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1、等效平衡作业题作业题目难度分为3 档:三星 (基础题目)四星(中等题目)五星(较难题目)本套作业题目题为1-4,三星,5 T o 题为四星,1 1 题为五星1.在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H2(g)+1 2(g)n2 H l (g).已知起始时加1 入 Im o l l h 和 2 m o l L (g),当达到平衡时H 2的体积分数为6.下列四种情况分别投入上述容器,且始终保持原温度,平衡时压 的体积分数也为力的是()A.2 m o l H 2 (g)和 1 m o l I2 (g)B.3 m o l H I(g)C.2 m o l H 2 (g)和 2 m o
2、i b(g)D.1 m o l I2 (g)和 2 m o i H I(g)【解答】等温等容条件下,对于反应前后气体物质的量不变的反应,一边倒转化后只要新体系最初加入的物质的量之比与原平衡体系起始相等,就会建立等效平衡,平衡时各物质的体积分数相同.题干起始n (H2):n (I2)=1:2,A、起始n (H 2):n (I2)=2:1,不能建立等效平衡,故A错误;B、加 3 m o l H I(g)相当于起始加入 1.5 m o l H 2 (g)和 1.5 m o l I2 (g),n (H 2):n (I2)=1:1,不能建立等效平衡,故B错误;C、起始n (H2):n (I2)=1:1,
3、不能建立等效平衡,故C错误;D、起始加入1 m o l b(g)和 2 m o i H I(g)相当于起始力口入1 m o l H 2 和2 m o i b(g),n (H2):n (I2)=1:2,能建立等效平衡,故D正确。故选D.第1页(共9页)2.在恒温恒容条件下,将 4mol A 和 2mol B 放入一密闭容器中2A(g)+B(g)0 2 C (g)+D(s),达到平衡时,C 的体积分数为a;在相同条件下,按下列配比分别投放A、B、C、D,达到平衡时,C 的体积分数不等于a 的 是()A.4mol、2mol、Omol 2mol B.2mol、Imok 2mol、2molC.2mol
4、Imok 2mol、Imol D.2mok ImoK Omol Imol【解答】该反应在恒温恒容下,达到平衡后,C 的体积分数仍为a,说明两反应为等效平衡,只要按照化学计量数将各物质的量转化到左边,满足n(A)=4mol,n(B)=2mol即可,A.4mol 2mol、Omol、2mol D 是固体不考虑,相当于加入了 4moi A、2mol B,两个平衡为完全等效平衡,达到平衡时C 的体积分数仍为a,故A 错误;B.2mol、Imol、2mol、2m ol,固体剩余无影响,按照化学计量数转化成反应物,相当于加入了 4moi A、2moi B,两个平衡为完全等效平衡,达到平衡时C 的体积分数仍
5、为a,故 B 错误;C.2mol、Imol、2mol、Im ol,按照化学计量数转化成反应物,相当于加入了4moi A、2m olB,两个平衡为完全等效平衡,达到平衡时C 的体积分数仍为a,故 C 错误;D.2mok Imok OmoR Imoh D 是固体不考虑,相当于加入了 2molA ImolB,与原反应中4moi A、2mol B 不互为等效平衡,达到平衡时C 的体积分数不等于a,故 D 正确。故选D.3.在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A 和 Imol 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 m ol/L,若维持容器体积和温度
6、不变,按下列四种方法改变起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍为 W mol/L 的 是()A.4mol A+2mol B第2页(共9页)B.1.5mol C+0.5mol DC.Imol B+Imol DD.Imol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D【解答】恒温恒容条件下,反应2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)前后气体物质的量不同,若要平衡时C 的浓度仍为W mol/L,利用极端假设法计算,需使反应物仍为2mol A 和 1 mol B,据此分析.A、加入4moi A+2moi B,平衡后C 的浓度大于W m ol/L,故 A 错误;B、加入L5mol C+0.5
7、mol D,相当于加入Imol A 和 0.5mol B,衡后C 的浓度大小于W m ol/L,故 B 错误;C、加入Imol B 和 Imol D,反应不能发生,故C 错误;D、加入Imol A+0.5moi B+l.5moic+0.5mol D,利用极端假设法计算,相当于加入 2mol A 和 Imol B,平衡时C 的浓度仍为W m ol/L,故 D 正确。故选D.4.将 2.0mol SO2气体和2.0mol SCh气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2sCh(g)+02(g)2sO3(g),达到平衡时SCh为nmol.在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入
