2-2-化学平衡-第五课时-等效平衡-基础练习.doc

第五课时 等效平衡基础练习题
1.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),并达到平衡。在这一过程中，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%,则乙容器中的转化率是（ ）
A.等于p%
B.大于p%
C.小于p%
D.无法判断
2.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4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）
A.均减半
B.均加倍
C.均增加1mol
D.均减少1mol
3.已知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ·mol-1。相同温度下，在容积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体系的能量变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
放出热量：32.8kJ
②
0
0
1
4
热量变化：Q
下列说法中，不正确的是（ ）
A.容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.容器①中CO的反应速率等于H2O的反应速率
D.平衡时，两容器中CO2的浓度相等
4.恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应A(g)+B(g) C(g),若开始时通入1molA和1molB,达到平衡时生成 amolC。则下列说法错误的是( )
A.若开始时通入3molA和3molB,达到平衡时，生成的C的物质的量为3amol
B.若开始时通入4molA、4molB和2molC,达到平衡时，B的物质的量一定大于4mol
C.若开始时通入2molA、2molB和1molC,达到平衡时，再通入3molC,则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D.若在原平衡体系中，再通入1molA和1molB,混合气体的平均相对分子质量不变
5.在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

实验
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
amol
amol
0 mol
0 mol
乙
2a mol
amol
0 mol
0 mol
丙
0 mol
0 mol
amol
amol
丁
amol
0 mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲
B.乙>丁>甲>丙
C.丁>乙>丙=甲
D.丁>丙>乙>甲
6.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中，发生反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)并达到平衡；保持温度不变，再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后，与原平衡相比，下列值减小的是( )
A.平均相对分子质量 B.SO3(g)的转化率 C. D.
7.在某恒容密闭容器内，N2、H2的起始物质的量分别为10mol、30mol,达到平衡时N2的转化率为25%若从NH3开始反应，在相同条件下欲使平衡时各组分的百分含量相同，则应加入的NH3的物质的量及NH3的转化率为( )
A.15mol,25% B.20mol,50% C.20mol,75% D.40mol,80%
8.在一个温度恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。已知1 mol SO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q。请按要求回答下列问题。
I.恒压条件下：
(1)若开始时放入1 mol SO2和0.5molO2,达平衡后，生成0.9 mol SO3,这时SO2的转化率为 。
(2)若开始时放入4 mol SO2和2molO2,达平衡后，生成SO3的物质的量为 ，反应放出的热量为 。
Ⅱ.恒容条件下：
(3)若开始时放入1 mol SO2和0.5molO2，达平衡后，生成 amol SO3,则a (填“>”“<”或“=”)0.9
(4)若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量，要使达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分别与(3)中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是 (用两个代数式表式，其中一个只含x、y,另一个含x、z)。
9.可逆反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) △H= -QkJ/mol(Q>0),起始物质的量见下表：
序号
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0
0
②
4mol
2 mol
0
0
③
1 mol
0.5 mol
1. 5 mol
0.5 mol
④
0
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0
0
3 mol
1 mol
上述反应，恒温恒容达到平衡时，互为等效平衡的是 ；恒温恒压达到平衡时，互为等效平衡的是
10.在恒温时，向某密闭容器中通入2molX和1molY气体，发生如下反应：2X(g)+Y(g) 2Z(g),压强一定时测得在平衡时Z的体积分数为0.4。与上述平衡保持同温、同压，若向密闭容器中通入4molX(g)和2molY(g)达到平衡，则Z的体积分数为 ，气体的总物质的量是 。
第五课时 等效平衡基础练习题解析版
1.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),并达到平衡。在这一过程中，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%,则乙容器中的转化率是（ ）
