专题检测六化学平衡与相关计算文档格式.docx
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2
0.5
Ⅱ
T2
Ⅲ
T1
2.5
A.平衡时,容器Ⅰ和容器Ⅱ中正反应速率:
v(H2)Ⅰ<
v(H2)Ⅱ
B.平衡时,容器Ⅱ中c(NO)<
0.5mol·
L-1
C.平衡时,容器Ⅲ和容器Ⅰ中的压强:
pⅢ<
pⅠ
D.保持温度不变,若将容器Ⅰ改为恒压密闭容器,平衡时容器的容积变为1.8L
选BC A项,由于T1>
T2,温度越高,反应速率越快,平衡时,容器Ⅰ和容器Ⅱ中正反应速率:
v(H2)Ⅰ>
v(H2)Ⅱ,错误;
B项,T1时,容器Ⅰ:
2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)(正反应放热)
起始/mol 3 200
转化/mol 1 10.51
平衡/mol 2 10.51
此时平衡常数K=
=0.25,n(平,总)=4.5mol;
若容器Ⅱ也在T1时达到平衡,设平衡时N2浓度为x,
2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)(正反应放热)
起始(mol·
L-1) 11.500
转化(mol·
L-1) 2x2xx2x
平衡(mol·
L-1) 1-2x1.5-2xx2x
则有
=0.25,解得x=0.25,c(NO)=0.5mol·
L-1;
容器Ⅱ在T2时达到平衡,由于T1>
T2,降低温度,平衡向放热方向移动,即向正反应方向移动,平衡时c(NO)<
L-1,正确;
C项,容器Ⅲ在T1时起始加入2.5molNO和2.5molH2,若某时刻时N2为0.5mol,则H2O为1mol,NO和H2都为1.5mol,共4.5mol,此时Q=
=0.20<
0.25,反应未达平衡,反应向正反应方向进行,反应达到平衡时气体的总物质的量<
4.5mol,因此平衡时,容器Ⅲ和容器Ⅰ中的压强:
pⅠ,正确;
D项,保持温度不变,若将容器Ⅰ改为恒压密闭容器,相当于给容器Ⅰ加压,平衡向正反应方向移动,n(平,总)<
4.5mol,平衡时容器的容积小于2×
=1.8L,错误。
3.(2018·
镇江一模)一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示:
温度/℃
起始物质的量浓度/(mol·
L-1)
CO(g)
N2
CO2
甲
0.10
乙
0.20
丙
反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示。
A.该反应的正反应为放热反应,平衡常数K(T1)<
K(T2)
B.达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
C.乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率小于40%
D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10molNO和0.10molCO2,此时v(正)<
v(逆)
选AC 甲、丙容器中起始投料相同,温度不同,由图中曲线分析甲的温度高,平衡时n(CO2)甲<
n(CO2)丙,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小,平衡常数K(T1)<
K(T2),A正确;
甲和乙温度不同,无法比较压强大小,B错误;
丙容器中反应达到平衡时,
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
起始/(mol·
L-1):
0.1 0.1 0 0
变化/(mol·
L-1):
0.060.060.030.06
平衡/(mol·
0.040.040.030.06
此时,NO的转化率为60%。
乙容器中若加入0.05mol·
L-1N2、0.1mol·
L-1CO2与丙等效,达到平衡时,N2的转化率等于40%,乙容器中加入0.1mol·
L-1N2、0.2mol·
L-1CO2,相当于丙物质的量的两倍,加压平衡向正反应方向移动,使N2的转化率小于40%,C正确;
丙容器中反应达到平衡时,平衡常数K=
=42.1875,再充入0.10molNO和0.10molCO2,浓度商Q=
≈28.01<
K,反应向正反应方向进行,v(正)>
v(逆),D错误。
4.(2018·
南通二模)Boderlscens研究反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<
0。
温度T时,在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表:
编号
起始物质
t/min
20
40
60
80
100
0.5molI2、
0.5molH2
w(HI)/%
50
68
76
xmolHI
91
84
81
研究发现上述反应中v正=ka·
w(H2)·
w(I2),v逆=kb·
w2(HI),其中ka、kb为常数。
A.温度为T时该反应达到平衡时的
=64
