2022屆高考化學(xué) 專題十五 等效平衡的三種情況精準(zhǔn)培優(yōu)專練

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1、2022屆高考化學(xué) 專題十五 等效平衡的三種情況精準(zhǔn)培優(yōu)專練一等效平衡的三種情況1恒溫恒容(n(g)0) 投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同 典例1在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的SO2(g)、O2(g)、SO3(g)的物質(zhì)的量(mol)，如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請?zhí)羁眨海?）若a=

2、0，b=0，則c=_。（2）若a=0.5，則b=_，c=_。（3）a、b、c的取值必須滿足的一般條件是_，_。（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）【解析】通過化學(xué)方程式：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可以看出，這是一個化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)，在定溫、定容下建立的同一化學(xué)平衡狀態(tài)。起始時，無論怎樣改變SO2(g)、O2(g)、SO3(g)的物質(zhì)的量，使化學(xué)反應(yīng)從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或者從正、逆反應(yīng)同時開始，它們所建立起來的化學(xué)平衡狀態(tài)的效果是完全相同的，即它們之間存在等效平衡關(guān)系。我們常采用“等價轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問題。（1

3、）若a=0，b=0，這說明反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，通過化學(xué)方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可以看出，反應(yīng)從2mol SO3開始，通過反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比換算成SO2和O2的物質(zhì)的量（即等價轉(zhuǎn)換），恰好跟反應(yīng)從2mol SO2和1mol O2的混合物開始是等效的，故c=2。（2）由于a=0.50, T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。t/s050010001500c(N2O5)/(molL1)5.003.522.502.50下列說法正確的是A該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行BT1溫度下的平衡常數(shù)為K1125，1000 s時N2O5(g)轉(zhuǎn)化率為50%C其他條件不變時，T2溫度下反應(yīng)到10

4、00 s時測得N2O5(g)濃度為2.98molL1，則T1T2，則K1b，選項A錯誤；B. 假設(shè)體積增加一倍時若平衡未移動，A的濃度應(yīng)為原來的50%，實際平衡時A的濃度是原來的60%，大于原來的50%，說明平衡向生成A的方向移動，即向逆反應(yīng)移動，選項B正確；C. 根據(jù)選項B的分析，平衡向逆反應(yīng)移動，選項C錯誤；D. 平衡向逆反應(yīng)移動，物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小了，選項D錯誤；答案選B。【答案】B5在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1mol H2和2mol Br2達(dá)到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、B

5、r2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時，各組分含量都不變，以下推斷正確的是：a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4ac2b；平衡時HBr為ax mol；a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是abc；平衡時HBr為x mol。A B C D【解析】在容器中充入1mol H2和2mol Br2達(dá)到平衡后生成x mol HBr。在相同條件下，若起始時加入H2、Br2、HBr分別為a mol、b mol、c mol（均不為0），達(dá)到平衡時，各組分百分含量和前一平衡相同，則建立的是等效平衡；由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，將所有量按照反應(yīng)方程式轉(zhuǎn)化成氫氣和溴，只要滿足n(H2)n(Br2)=1mol2mol=12即

6、可。根據(jù)極限轉(zhuǎn)化的思想，將c mol的HBr極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，要實現(xiàn)等效平衡的建立，則相當(dāng)于的投料符合：氫氣：a+0.5c=1，溴單質(zhì)：b+0.5c=2，整理得到：4a+c=2b，故正確；反應(yīng)兩邊氣體的體積不變，在容器中充入1mol H2和2mol Br2達(dá)到平衡后氣體的物質(zhì)的量還是3mol，則溴化氫的百分含量為，加入H2、Br2、HBr分別為a mol、b mol、c mol（均不為0），達(dá)到平衡時兩個平衡中溴化氫的百分含量相等，設(shè)達(dá)到平衡時HBr物質(zhì)的量為m，則= ，所以m=x mol，即達(dá)到平衡時HBr物質(zhì)的量為x mol，故錯誤，正確；根據(jù)可知，4a+c=2b，所以a+b不一定等于c，

7、故錯誤；根據(jù)分析可知，正確的為，故選C。【答案】C6某溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入H2和I2，發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g)。反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度的有關(guān)數(shù)據(jù)如下。容器起始濃度平衡濃度c(H2)/(molL-1)c(I2)/(molL-1)c(HI)/(molL-1)甲0.010.010.004乙0.010.02a丙0.020.01b丁0.020.02c下列判斷不正確的是AHI的平衡濃度:a=b0.004，c=0.008 B平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率：丁甲C平衡時，乙中H2的轉(zhuǎn)化率大于20% D丙中條件下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25【解析】A甲、乙比較，乙中碘的濃度

8、大，促進(jìn)氫氣的轉(zhuǎn)化；甲、丙比較，丙中氫氣濃度大，促進(jìn)碘單質(zhì)轉(zhuǎn)化，乙丙達(dá)到相同平衡狀態(tài)，則HI的平衡濃度：a=b0.004，反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)，反應(yīng)前后氣體體積不變，丙投料是甲的2倍，c=0.008，故A正確；B甲、丁比較，起始物質(zhì)的量為2倍關(guān)系，且物質(zhì)的量比等于化學(xué)計量數(shù)之比，增大壓強(qiáng)平衡不移動，則平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率：甲=丁，故B錯誤；C由甲中數(shù)據(jù)可知，甲中氫氣轉(zhuǎn)化率為100%=20%，但甲、乙比較，乙中碘的濃度大，促進(jìn)氫氣的轉(zhuǎn)化，故C正確；D甲、丙溫度相同，K相同，結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可知，K=0.25。故D正確；故選B?！敬鸢浮緽7在1L密閉容器中通入2mol NH3，在一