A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断
解析：甲容器为恒容状态，由反应方程式可知，反应过程中气体物质的量减小，压强减小；乙容器为恒压状态，气体压强不变，压强大于甲容器，即乙容器可看作是在甲容器基础上增大压强，由勒夏特列原理可知，增大压强该平衡正向移动，SO2的转化率增大，即大于p%,B项正确。答案：B
2.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4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1mol
解析：反应是在恒温恒压的体积可变的容器中进行，对平衡量进行加倍或减半的操作，相当于等效平衡，平衡状态不变，平衡不移动，A项、B项错误；但均增加1mol相当于在各增加1mol、0.5mol、1mol的基础上再增加0.5molB导致平衡正向移动，C项正确；均减少1mol,相当于在各减少1mol、0.5mol、1mol的基础上再减少0.5molB,导致平衡逆向移动，D项错误。答案：C
3.已知：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ·mol-1。相同温度下，在容积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体系的能量变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
放出热量：32.8kJ
②
0
0
1
4
热量变化：Q
下列说法中，不正确的是（ ）
A.容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.容器①中CO的反应速率等于H2O的反应速率
D.平衡时，两容器中CO2的浓度相等
解析：根据容器①中放出热量可知反应的CO为0.8mol,即CO的转化率为80%,A项正确；容器①②中温度相同，平衡常数相同， 由容器①数据和三段式法可知平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)分别为0.2mol、3.2mol、0.8mol、0.8mol,即平衡常数K==1,设容器②中CO2的物质的量变化量为amol,根据三段式法得
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始(mol) 0 0 1 4
变化(mol) a a a a
平衡(mol) a a 1-a 4-a
根据平衡常数相同，即=1，解得a=0.8,CO2的转化率为80%,B项正确；反应速率之比等于化学计量数之比，即容器①中v(CO)=v(H2O),C项正确；由A项分析知平衡时容器①中CO2为0.8mol,由B项分析可知容器②中CO2为0.2mol,即平衡时两容器中CO2浓度不相等D项不正确。答案：D
4.恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应A(g)+B(g) C(g),若开始时通入1molA和1molB,达到平衡时生成 amolC。则下列说法错误的是( )
A.若开始时通入3molA和3molB,达到平衡时，生成的C的物质的量为3amol
B.若开始时通入4molA、4molB和2molC,达到平衡时，B的物质的量一定大于4mol
C.若开始时通入2molA、2molB和1molC,达到平衡时，再通入3molC,则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D.若在原平衡体系中，再通入1molA和1molB,混合气体的平均相对分子质量不变
解析： A项，开始时通入3molA和3molB,由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，达到平衡时各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3amol,正确；B项，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4mol,错误；C项，若开始时通入2molA、2molB、1molC,达到平衡时，再通入3molC,等效为开始时通入6molA和6molB,达到平衡时，与题述平衡等效，根据题给数据，可算出达到平衡时C的物质的量分数为,正确；D项，若在原平衡体系中再通入1molA和1molB,则达到的新平衡与原平衡等效，混合气体的平均相对分子质量不变，正确。答案：B
5.在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：
实验
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
amol
amol
0 mol
0 mol
乙
2a mol
amol
0 mol
0 mol
丙
0 mol
0 mol
amol
amol
丁
amol
0 mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( )
A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙 C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲
解析：根据所给数据，甲、丙为等效平衡，则其中n(CO)相等。乙相当于甲平衡后，再加入 amol CO2，平衡右移，n(CO)增大，丁中CO、H2O转化成反应物相当于2a mol CO2、amol H2,故所达到的平衡和乙等效，所以n(CO)的大小顺序为乙=丁>丙=甲。答案：A
6.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中，发生反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)并达到平衡；保持温度不变，再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后，与原平衡相比，下列值减小的是( )
A.平均相对分子质量 B.SO3(g)的转化率 C. D.
