2020届高考化学 精准培优专练十五 等效平衡的三种情况（含解析）

等效平衡的三种情况1．恒温恒容—(△n(g)≠0)投料换算成相同物质表示时量相同典例1．在恒温恒容的密闭容器，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.将3molA和2molB在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是（）A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1mol，则B的转化率将一定增大B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3molA和2molB，C的体积分数若大于a，可断定x4C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)n(A)＋3D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断x＝42．恒温恒容—(△n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例典例2．某温度时，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入①2molHI；②3molHI；③1molH2与1molI2，分别达到平衡时，以下关系正确的是（）A．平衡时，各容器的压强：②＝①＝③B．平衡时，I2的浓度：②＞①＞③C．平衡时，I2的体积分数：②＝①＝③D．从反应开始到达平衡的时间：①＞②＝③3．恒温恒压—投料换算成相同物质表示时等比例典例3．已知：T℃时，2H(g)＋Y(g)2I(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1。T℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4molH和2molY，反应达到平衡后，放出354kJ的热量。若在上面的平衡体系中，再加入1molI气体，T℃时达到新的平衡，此时气体H的物质的量为()A．0.8molB．0.6molC．0.5molD．0.2mol1．在恒温恒压的密闭容器中投入2molSO2和1molO2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)二．对点增分集训一．等效平衡的三种情况相关计算2SO3(g)。当达到平衡时，测得SO3体积分数为w%。现在相同条件下，令a、b、c分别表示起始的SO2、O2和SO3的物质的量。为达到等效平衡，则下列关于a、b、c的取值正确的是（）abcA211B110C101D0122．在恒温恒容容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为20mol和10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为()A．10mol和10%B．20mol和20%C．20mol和40%D．30mol和80%3．一定温度下，在3个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2S(g)=COS(g)+H2(g)ΔH＝akJ·mol−1达到平衡。下列说法正确的是()容器编号温度/K物质的起始浓度/mol·L−1物质的平衡浓度/mol·L−1CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)COS(g)1T110.07.0002.02T15.03.5003T23.007.07.01.5A．若T1＜T2，则a＞0B．T1K时，该反应的平衡常数K＝0.1C．容器1中CO的平衡转化率比容器2小D．容器3中反应达到平衡后，再充入1.1molH2S(g)和0.3molH2(g)，平衡正向移动4．甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示，三个容器最初的容积相等，温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是()A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙甲丙B．平衡时N2O4的百分含量：乙甲＝丙C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲乙丙5．在三个容积相同的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)(不发生其他反应)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如右下图所示下列说法错误的是（）A．该反应的ΔH0，图中压强P1＜P2B．起始时，容器Ⅱ中v(CH4)正v(CH4)逆C．达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足：n(CO)Ⅱ2n(CO)ⅠD．达到平衡时，容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比：pⅡ∶pⅢ＝4∶56．一定温度下，在3个容积均为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－1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A．该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器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中的正反应速率比容器Ⅰ中的大7．在一定温度下，已知可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，甲、乙两个恒温恒容的密闭容器中各物质浓度如下表所示：X(g)Y(g)Z(g)容器甲初始浓度(mol/L)2.5y0平衡浓度(mol/L)x2.01.0容器乙t时刻浓度(mol/L)3.02.02.0下列有关正确的是（）A．x=3.5，Y=3.5B．平衡常数为1/6C．乙容器t时刻v(正)(逆）D．因温度相等，平衡常数相同，故容器甲与容器乙中反应能达到等效平衡状态8．在体积固定的密闭容器中，加入2molA和1molB发生下列反应并且达到化学平衡状态，2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，平衡时C的浓度为amol·L−1。若维持容器体积和温度不变，按下列4种方法配比作为起始物质充入该容器中，达到平衡后，C的浓度仍为amol·L−1的是（）A．