9、定溫度下發(fā)生反應(yīng):2NH3N2+3H2，達(dá)到平衡狀態(tài)時，N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a%，維持容器的容積和溫度不變，分別通入下列幾組物質(zhì)，達(dá)到平衡狀態(tài)時，容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍為a%的是A3mol H2和1mol NH3B2mol N2和3mol H2C1mol N2和3mol NH3D0.1mol NH3、0.95mol N2、2.85mol H2【解析】根據(jù)等效平衡，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式的左邊，滿足n(NH3)=2mol，則達(dá)到平衡時，容器內(nèi)N2的百分含量為a%。A.3mol H2+1mol NH3與初始量2mol NH3不相同，則不屬于等效平衡，達(dá)到平衡時，容器內(nèi)N2的百分含量不是a%，

10、故A錯誤；B.2mol N2+3mol H2按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式的左邊可得：n(NH3)=2mol、n(N2)=1mol，不屬于等效平衡，故B錯誤；C.1mol N2+3mol NH3與初始量2mol NH3不相同，則不屬于等效平衡，達(dá)到平衡時，容器內(nèi)N2的百分含量不是a%，故C錯誤；D.0.1mol NH3+0.95mol N2+2.85mol H2，按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式的左邊，滿足n(NH3)=2mol，屬于等效平衡，故D正確；故選D。【答案】D8在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：已知X(g)+3Y(g)2Z(g)

11、 H=Q kJmol1容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1mol X、3mol Y2mol Z4mol ZZ的濃度(molL1)c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ體系壓強(qiáng)(Pa)p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率123下列說法正確的是A2c1c3 Ba+b=Q C2p223D容器中SO3的物質(zhì)的量濃度：丙丁v逆DT K時起始向容器中充入1.0mol Cl2和0.9mol CO，達(dá)到平衡時，Cl2的轉(zhuǎn)化率為80%【解析】A. 反應(yīng)在前2s的平均速率v(Cl2)=2s=0.04mol(Ls) -1，錯誤；B.平衡時v(Cl2)=0.1molL-1，升高溫度，c(Cl2)=0.11molL-1

12、，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)H0，錯誤；C. COCl2(g)Cl2(g)CO(g)起始（molL-1）： 0.5 0 0轉(zhuǎn)化（molL-1）： 0.1 0.1 0.1平衡（molL-1）： 0.4 0.1 0.1該溫度下K=0.025，若起始向容器中充入0.9mol COCl2、0.10mol Cl2和0.10mol CO，此時Qc=0.0110.025，則反應(yīng)達(dá)到平衡前正v逆。正確；D. T K時起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO ，應(yīng)等效于向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2，達(dá)到平衡時Cl2的轉(zhuǎn)化率等于80%，如加入1.0mol

13、 Cl2和0.9mol CO，相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小0.1mol CO，平衡在原來的基礎(chǔ)上向正反應(yīng)方向移動，則Cl2的轉(zhuǎn)化率小于80%，錯誤；故選C?！敬鸢浮緾11一定溫度下在甲、乙、丙三個體積相等且恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)。投入NO2和SO2，起始濃度如下表所示，其中甲經(jīng)2min達(dá)平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率為50，下列說法正確的是（ ）起始濃度甲乙丙c(NO2)/(molL-1)0.100.200.20c(SO2)/(molL-1)0.100.100.20A容器甲中的反應(yīng)在前2min的平均速率v(NO)=0.05molL-1min-1B容器

14、乙中若起始時改充0.10molL-1 NO2和0.20molL-1 SO2，達(dá)到平c(NO)與原平衡相同C達(dá)到平衡時，容器丙中SO3的體積分?jǐn)?shù)是容器甲中SO3的體積分?jǐn)?shù)的2倍D達(dá)到平衡時，容器乙中NO2的轉(zhuǎn)化率和容器丙中NO2的轉(zhuǎn)化率相同【解析】甲經(jīng)2min達(dá)平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，其平衡濃度為0.05molL1， NO2(g) + SO2(g)SO3(g)+NO(g)開始（molL1）：0.1 0.1 0 0轉(zhuǎn)化（molL1）：0.05 0.05 0.05 0.05平衡（molL1）：0.05 0.05 0.05 0.05故該溫度下平衡常數(shù)K=1，各容器內(nèi)溫度相同，平衡常數(shù)均相同。A

15、容器甲中的反應(yīng)在前2min，NO的平均速率v(NO)=0.025molL-1min-1，故A錯誤；B. 令平衡時NO的濃度為y molL1， NO2(g) + SO2(g)SO3(g)+NO(g)開始（molL1）：0.1 0.2 0 0轉(zhuǎn)化（molL1）： y y y y平衡（molL1）：0.1-y 0.2-y y y則=1，只要二氧化氮和二氧化硫的濃度分別是0.1molL1和0.2molL1，平衡時NO的濃度就相同，故B正確；C.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)不變的反應(yīng)，容器丙的反應(yīng)物的起始濃度是容器甲的2倍，平衡不移動，因此容器丙中SO3的體積分?jǐn)?shù)和容器甲中SO3的體積分?jǐn)?shù)相等，故C錯誤；D.起始濃度容器乙中的NO2是器甲的2倍，而SO2的起始濃度一樣，單純的增大某一種物質(zhì)的濃度，這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率一定降低，因此達(dá)到平衡時，容器乙中NO2的轉(zhuǎn)化率小于容器丙中NO2的轉(zhuǎn)化率，故D錯誤；答案選B?！敬鸢浮緽