- 等效平衡
- 共222题
在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应：2A （g）+B （g）⇌3C （g）+D （s），已知将2mol A和1mol B充入该容器中，反应在某温度下达到平衡时，C的物质的量为w mol，C在平衡混合气体中的体积分数为n%．
（1）可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是______（选择序号）．
A、体系压强不再变化B、v正A=v逆B C、体系的密度不再变化D、混合气体的平均相对分子质量不再变化
（2）如果用下列情况的配比作起始物，在同样的容器和温度下达到平衡，结果：C的物质的量为2w mol，C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%的是______．
A、4mol A+2mol B+3mol C
B、1mol A+1mol B+3mol C+1mol D
C、6mol C+4mol D
D、2mol A+1mol B+3mol C+2mol D
E、6mol A+3mol B+1mol D
（3）此反应的v-t图象如甲图，若其他条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如乙图，请用“=、＜、＞”填空：①a1______a2； ②两图中阴影部分面积：甲______乙．
正确答案
C、D
C、D
＜
=
解析
解：（1）A、反应前后气体体积不变，容积固定，体系压强自始至终不变化，不能说明达到平衡，故A错误；
B、v正A=v逆B，速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡，由于
C、根据质量守恒，随着反应进行，气体质量增加，容积固定，混合气体密度增加，当体系的密度不再变化，说明达到平衡，故C正确；
D、混合气体的总的物质的量不变化，随着反应进行，气体质量增加，平均摩尔质量增大，即混合气体的平均相对分子质量增大，混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明达到平衡状态，故D正确．
故选CD．
（2）A、C为气体，阻止平衡向正反应进行，转化率降低，平衡时，n（C）＜2w，故A错误；
B、按化学计量数转化到左边，A为3mol B为2mol，与原平衡不是等效，故B错误；
C、按化学计量数转化到左边，A为4mol B为2mol，与原平衡是等效，故C正确；
D、按化学计量数转化到左边，A为4mol B为2mol D为1mol，D为固体，不影响，与原平衡是等效，故D正确；
E、D为固体，不影响平衡，n（A）：n（B）=2：1，与原平衡是等效，AB的物质的量为原起始状态对应物质的3倍，平衡时，n（C）=3w，故E错误．
故选CD．
（3）①催化剂加快反应速率，故：①a1＜a2
②阴影部分面积表示浓度的变化量，催化剂加快反应速率，缩短到达平衡时间，不影响平衡状态，到达平衡时同一物质的浓度变化量相同，故甲=乙
故答案为：①＜；②=
已知在等温等容条件下，有如下可逆反应：2A（g）+2B（g）═3C（g）+D（g），现分别从两条途径建立平衡，途径Ⅰ：A、B的初始浓度均为2mol/L；途径Ⅱ：C、D的初始浓度分别为6mol/L和2mol/L．下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：2A（g）+2B（g）⇌C（g）+3D（g），反应前后气体的物质的量相等，
Ⅰ．A、B的起始物质的量均为2mol，
Ⅱ．C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol，相当于4molA和4molB，两种途径的物质的量比值相同，则处于相同平衡状态，则
A．Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，可生成4molA、4molB，与Ⅰ物质的量不相等，平衡状态相同，则两体系内相同气体的浓度不相等，故A错误；
B．两种途径平衡状态相同，则对应的各组分的体积分数相同，故B正确；
C．Ⅱ途径浓度大，压强大，反应速率应较大，故C错误；
D．由于途径Ⅱ的质量为途径Ⅰ的质量的2倍，则Ⅱ途径所得混合气的密度为途径Ⅰ所得混合气密度的两倍，故D正确．
故选BD．
在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2mol A 和1mol B，发生如下反应：2A（g）+B（g）⇌3C（g）+D（s），达到平衡时C的浓度为1.2mol/L．
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度为1.2mol/L的是______ （用序号填空）．
A．4mol A+2mol B C．3mol C+1mol D+1mol B
B．3mol C+2mol D D．1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C．
正确答案
解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，所以平均摩尔质量减小，温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，说明平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，
故答案为：吸热．
（2）根据等效平衡，把各物质都换算成方程式左边的物质，与初始加入的2mol A和1mol B相等即可，
A.4mol A+2mol B 与初始2mol A 和1mol B不同，不属于等效平衡，故A错误；
B.3molC+l mol D+1mol B换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、2mol，与初始浓度不同，故B错误；
C.3mol C+2mol D 换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、1mol，D是固定，对气体无影响，故C正确．
D.1.6mol A+0.8mol B+0.6molC换算成A、B，没有D，C不能反应，与初始A、B的物质的量不相同，故D错误；
故答案为：C．
解析
解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，所以平均摩尔质量减小，温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，说明平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，
故答案为：吸热．
（2）根据等效平衡，把各物质都换算成方程式左边的物质，与初始加入的2mol A和1mol B相等即可，
A.4mol A+2mol B 与初始2mol A 和1mol B不同，不属于等效平衡，故A错误；
B.3molC+l mol D+1mol B换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、2mol，与初始浓度不同，故B错误；
