2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題57 三個(gè)容器中化學(xué)平衡的比較講解.doc

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專題57 三個(gè)容器中化學(xué)平衡的比較一、高考題再現(xiàn)1（2016江蘇）一定溫度下，在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達(dá)到平衡。下列說法正確的是 A該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱B達(dá)到平衡時(shí)，容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器中的大C達(dá)到平衡時(shí)，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D達(dá)到平衡時(shí)，容器中的正反應(yīng)速率比容器中的大【答案】AD二、考點(diǎn)突破1一定溫度下，在三個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中，充入一定量的A和B分別發(fā)生下列反應(yīng)：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)+E(s)，下列說法正確的是 容器編號溫度/起始物質(zhì)的量/mol平衡物質(zhì)的量/molABAB容器300310.8容器30062容器240310.4A 該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B 反應(yīng)達(dá)到平衡后加入2molE，A的轉(zhuǎn)化率減小C 容器達(dá)到平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率比容器I大D 240 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.25【答案】CDD.由表格中數(shù)據(jù)可以知道, 3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)+E(s)起始量(mol/L) 3 1 0 0 變化量(mol/L) 1.8 0.6 1.2 0.6 平衡量(mol/L) 1.2 0.4 1.2 0.6 K=1.25，所以D選項(xiàng)是正確的。2汽車尾氣凈化器中發(fā)生的反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下，在三個(gè)體積均為1.0L恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：容器溫度/（）起始物質(zhì)的量（mol)平衡物質(zhì)的量（mol)NOCON2CO2N2CO2I4000.20.2000.12II4000.40.400III300000.10.20.075下列說法正確是A 容器I中達(dá)到平衡所需時(shí)間2s，則v(N2)=0.06 molL-1s-1B 該反應(yīng)的S0、H 2c(CO，容器I)D 若起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，開始時(shí)V正V逆【答案】BD A. 容器I中達(dá)到平衡所需時(shí)間2s,則v(N2)=0.03 molL-1s-1,故A錯(cuò)誤；B.該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),則S0，I與III比較,III極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物時(shí),起始量相同,溫度低時(shí)N2的平衡濃度大,可以知道降低溫度平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即H0，所以B選項(xiàng)是正確的；C.I與II比較,溫度相同、起始量為2倍關(guān)系,但I(xiàn)I中壓強(qiáng)大、平衡正向移動(dòng)，則達(dá)到平衡時(shí),體系中關(guān)系: c(CO，容器II)2c(CO，容器I),故C錯(cuò)誤；D.起始時(shí)向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，QC=10V逆，所以D選項(xiàng)是正確的。 3（題文）一定溫度下，在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 下列說法正確的是A v1 v2，c2 K3，p2 2p3C v13(SO2 ) D c2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )1【答案】CD對比容器的特點(diǎn)，將容器1和容器2對比，將容器1和容器3對比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應(yīng)物投入量為4molSO2和2molO2，容器2中起始反應(yīng)物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當(dāng)于在容器1達(dá)平衡后增大壓強(qiáng)，將容器的體積縮小為原來的一半，增大壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率加快，21，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)c22c1，p22p1，1（SO2）+2（SO3）1，容器1和容器2溫度相同，K1=K2；容器3相當(dāng)于在容器1達(dá)到平衡后升高溫度，升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快，31，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)c3c1，p3p1，3（SO2）1（SO2），K3K1。根據(jù)上述分析，A項(xiàng)，21，c22c1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K3K1，p22p1，p3p1，則p22p3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，31，3（SO2）1（SO2），C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，c22c1，c3c1，則c22c3，1（SO2）+2（SO3）1，3（SO2）1（SO2），則2（SO3）+3（SO2）1，D項(xiàng)正確。