解析：本题可采取等效假设法分析，假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器间有隔板),保持温度不变，向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡，此时A、B、C、D各项的值均不变，然后抽掉隔板，将容器压缩至原容器大小，则压强增大，平衡逆向移动，气体的总物质的量减小，但总质量不变，因此平均相对分子质量增大；SO3(g)的转化率减小；c(SO2)、c(SO3)均增大，但c(SO3)增大的程度比c(SO2) 增大的程度大，则增大； 可看作该反应的平衡常数的倒数，而平衡常数只与温度有关，则不发生变化。答案：B
7.在某恒容密闭容器内，N2、H2的起始物质的量分别为10mol、30mol,达到平衡时N2的转化率为25%若从NH3开始反应，在相同条件下欲使平衡时各组分的百分含量相同，则应加入的NH3的物质的量及NH3的转化率为( )
A.15mol,25% B.20mol,50% C.20mol,75% D.40mol,80%
解析：C从N2、H2开始反应时，N2的物质的量为10mol,H2的物质的量为30mol,若从NH3开始反应并且平衡时各组分的百分含量与前者相同，则NH3的物质的量必须是20mol,故A、D项错误。设从NH3开始反应时，NH3转化的物质的量为x,则有20mol-x=2×10mol×25%,解得x=15mol,故NH3的转化率为×100%=75%。答案：C
8.在一个温度恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。已知1 mol SO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q。请按要求回答下列问题。
I.恒压条件下：
(1)若开始时放入1 mol SO2和0.5molO2,达平衡后，生成0.9 mol SO3,这时SO2的转化率为 。
(2)若开始时放入4 mol SO2和2molO2,达平衡后，生成SO3的物质的量为 ，反应放出的热量为 。
Ⅱ.恒容条件下：
(3)若开始时放入1 mol SO2和0.5molO2，达平衡后，生成 amol SO3,则a (填“>”“<”或“=”)0.9
(4)若令x、y和z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量，要使达平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量分别与(3)中平衡时完全相同，则x、y、z必须满足的一般条件是 (用两个代数式表式，其中一个只含x、y,另一个含x、z)。
参考答案：(1)90% (2)3.6mol 3.6Q (3)< (4)x=2y,x+z=1
解析：(1)利用三段式法可知 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始/mol 1 0.5 0
变化/mol 0.9 0.45 0.9
平衡/mol 0.1 0.05 0.9
则SO2的转化率为×100%=90%。
(2)恒温恒压时，只要转化为相同物质后的起始投入量成比例，即为等效平衡，SO2转化率相同，生成SO3为4mol×90%=3.6mol,放出热量为3.6Q。
(3)恒容条件时，由于该反应是气体体积减小的反应，和恒压条件相比，相当于气体体积增大，压强减小，平衡向气体体积增大方向移动，SO2转化率降低，生成SO3小于0.9mol。
(4)根据三段式法得，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
1 0.5 0
起始/mol x y z
变化/mol z 0.5z z
平衡/mol x+z y+0.5z 0
则x+z=1,y+0.5z=0.5,即x=2y,x+z=1。
9.可逆反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) △H= -QkJ/mol(Q>0),起始物质的量见下表：
序号
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0
0
②
4mol
2 mol
0
0
③
1 mol
0.5 mol
1. 5 mol
0.5 mol
④
0
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0
0
3 mol
1 mol
上述反应，恒温恒容达到平衡时，互为等效平衡的是 ；恒温恒压达到平衡时，互为等效平衡的是
参考答案：①③⑤ ①②③⑤
解析：根据恒温恒容时，建立等效平衡的条件，可将各起始物质均转化为A和B,若相同，即可判断为等效平衡，①③⑤互为等效平衡；恒温恒压下，将各起始物质均转化为A和B,若比例相同，即为等效平衡，可判断①②③⑤互为等效平衡。
10.在恒温时，向某密闭容器中通入2molX和1molY气体，发生如下反应：2X(g)+Y(g) 2Z(g),压强一定时测得在平衡时Z的体积分数为0.4。与上述平衡保持同温、同压，若向密闭容器中通入4molX(g)和2molY(g),达到平衡，则Z的体积分数为 ，气体的总物质的量是 。
参考答案：0.4(或40%) 5mol
解析：恒温恒压下为等效平衡，根据三段式法
2X(g)+Y(g) 2Z(g)
起始/mol 4 2 0
变化/mol 2a a 2a
平衡/mol 4-2a 2-a 2a
=0.4，解得a=1。n(总)=6mol-amol= 5 mol