某温度下在密闭容器中发生反应2M(g)+N(g)⇌2E(g),若开始时只充入2molE(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了10%;若开始只充入2molM和1molN混合气体,达平衡时M的转化率为( )
分析:
若开始只充入2molM和1molN混合气体,与开始时只充入2molE(g),极限转化后起始量相同,则平衡为等同的平衡,平衡时各物质的量相同,则
2E(g)⇌2M(g)+N(g),
开始 2 0 0
转化 x x 0.5x
平衡2-x x 0.5x,
达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了10%,
则$\frac {2}{2-x+x+0.5x}$=$\frac {1}{1.1}$,解得x=0.4mol,
所以2M(g)+N(g)⇌2E(g),
开始2 1 0
平衡0.4 0.2 1.6
以此计算转化率.
解答:
解:若开始只充入2molM和1molN混合气体,与开始时只充入2molE(g),极限转化后起始量相同,则平衡为等同的平衡,平衡时各物质的量相同,则
2E(g)⇌2M(g)+N(g),
开始 2 0 0
转化 x x 0.5x
平衡2-x x 0.5x,
达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了10%,
则$\frac {2}{2-x+x+0.5x}$=$\frac {1}{1.1}$,解得x=0.4mol,
所以2M(g)+N(g)⇌2E(g),
开始2 1 0
平衡0.4 0.2 1.6
则M的转化率为$\frac {2mol-0.4mol}{2mol}$×100%=80%,
故选C.
点评:
本题考查化学平衡的计算,明确化学平衡三段法计算格式及转化率的计算方法即可解答,注意分析两种情况下为等同的平衡为解答的关键,题目难度中等.
某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+N(g)⇌2E(g)若开始时只充入2molE(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的转化率为( )
分析:
根据等效平衡,在相同温度下,固定容积的反应容器内,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,利用三段式解题方法,可求知结果.
解答:
解:设充入2molE达到平衡状态时反应了2xmolE,根据方程式计算如下:
2M(g)+N(g)2E(g)
起始 0 mol 0 mol 2mol
转化 2x x 2x
平衡 2x x 2-2x
根据阿伏加德罗定律可知相同条件下气体的物质的量之比等于压强之比,则有:$\frac {2x+x+(2-2x)}{2}$=1.2,解得x=0.4mol;
在相同条件下,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,即若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,
达平衡时M的物质的量为0.8mol,转化的M的物质的量为2mol-0.8mol=1.2mol所以达平衡时M的转化率=$\frac {1.2}{2}$× 100%=60%,
故选C.
点评:
本题为等效平衡问题,解决这类问题时注意以下两个方面的问题:
(1)对于两边气体分子数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数换算成方程式同一半边的物质时物质的量与起始所给物质对应相同,则两平衡等效.
(2)对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与起始所给物质的比例对应相同,则两平衡等效.
在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A和1mol B发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为w mol/L.若维持体积和温度不变,按下列四种方式加入起始量,达平衡后,C仍为w mol/L的是( )
分析:
此题考察判断全等平衡的方法,一般是将物质全部靠到一边进行极限转化,再与原反应进行比较来判断,若各物质与原来相等,则等效,否则不等效.
解答:
解:A、4molA+2molB,这与题目开始不一样,故A错误;
B、采用极限分析法,3molC和1molD完全反应生成2molA和1molB,此时容器中共含有4molA和2molB,这和题目开始不一样,故B错误;
C、采用极限分析法,3molC和1molD完全反应生成2molA和1molB,此时容器中共含有2molA和2molB,这和题目开始不一样,故C错误;
D、采用极限分析法,3molC+1molD完全反应生成2molA和1molB,这和题目开始一样,故D正确;
故选:D.
点评:
抓住判断全等平衡的方法,1、恒温恒容,反应前后气体体积不等,按化学计量数转化一边,对应物质满足等量;反应前后气体体积相等,按化学计量数转化一边,对应物质满足等比.2:恒温恒压,按化学计量数转化一边,对应物质满足等比.