4molA+2molBB．3molC+1molB+1molD+1molAC．2molA+1molB+1molDD．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD9．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g)+2B(g)xC(g)ΔH=-192kJ·mol﹣1，向M、N中都通入1molA和2molB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是()A．若x=3，达到平衡后A的体积分数关系为φ(M)＞φ(N)B．若x＞3，达到平衡后B的转化率关系为α(M)＞α(N)C．若x＜3，C的平衡浓度关系为c(M)＞c(N)D．x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C，平衡后N容器中A的浓度均相等10．甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应CH3OH(g)＋NH3(g)⇌CH3NH2(g)＋H2O(g)，测得有关实验数据如下：容器编号温度/K起始物质的量（mol）平衡物质的量molCH3OHNH3CH3NH2H2OCH3NH2H2OI5300.400.40000.30II5300.800.8000III500000.200.200.16下列说法正确的是()A．正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)K(Ⅲ)B．达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)c(CH3OH，Ⅱ)C．达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)＋α(H2O，Ⅲ)=1D．530K时，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH0.10mol、NH30.15mol、CH3NH20.10mol、H2O0.10mol，则反应将向逆反应方向进行11．有Ⅰ～Ⅳ四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)；ΔH，HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(t)的关系如图所示。下列说法正确的是（）容器起始时t/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254A．ΔH0，a4bB．300℃该反应的平衡常数的值为64C．容器Ⅲ某时刻处在R点，则R点的υ正υ逆，压强：p(R)p(Q)D．若起始时，在容器Ⅳ中充入0.25molCl2和0.25molH2O(g)，300℃达平衡时容器中c(HCl)＝0.1mol·L－1参考答案一、等效平衡的三种情况典例1．【答案】D【解析】这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按反应计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加1mol时，A与B不可能完全转化为C，加入的B相对量大，A的转化率增大，而B的转化率将减小，错误；B项，在Ⅰ平衡体系中再加入3molA和2molB，相当于增大了体系的压强，C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积减小，x4，错误；C项，假设C完全转化为A、B，则n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，错误；D项，设C完全转化为A、B，则xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正确。典例2．【答案】C【解析】根据等效平衡原理：若1molH2与1molI2完全转化为HI，则HI为2mol，所以①和③是完全相同的等效平衡，所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样；②与①相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大HI的量，达到平衡时新平衡与原平衡相同，所以各物质的百分含量不变，但是浓度增大。典例3．【答案】C【解析】恒温恒压下，只要投料对应成比例，无论什么反应，平衡中各物质的量对应成比例，浓度、转化率、体积分数等相对量对应相等。n(H)≈3.6mol，H转化率为90%。再投料1molI时，相当于加入1molH和0.5molY，即最后状态可看成是投料5molH和2.5molY所建立的平衡。甲乙二种投料对应成比例，在恒温恒压下，达到平衡时各气体的量也对应成比例，H转化率对应相等。平衡时n(H)＝(4＋1)mol×(1－90%)，n(H)＝0.5mol，C项正确。二、对点增分集训1.【答案】A【解析】在恒温恒压的条件下，采取不同的投入物料的方式要达到与原来相同的等效平衡，可以用转换的方法，把生成物全部转化为反应物，看物料比与原平衡的物料比是否相等，如果相等就是等效平衡。A中将1mol的SO3全部转化为反应物可以生成SO2、、O2的物质的量分别为1mol、0.5mol，则SO2、、O2的总物质的量为3mol、1.5mol，SO2、、O2的物质的量之比为2∶1，与原来的2molSO2和1molO2的比相等，所以是等效平衡，A对；B中SO2、、O2的物质的量比为1∶1，与原来的2∶1不相等，故不是等效平衡，B错；C中将1mol的SO3全部转化为反应物，可以生成SO2、、O2的物质的量分别为1mol、0.5mol，则SO2、、O2的物质的量分别为：2mol、0.5mol，SO2、、O2物质的量之比与原来的2∶1不相等，故不是等效平衡，C错；D中将2mol的SO3全部转化为反应物，可以生成SO2、、O2的物质的量分别为2mol、1mol，则SO2、、O2的物质的量分别为：2mol、2mol，SO2、、O2物质的量之比为1∶1，与原来的2∶1不相等，故不是等效平衡，D错。2.【答案】B【解析】气体分子数不等的可逆反应，在恒温恒容时，只有投料对应相等，才能形成什么量都对应相等的全等效平衡；当投料对应成比例时，什么都不相等，也不对应成比例。起始时SO2和O2分别为20mol和10mol相当于20molSO3，它们构成全等效平衡；参考状态中SO2的转化率为80%，参加反应SO2的物质的量为16mol，生成了16molSO3；当起始物质是SO3时，参加反应的为20mol－16mol＝4mol，转化率为20%，B项正确。由此可见，对于全等效平衡状态，从正反应和逆反应建立平衡时，计量数相同的反应物与生成物的转化率之