1、专题6化学平衡中的模型构建与等效平衡题组1模型的构建(放大缩小思想)1某温度下，在容积固定不变的密闭容器中发生下列可逆反应：X(g)2Y(g),2Z(g)，平衡时，X、Y、Z的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol，保持温度不变，再向容器中分别充入1 mol、1 mol、2 mol的X、Y、Z，则下列叙述中正确的是()A刚充入时，反应速率v正减小，v逆增大B达到新平衡时，容器内气体的百分组成和原来相同C达到新平衡时，容器内气体的压强是原来的两倍D达到新平衡时，容器内气体的密度是原来的两倍2体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2(g
2、)O2(g),2SO3(g)并达到平衡。在此过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为()A等于p% B大于p%C小于p% D无法判断3在恒温条件下，有甲、乙两容器，甲容器为体积不变的密闭容器，乙容器为一个带有理想活塞(即无质量、无摩擦力的刚性活塞)的体积可变的密闭容器，两容器起始状态完全相同，都充有C气体，若发生可逆反应C(g),A(g)B(g)，经一段时间后，甲、乙两容器反应都达到平衡。下列说法中正确的是()A平衡时C的转化率：乙甲B平衡时C的体积分数：乙甲C反应速率：乙甲D平衡时A的物质的量：甲乙题组2等效平衡恒温恒容非等体
3、积4将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3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：2SO2(g)O2(g),2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是()A1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3B4.0 mol SO21.0 mol O2C2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3D3.0 mol SO21.0 mol O21.0 mol SO35将4.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2充入体积不变的密闭容器中，在一定
4、条件下发生下述反应：PCl3(g)Cl2(g),PCl5(g)。达到平衡时，PCl5为0.8 mol，如果此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同温度下再达平衡时PCl5的物质的量是()A0.8 molB0.4 molC小于0.4 molD大于0.4 mol，小于0.8 mol6在温度、容积相同的3个密闭容器中，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)H92.4 kJmol1：容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的浓度(molL1)c1c
5、2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123下列说法正确的是()A2c1c3 Bab92.4C2p21题组3等效平衡转化成比例7已知H2(g)I2(g),2HI(g)H0。有相同容积的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1 mol He，乙不改变C甲降低温度，乙不变D甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I28恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应
6、：A(g)B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为D若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变题组4复杂的等效平衡9在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3
7、A(g)B(g),xC(g)，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有关数据如下：容器甲乙丙反应物投入量3 mol A、2 mol B6 mol A、4 mol B2 mol C到达平衡的时间/min58A的浓度/molL1c1c2C的体积分数w1w3混合气体密度/gL112下列说法正确的是()A若x4，则2c1c2B若w3w1，可断定x4C无论x的值是多少，均有212D容器甲中反应从开始到平衡时的平均速率为v(A)0.3 molL1min110已知2SO2 (g)O2 (g)2SO3 (g)H197 kJmol1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mo
8、l SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙) 2 mol SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是()A容器内压强p：p甲p丙2p乙BSO3的质量m：m甲m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比为k：k甲k丙k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲Q丙2Q乙1180 时，2 L 密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)HQ kJmol1(Q0)，获得如下数据：时间/s020406080100c(NO2)/molL10.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是()A升高温度该反应的
9、平衡常数K减小B2040 s 内，v(N2O4)0.004 molL1s1C反应达平衡时，吸收的热量为0.30Q kJD100 s 时再通入0.40 mol N2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大题组5等效平衡综合应用12在一定条件下，2NO2(g),N2O4(g)H0的可逆反应达到平衡，当分别改变下列条件时，NO2百分含量与原百分含量的比较情况(填“增大”、“减小”或“不变”)。(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2百分含量_；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2百分含量_。(2)保持压强不变，通入一定量NO2则达到平衡时NO2百分含量_；保持压强
