《恒温恒容下等气反应的等效平衡》恒温恒容下等气反应的等效平衡 - 人教版高考化学复习化学知识点练习 - 读趣百科

《恒温恒容下等气反应的等效平衡》恒温恒容下等气反应的等效平衡

1单选题

在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H$_2$(g)+I$_2$(g)⇌2HI(g).已知起始时加入1mol H$_2$和2mol I$_2$(g),当达到平衡时H$_2$的体积分数为φ.下列四种情况分别投入上述容器,且始终保持原温度,平衡时H$_2$的体积分数也为φ的是(  )

A
2 mol H$_2$(g)和1 mol I$_2$(g)
B
3 mol HI(g)
C
2 mol H$_2$(g)和2 mol I$_2$(g)
D
1 mol I$_2$(g)和2 mol HI(g)

题目答案

D

答案解析

分析:

等温等容条件下,对于反应前后气体物质的量不变的反应,经过等价转化只要最初加入的物质的量之比与原平衡相等,就会建立等效平衡,平衡时各物质的体积分数相同,由此分析解答.

解答:

解:等温等容条件下,对于反应前后气体物质的量不变的反应,经过等价转化只要最初加入的物质的量之比与原平衡相等,就会建立等效平衡,平衡时各物质的体积分数相同.题干起始n(H$_2$):n(I$_2$)=1:2,

A、起始n(H$_2$):n(I$_2$)=2:1,不能建立等效平衡,故A错误;

B、加3 mol HI(g) 相当于起始加入1.5 mol H$_2$(g)和1.5 mol I$_2$(g),n(H$_2$):n(I$_2$)=1:1,不能建立等效平衡,故B错误;

C、起始n(H$_2$):n(I$_2$)=1:1,不能建立等效平衡,故C错误;

D、起始加入1 mol I$_2$(g)和2 mol HI(g)相当于起始加入1 mol H$_2$和2 mol I$_2$(g),n(H$_2$):n(I$_2$)=1:2,能建立等效平衡,故D正确;

故选D.

点评:

本题考查两边计量数相等的等效平衡判断,难度中等,理解等效平衡规律是解题的关键,然后用极端转化的方法分析判断即可解题.

2单选题

在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H$_2$(g)+I$_2$(g)⇌2HI(g).已知起始时加入1mol H$_2$和1mol I$_2$(g),当达到平衡时H$_2$的体积分数为φ.下列四种情况分别投入上述容器,且始终保持原温度,平衡时H$_2$的体积分数也为φ的是(  )

A
2 mol HI(g)
B
2 mol H$_2$(g)和1 mol I$_2$(g)
C
1 mol H$_2$(g)和2 mol I$_2$(g)
D
1 mol I$_2$(g)和2 mol HI(g)

题目答案

A

答案解析

分析:

等温等容条件下,对于反应前后气体物质的量不变的反应,经过等价转化只要最初加入的物质的量之比与原平衡相等,就会建立等效平衡,平衡时各物质的体积分数相同,由此分析解答.

解答:

解:等温等容条件下,对于反应前后气体物质的量不变的反应,经过等价转化只要最初加入的物质的量之比与原平衡相等,就会建立等效平衡,平衡时各物质的体积分数相同.题干起始n(H$_2$):n(I$_2$)=1:1,

A、起始2 mol HI(g)转化为:n(H$_2$):n(I$_2$)=1:1,能建立等效平衡,故A正确;

B、加2 mol H$_2$(g)和1 mol I$_2$(g)则是n(H$_2$):n(I$_2$)=2:1,不能建立等效平衡,故B错误;

C、起始n(H$_2$):n(I$_2$)=1:2,不能建立等效平衡,故C错误;

D、起始加入1 mol I$_2$(g)和2 mol HI(g)相当于起始加入1 mol H$_2$和2 mol I$_2$(g),n(H$_2$):n(I$_2$)=1:2,不能建立等效平衡,故D错误;

故选A.

点评:

本题考查两边计量数相等的等效平衡判断,难度中等,理解等效平衡规律是解题的关键,然后用极端转化的方法分析判断即可解题.

3单选题

一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%.其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数小于a%的是(  )

A
2molC
B
2 molA、1 molB和1 molHe(不参加反应)
C
1 molB和1 molC
D
2 molA、2 molB和3 molC

题目答案

C

答案解析

分析:

反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)中,气体的体积前后相同,在一定温度下,在恒容密闭容器中得到平衡状态,只要满足物质全部转化为A、B,且满足n(A):n(B)=1:1,即可得到等效平衡状态,再结合浓度对平衡移动的影响进行判断.

解答:

解:反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)中,气体的体积前后相同,在一定温度下,在恒容密闭容器中得到平衡状态,只要满足物质全部转化为A、B,且满足n(A):n(B)=1:1,则

A.2molC相当于$\frac {4}{3}$molA和$\frac {2}{3}$molB,二者的比值为2:1,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故A错误;

B.2molA、1molB和1molHe(不参加反应),n(A):n(B)=2:1,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故B错误;

C.1molB和1molC,相当于$\frac {2}{3}$molA和$\frac {4}{3}$molB,n(A):n(B)=1:2,小于1:1,则平衡后A的体积分数小于a%,故C正确;

D.2molA、2molB和3molC,相当于4molA和3molB,二者的比值为4:3,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故D错误.

