2.3.4化学平衡图像和等效平衡新人教版选修4

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1、化学平衡图像和等效平衡时间：45分钟 满分：100分一、选择题(每小题5分，每小题有12个正确选项)1向某密闭容器中充入1mol CO和2mol H2O(g)，发生反应：COH2O(g)CO2H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是()A0.5mol CO2mol H2O(g)1mol CO21mol H2B1mol CO1mol H2O(g)1mol CO21mol H2C0.5mol CO1.5mol H2O(g)0.4mol CO20.4mol H2D0.5mol CO1.5mol H2

2、O(g)0.5mol CO20.5mol H2解析：本题考查了等效平衡的问题。对于反应COH2O(g)CO2H2，是一个反应前后气体的体积不变的反应，因此在恒温和恒容条件下是等效平衡的条件是CO和H2O(g)的物质的量之比与起始时加入的CO和H2O(g)的物质的量之比相等即可。因此只要将各选项中的投料转化为CO和H2O(g)的物质的量，并与原平衡进行对比即可。对于A选项中的配料相当于CO有1.5mol、H2O(g)有3mol，即二者之比为12，所以此情况下的平衡与原平衡等效，即CO的体积分数仍为x；对于B选项中的配料相当于CO有2mol、H2O(g)有2mol，相对于原平衡可以认为是在原平衡的

3、基础上又加入了1mol CO，根据平衡移动原理，平衡相当于向右移动，但是CO的体积分数增大，即大于x；对于C选项中的配料相当于CO有0.9mol、H2O(g)有1.9mol，此投料相当于在0.9molCO和1.8molH2O(g)的平衡体系中再加入0.1mol H2O(g)，而0.9mol CO和1.8mol H2O(g)的平衡与原平衡是等效平衡，再加入0.1mol H2O(g)时平衡向右移动，CO的体积分数减小，即小于x；对于D选项中的配料相当于CO有1mol、H2O(g)有2mol，此平衡与原平衡相同，所以CO的体积分数也为x。因此达到平衡时CO的体积分数大于x的只有B选项。答案：B2(2

4、011重庆卷)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()ACO2(g)2NH3(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)；H0CCH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)H2O(g)；H0D2C6H5CH2CH3(g)O2(g)2C6H5CH=CH2(g)2H2O(g)；HT1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，HpqB正反应吸热，mnpqD正反应放热，mnpq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。答案：A7500下，向某一密闭容器中分别充入不同量气体，发生反应：2SO2

5、(g)O2(g)2SO3(g)，共进行了6次实验，每次物质的量分别为：2amolsO2amol O22amolsO3amolsO20.5amol O2amolsO34amolsO22amol O24amolsO3amolsO20.5amol O23amolsO3。试分析，6次反应分别达平衡时SO3的平衡浓度相同的组合是()ABC D答案：A、D8在相同容积的4个密闭容器中进行同一种可逆反应，2A(g)B(g)3C(g)2D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示：各容器所盛物质的量容器甲乙丙丁A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol在相同温度下，建立平衡时，4

6、个容器中A或B的转化率的大小关系是()AA的转化率为：甲丙乙丁BA的转化率为：甲乙丙丙乙丁DB的转化率为：丁丙乙甲解析：用虚拟思维法比较丙与乙：丙设想为乙的两个平衡体系，再加压，则平衡左移，所以A、B的转化率均是乙丙。甲、丙利用对比的方法，丙相当于在甲的基础上再加1mol B，则平衡右移，A的转化率丙甲；丙、丁也利用此法判断。答案：A二、非选择题(共60分)9在一个温度、压强恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。已知1molsO2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。(1)若开始时放入1molsO2和0.5molO2，达平衡后，生成0.9molsO3，这时SO2的转化率为

7、_。(2)若开始时放入4molsO2和2mol O2，达平衡后，生成SO3的物质的量为_，反应放出的热量为_。解析：2SO2O22SO3起始(mol) 1 0.5 0变化(mol) 0.9 0.45 0.9平衡(mol) 0.1 0.05 0.9SO2转化率为90%。恒温恒压下，只要转化过来的起始投入量成比例，两者就成等效平衡，SO2转化率相同，生成SO3为4mol90%3.6mol。放出热量为3.6Q。答案：(1)90%(2)3.6mol3.6Q10.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)B(g)C(g)(1)若开始时放入1mol A和1mol B，到达平衡后，生成amo

8、l C。这时A的物质的量为_mol。(2)若开始时放入3mol A和3mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为_mol。(3)若开始时放入xmol A、2mol B和1mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x_mol，y_mol。平衡时，B的物质的量_(选填一个编号)。(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是_。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是_。.若维持温度不变，在一个与(1)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

9、放入1mol A和1mol B到达平衡后生成bmol C，将b与(1)小题的a进行比较，则_(选填一个编号)。(甲)ab(丙)ab(丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是_。解析：.(1)由反应A(g)B(g)C(g)知，反应达到平衡后，若有amol的C生成，则必有amol的A物质消耗，此时剩余A的物质的量为(1a)mol。(2)在恒温、恒压下，若投放3mol A和3mol B，则所占有的体积为(1)中体积的3倍，由于A、B的投放比例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的3倍，即3amol。(3)由于达平衡时C的物质的量为3amol，说明所达到的平衡状态与(2)

10、中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A和B，A、B的物质的量应与(2)完全相等。A(g)B(g)；C(g)起始：xmol2mol1mol (x1)mol3mol0平衡后：y(33a)mol3amol根据题意有：(x1)mol3mol，x2mol，y(33a)mol，显然平衡时，B的物质的量也为(33a)mol，若投入A、B、C三种物质后，平衡不移动，C的物质的量不变，即3a1mol时，B的物质的量为(33a)mol2mol；若平衡向右移动，则3a1mol，B的平衡量小于2mol；若平衡向左移动，则3ab。答案：(1)(1a)(2)3a(3)233a(丁) 若3a1，B的物质的量小于2m

11、ol；若3a1，B的物质的量等于2mol；若3ab。11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右图所示(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_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)A、B、C、D、E各状态中，v(正)v(逆)的是_。(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_。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

12、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，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。答案：(1

13、)放热(2)D(3)(4)先突然升温到t2，然后无限缓慢地降低温度到t112一密封体系中发生反应N23H22NH3Q，下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图，回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是_。(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化？(3)下列各时间段内，氨的百分含量最高的是()At0t1 Bt2t3Ct3t4 Dt5t6解析：本题是考查反应速率与化学平衡内在联系的一道好题。处于平衡状态时，正、逆反应速率必定相等，从图中可看出t0t1、t2t4、t5t6时间段时反应处于平衡状态。t1时刻，条件变化使v正、v逆都加快，且v逆v正，平衡向逆反应方向移动，对照反应式可看出条件变化应是升高温度。t3时刻，v正、v逆都同幅度加快，应是加了催化剂。t4时刻，v正、v逆都减慢，且v正v逆，平衡逆向移动，所以是由降低压强引起的。由于t1t2时间段和t4t5时间段中，平衡都向逆反应方向移动，氨的百分含量都减小，所以应是t0t1时间段中氨的百分含量最高。答案：(1)t0t1、t2t4、t5t6(2)t1时升温；t3时使用催化剂；t4时降压(3)A