高考化学第一轮复习讲与练十：等效平衡与化学平衡图象[旧人教][1]

第十六讲等效平衡与化学平衡图像(第一课时)一、要点精讲1、等效平衡问题在一定条件下（定温、定容或定温、定压），对同一可逆反应，虽然，这样的平衡称为等效平衡。2、等效平衡的判断类型全等平衡相似平衡等效效果平衡混合物中相同物质的物质的量、含量对应相等平衡混合物中相同物质的物质的量比值相等、含量对应相等外界条件恒温恒容恒温恒容恒温恒压反应特征反应前后△V(g)、△n(g)≠0反应前后△V(g)、△n(g)＝0反应前后△V(g)、△n(g)＝0或≠0判断方法二、【典型例题】【例1】（06徐州一模)将2molA和2molB充入某密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)xC(g)，达到化学平衡后，C的体积分数为a。假设该反应的条件分别和下列各选项的条件相同，下列判断正确的是ADA．若在恒温恒容下，当x=1时，按1molB、lmolC作为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为aB．若在恒温恒容下，当x=2时，将2molC作起始物质，达到平衡后，C的体积分数大于aC．若在恒温恒容下，当x=3时，2molB、6molC作起始物质，达到平衡后，C的体积分数不等于aD．若在恒温恒压下，按3molA、3molB作起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为a，则x可为任意正整数【例2】(06四县市联考）一定温度下，有可逆反应：2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)；ΔH＜0。现将2molA和2molB充入体积为V的甲容器，将2molC和6molD充入乙容器并使乙容器在反应开始前的体积为2V(如图1)。关于两容器中反应的说法正确的是A．甲容器中的反应先达到化学平衡状态B．两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物中各组份的体积百分组成相同，混合气体的平均相对分子质量也相同C．两容器达平衡后升高相同的温度，两容器中物质D的体积分数随温度变化如图2所示D．在甲容器再充入2molA和2molB，平衡后甲中物质C的浓度是乙中物质C的浓度的2倍【例3】如图所示，当关闭K时，向A中充入2molX、7molY，向B中充入4molX、14molY，起始时V（A）=V（B）=a升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X（g）+2Y（g）Z（g）+2W（g）△H＜0达到平衡（Ⅰ）时V（B）=0.9a升，试回答：（1）B中X的转化率α（X）B为（2）A中W和B中Z的物质的量的比较：n（W）An（Z）B（填＜、＞、或＝）（3）打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为升（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）（4）要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是【解析】（1）平衡时B中总物质的量为：0.9a×18/a=16.2mol，设：参加反应的X为nXmol有：2∶1=nX∶（18-16.2）nX=3.6molα（X）B=3.6/4=90℅（2）B平衡状态可视为A状态体系体积缩小一半形成的，而A体系体积缩小时，平衡向正方向移动，也就是B中Z的物质的量在2倍于A中Z的物质的量的基础上有所增加，又A中W物质的量是Z的2倍，所以B中Z的物质的量大于A中W的物质的量。（3）打开K意味着A、B在等温等压下建立平衡，与B中平衡状态等效，A、B可视为一个容器，其中A的转化率仍为90℅，求得平衡时总物质的量为：6－6×0.9＋体积。【当堂反馈】1、（06宿迁二模）恒温、恒压下，1molA和nmolB在一个容积可变的容器中发生如下反应：CA(g)+2B(g)2C(g)一段时间后达到平衡，生成amolC。则下列说法中正确的是：A．物质A、B的转化率之比为1：2B．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为（1+n）：（1+n—2a）C．若起始时放入3molA和3nmolB，则达平衡时生成3amolCD．当ν正（A）=2ν逆（C）时，可断定反应应达平衡2、已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＝－92.4kJ/mol。在一恒温恒压的密闭容器里充入2mol21－6×0.9＋3×0.9＋6×0.9=24.3等温等压时，体积与物质的量成正比，A、B总体积为24.3×a/18=1.35a，所以B的体积为：0.35a升（4）升高温度向逆方向移动，会使平衡体系中气体物质的量增多，才会使B恢复原来反应前的N2和8molH2达到平衡时生成1molNH3。现在相同条件下的同一容器中充入xmolN2ymolH2和2molNH3，达到平衡时，NH3的质量分数与原来相同，且放出热量46.2kJ。则x、y的值为cA．1.5、6.5B．2、8C．5、21D．3、13(06南师附中一模）14．如图，Ⅰ是恒压密闭容器，Ⅱ是恒容密闭容器。其它条件相同时，在Ⅰ、Ⅱ中分别加入3molZ，起始时容器体积均为VL，发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知)：aX(?)＋2Y(?)3Z(g)。此时Ⅱ中X、Y、Z的物质的量之比为3:2:2，则下列说法一定正确的是cdA．若X、Y均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：Ⅰ＞ⅡB．若X、Y不均为气态，则平衡时X的产率：Ⅰ＞ⅡC．若X、Y均为气态，则从起始到平衡所需时间：ⅠⅡD．若X为固态，Y为气态，到达平衡后若在Ⅱ中再加入1molZ，则新平衡时Z的体积分数变小3、在一固定容积的密闭容器中，保持一定条件下进行以下反应：X（气）＋2Y（气）3Z（气），已知加入1molX和3molY。达到平衡后，生成amolZ。（1）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molX和6molY，达到平衡后，Z的物质的量为。（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molX和8molY，若要求在反应混合气体中Z体积分数不变，则还需加入Zmol。（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入0.5molX，则需加入molY，molZ，才能使平衡时Z为0.9amol。