2020高中化学 等效模型的建立（提高）巩固练习 新人教版选修4 6页

等效模型的建立 ‎【巩固练习】‎ 一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）‎ ‎1、在‎1L密闭容器中加入2molA和1molB，在一定温度下发生下列反应：‎2A(g)＋B(g) ‎3C(g)＋D(g)，达到平衡时容器内D的百分含量为a%。若保持容器体积和温度不变，分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是（ ）‎ A．3molC和1molD B．2molA、1molB和3molC C．4molC和1molD D．1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molD ‎2、在一个容积固定的密闭容器中充入1mol HI，建立如下平衡：2HI(g) H2(g)+I2 (g)，测得HI的转化率为a%。其他条件不变，在上述平衡体系中再充入1mol HI，待平衡建立时HI的转化率为b%，则a与b的关系为（ ）‎ ‎ A．a＞b B．a＜b C．a=b D．无法确定 ‎3、向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O (g)，发生反应：‎ CO+H2O (g) CO2+H2。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（ ）‎ A．0.5 mol CO+2 mol H2O (g)+1 mol CO2+1 mol H2‎ B．1 mol CO+1 mol H2O (g)+1 mol CO2+1 mol H2‎ C．0.5 mol CO+1.5 mol H2O (g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2‎ D．0.5 mol CO+1.5 mol H2O (g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2‎ ‎4、恒温恒压条件下，可逆反应2SO2＋O22SO3在密闭容器中进行，起始时充入1mol SO3，达到平衡时，SO2 的百分含量为ω%，若再充入1mol SO3 ，再次达到新的平衡时，SO2 的的百分含量为（ ）‎ A．大于ω% B．小于ω% C．等于ω% D．无法确定 ‎5、在一恒温恒容密闭容器中，A、B气体可建立如下平衡： ‎2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡：I. A、B的起始量均为2mol；II. C、D的起始量分别为2mol和6mol。下列叙述不正确的是（ ）‎ A．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同 B．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同 C．达到平衡时，途径I的 和途径II体系内混合气体平均相对分子质量相同 D．达到平衡时，途径I的气体密度为途径II密度的1/2‎ ‎6、一定温度下，将a mol PCl5通往一容积不变的密闭容器中达如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，此时平衡混合气体的压强为P1，再向容器中通入a mol PCl5，恒温下再度达到平衡后压强变为P2，则P1与P2的关系是（ ） ‎ ‎ A. 2P1＝P2 B. 2P1＞P‎2 C. 2P1＜P2 D. P1＝2P2‎ ‎7、体积完全相同的两个容器A和B，已知A装有SO2和O2各‎1 g，B装有SO2和O2各‎2 g，在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%，B中SO2的转化率为b%，则A、B两容器中SO2转化率的关系正确的是 （ ） ‎ A.a%>b% B.a%=b%‎ C.a%丙=甲 B乙>丁>甲>丙 C．丁>乙>丙=甲 D．丁>丙>乙>甲 ‎10、在一定条件下，将2.0 mol SO2和1.0 mol O2通入下列容器中：活塞与大气相通，维持容器内温度不变，平衡时SO2的质量分数为w。则该容器内充入下列物质，相同条件下达到平衡时，SO2的质量分数也为w的是（ ）‎ ‎①4.0 mol SO2和2.0 mol O2 ‎ ‎②2.0 mol SO2、1.0 mol O2和3.0 mol SO3‎ ‎③3.5 mol SO3‎ ‎④2.2 mol SO2和1.8 mol O2 ‎ ‎⑤4.5 mol SO2、4.5 mol O2和1.2 mol SO3‎ A．①②B．①②③C．①②③④ D．①②③④⑤‎ ‎11、在温度、容积相同的3个密闭容器，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2 (g)+3H2 (g)2NH3 (g) ΔH=―92.4 kJ·mol―1]：‎ 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 ‎1 mol N2、3 mol H2‎ ‎2 mol NH3‎ ‎4 mol NH3‎ NH3的浓度（mol·L－1）‎ c1‎ c2‎ c3‎ 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强（Pa）‎ p1‎ p2‎ p3‎ 反应物转化率 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 下列说法正确的是（ ）‎ A．