4在3個(gè)體積均為1 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改變?nèi)萜鱅的反應(yīng)溫度，平衡時(shí)c( NO2)與溫度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是 容器編號溫度/K起始物質(zhì)的量/molSO2 NONO2S0.50.600T10.510.51T20.50.211A 該反應(yīng)的H0B T1時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為C 容器與容器均在T1時(shí)達(dá)到平衡，總壓強(qiáng)之比小于1:2D 若T2T1，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于40%【答案】ADC根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT分析，容器容積和反應(yīng)溫度一定，體系總壓強(qiáng)與體系中混合氣體的總物質(zhì)的量成正比，容器相當(dāng)于按0.75molSO2，1.5molNO和0.75molS起始，由于S是固體，不改變濃度商，設(shè)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)消耗了ymolSO2，則平衡時(shí)兩容器壓力比為pI/pII=(0.4+0.4+0.2+0.1)/(2y)1/(2y)1/2，C錯(cuò)誤；DT2T1，則溫度降低有助于化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行，容器相當(dāng)于以1molSO2，1.2molNO和0.5molS起始，S不對化學(xué)反應(yīng)的平衡產(chǎn)生影響，也就相當(dāng)于對容器加壓，若平衡不發(fā)生移動(dòng)，則平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)為40%，而容器的化學(xué)反應(yīng)正向進(jìn)行程度比容器I更大，則達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于40%，D正確，答案選AD。5現(xiàn)有三個(gè)體積相同的密閉容器，按下圖所示投料，并在T條件下開始反應(yīng)，其中容器I保持恒壓100kPa。已知:分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對于2NO2(g)N2O4(g)H0，T時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K=p(N2O4)/100kPa/p(NO2) /100kPa2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)為氣體分壓。下列說法正確的是 A 達(dá)平衡時(shí)，容器中N2O4轉(zhuǎn)化率小于50%B 達(dá)平衡時(shí)，容器中N2O4分壓比容器中的大C 達(dá)平衡時(shí)，容器中N2O4的體積分?jǐn)?shù)比容器中的大D 若起始時(shí)向容器中充入2molN2O4、2molNO2,達(dá)到平衡前v(正)v(逆)【答案】AD6在三個(gè)容積均為1L的恒溫恒容密閉容器中，起始時(shí)按表中相應(yīng)的量加入物質(zhì)，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)(CH3)2O(g)+CO2(g)(不發(fā)生其他反應(yīng))， CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系加下圖所示。容器起始物質(zhì)的量/mol平衡轉(zhuǎn)化率COH2(CH3)2OCO2CO0.30.30050%0.30.300.1000.20.4 下列說法正確的是（ ）A 該反應(yīng)的Hp2B 達(dá)到平衡時(shí)，容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于50%C 達(dá)到平衡時(shí)，容器與容器的總壓強(qiáng)之比小于45D 達(dá)到平衡時(shí)，容器中n(CH3)2O是容器中的2倍【答案】AC【解析】A. 由圖可知，升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低則平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Hp2，選項(xiàng)A正確；B. 容器相當(dāng)于加入了部分二氧化碳，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故達(dá)到平衡時(shí)，容器中CO的平衡轉(zhuǎn)化率小于50%，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C. 達(dá)到平衡時(shí)，容器中總物質(zhì)的量為0.15+0.15+0.05+0.05=0.4mol，容器的總物質(zhì)的量小于0.15+0.15+0.05+0.05+0.1=0.5mol，故總壓強(qiáng)之比小于45，選項(xiàng)C正確；D. 若恒壓則為等效平衡，達(dá)到平衡時(shí)，容器中n(CH3)2O是容器中的2倍，但恒容情況下相當(dāng)于容器為增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的正方向移動(dòng)，n(CH3)2O增多，則容器中n(CH3)2O大于容器中的2倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選AC。7一定溫度下，在三個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g) H0。下列說法正確的是 容器編號溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol/L物質(zhì)的平衡濃度/mol/Lc(CH3OH)c(CO)c(CH3COOH)c(CH3COOH)I5300.500.5000.40II5300.200.200.40III510000.50 A 達(dá)平衡時(shí)，容器I與容器II中的總壓強(qiáng)之比為3:4B 達(dá)平衡時(shí)，容器II中比容器I中的大C 達(dá)平衡時(shí)，容器中的正反應(yīng)速率比容器I中的大D 達(dá)平衡時(shí)，容器I中CH3OH 轉(zhuǎn)化率與容器III中CH3COOH 轉(zhuǎn)化率之和小于1【答案】BD正確；C根據(jù)CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH (g) 可知，容器I中起始量與容器等效，但容器中的溫度低，溫度越低，反應(yīng)速率越慢，因此達(dá)平衡時(shí)，容器中的正反應(yīng)速率比容器I中的小，故C錯(cuò)誤；D. 