4、（1）2amol（2）6（3）1.9，1.2【课后作业】（测试时间45分钟测试分值100分）一、选择题（每小题7分，共42分）1、可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是C（）A.3v正（N2）＝v正（H2）B．v正（N2）＝v逆（NH3）C．2v正（H2）＝3v逆（NH3）D．v正（N2）＝3v逆（H2）2、32molPCl和21molCl充入一容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应PCl3(g)+Cl2PCl5(g)达平衡时，5PCl为0.4mol，此时若移走31molPCl和20.5molCl在相同温度下达平衡时5PCl的物质的量CA．0.4molB．0.2molC．小于0.2molD．大于0.2mol而小于0.4mol3、在一定温度下（g）I2＋H2（g）2HI（g），达到平衡的标志是(CD)A．气体平均分子量不再发生变化B．容器内气体的总压强不随时间变化C．单位时间内生成2nmolHI，同时生成nmolI2D．H2和I2的物质的量浓度相等4、在一固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应如下；2A(气)+B(气)3C(气)+D(气)当反应达到平衡时，C的浓度为Wmol/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，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L是(D)A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molDC.3mol+1molB+1molBD.3molC+1molD5、在一个固定体积的密闭容器中，温度一定，发生反应：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后，生成amolHBr，在相同条件下，起始时加入H2、Br2、HBr的物质的量分别为x、y、z(均不为零)，如果仍保持平衡时，各组分的组成不变，以下推断不正确的是(AD)A.x、y应满足的关系是y=2xB.x、y、z应满足的关系是4x+z=2yC.达平衡时HBr的物质的量为(x+y+z)·3amolD.达平衡时HBr的物质的量一定仍为amol6、在一个固定体积的密闭容器中，放入mmol的A和nmol的B，发生如下反应：mA(g)+nB(g)PC(g)，平衡时C的浓度是wmol·L-1，若维持容器的体积不变，起始时放入amolA、bmolB和cmolC，要使平衡时C的浓度仍为wmol·L-1，则a、b、c必须满足的条件是(B)A、a:b:c=m:n:pB、a:b=m:n和pcmapC、mapmc和nbnpcD、a=3m,c=3n和c=32p7.在一恒定容积的容器中充入2mol的A和1mol的B发生反应：2A(g)＋B(g)XC(g)。达到化学平衡后，C的体积分数为a。若在恒温恒容下，按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4mol的C为起始物质，达到化学平衡后，C的体积分数仍为a，则X的值可能为（AB）A.2B.3C.4D.无法确定二、非选择题8、在四个密闭容器中，分别充入表中四种配比气体，发生下列反应：2A(g)+B(g)3c(g)+D(g)，在一定条件下达到平衡后，回答下列问题：物质容器A/molB/molC/molD/mol1210024200310.51.50.540093(1)若四容器体积相同且不变，在恒温条件下达到平衡：①平衡状态完全相同的容器是1、3；②与A的物质的量相同的容器是1、3；③与A的物质的量浓度相同的容器是1、3。(2)若同温同压，四容器的体积可变，回答(1)中对应的问题：①1234；②1、3；③1234.9、在一个1L的的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A（g）+B(g)3C(g)+D(s)，达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。（1）维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡_______移动。（填正向、逆向或不）（2）维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L的是_______。A4molA+2molBB3molC+1molDC2molA+1molB+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.2molD(3)若维持容器的体积和温度不变，反应从逆反应开始（反应物只有C和D），按不同的配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L，则D的起始物质的量应满足的条件是___________。9（1）不移动（2）B、C、D（3）0.6mol10、已知T℃、pkPa时，往容积可变的密闭容器中充入2molX和1molY，此时容积为VL。保持恒温恒压，发生反应：2X（气）+Y（气）2Z（气），达到平衡时，平衡气中Z的体积分数为0.4。试回答下列有关问题：（1）使温度和压强在上述条件下恒定不变，再往上述密闭容器内充入4molZ，则反应达到平衡时，容器的容积为，平衡气中Z的体积分数为。（2）若另选一个容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，使4molX和2molY反应，达到平衡状态时，平衡气中Z的体积分数仍为0.4，则该密闭容器的容积为。（3）若控制温度仍为T℃，另选一容积为VL的固定不变的密闭容器，往其中充入一定量的X和Y，使反应达到平衡，这时平衡气中Z的体积分数仍为0.4。则充入的X和Y的物质的量应满足的关系是：an（Y）n（X）bn（Y），其中a为，b为。10、(1)2.5V0.4(2)5/3V(3)1/2511、（06如东期末）如图Ⅰ，在恒压密闭容器M中加入2molA和2molB，起始时容器体积为VL，发生如下反应并达到化学平衡状态：2A(?)＋B(?)xC(g)；ΔH＜0平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4，C的物质的量为ymol。⑴根据题中数据计算，x＝_________、y＝_________；⑵如图Ⅱ，在体积为VL的恒容密闭容器N中发生上述反应（其它条件相同），测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ（t0时达平衡），平衡时容器中C的物质的量为zmol。由于反应物A、B的状态未知，则z和y的大小也不确定，请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系（仿照情形①、可不填满）：可能的情形A、