故选C.

点评:

本题考查等效平衡问题,题目难度中等,本题注意与原配比数相比较,再结合浓度对平衡移动的影响可进行判断.

4单选题

在一个固定容积的密闭容器中,2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)⇌3C(g),达到平衡时,C的浓度为W mol/L.维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为W mol/L,该配比是(  )

A
4molA+2molB
B
1molA+0.5molB+1.5molC
C
3molC+1molB
D
3molC+2molA+1molB

题目答案

B

答案解析

分析:

反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)中,在恒温恒容下,不同途径达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L,说明与原平衡为等效平衡,按化学计量数转化到方程式的左边,只要满足n(A)=2mol,n(B)=1mol即可,据此进行分析.

解答:

解:A、该反应是气体体积不变的反应,压强不影响平衡,开始加入4molA+2molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡为等效平衡,达到平衡时C的浓度为2Wmol/L,故A错误;

B、开始加入1molA+0.5molB+1.5molC,按化学计量数转化到左边可得2molA、1molB,故等效为开始加入2molA、1molB所到达的平衡,达到平衡时C的浓度为Wmol/L,故B正确;

C、开始加入3molC+1molB,按化学计量数转化到左边可得2molA、2molB,与原反应不是等效平衡,达到平衡时C的浓度为不是Wmol/L,故C错误;

D、开始加入2molA+1molB+3molC,按方程式的化学计量数转化到左边,可得4molA、2molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡为等效平衡,达到平衡时C的浓度为2Wmol/L,故D错误;

故选B.

点评:

考查化学平衡的有关计算、等效平衡,难度中等,构建平衡建立的途径是解题关键,注意等效平衡规律:1、恒温恒压下,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量之比相同,为等效平衡;2、恒温恒容下,若反应前后气体气体发生变化,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量相等,为等效平衡;若反应前后气体的体积不变,按化学计量数转化到一边,满足对应物质的物质的量之比相同,为等效平衡.

5单选题

一定温度下,向一固定容积的容器中放入1mol A和1mol B,待反应A(s)+B(g)⇌C(g)+2D(g)达到平衡时,C的体积分数是M%,在相同的条件下,若按以下配比开始反应,平衡时C的体积分数比为M%的是(  )

A
2molA+2molB
B
1molD+2molC
C
2molD+1molA+1molB
D
1molA+0.5molB+0.5molC+1.0molD

题目答案

D

答案解析

分析:

因为反应A(s)+B(g)⇌C(g)+2D(g)是气体体积增大的反应,在恒温恒容的条件下,平衡时C的体积分数不变,则两种平衡是完全等效平衡,即把所有C、D都折算成A、B,B的物质的量要为1mol,而A由于是固体,所以对平衡没有影响,据此答题.

解答:

解:A、起始量和题给起始量相比,是2倍的关系,不符合完全等效的要求,故A错误;

B、加入1molD+2molC时,生成物完全折算成反应物后,还剩余1.5molC,就相当于在原平衡基础上加入1.5molC,所以不可能与原平衡成等效平衡,故B错误;

C、起始量相当于在原平衡基础上加入2molD,所以不可能与原平衡成等效平衡,故C错误;

D、0.5molC和1.0molD折算后相当于B和A的总物质的量为1mol和1.5mol,A是固体,对平衡没有影响,所以这种情况与原平衡是等效平衡,符合题意,故D正确;

故选D.

点评:

本题考查了可逆反应,要注意用化学平衡中的等效平衡的判断方法,明确极限转化后起始量的大小是解答的关键.

6单选题

在恒温、恒容的条件下,有反应2A(气)+2B(气)⇌C(气)+3D(气),现从两条途径分别建立平衡

途径I:A、B的起始浓度分别为2mol/L

途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L;则以下叙述中正确的是(  )

A
两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成相同
B
两途径最终达到平衡时,体系内混合气体各组分百分组成不同
C
达到平衡时,途径I的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
D
达到平衡时,途径I所得混合气的密度等于途径Ⅱ所得混合气密度

题目答案

A

答案解析

分析:

由反应2A(g)+2B(g)⇌C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等,则达到相同平衡状态,据此进行判断.

解答:

解:反应2A(g)+2B(g)⇌C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等,

A、Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,体系内混合气的百分组成相同,故A正确;

B、Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,体系内混合气的百分组成相同,故B错误;

C、Ⅱ途径达到平衡时浓度大,压强大,反应速率应较大,故C错误;

D、Ⅰ、Ⅱ为等效平衡状态,体系内混合气体的百分组成相同,混合气体平均相对分子质量相同,由于容器体积相等,Ⅱ气体质量是Ⅰ气体质量的2倍,则达到平衡时,途径Ⅰ的气体密度为途径Ⅱ密度的$\frac {1}{2}$,故D错误;

故选A.

点评:

本题考查等效平衡问题,题目难度中等,注意等效平衡有2种情况:①化学反应前后气体的化学计量数之和不等的反应必须满足物质的量完全相等,②反应前后气体的化学计量数相等,满足物质的量之比相等.