B.容器Ⅰ中前20min的平均速率v(HI)=0.0125mol·
L-1·
min-1
C.若起始时,向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI,反应逆向进行
D.若两容器中,kaⅠ=kaⅡ且kbⅠ=kbⅡ,则x的值一定为1
选AD 反应 H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<
初始物质的量/mol:
0.5 0.5 0
变化物质的量/mol:
aa2a
平衡时物质的量/mol:
0.5-a0.5-a2a
达到平衡时w(HI)=
100%=80%=0.8,得到a=0.4,w(H2)=w(I2)=[1-w(HI)]/2=10%,温度为T时该反应达到平衡时v正=v逆,ka·
w(I2)=kb·
w2(HI),则
=64,A正确;
容器Ⅰ中前20min,由w(HI)=
100%=50%=0.5,得到a=0.25,此时平均速率v(HI)=
=0.025mol·
min-1,B错误;
温度为T时该反应的平衡常数K=
=64,若起始时,向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI,浓度商Q=
=1<
K,则反应向正反应方向进行,C错误;
若两容器中kaⅠ=kaⅡ且kbⅠ=kbⅡ,说明两容器在相同温度下反应,且在相同时间内到达平衡时w(HI)仍为80%,即在相同温度相同体积容器中两者完全等效,则x的值一定为1,D正确。
5.(2018·
扬州一模)一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<
达到平衡时,下列说法正确的是( )
物质的起始浓度/(mol·
物质的平衡浓度/(mol·
c(SO2)
c(O2)
c(SO3)
758
0.2
0.1
0.044
0.05
858
A.从开始至平衡时,容器Ⅰ中SO3的反应速率为0.044mol·
s-1
B.平衡时,容器Ⅱ中SO3的浓度小于0.022mol·
L-1
C.平衡时,容器Ⅲ中SO3的浓度大于0.044mol·
D.若起始时,向容器Ⅰ中充入0.02molSO2、0.01molO2和0.02molSO3,则反应向逆反应方向进行
选BD 从开始至平衡没有时间,无法计算反应速率,A错误;
容器Ⅱ中反应物初始浓度是容器Ⅰ中的
,压强减小平衡逆向移动,SO3的平衡浓度小于0.022mol·
L-1,B正确;
容器Ⅲ的温度比容器Ⅰ高,该反应的正反应放热,升高温度平衡逆向移动,SO3的浓度小于0.044mol·
L-1,C错误;
由容器Ⅰ中数据可计算得K=1.02,按照D项充入物质时,Q=100>
K,反应逆向进行,D正确。
6.(2018·
南师附中、天一、淮中、海门四校联考)
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·
mol-1
相同温度下,在体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
起始时各物质物质的量/mol
达平衡过程体系能量的变化
CO
H2O
H2
①
1
4
放出热量:
32.8kJ
②
热量变化:
QkJ
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.平衡时,若向容器①中再加入0.2molCO和0.2molCO2,则v正<
v逆
C.Q=8.2
D.容器①中CO的转化率与容器②中CO2的转化率之和为1
选A 根据放出的热量可知,达到平衡时反应掉0.8molCO,A正确;
根据①中的数据可知,平衡时CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别为0.2mol、3.2mol、0.8mol、0.8mol,因反应前后气体体积不变,故该反应的平衡常数=
=1,当平衡时再加入CO和CO2各0.2mol时,Q=
<
K,反应正向进行,v正>
v逆,B错误;
根据平衡常数可知,②达到平衡时CO2剩余0.2mol,即反应掉0.8molCO2,故Q=41kJ·
mol-1×
0.8mol=32.8kJ,C错误;
根据上述分析可知①中CO的转化率为80%,②中CO2的转化率也为80%,D错误。
7.(2018·
常州一模)一定条件下进行反应:
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)。
向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molCOCl2(g),经过一段时间后达到平衡。
反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s
6
8
n(Cl2)/mol
0.30
0.39
0.40
A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22mol·
L-1,则反应的ΔH<
B.若在2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器进行该反应,化学平衡常数不变