(多选)已知2SO$_2$(g)+O$_2$(g)⇌2SO$_3$ (g);△H=-197kJ•mol_.向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO$_2$和1mol O$_2$;(乙) 1mol SO$_2$和0.5mol O$_2$;(丙) 2mol SO$_3$.恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
分析:
恒温恒容,甲与乙起始n(SO$_2$):n(O$_2$)=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故甲中转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得n(SO$_2$)=2mol,n(O$_2$)=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,据此结合选项解答;
解答:
解:恒温恒容,甲与乙起始n(SO$_2$):n(O$_2$)=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得n(SO$_2$)=2mol,n(O$_2$)=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,
A、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故压强P_甲=P_丙,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故P_乙<P_甲<2P_乙,故P_甲=P_丙<2P_乙,故A正确;
B、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故压强m_甲=m_丙,甲等效为在乙到达平衡的基础上,再加入1mol SO$_2$和0.5mol O$_2$,增大压强,平衡向正反应移动,SO$_2$转化率增大,m_甲>2m_乙,故m_甲=m_丙>2m_乙,故B正确;
C、对于甲、乙,SO$_2$、O$_2$起始物质的量之比等于化学计量数之比,c(SO$_2$)与c(O$_2$)之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中c(SO$_2$)与c(O$_2$)之比为2:1,故k_甲=k_丙=k_乙=2:1,故C错误;
D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故Q_甲+Q_丙=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO$_2$转化率增大,故Q_甲>2Q_乙,故D错误;
故选AB.
点评:
本题考查化学平衡移动与计算、反应热知识、等效平衡等,难度较大,注意构建甲、乙平衡建立的途径,注意理解等效平衡.
在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 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.若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a mol/L的是( )
分析:
恒温恒容下,不同途径达到平衡后,C的浓度仍为a mol/L,说明与原平衡为等效平衡,按化学计量数转化到左边,满足n(A)=2mol,n(B)=1mol即可,据此解答.
解答:
解:A、开始加入4molA+2molB,相当于在加入2molA和1molB达平衡后,再加入2molA和1molB,平衡向正反应进行,平衡时C的浓度大于amol/L,但转化率降低,故C的浓度小于2amol/L,故A错误;
B、开始加入2molA+1molB+3molC+1molD,将3molC、1molD按化学计量数转化到左边可得2molA、1molB,故等效为开始加入4molA+2molB所到达的平衡,由A中分析可知,平衡时C的浓度大于amol/L,故B错误;
C、开始加入3molC+1molD+1molB,将3molC、1molD按化学计量数转化到左边可得2molA、1molB,故等效为开始加入2molA、2molB所到达的平衡,等效为在加入2molA和1molB达平衡后,再加入1molB,平衡向正反应进行,平衡时C的浓度大于amol/L,故C错误;
D、开始加入3molC、1molD,按化学计量数转化到左边可得2molA、1molB,与原平衡为等效平衡,故D正确;
故选D.
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.
某温度下,在容积固定不变的密闭容器中发生下列可逆反应:X(g)+2Y(g)⇌2Z(g).平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为1mol、1mol、2mol,保持温度不变,再向容器中分别充入1mol、1mol、2mol的X、Y、Z,则下列叙述中正确的是( )
分析:
平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为1mol、1mol、2mol,保持温度不变,再向容器中分别充入1mol、1mol、2mol的X、Y、Z,反应物、生成物的浓度都增大,正、逆速率都增大.等效为体积缩小一倍,压强增大,平衡向正反应方向移动,据此结合选项解答.
解答:
解:平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为1mol、1mol、2mol,保持温度不变,再向容器中分别充入1mol、1mol、2mol的X、Y、Z,等效为体积缩小一倍,压强增大,平衡向正反应方向移动,
A.刚充入时,反应物、生成物的浓度都增大,正、逆速率都增大,故A错误;
B.平衡向正反应方向移动,混合气体总的物质的量减小,混合气体总质量不变,故容器内气体的平均相对分子质量增大,故B正确;
C.假设平衡不移动,压强为原来2倍,但平衡向正反应方向移动,平衡时压强小于原来的2倍,故C错误;
D.平衡向正反应方向移动,容器内气体的百分组成发生变化,故D错误;
故选B.
点评:
本题考查化学平衡的影响因素,难度中等,根据平衡建立的等效途径是解题关键.
PCl$_5$(气)⇌PCl$_3$(气)+Cl$_2$(气)△H>0 当反应达到平衡时,下列措施:①降温 ②恒容通入惰性气体 ③增加Cl$_2$的浓度 ④加压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高PCl$_5$质量分数的是( )
分析:
该反应是正反应气体体积减小的吸热反应,提高PCl$_5$质量分数,平衡逆向移动即可,据此分析.
解答:
解:①降温平衡向放热的逆向进行,能够提高PCl$_5$质量分数,故正确;
②恒容通入惰性气体,各组分浓度不变,平衡不移动,故错误;
③适当增大氯气浓度,平衡逆向移动,PCl$_5$质量分数增大,故正确;
④加压平衡逆向移动,PCl$_5$质量分数增大,故正确;
⑤催化剂不影响平衡移动,故错误;
⑥恒压通入惰性气体,容器体积增大,平衡正向移动,PCl$_5$质量分数减小,故错误;
故选B.
点评:
本题考查了化学平衡的影响因素,注意理解通入惰性气体对平衡移动影响,题目难度中等.