B．三个容器内反应的平衡常数：③ > ① > ②
　C．达平衡时氨气的体积分数：① > ③ 　D．N2的转化率：② > ① > ③
10、氯气在295K、100Kpa时，在 1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：
（1）该反应的离子方程式为__________;
（2）估算该反应的平衡常数__________（列式计算）
（3）在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，平衡将向________移动；
（4）如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将______（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向______________移动。
11、某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(×10－3mol/L)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
　 ①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
　　A．2v(NH3)＝v(CO2)　　　　　　　 B．密闭容器中总压强不变
　　C．密闭容器中混合气体的密度不变　D．密闭容器中氨气的体积分数不变
　 ②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：__________________________。
　③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量______（填“增加”、“减小”或“不变”）。
　④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0，熵变△S___0（填＞、＜或＝）。
（2）已知：NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO－)随时间变化趋势如图所示。

　 ⑤计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率___________________________。
　⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：_______________________。

12、(2011全国II卷28)（15分）（注意：在试题卷上作答无效）
反应aA(g)+bB(g) cC(g)（ΔH＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
5.0
10.0
15.0
20.0
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0
10.0
15.0
浓度/(mol·L－1)
B
A
C
3.00
2.00
1.00
1.86
0.76
0.62
1.50
1.00
0.50
时间/min
I
Ⅱ
Ⅲ
回答问题：
(1） 反应的化学方程式中，a:b:c为_____________;
(2）A的平均反应速率vI(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为_________；
(3）B的平衡转化率αI(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是_____,其值是__________;
(4） 由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_______________,采取的措施是____________;
(5） 比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低：T2 T3(填“>”“<”“=”），判断的理由是_________________________________________;
(6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。
0.0
5.0
10.0
0.0
5.0
10.0
1.0
2.0
Ⅲ
Ⅳ
时间/min
浓度/mol·L－1
B
A
C

参考答案：
1.D2.B3.BC4.A5.AD6.B7.D8.A9.A
10、 （1）Cl2+H2OHCl+HClO　　　 （2）0.015 mol·L-1　　　　 （3）增大　　 （4）溶解方向
11、（1）①BC；②K=c(CO2)•c2(NH3)＝1.6×3.22×10-9＝1.64×10-8 ③增加④＞，＞。（2）⑤0.05mol••L-1••min-1；⑥标▲与标●的曲线相比，c(初始)小，但同一时间段△c大(即v大)，说明升温加快反应。
12、答案：(1)1:3:2 (2)VI(A)VⅡ(A)VⅢ(A) (3)αⅢ(B) 19% (4)向正反应方向 从反应体系中移出产物C (5) > 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动
B
B
A
0.0
5.0
10.0
0.0
5.0
10.0
1.0
2.0
Ⅲ
Ⅳ
时间/min
浓度/mol·L－1
C
A
C

(注：只要曲线能表示出平衡向逆反应方向移动及各物质浓度的相对变化比例即可）
等效平衡
一、概念
在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。
概念理解：（1）只要是等效平衡，平衡时同一物质的百分含量（体积分数、物质的量分数等）一定相同
（2）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容，②恒温、恒压。
（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程，）比较时都运用“一边倒”倒回到起始的状态进行比较。
二、等效平衡的分类
在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下二种：
I类：全等等效——不管是恒温恒容还是恒温恒压。只要“一边倒”倒后各反应物起始用量是一致的就是全等等效
“全等等效”平衡除了满足等效平衡特征[转化率相同，平衡时百分含量（体积分数、物质的量分数）一定相等]外还有如下特征“一边倒”后同物质的起始物质的量相等，平衡物质的量也一定相等。
拓展与延伸：在解题时如果要求起始“物质的量相等”或“平衡物质的量相等”字眼的肯定是等效平衡这此我们只要想办法让起始用量相等就行
例1．将6molX和3molY的混合气体置于密闭容器中，发生如下反应：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反应达到平衡状态A时，测得X、Y、Z气体的物质的量分别为1.2mol、0.6mol和4.8mol。若X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、c表示，请回答下列问题：
（1）若保持恒温恒容，且起始时a=3.2mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时b、c的取值分别为 ， 。
（2）若保持恒温恒压，并要使反应开始时向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A 相同，则起始时c的取值范围是 。
II类：相似等效——相似等效分两种状态分别讨论
1．恒温恒压下对于气体体系通过“一边倒”的办法转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。
恒温恒压下的相似等效平衡的特征是：平衡时同一物质转化率相同，百分含量（体积分数、物质的量分数）相同，浓度相同
2．恒温恒容下对于反应前后气体总物质的量没有变化的反应来说，通过“一边倒”的办法转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。
恒温恒容下的相似等效平衡的特征是：平衡时同一物质转化率相同，百分含量（体积分数、物质的量分数）相同，浓度不相同
拓展与延伸：属于相似等效的问题，我们只要想办法让物质的量的比例与原平衡起始态相同起始用量相等就行
例2．将6molX和3molY的混合气体置于容积可变的密闭容器中，在恒温恒压发生如下反应：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反应达到平衡状态A时，测得X、Y、Z气体的物质的量分别为1.2mol、0.6mol和4.8mol。若X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、c表示，若起始时a=3.2mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时b、c的取值分别为 ， 。
【总结】通过上述分析等效平衡的问题解题的关键是：读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法（使起始物质量相等或起始物质的量比相等）求解。我们常采用“一边倒”（又称等价转换）的方法，分析和解决等效平衡问题。
例3：在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。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，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：
（1）若a=0，b=0，则c=___________。（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。
（3）a、b、c的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）
例4：如图所示，在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：（正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：

（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么：
①若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行。②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________。
（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_____，原因是_______。
例5：（一）恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：
（1）若开始时放入1mol A和1mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为_____ mol。
（2）若开始时放入3mol A和3mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为________mol。
（3）若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=________，y=________。平衡时，B的物质的量________（填编号）。
（甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于2mol
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是___________。
（二）若维持温度不变，在一个与（一）反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。
（5）开始时放入1mol A和1mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（1）小题中的a进行比较__________（填编号）。（甲）a>b（乙）a<b（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是____________。
参考答案:1.（1）b=1.6mol c=2.8mol （2）4.8mol<c<6mol 2. b=1.6mol c为任意值
3.（1）c=2，（2）b=0.25，c=1.5，（3）a+c=2，b+c/2=1。 4.(1)b=3, (2)降温
5. (1) 1-a (2) 3a (3) x=2,y=3-3a, (4) a / 2-a (5) 因此时容器的容积不变，而（1）中容器的容积缩小，
（5）小题中容器相当于在（1）的基础上减压，则平衡逆向移动，故反应达到平衡后a>b，即应填（甲）。
7