‎2c1＞c3 B．a+b=‎92.4 C．2p2＜p3 D．1+3＜1‎ ‎12、如右图，关闭活塞K，向A中充入1 mol X、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2 mol Y，此时A、B的容积都是a L。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器各发生反应：‎ X (g)+Y (g)2Z (g)+W (g) ΔH＜0。A保持恒压，B保持恒容，达到平衡时，A的体积为‎1.4a L。下列说法错误的是（ ）‎ A．反应速率：v (B)＞v (A)‎ B．A容器X的转化率为80%‎ C．平衡时的压强：2p (A)=p (B)‎ D．平衡时Y的体积分数：A＜B ‎13、在一个固定体积的密闭容器，2 mol A和l mol B，发生反应‎2A (g)+B (g)‎3C (g)+D (g)，达到平衡时，C的浓度为a mol·L－1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol·L－1的是（ ）。‎ ‎ A．4 mol A+2 mol B B．2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D ‎ C．3 mol C+1 mol D+1 mol B D．3 mol C+l mol D 二、填空题：‎ 6‎ ‎1、反应aA(g)+bB(g) pC(g)+qD(g)在容积不变的密闭容器中达到平衡且起始时A与B的物质的量之比为a:b，则 ‎⑴平衡时A、B的转化率之比为 ；‎ ‎⑵若同等倍数的增大A、B的物质的量浓度，要使A与B的转化率同时增大，(a+b)与(p+q)满足的关系是(a+b) (p+q) （填“＞”、“＜”、“＝”或“没关系”）；‎ ‎⑶若设定a=2、b=1、p=3、q=2，在甲、乙、丙、丁四个容器中A的物质的量分别为2mol、1mol、2mol、1mol，B的物质的量分别为1mol、1mol、2mol、2mol ， C和D的物质的量均为0。则在相同条件下达到平衡时，A的转化率最大的容器是 ，B的转化率由大到小的顺序是（填容器序号） 。‎ ‎2、在一定温度下，向一个容积不变的容器中，加入3molSO2和2molO2 及固体催化剂，使之反应：2SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；△H=－196.6kJ/mol。平衡时容器内气体压强为起始时的90%。此时 Ⅰ、加入3molSO2和2molO2 发生反应，达到平衡时，放出的热量为 。‎ Ⅱ、保持同一反应温度，在相同的容器中，将起始物质的量改为amolSO2、bmolO2、cmolSO3（g），欲使平衡时SO3的体积分数为2/9 ，‎ ‎①达到平衡时，Ⅰ与Ⅱ放出的热量 （填序号）。‎ A、一定相等 B、前者一定小 C、前者大于或等于后者 ‎②a、b、c必须满足的关系是（一个用a、c表示，另一个用b、c表示） 、 。‎ ‎③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，a的取值范围是： 。‎ ‎【参考答案】‎ 一、选择题：‎ ‎1、 AD ‎【解析】此题属等效平衡中的第一种情况，T、V一定且m＋n≠p＋q，用“极限转换法”作出判断，将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时A和B的物质的量。‎ ‎ ‎2A(g) ＋ B(g) ‎3C(g) ＋ D(g)‎ A．‎ 起始/mol ‎0‎ ‎0‎ ‎3‎ ‎1‎ 转换后/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎0‎ B．‎ 起始/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎0‎ 转换后/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎0‎ C．‎ 起始/mol ‎0‎ ‎0‎ ‎4‎ ‎1‎ 转换后/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0‎ D．‎ 起始/mol ‎1.9‎ ‎0.95‎ ‎0.15‎ ‎0.05‎ 转换后/mol ‎2‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎2、C ‎【解析】本反应体积前后不变，压强增大，平衡不移动，HI的转化率不变。‎ ‎3、B ‎【解析】A项，相当于向容器中充入1.5 mol CO和3 mol H2O (g)，与原始比例1∶2相同，与原平衡等效，CO体积分数不变；B项，相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O (g)，再充入1 mol CO，故前一步旨在建立等效平衡，再充入1 mol CO，虽使平衡向正向移动，但移动是由CO的浓度增加引起的，CO的体积分数增大；C项，相当于向容器中充入0.9 mol CO和1.8 mol H2O (g)（两者比值1∶2），再充入0.1 mol H2O (g)，故加入H2O (g)而使平衡向正向移动，CO体积分数减小；D项，相当于向容器中充入1 mol CO和2 mol H2O (g)，与原平衡等效，CO体积分数不变。