根據(jù)CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g) 可知，容器I中起始量與容器等效；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，CH3COOH的轉(zhuǎn)化率減小，因此達(dá)平衡時(shí)，容器I中CH3OH 轉(zhuǎn)化率與容器III中CH3COOH 轉(zhuǎn)化率之和小于1，故D正確；故選BD。8在3個(gè)體積均為1 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改變?nèi)萜鱅的反應(yīng)溫度，平衡時(shí)c( NO2)與溫度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是 A 該反應(yīng)的H0B T1時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為C 容器與容器均在T1時(shí)達(dá)到平衡，總壓強(qiáng)之比小于1:2D 若T2T1，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于40%【答案】AD該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，故B錯(cuò)誤；C. T1時(shí)，容器I平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量為0.4+0.4+0.2=1.0mol，容器中Qc=0.5，說明反應(yīng)正向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量小于0.5+1+0.5=2.0mol，因此達(dá)到平衡，總壓強(qiáng)之比大于1:2，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)上述分析，T1時(shí)，平衡時(shí)容器I中NO的體積分?jǐn)?shù)為100%=40%；容器I相當(dāng)于起始時(shí)加入0.2mol二氧化氮和0.6mol二氧化氮，容器相當(dāng)于起始時(shí)加入0.4mol二氧化硫和1.2mol一氧化氮，容器相當(dāng)于容器I縮小體積的結(jié)果，根據(jù)方程式，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，一氧化氮的物質(zhì)的量減少，因此平衡時(shí)容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于40%，若T20D T1時(shí)，容器中達(dá)到平衡后再充入NO、H2O(g）各210-4mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】AD【解析】反應(yīng)、相比較，NO的濃度不變，中氫氣濃度是的2倍，反應(yīng)速率是的2倍，所以n=1；反應(yīng)、相比較，氫氣的濃度不變，中NO濃度是的2倍，反應(yīng)速率是的4倍，所以m=2；選項(xiàng)A正確。恒溫恒容下，體系的壓強(qiáng)比等于氣體的物質(zhì)的量的比，對于反應(yīng)有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 6 2 0 0反應(yīng)： x x x/2 x/2平衡： 6-x 2-x x/2 x/2 對于反應(yīng)有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 2 6 0 0反應(yīng)： y y y/2 y/2平衡： 2-y 6-y y/2 y/2 （以上單位都是10-3mol/L）兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)必然相等，列出其平衡常數(shù)計(jì)算式，兩個(gè)反應(yīng)的K值相等，一定得到x=y。則得到達(dá)平衡時(shí)兩個(gè)反應(yīng)體系的氣體總物質(zhì)的量相等，所以壓強(qiáng)相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。溫度不變的前提下，從反應(yīng)變?yōu)榉磻?yīng)，氫氣的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，則平衡正向移動(dòng)，達(dá)到新平衡的時(shí)候c(N2)應(yīng)該大于210-4mol/L，此時(shí)的c(H2O)應(yīng)該大于410-4mol/L；但是，實(shí)際升高溫度以后實(shí)驗(yàn)達(dá)平衡時(shí)c(H2O)= 3.810-4mol/L410-4mol/L，說明升高溫度的時(shí)候，平衡一定逆向移動(dòng)了，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，焓變小于0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。增大生成物濃度，平衡一定逆向移動(dòng)，所以充入NO、H2O(g）各210-4mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，選項(xiàng)D正確。10一定條件下存在反應(yīng): 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。現(xiàn)有三個(gè)體積相同的密閉容器I、II、III，按如下圖所示投料，并在400條件下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是 A 達(dá)平衡時(shí)，容器I、II的總壓強(qiáng)相等B 達(dá)平衡時(shí)，容器II中c(O2)/c(SO3)比容器I中的大C 達(dá)平衡時(shí)，容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)比容器III中的大D 達(dá)平衡時(shí)，容器I中SO2的轉(zhuǎn)化率與容器II中SO3的轉(zhuǎn)化率之和小于1【答案】CD11溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是 A 達(dá)平衡時(shí)，容器與容器中的總壓強(qiáng)之比為45B 達(dá)平衡時(shí)，容器中比容器中的大C 達(dá)平衡時(shí)，容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%D 當(dāng)溫度改變?yōu)門2時(shí)，若k正=k逆，則 T2 T1【答案】CD【解析】由容器I中反應(yīng)2NO2 2NO+O2起始量(mol/L) 0.6 0 0變化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常數(shù)K=，平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的體積分?jǐn)?shù)為50%，。