8、起始物质,平衡时S03等于nmol 的 是()A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3B.2.0 mol SO?+1.0 mol O2+2.0 mol SO3C.3.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3D.3.0 mol SO2+1.0 mol O2+1.0 mol SO3【解答】开始投入2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体,等效为开始投入4.0mol SO2气体和 ImolCh气体,在恒温恒容下,平衡时SO3的物质的量不变为n m o l,说明应第3页(共9页)是完全等效平衡,按化学计量转化到左边,对应成分的物质的量相
9、同,即满足4.0 m o l S O 2 气体和 Im o l O 2 气体.A、开始为 1.6 m o l S O 2+O.3 m o l 0 2+0.4 m o l S O 3,转化到左边,由 2 s C h (g)+O 2(g)=2 S C)3 (g)可知,n (S O 2)=1.6 m o l+0.4 m o l=2 m o l,n (O 2)=0.3 m o l+X0.4 m o l=0.5 t n o L 不满足4.0 m o l S O 2 气体和Im o l O 2 气体,故A错误;B、开始为2.0 0 1 0 1 5 0 2+1。1 1 1 0 1 0 2+2.0 0 1 0
10、 1$0 3,转化到左边,由 2 s o 2 (g)+O 2(g)=2 S O 3(g)可知,n(S O 2)=2 m o l+2 m o l=4 m o h n(O 2)=1 m o l+-X 2 m o l=2 m o L不满足4.0 m o l S 02气体和Im o l 02气 体,故 B错误;C、3.0 m o l S O 2+O.5 m o l O 2+I.O m o l S 0 3,Im o l 三氧化硫相当于 Im o l 二氧化硫、0.5 m o l 氧气,则n (S O 2)=4 m o l、n (O 2)=2 m o l,该反应为原反应互为相同平衡,达到平衡时一定满足n
11、(S O?)=n m o l,故 C 正确;D、开始为 3.0 m o l S 0 2+1.0 m o l 0 2+1.0 m o l S 0 3,转化到左边,由 2 s C h (g)+O 2(g)=2 S C)3 (g)可知,n (S O 2)=3 m o l+l m o l=4 m o L n (O 2)=0.5 m o l+l m o l=1.5 m o l,不满足4.0 m o l S O 2 气体和Im o l O 2 气体,故 D错误。故选:C.5.向某密闭容器中充入Im o l CO和 2 m o l H 2 O (g),发生反应:C O+H 2 O (g)Q C O 2+H
12、2.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,超始物质按下列四种情况充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的 是()A.0.5 m o l C O +2 m o l H20 (g)+l m o l C O 2+Im o l H2B.1 m o l C O +Im o l H 2 O (g)+l m o l C O 2 +Im o l H 2C.0.5 m o l C O +1.5 m o l H 2 O (g)+0.4 m o l C O 2+0.4 m o l H 2D.0.5 m o l C O +I.5 m o l H?0 (g)+0.5 m o l C O
13、 2 +0.5 m o l H 2【解答】第4页(共9页)恒温恒容下,该反应前后气体体积不发生变化,将物质全部转化到左边满足n(CO):n(H2O)=1:2,为等效平衡,平衡时CO的体积分数相同,不同配比达到平衡时CO的体积分数大于原平衡中CO的体积分数X,说明不同配比全部转化到左边应n(CO):n(H2O)1:2,A.0.5mol CO+2mol H20(g)+lmol 82+lmol H2等效为 L5mol C0+3mol H2O(g),n(CO):n(H2O)=1:2,平衡时CO的体积分数为x,故A 错误;B.Imol CO+lmol H2O(g)+1 mol CO2+Imol H2等效
14、为 2moicO+2mol H2O(g),n(CO):n(H2O)=1:11:2,平衡时CO的体积分数大于x,故 B 正确;C.0.5mol CO+1.5mol H2O(g)+0.4mol CO2+0.4mol H2等效为 0.9mol CO+1.9moiH2O(g),n(CO):n(H20)=9:191:2,平衡时 CO 的体积分数小于 x,故 C 错误;D.0.5mol CO+1.5mol H20(g)+0.5mol CO2+0.5mol H2等效为 Imol CO+2mol H20(g),n(CO):n(H2O)=1:2,平衡时CO的体积分数等于x,故 D 错误。故选B.6.在一密闭的容
15、器中充入2mol A 和 Imol B 发生反应:2A(g)+B(g)a x C(g),达到平衡后,C 的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6moL B:0.3mol,C:L4mol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2 B.只能为3C.可能为2,也可能为3 D.无法确定【解答】恒温恒容下,开始充入2mol A 和 Imol B 与开始充入0.6mol A、0.3mol B 和 1.4molC 达到平衡后,C 的体积分数为W%,说明为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,满足 n(A)=2m oln(B)=lmol,所以:0.