‎ 6‎ 说明：利用等效平衡规律解决问题时，关键要把握两点：（1）明确反应条件是恒温恒压还是恒温恒容。（2）明确反应方程式的特点：是反应前、后气体体积相等还是不相等的反应。（3）对于不能构成等效平衡的情况，分析平衡是向正反应方向移动，还是向逆反应方向移动。在分析中，将生成物（或反应物）按“一边倒”的原则全部转化为反应物（或生成物）是非常必要和有效的。‎ ‎4、C ‎【解析】恒温恒压条件下，若再充入1mol SO3 ，平衡时SO3转化率不变，故SO2 的的百分含量不变。‎ ‎5、B ‎【解析】该反应是反应前后体积相等的反应，I、II两途径起始量折成同一半边对应成比例，两途径分别达到平衡时，体系内混合气体的组成相同。 6、B ‎【解析】题意的变化过程如下图所示：‎ ‎ Ⅱ是Ⅰ的等效平衡，由Ⅱ变为Ⅲ时，体积缩小一倍，可转化为压强增大一倍来考虑平衡移动。但由于增大压强，对此可逆反应来说，平衡向逆反应方向进行，因而增大的压强就会小于原压强的2倍。‎ ‎7、C ‎【解析】要比较A、B两容器中SO2转化率，可以对B容器的反应过程进行如下等效设计:‎ 即先将B容器中的体积扩大一倍，使状态Ⅱ与A容器达到等同平衡(状态Ⅱ相当于两个独立的容器A)，两者SO2的转化率相等。再将状态Ⅱ体积压缩为原体积，根据勒夏特列原理，状态Ⅲ平衡时SO2转化率大于状态Ⅱ(也就是容器A)的转化率。而B容器先扩大体积再压缩回原状，转化率是相同的，所以a%丙=甲，答案选A。‎ ‎10、B ‎【解析】题设条件为恒温恒压，凡通入SO2和O2物质的量比与题干相同者都符合题意，不论SO3通入多少，都符合题意。‎ ‎11、BD ‎ ‎ 【解析】A项，甲乙是等同平衡，c1=c2，运用叠加原理比较乙、丙可得c3＞‎2c2，即c3＞‎2c1‎ 6‎ ‎；B项，甲反应生成NH3的量加乙反应消耗NH3的量恰好为2 mol，则a+b=92.4；C项，将丙分两步完成，第一步将4 mol NH3加入2倍体积的容器，达到与乙一样的平衡状态，此时丙的压强p3＇等于p2，第二步将丙的体积压缩至一倍体积，在这一时刻，丙的压强p3″=2p2，增大压强，平衡向右移动，压强减小，最终平衡时，2p2＞p3；D项，甲乙为等同平衡，1+2=1，丙转化率小于2，1+3＜1。‎ ‎12、C ‎ ‎【解析】A是恒压，B是恒体积，该反应是物质的量增大的反应，所以B中压强要增大，B中反应速率比A中的大，A选项正确；‎ ‎ X (g) + Y (g) 2Z (g) + W (g)‎ 起始量： 1 1 0 0‎ 转化量： x x 2x x 平衡量： 1―x 1―x 2x x 有1―x+1―x+2x+x=1.4×2，得x=0.8，所以A中X的转化率为0.8，B选项正确；起始状态下，p (B)=2p (A)，随着反应的进行，p (A)不变，p (B)在增大，所以平衡后p (B)＞2p (A)，C选项错误；两者在起始状态下是成比例的关系，即在等温等压条件下为等效平衡，则压缩A的体积，增大压强，平衡逆向移动，所以原平衡状态中，A中Y的体积分数小于B，D选项正确。‎ ‎13、D ‎ ‎【解析】题设条件要求在体积、温度不变时，以不同物质为起始物质，达到平衡时C的浓度相同，即建立相同的平衡状态。此类题目采用的是“一边倒”的方法转化成与参照起始状态形式、各物质的物质的量分别相同，达到平衡时即为等效平衡。B项的投料方式相当于投入了4 mol A+2 mol B。C项可以等效为2 mol A+2 mol B。综合来看只有D选项符合。‎ 二、填空题：‎ ‎1、1:1；⑵＞；⑶丁、甲＞乙＞丙＞丁。‎ ‎【解析】‎ ‎⑴‎ 已知起始时A与B的物质的量之比为a:b，由方程式中系数知转化的A与B的物质的量之比也为a:b，故平衡时A、B的转化率之比为1:1。‎ ‎⑵同等倍数的增大A、B的物质的量浓度，相当于加压，要使A与B的转化率同时增大，反应前后系数满足的关系是(a+b) ＞(p+q)。‎ ‎⑶以容器乙为参照分析：容器丁相当于在容器乙的基础上再加入1 molB，A的转化率提高；‎ 容器甲相当于在容器乙的基础上再加入1 molA，B的转化率提高。容器乙丙相比，丙的压强较大，而该正反应的系数增大，故丙中A、B的转化率比乙中的小。‎ ‎2、 ‎ Ⅰ、 98.3kJ ‎ Ⅱ、①C ② a +c=3，2b+c=4 ③2＜a≤3‎ ‎ 【解析】‎ Ⅰ、 2SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；△H=－196.6kJ/mol。‎ 起始： 3mol 2 mol 0‎ 转化： 2x x 2x 平衡： 3-2x 2-x 2x 由题意：平衡时容器内气体压强为起始时的90%。‎ 故：（3-2x+2-x+2x）÷(3+2)= 90%，解得，x=0.5 mol 6‎ 放出的热为196.6kJ×0.5=98.3 kJ。平衡时SO3的体积分数为1÷4.5=2/9。‎ Ⅱ、①欲使平衡时SO3的体积分数为2/9 ，即达到等效平衡，a≤3，故途径Ⅱ放出的热量≤98.3 kJ。‎ ‎②该反应前后体积不等，要达等效平衡，需满足：将起始量等价转换成同一边后各物质的量对应相等。即：a +c=3，2b+c=4。‎ ‎③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，只要和平衡时各物质的量参比，平衡时SO2的物质的量为2mol ，故a的取值范围是：2＜a≤3。‎ 6‎