在平衡狀態(tài)下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，進(jìn)一步求出。A根據(jù)容器II的起始投料，Q=K，平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以容器II在平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量一定大于1 mol，故兩容器的壓強(qiáng)之比一定小于45，A錯(cuò)誤；B若容器II在某時(shí)刻，2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因?yàn)?，解之得x=，求出此時(shí)濃度商Qc=K，所以容器II達(dá)平衡時(shí)，一定小于1，B錯(cuò)誤；C若容器III在某時(shí)刻，NO的體積分?jǐn)?shù)為50%2NO2 2NO + O2起始量(mol/L) 0 0.5 0.35變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 12一定溫度下，在3個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡。下列說法正確的是容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/mol/L物質(zhì)的平衡濃度/mol/LSO2或SO3平衡轉(zhuǎn)化率c(SO2)c(O2)c(SO3)c（SO3）I7230.20.100.16a1II7230.40.20a2III823000.2a3A 達(dá)到平衡時(shí)，a1+a31B 達(dá)到平衡時(shí)，容器中的壓強(qiáng): PIIPIPIIIC 達(dá)到平衡時(shí)，容器III中的逆反應(yīng)速率比容器I中的大D 若起始時(shí)，向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，則此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行【答案】AC【解析】容器I、II由正反應(yīng)開始建立平衡，容器III由逆反應(yīng)開始建立平衡。設(shè)計(jì)容器IV，容器IV為723K，起始向1.0L的恒容密閉容器中加入0.2mol/LSO3（g），則容器IV達(dá)到的平衡狀態(tài)與容器I為完全全等的等效平衡，平衡時(shí)容器IV中SO3的轉(zhuǎn)化率與容器I中SO2的轉(zhuǎn)化率之和為1，平衡時(shí)PI=PIV。A，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，容器III相當(dāng)于在容器IV達(dá)到平衡后升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，SO3的轉(zhuǎn)化率增大，即容器III中SO3的平衡轉(zhuǎn)化率大于容器IV，則a1+a31，A項(xiàng)正確；B，容器I和容器II溫度相同，容器II起始SO2、O2物質(zhì)的量濃度都是容器I的兩倍，容器II起始壓強(qiáng)為容器I起始壓強(qiáng)的兩倍，容器II相當(dāng)于在容器I達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)平衡時(shí)2PIPIIPI，容器III相當(dāng)于在容器IV達(dá)到平衡后升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)平衡時(shí)PIIIPIV，PI=PIV，則PIIIPI，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C，容器III中溫度高于容器IV中，平衡時(shí)容器III中逆反應(yīng)速率比容器IV中的大，平衡時(shí)容器IV中逆反應(yīng)速率與容器I中的相等，平衡時(shí)容器III中逆反應(yīng)速率比容器I中的大，C項(xiàng)正確；D，容器I平衡時(shí)c（SO3）=0.16mol/L，用三段式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）c（起始）（mol/L） 0.2 0.1 0c（轉(zhuǎn)化）（mol/L） 0.16 0.08 0.16c（平衡）（mol/L） 0.04 0.02 0.16723K時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=800，若起始時(shí)向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，此時(shí)SO2、O2、SO3物質(zhì)的量濃度依次為0.16mol/L、0.04mol/L、0.16mol/L，濃度商Qc=25800，此時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選AC。13在某溫度下，容積均為2 L的三個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫恒容，使之發(fā)生反應(yīng)：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。初始投料與各容器達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)甲乙丙初始投料2 mol H2、1 mol CO1 mol CH3OH4 mol H2、2 mol CO平衡時(shí)n(CH3OH)0.5 moln2n3體系的壓強(qiáng)p1p2p3反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率123 下列說法正確的是A 在該溫度下，假設(shè)甲容器從反應(yīng)開始到平衡所需時(shí)間為4 min，則H2的平均反應(yīng)速率v(H2)為0.25 molL1min1B 轉(zhuǎn)化率31；n31.0 molC 丙容器中，平衡后將容器的容積壓縮到原來的1/2，平衡常數(shù)K增大D p3c(CO2 ，乙)，D錯(cuò)誤。