- 等效平衡
- 共222题
一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-QkJ/mol.现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在 I中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1mol H2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应.达到平衡时,上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡,该反应为放热,容器Ⅱ中从逆反应开始到达,该反应为吸热,无法比较Q1、Q2的大小,故A错误;
B.容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1mol CO和1mol H2O,压强不影响该化学平衡,反应向正反应进行,故容器Ⅲ中到达平衡时温度更高,该反应正反应是放热反应,温度升高平衡向着逆向移动,则容器Ⅲ中CO的转化率低,CO的百分含量高,所以容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量低,故B错误;
C.容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,则容器Ⅱ中的反应的平衡常数大于容器Ⅰ,故C正确;
D.温度相同时,容器I中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低,故容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,故D错误;
故选C.
在t℃时,向2L密闭容器中放入1molA和1molB,发生下列反应:A(g)+B(g)⇌C(g)+2D(g),平衡时C的含量为m%,保持其他条件不变,若按下列配比将物质放入容器中达到平衡时,C的含量仍为m%的是( )
正确答案
解析
解:该反应在恒温恒容下,达到平衡后,C的含量仍为m%,说明两反应为等效平衡,只要按照按化学计量数将各物质的量转化到左边,满足n(A)=1mol,n(B)=1mol即可,
A.2molA和1molB,与1molA和1molB相比,A的物质的量多了1mol,平衡向着正向移动,则达到平衡时C的含量大于m%,故A错误;
B.2molD和A、B、C各1mol,将1nolC、2molD按照化学计量数转化成反应物,相当于1molA、1molB,则A、B的总物质的量为:n(A)=2mol、n(B)=2mol,与原平衡不互为等效平衡,达到平衡时C的含量不等于m%,故B错误;
C.1molC和2molD,按照化学计量数转化成反应物,相当于加入了1molA、1molB,两个平衡为完全等效平衡,达到平衡时C的含量一定为m%,故C正确;
D.1molC和1molD,按照化学计量数转化成反应物,相当于加入了0.5molA、0.5molB和0.5molC,与原反应中1molA、1molB不互为等效平衡,达到平衡时C的含量不是w%,故D错误;
故选C.
一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%.其它条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数仍为a%的是( )
正确答案
解析
解:反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)中,气体的体积前后相同,在一定温度下,在恒容密闭容器中得到平衡状态,只要满足物质全部转化为A、B,且满足n(A):n(B)=1:1,则
A.2molC相当于molA和
molB,二者的比值为2:1,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故A错误;
B.2molA、1molB和1molHe(不参加反应),n(A):n(B)=2:1,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故B错误;
C.1molB和1molC,相当于molA和
molB,n(A):n(B)=1:2,小于1:1,则平衡后A的体积分数小于a%,故C错误;
D.2molA、3molB和3molC,相当于4molA和4molB,二者的比值为于1:1,则平衡后A的体积分数等于a%,故D正确.
故选D.
Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g),该反应的平衡常数K=64,在1L恒容密闭容器甲和乙中,甲中加有四种物质各1mol,乙中加有Fe2O3,Fe,CO2各1mol,CO 2mol.达平衡后,两容器中不等的是( )
正确答案
解析
解:可逆反应Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K==64,整理可得:
=
=4,即达到平衡时二氧化碳和CO的浓度之比相等,则混合气体中二氧化碳的体积分数、混合气体的平均分子质量一定相等,故B、D错误;
由于乙中CO浓度大于甲,则甲中反应速率加快,所以甲和乙中用CO表示反应速率不相等,故A正确;
设达到平衡时甲消耗CO的物质的量为x,乙中消耗CO的物质的量为y,
则:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)
起始量(mol):1(2)1(1)
变化量(mol):x (y) x(y)
平衡量(mol):1-x (2-y) 1+x (1+y)
反应前后气体体积不变,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,=
=
=4,解得x=0.6mol,则甲中CO的转化率为:
×100%=60%;
乙中根据平衡常数可得:=
=4,解得:y=1.4mol,则乙中CO的转化率为:
×100%=70%,
所以甲中CO的转化率小于乙,故C正确;
故选AC.
一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s),达到平衡时,C的浓度为ω mol/L.若维持容器体积和温度不变,改由下列四种配比作为起始物质,达到平衡时,C的浓度仍为ω mol/L的是( )
正确答案
解析
解:A、该反应是气体体积不变的反应,压强不影响平衡,开始加入4molA+2molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡为等效平衡,达到平衡时C的浓度为2wmol/L,故A错误;
B、开始加入3molC+1molD,将3molC、1molD按化学计量数转化到左边可得2molA、1molB,故等效为开始加入2molA、2molB所到达的平衡,达到平衡时C的浓度为1.2mol/L,多加的1molD是固体,不会引起平衡的移动,故B正确;
C、1molB+3molC+1molD,按化学计量数转化到左边可得2molA、2molB,与原反应不是等效平衡,达到平衡时C的浓度为不是wmol/L,故C错误;
D、2molA+1molB+3molC+1molD,按方程式的化学计量数转化到左边,可得4molA、2molB与原反应不是等效平衡,达到平衡时C的浓度为2wmol/L,故D错误;
故选:B.
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