C.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2molCOCl2、0.60molCl2和0.60molCO,反应达到平衡前的速率:
v(正)>
D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0molCl2和0.8molCO,达到平衡时,Cl2的转化率小于60%
选D 由表中数据可知,6s、8s时氯气的物质的量都是0.4mol,说明6s时反应到达平衡,平衡时氯气的浓度为0.2mol·
L-1,升高温度,到达新平衡,氯气的浓度变为0.22mol·
L-1,氯气浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,即ΔH>0,故A错误;
正反应为吸热反应,恒容绝热密闭容器进行该反应,随反应进行温度降低,而平衡常数只受温度影响,故平衡常数一定发生变化,故B错误;
平衡时c(Cl2)=0.2mol·
L-1,
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)
0.5 0 0
转化/(mol·
0.20.20.2
0.30.20.2
该温度下平衡常数K=
≈0.133,若起始向容器中充入1.2molCOCl2、0.60molCl2和0.60molCO,此时Q=
=0.15>K=0.133,则反应向逆反应方向移动,反应达到平衡前v(正)<v(逆),故C错误;
原平衡等效为起始向容器中充入1.0molCl2和1.0molCO,达到平衡时Cl2的转化率=
100%=60%,如加入1.0molCl2和0.8molCO,相当于在原来的基础上减小0.2molCO,平衡在原来的基础上向正反应方向移动,则Cl2的转化率减小,则Cl2的转化率小于60%,故D正确。
8.两个容积均为2L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),起始物质的量见下表。
实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如下图所示,下列说法正确的是( )
起始物质的量
NO
1mol
3mol
6mol
2mol
A.N点的平衡常数为0.04
B.M、N两点容器内的压强:
p(M)>
2p(N)
C.若将容器Ⅰ的容积改为1L,T1温度下达到平衡时c(CO2)=0.25mol·
D.若将容器Ⅱ改为绝热容器,实验起始温度为T1,达平衡时NO的转化率小于16.7%
选AD 由于N点和M点的温度相同,故两点的平衡常数相同,根据M点平衡时n(CO2)可知,容器Ⅱ中平衡时NO、CO、N2、CO2的物质的量分别为5mol、1mol、0.5mol、1mol,NO的转化率为α(NO)=
100%≈16.7%,根据容器的体积为2L可得,平衡常数K1=
=0.04,A正确;
容器Ⅱ气体物质的量大,压强大,平衡正向移动,p(M)<
2p(N),B错误;
若平衡时c(CO2)=0.25mol·
L-1,则NO、CO、N2、CO2的浓度分别为0.75mol·
L-1、2.75mol·
L-1、0.125mol·
L-1、0.25mol·
L-1,反应的平衡常数K2=
≈0.002≠K1,因为只改变容器的体积,温度不变,则平衡常数不变,C错误;
由题图可知,升高温度n(CO2)减小,平衡逆向移动,正反应放热,若将容器Ⅱ改为绝热容器,则容器内温度升高,平衡逆向移动,NO的转化率降低,故平衡时α(NO)<
16.7%,D正确。
9.(2018·
连云港、宿迁、徐州三模)一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如下图所示。
CH3OH(g)
0.4
A.在前20min内,容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)=0.012mol·
B.达到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20molCO和0.20molCH3OH,此时v(正)>
C.达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍
D.将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,CO的转化率小于50%
选BD 由图示可知,容器Ⅰ中在20min时生成CH3OH0.12mol,则反应掉H20.24mol,故v(H2)=
=0.006mol·
min-1,A错误;
根据平衡时数据可知K=
=234.375,再加入0.20molCO和CH3OH时,Q=
≈178.571<
K,反应正向进行,则v正>v逆,B正确;
由于容器Ⅱ中所加反应物的物质的量相当于容器Ⅰ的两倍,而正反应是气体体积减小的反应,容器Ⅱ中的压强小于容器Ⅰ中压强的两倍,C错误;
由图像可知T2>
T1,随着温度的升高,平衡时CH3OH物质的量减小,则正反应是放热反应,且在温度T2时,平衡时CO的转化率为50%,当容器绝热时,随着反应的进行,容器温度升高,平衡逆向移动,CO的转化率降低小于50%,D正确。