C.3mol C+2mol D 换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、1mol，D是固定，对气体无影响，故C正确．
D.1.6mol A+0.8mol B+0.6molC换算成A、B，没有D，C不能反应，与初始A、B的物质的量不相同，故D错误；
故答案为：C．
某温度下，容积同为2L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
（已知某温度下2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+AkJ•mol-1 K=4.0）
（1）根据上表回答问题
①c1、c3的关系式为______
②a、b的关系式为______
③p2、p3的关系式为______
④a1与a2的关系式为______
（2）甲容器中：该反应的平衡常数表达式为______．
（3）乙容器中：反应在开始2分钟后达平衡状态，则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1
（4）丙容器中：反应开始时V正______V逆（填“小于”、“等于”或“大于”）
正确答案
解：（1）2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）该反应中反应前后气体体积不变，则压强不影响平衡，甲、乙、丙都互为等效平衡，达到平衡时各组分的含量、反应物转化率一定相等，其中甲与乙为完全等效平衡，各组分的浓度、百分含量完全相同，而丙中达到平衡时各组分的浓度为甲和乙的2倍，
①甲和丙互为等效平衡，由于丙中相当于加入了4mol碘化氢，则达到平衡时c1、c3的关系式为：2c1=c3，
故答案为：2c1=c3；
②甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则达到平衡时a、b的关系式为：a+b=A，
故答案为：a+b=A；
③甲和乙为完全等效平衡，则丙的初始反应物的物质的量相当于乙的2倍，则达到平衡时p2、p3的关系式为：2p2=p3，
故答案为：2p2=p3；
④甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则甲中转化率与乙中转化率之和一定为1，即α1与α2的关系式为：α1+α2=1，
故答案为：α1+α2=1；
（2）反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的平衡常数表达式为：K=
故答案为：K=
（3）设得到平衡状态时HI的浓度变化为x，
2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）
开始 0 0.5 0.5
变化 x 0.5x 0.5x
平衡 x 0.5-0.5x 0.5-0.5x
根据该温度下化学平衡常数K=4可得：K=
则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为：v（HI）=
故答案为：0.1mol•L-1•min-1；
（4）丙中达到平衡时吸收ckJ，反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+A kJ•mol-1为吸热反应，所以开始时丙向右移动，则正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：大于．
解析
解：（1）2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）该反应中反应前后气体体积不变，则压强不影响平衡，甲、乙、丙都互为等效平衡，达到平衡时各组分的含量、反应物转化率一定相等，其中甲与乙为完全等效平衡，各组分的浓度、百分含量完全相同，而丙中达到平衡时各组分的浓度为甲和乙的2倍，
①甲和丙互为等效平衡，由于丙中相当于加入了4mol碘化氢，则达到平衡时c1、c3的关系式为：2c1=c3，
故答案为：2c1=c3；
②甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则达到平衡时a、b的关系式为：a+b=A，
故答案为：a+b=A；
③甲和乙为完全等效平衡，则丙的初始反应物的物质的量相当于乙的2倍，则达到平衡时p2、p3的关系式为：2p2=p3，
故答案为：2p2=p3；
④甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则甲中转化率与乙中转化率之和一定为1，即α1与α2的关系式为：α1+α2=1，
故答案为：α1+α2=1；
（2）反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的平衡常数表达式为：K=
故答案为：K=
（3）设得到平衡状态时HI的浓度变化为x，
2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）
开始 0 0.5 0.5
变化 x 0.5x 0.5x
平衡 x 0.5-0.5x 0.5-0.5x
根据该温度下化学平衡常数K=4可得：K=
则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为：v（HI）=
故答案为：0.1mol•L-1•min-1；
（4）丙中达到平衡时吸收ckJ，反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+A kJ•mol-1为吸热反应，所以开始时丙向右移动，则正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：大于．
在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）．已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol•L-1时，达平衡时HI的浓度为0.16mol•L-1．若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L-1，则平衡时H2的浓度（mol•L-1）是（ ）
正确答案
解析
解：H2（g）+I2（g）
起始浓度0.10mol•L-1 0.10mol•L-1 0
反应浓度0.08mol•L-1 0.08mol•L-1.16mol•L-1
平衡浓度0.02mol•L-1 0.02mol•L-1 0.16mol•L-1
化学平衡常数K=
当H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L-1时，设则平衡时H2的浓度为x（mol•L-1），
则氢气的反应浓度为（ 0.20-x）mol•L-1．
H2（g）+I2（g）
起始浓度 0.20mol•L-1 0.20mol•L-1 0
反应浓度 （ 0.20-x）mol•L-1 （ 0.20-x）mol•L-1 2（0.20-x）mol•L-1
平衡浓度 x x 2（0.20-x）mol•L-1
化学平衡常数K=
x=0.04 mol•L-1
故选：C
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