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

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文档介绍

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

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
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