10.(2018·
南京、盐城一模)已知:
CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。
向恒容密闭容器中充入0.1molCH4和0.2molH2S发生反应,各物质的物质的量分数随温度变化如图所示:
A.该反应的ΔH<0
B.X点CH4的转化率为20%
C.X点与Y点容器内压强比为55∶51
D.维持Z点温度,向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时v(正)<
选BD 由图像可知,随温度的升高,反应物在减小,生成物在增大,所以该反应为吸热反应,即ΔH>
0,故A错误;
设X点时CS2为xmol,
CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)
起始量(mol) 0.1 0.2 0 0
变化量(mol)x2xx4x
X点时量(mol)0.1-x0.2-2xx4x
即得(0.1-x)=4x,x=0.02mol,则CH4的转化率为
100%=20%,故B正确;
在同温同容时,压强之比等于物质的量之比,图中X点和Y点温度不同,无法比较X点和Y点容器内的压强,故C错误;
同理可求得Z点:
0.1-x=x,x=0.05mol,即CS2为0.05mol,则CH4为0.05mol,H2S为0.1mol,H2为0.2mol,设容器的体积为1L,若此时反应已达平衡,则平衡常数K=0.16,当向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2各0.1mol时,各物质的量分别为CH40.15mol、H2S0.2mol、CS20.15mol、H20.3mol,此时的浓度商Q=
0.2025>
K=0.16,所以反应向逆反应方向进行,即v(正)<
v(逆),故D正确。
11.(2019·
苏锡常镇二模)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。
一定温度下,在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g),测得有关实验数据如下:
温度
/K
起始物质的量(mol)
平衡时物质的量(mol)
NH3(g)
CH3NH2(g)
H2O(g)
530
0.80
500
0.16
A.正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)<
K(Ⅲ)
B.达到平衡时,体系中c(CH3OH)关系:
2c(CH3OH,Ⅰ)>
c(CH3OH,Ⅱ)
C.达到平衡时,转化率:
α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)<
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH0.10mol、NH30.15mol、CH3NH20.10mol、H2O0.10mol,则反应将向逆反应方向进行
选AC 由反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)可知,该反应为反应前后气体体积不变的反应;
容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容,容器Ⅲ较容器Ⅰ和容器Ⅱ温度降低,由表格中数据,530K时Ⅰ中,
CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)
起始(mol)0.400.4000
转化(mol)0.300.300.300.30
平衡(mol)0.100.100.300.30
K(Ⅰ)=
=9;
容器Ⅱ温度与容器Ⅰ相同,平衡常数不变;
500K时Ⅲ中,
起始(mol) 000.200.20
转化(mol)0.040.040.040.04
平衡(mol) 0.040.040.160.16
K(Ⅲ)=
=16,K(Ⅲ)>
K(Ⅰ),说明降低温度平衡向正反应方向移动,即正反应为放热反应。
A项,根据以上分析可知,正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)<
K(Ⅲ),正确;
B项,容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容,起始量为2倍关系,由于该反应为气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,则达到平衡时,体系中c(CH3OH)关系:
2c(CH3OH,Ⅰ)=c(CH3OH,Ⅱ),错误;
C项,容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同,若容器Ⅲ温度也为530K,则能建立等效平衡,此时应有α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)=1,由于容器Ⅲ温度
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