第二学期人教版化学选修4跟踪训练23第五课时 《等效平衡及转化率问题》.docx
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第二学期人教版化学选修4跟踪训练23第五课时《等效平衡及转化率问题》
2019-2020学年第二学期人教版化学选修4:
——《等效平衡及转化率问题》跟踪训练
1.在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不发生改变的是( )
A.保持温度和容器体积不变,充入1molSO3(g)
B.保持温度和容器压强不变,充入1molSO3(g)
C.保持温度和容器压强不变,充入1molO2(g)
D.保持温度和容器压强不变,充入1molAr(g)
解析:
A项,恒温恒容时充入1molSO3(g),瞬间c(SO3)增大,此时平衡就向着减弱这个改变的方向移动,即逆向移动,但新平衡时c(SO3)仍比旧平衡时c(SO3)大,故A项错误;B项,恒温恒压时充入1molSO3(g),达到平衡后刚好形成在恒温恒压下的等效平衡,所以c(SO3)不变,故B正确;C项,恒温恒压时充入1molO2(g),则c(O2)一定增大,平衡右移,使c(SO3)增大,故C项错误;D项,恒温恒压充入1molAr(g),容器体积增大,平衡逆向移动,c(SO3)减小,故D项错误。
答案:
B
2.在一恒容的容器中充入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)
xC(g),达到平衡后,C的体积分数为W%。
若维持容器中的容积和温度不变,按起始物质的量:
A为0.6mol,B为0.3mol,C为1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x的值为( )
A.只能为2B.只能为3
C.可能是2,也可能是3D.无法确定
解析:
由题意知为等效平衡问题,按化学计量数转化到左边,满足n(A)=2mol n(B)=1mol即可,所以0.6+
=2,解得x=2;对于反应前后气体分子数相等的反应,物质的投料成比例则等效,所以x=3也是正确的。
答案:
C
3.在如图所示的三个容积相同的容器①、②、③中进行如下反应:
3A(g)+B(g)
2C(g) ΔH<0。
若起始温度相同,分别向三个容器中通入3molA和1molB,则达到平衡时各容器中C物质的体积分数由大到小的顺序为( )
A.③②① B.②①③ C.①②③ D.③①②
解析:
这是一个正向气体分子总数减小的放热反应。
③相当于在②的基础上加压,加压有利于平衡向右进行,C的体积分数增大;①相当于在②的基础上升温,平衡向吸热方向(逆向)移动。
答案:
A
4.(2019年银川模拟)在相同温度下,体积均为1L的四个密闭容器中,保持温度和容积不变,以四种不同的投料方式进行反应。
平衡时有关数据如下(已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1)。
容器
甲
乙
丙
丁
起始投料量
2molSO2
+1molO2
1molSO2
+0.5molO2
2molSO3
2molSO2
+2molO2
反应放出或
吸收的热量
(kJ)
a
b
c
d
平衡时
c(SO3)
(mol·L-1)
e
f
g
h
下列关系正确的是( )
A.a=c;e=gB.a>2b;e>2f
C.a>d;e>hD.c+98.3e>196.6
解析:
A项,甲容器起始时反应向正反应方向进行,而丙容器起始时反应向逆反应方向进行,虽然最后是等效平衡,但a+c=196.6,故不正确;B项,若将甲容器扩大为原来的2倍,则达平衡时甲与乙容器的浓度相等,但放出的热量是乙的2倍,现将甲容器再恢复为原来的体积,即加压,平衡向正反应方向移动,则放热又增多,故有a>2b,同理有e>2f,故正确;C项,丁中的O2可看作是在甲平衡后再充入1molO2,则平衡正向移动,放热增多,即有a 2SO2+O2 2SO3 ΔH=-196.6kJ·mol-1 2196.6 ea 解得a=98.3e, 由选项A解析可知,a+c=196.6,即98.3e+c=196.6,故不正确。 答案: B 5.(双选)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下: 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K 700 700 800 反应物投入量 2molSO2、1molO2 4molSO3 2molSO2、1molO2 平衡v正(SO2)/(mol·L-1·s-1) v1 v2 v3 平衡c(SO3)/(mol·L-1) c1 c2 c3 平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3 物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2) 平衡常数K K1 K2 K3 下列说法正确的是( ) A.v1 B.K1>K3,p2>2p3 C.v1 D.c2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1 解析: 若容器2体积增大一倍,则容器1和2为等效平衡,若为等效平衡,则平衡时容器2中n(SO3)是容器1的两倍,现压缩体积至与容器l相等,平衡正向移动,容器2中n(SO3)增大,则c2>2c1,A错误;该反应的正反应放热,故升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,则K1>K3,根据A项分析,p2<2p1,而p1 答案: CD 6.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应: C(s)+CO2(g) 2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示: 已知: 气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。 下列说法正确的是( ) A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动 B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动 D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总 解析: 恒压,充入惰性气体体积变大,反应物浓度减小,平衡正向移动,A项错误;B项利用三段式,可得CO2的转化率为25.0%,B项正确;C项由图可知T℃时,平衡体系中CO2和CO体积分数相等,则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,C项错误;D项平衡后p(CO)=24p总/25,p(CO2)=p总/25,Kp=[p(CO)]2/[p(CO2)],D项错误。 