16、6mol+L4xZ=2mol,解得 x=2,x但对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应,物质的投料等比即等效,所以x=3也是正确的,第5页(共9页)所 以X可 能 为2,也 可 能 为3。故 选C.7.在 一 定 温 度 下,一 定 体 积 的 密 闭 容 器 中 有 如 下 平 衡:H2(g)+12(g)0 2 H l(g).已 知H2和12的 起 始 浓 度 均 为O.lOmol/L时,达 平 衡 时H I的浓度为0.16mol/L.若 氏 和12的 起 始 浓 度 均 变 为0.20mol/L,则 平 衡 时H2的 浓 度(mol/L)C(H2)C(I2)0.02molL-10.02m
17、oPL-l是()A.0.16 B.0.08C.0.04 D.0.02【解 答】H2(g)+I2(g)-a 2HI(g)起始浓度0.100.100反应浓度0.080.080.16平衡浓度0.020.020.16化 学 平 衡 常 数K=-C2(HI)=_0-.-1-6-r-o-o-l-*-L-1-0-.-1-6-m-o-l-*-L-=64当H2和I2的 起 始 浓 度 均 变 为0.20molL 时,对于反应前后气体系数和相等的反 应,物 质 的 投 料 等 比 即 等 效,因 此 恒 温 恒 容 时H2浓 度 为 原 平 衡 体 系 的2倍,即 0.04mol/L故 选:C8.向 一 固 定
18、体 积 的 密 闭 容 器 中 通 入a mol N2O4气 体,在 密 闭 容 器 内 发 生 反 应:N2O4(g)三2NO2(g),达 到 平 衡 时 再 通 入a mol N2O4气 体,再次达到平衡时,与 第 一 次 达 平 衡 时 相 比,N2O4的 转 化 率()A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断【解 答】恒 温 恒 容 问 题,先 构 造 为 恒 温 恒 压 下 的 等 效 平 衡,由 于 是 等 比加入投料,故两反应 是 等 效 平 衡,达 平 衡 时 后 增 加 投 料 的 体 系 体 积 为 原 体 系 的 两 倍,将其压缩至原体 系 体 积,压 缩 体 积 压
19、强 增 大,平 衡 逆 向 移 动,故N2O4转 化 率 降 低。第6页(共9页)故选c.9 .在容积相同的A、B 两个密闭容器中,分别充入a m o lN 2 和b m o lH z,使它们在同温度下反应,并达到平衡,若 A 容器保持体积不变,B 容器保持压强不变,当A 中N H 3 的体积分数为2 5%时,则B 中N H 3 的体积分数为()A.12.5%B.25%C.25%【解答】根据反应:N2(g)+3 H 2 (g)=2 N H 3 (g),气体的物质的量减小,所以若A 容器保持体积不变,B 容器保持压强不变,所以平衡时B 的体积小于A,B 相当于在 A 平衡的基础上增大压强,平衡正
20、向移动,则 B 容器中N H 3 的体积分数大于2 5%o故选D.1 0 .在密闭容器中,Im o lH I分解 2 H I(g)一法(g)+I2(g)时,I2 的体积分数为X%;相同条件下,2 m o i H I分解达平衡时,L的体积分数为Y%,则 X与Y 的关系为()A.X Y D.X=Y2【解答】碘化氢分解生成氢气和碘蒸气,2 H l(g)=H 2 (g)+I2 (g),反应前后气体体积不变,在密闭容器中Im o lH I分解达平衡时上占X%(体积分数),保持温度和压强不变,再充入Im o lH I,最后达到的平衡相同,碘的体积分数相同。故选D.1 1.在温度、容积相同的3 个密闭容器中
21、,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N 2 (g)+3 H 2 (g)02NH3(g)A H=-9 2.4 kJ/m o I:下列说法正确的是()容器甲乙丙反应物投入量Im o l N 2 3 m o l H 22 m o l N H34 m o l N H 3第7页(共9页)A.2C IC3 B.a+b92.4 C.2P2 Vp 3 D.o u+a 3 VlN H 3 的 浓 度(m o l/L)C1C2C3反应的能量变化放 出 a kJ吸 收 b kJ吸 收 c kJ体 系 压 强(P a)P iP 2P 3反应物转化率a iQ 2C X 3【解答
22、】甲投入Im o lN z、3 m 0 IH 2,乙容器投入量2 m o i N H 3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等;而甲容器投入Im o l N 2、3 m o i H 2,丙容器加入4 m o i N H 3,采用极限转化法丙相当于加入2 m o l N 2、6 m 0 IH 2,丙中加入量是甲中的二倍,如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器为等效平衡,所以丙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡,由于该反应是体积减小的反应,缩小容器体积,增大了压强,平衡
23、向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的。A、丙容器反应物投入量4 m o i N H 3,采用极限转化法转化为反应物为2 m o l N 2、6 m 0 IH 2,是甲中的二倍,若平衡不移动,C3=2C I;丙相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍,即C32C I,故 A 错误;B、甲投入Im o lN z、3 m 0 IH 2,乙中投入2 m o iN H 3,则甲与乙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为9 2.4 kJ,故 a+b=9 2.4,故 B 错误;C、丙容器反应物投入量4 m o i N%,是乙的二倍,若平衡不移动,丙中压强为乙的二倍;由于丙中相当于增大压强,平衡向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即 2 P 2 囚,故 C 错误;D、丙容器反应物投入量4 m o i N H 3,是乙的二倍,若平衡不移动,转化率g+。3=1;由于丙中相当于增大压强,平衡向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率a i+a 3 V 1,故 D 正确。第8页(共9页)故选D.第9页(共9页)
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