10、不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2百分含量_。(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时NO2转化率_；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2转化率_。13如图所示，将4 mol SO2和2 mol O2混合置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生反应2SO2(g) O2(g),2SO3(g)H0，该反应达到平衡状态A时，测得气体总的物质的量为4.2 mol，若SO2、O2、SO3的起始物质的量分别用a、b、c表示，试回答：(1)达到平衡状态A的容器中通入少量O2，体系中SO2的体积分数将_，若要使SO2的体积分数再变至与原平衡状态A相同，可采用的
11、措施有_或_。(2)若起始时a1.2 mol，b0.6 mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时c的取值为_。(3)若起始时a0.6 mol，c4.8 mol，则b_，在此情况下，反应起始时将向_方向进行。(4)若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的，现要使反应开始时向逆方向进行，且达到的平衡状态与A相同，则起始时c的取值范围为_。14(1)如图所示，甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动，甲中充入 2 mol A和1 mol B，乙中充入2 mol C和1 mol He，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2A(g)B(g),2C(g)；反应达到平衡后，再恢复至原温度
12、。回答下列问题：可根据_现象来判断甲、乙中反应都已达到平衡。达到平衡时，隔板K最终停留在0刻度左侧a处，则a的取值范围是_。(2)若一开始就将K、F固定，其它条件均同(1)，则达到平衡时：甲、乙中C的物质的量的关系是甲_乙(填“”、“”或“” )。如果测得甲中A的转化率为b，则乙中C的转化率为_。答案精析1D在原平衡体系中加入的物质正好与原物质的物质的量相同，所以相当于将原容器中的压强增大一倍，所以平衡会向正反应方向移动，且反应速率增大。由于全是气体的反应，且反应前后的体积不变，所以二次平衡时的密度是一次平衡时密度的两倍。2B根据题意，甲、乙两容器可设为如图所示装置：2SO2(g)O2(g),
13、2SO3(g)是正反应气体体积减小的反应。甲容器保持体积不变，压强变小；乙容器保持压强不变，体积减小，达到平衡状态时转化为状态丙。假设乙中的活塞不移动，由于甲、乙两个容器的体积、温度相同，达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡，其中SO2的转化率也相等。对于乙和丙两个状态，乙中压强小于丙中压强，因此丙中SO2转化率大于乙中SO2转化率。由此可以判断出丙中SO2的转化率也大于甲中SO2的转化率。3A甲为恒容，乙为恒压，随着反应的进行，甲中压强大于乙中压强，乙容器中反应更容易向正反应方向进行，因此平衡时C的转化率：乙甲，A对；平衡时C的体积分数：甲乙，B错；由于甲中压强大于乙中压强，因此反应
14、速率：甲乙，C错；平衡时A的物质的量：乙甲，D错。4B恒温恒容下建立等效平衡的条件：投料量应相等。将备选项中O2完全转化后，得如下数据：A项1.0 mol SO21.0 mol SO3，B项2.0 mol SO22.0 mol SO3，C项4.0 mol SO3，D项1.0 mol SO23.0 mol SO3。与题干比较，可知只有B符合题意。5C采用等效平衡方法加以解决。反应达到平衡后，此时移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，若不考虑平衡移动，则此时的PCl5的物质的量为0.4 mol；移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2后，相当于减小压强，故平衡向逆反应方
15、向移动，所以再达平衡时PCl5的物质的量小于0.4 mol，C项正确。6B采用“一边倒”的方法知甲、乙是两个相同的装置，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2 mol，则B项正确；此时121。而丙中加入的NH3是乙中的两倍，开始时c32c2，但丙中压强亦是乙中的两倍，增大压强，平衡正向移动，则平衡时2c1p3，A、C错误；增大压强，不利于NH3的分解，则23，故13p甲/2，则2p乙p甲p丙，SO3的质量：m甲m丙2m乙，A错、B对；当甲容器达到平衡后瞬间将容器体积扩大2倍，平衡向逆反应方向移动，但是生成的SO2与O2的物质的量之比为21，这与开始两者加入的物质的量之比相同，所以在此过程
16、中SO2与O2的物质的量之比一直是21，C错；甲与丙为等效平衡，但达到平衡时，甲容器中SO2的转化率与丙容器中SO3的转化率不一定相等，即Q甲不一定等于Q丙，D错。11C该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，A错误；由表中数据可知，2040 s 内，v(NO2)c(NO2)/t(0.20.12) molL1/20 s0.004 molL1s1，根据速率之比等于计量数之比可知，v(N2O4)v(NO2)0.002 molL1s1，B错误；由表中数据可知，80 s后c(NO2)不再变化，反应达到平衡状态，生成NO2的物质的量为0.3 molL12 L0.6 mol，由热化学方程式可知
17、，每生成2 mol NO2吸收的热量为Q kJ，则生成0.6 mol NO2吸收的热量为0.30Q kJ，C正确；100 s 时再通入0.40 mol N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，D错误。12(1)减小减小(2)不变不变(3)不变减小13(1)减小升温加入少量SO2气体(2)c0(3)0.3 mol正反应(4)3.6 molc4 mol解析这是恒温恒压条件下的等效平衡问题，由题意可计算出达到平衡状态A时其中含SO2 0.4 mol，O2 0.2 mol，SO3 3.6 mol，n(SO2)n(O2)n(SO3)2118。(1)因平衡右移，故SO2的体积分数减小
18、；在恒压条件下，要使SO2的体积分数复原，可采取的措施有升温或加入少量SO2气体。(2)由于SO2和O2反应只生成SO3一种物质，所以在恒温恒压下只要满足2就可以了，对SO3没有用量限制，即c0。(3)因2，这一条件必须满足，显然b0.3 mol；由于此时abc2116较平衡状态A时，SO3的含量低，因此反应起始时将向正反应方向进行。(4)是关于恒温恒容下的等效平衡，按照“一边倒”原则，4 mol SO2和2 mol O2可折合成4 mol SO3，故c4 mol，另外，由于原平衡状态A中含SO3 3.6 mol，欲使反应开始时向逆反应方向进行，故c3.6 mol，因此c的取值范围为3.6 m
19、olc4 mol。14(1)K、F不再移动0a2(2)1b解析(1)达到平衡时即达到了表观静止状态，即装置中的隔板K与活塞F均不再移动；甲中气体若不转化，则气体的物质的量最大为3 mol，即停留在“0”刻度处，若甲中的A、B气体全部转化为C，则气体物质的量变为2 mol，则隔板K应停留在“2”的位置，所以0a2；(2)假设甲中投入2 mol A和1 mol B，乙中投入2 mol C达平衡时两容器内是等效的，即平衡时C的物质的量相等，然后再向乙容器中投入1 mol He，由于是恒容容器，且He不参与反应，故乙平衡不移动，则甲、乙两容器中的C的物质的量仍相等；若甲中A的转化率为b，则平衡时生成C的物质的量为2b，由于甲、乙完全等效，则乙容器中C的物质的量也为2b，即C的转化率1b。