答案: B 7.(双选)一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是( ) 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L-1 物质的平衡浓度/mol·L-1 c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应放热 B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D.达到平衡时,容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大 解析: A项中,KⅠ= =2500,KⅢ= ≈14.82,由Ⅰ、Ⅲ比较,温度升高平衡向左移动,所以正反应为放热反应,A正确。 B项中,容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上压缩容器体积,压强增大,平衡右移,容器Ⅱ中的转化率比Ⅰ中大,B错误。 C项中,容器Ⅱ中,增大压强,平衡向右移动,平衡时c(H2)要小于Ⅰ中c(H2)的2倍;Ⅲ和Ⅰ比较,平衡时Ⅲ中c(H2)>Ⅰ中c(H2),所以容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍,C错误。 D项中,Ⅲ中温度为500K,Ⅰ中温度为400K,温度越高,反应速率越快,D正确。 答案: AD 8.H2S与CO2在高温下发生反应: H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。 在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 (1)H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=________。 (2)在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2______α1,该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。 (3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是________(填标号)。 A.H2S B.CO2 C.COS D.N2 解析: (1)设平衡时H2S转化的物质的量为x。 H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g) 初始/mol 0.400.10 0 0 转化/mol xx x x 平衡/mol 0.40-x0.10-x x x 由题意得 =0.02 解得x=0.01mol。 H2S的平衡转化率α1= ×100%=2.5%。 K= = = ≈2.8×10-3。 (2)温度升高,水的平衡物质的量分数增大,平衡右移,则H2S的转化率增大,故α2>α1。 温度升高,平衡向吸热反应方向移动,故ΔH>0。 (3)A项,充入H2S,H2S的转化率反而减小;B项,充入CO2,增大了一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,故H2S的转化率增大;C项,充入COS,平衡左移,H2S的转化率减小;D项,充入N2,对平衡无影响,不改变H2S的转化率。 答案: (1)2.5 2.8×10-3 (2)> > (3)B 9.某温度下向1L密闭容器中充入1molN2和3molH2,使反应N2+3H2 2NH3达平衡,平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol/L)。 如果温度不变,只改变初始物质的加入量,要求M、N、G保持不变,则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示时应满足的条件是: (1)若x=0,y=0,则z=________; (2)若x=0.75mol,则y=________,z=________; (3)x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z的方程表示,其中一个含x、z,另一个含y、z)____________________________。 (4)若将上述条件改为恒温、恒压,其它均不变,则 ①若x=0,y=0,则z=________; ②若x=0.75mol,则y=________,z=________; ③x、y、z取值必须满足的一般条件是_____________________。 解析: 因2molNH3完全分解时可得到1molN2、3molH2,故向同一容器中加入2molNH3与加入1molN2、3molH2的混合气的起始浓度状态完全相同。 (1)x=0,y=0时,N2、H2的物质的量为0,z=2mol。 (2)x=0.75mol可认为是N2有0.25mol已反应掉,同时消耗H2为0.75mol,生成NH3为0.5mol,故而y=3-0.75=2.25(mol),z=0.5mol。 (3)依上述思路知,生成zmolNH3时必消耗 molN2, molH2,故而x+ =1,y+ =3。 若上述条件改为恒温、恒压,其它均不变时,只要n(N2)∶n(H2)=1∶3,n(NH3)为任意值,均是同一平衡状态,故而 ①z=0,y=0时,z为任意值。 ②z=0.75(mol)时,y=0.75×3=2.25(mol),z为任意值。 ③x∶y=1∶3,即y=3x时z为任意值。 答案: (1)z=2mol (2)y=2.25mol z=0.5mol (3)x+ =1 y+ =3 (4)①任意值 ②2.25mol 任意值 ③y=3x时z为任意值
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- 等效平衡及转化率问题 第二学期人教版化学选修4跟踪训练23 第五课时 等效平衡及转化率问题 第二 学期 人教版 化学 选修 跟踪 训练 23 第五 课时 等效 平衡 转化 问题