- 等效平衡
- 共222题
向一个固定容积(VL)的密闭容器中充入2molA和1molB,发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s),反应在某温度下达到平衡时,C的物质的量浓度为1.2mol•L-1,C在平衡混合气体中的体积分数为n%.
(1)如果容器温度升高,该反应的平衡常数变大,则正反应△H______0.(填“>”或“<”)
(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,其结果一定是:C的物质的量浓度为2.4mol•L-1,C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%的是______
A.4molA+2molB
B.6molC+1molD
C.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
D.2molA+1molB+3molC+1molD
E.2molA+1molB+3molC+2molD
(3)若维持该题条件不变,向容器中加入3molC和0.8molD,反应达到平衡时C的物质的量浓度仍为1.2mol•L-1,则容器的容积V(L)的取值范围为______.
(4)若维持该题条件不变,仅从生成物开始配比,要求达到平衡时,C的物质的量浓度仍为1.2mol•L-1,则D的起始物质的量n(mol)应满足的条件是______.(用含V的式子表示)
正确答案
>
ADE
0.5<V<2.5
n>1-0.4V
解析
解:(1)如果容器温度升高,平衡常数变大,说明平衡正向移动,故正反应为吸热反应,△H>0,
故答案为:>;
(2)在同样的容器和温度下达到平衡,C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%,则新平衡与原平衡等效,但物质的量却为原来的2倍,而该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应,只要按照化学计量数转化成反应物A、B,物质的量分别为4mol、2mol即可,
A.4molA+2molB,反应物浓度为原先各反应物浓度的2倍,则得到平衡时C的浓度为2.4mol•L-1,故A正确;
B.6molC+1molD,D为固体,1molD固体可能够达到新平衡的用量,也可能不足,不一定能满足题意,故B错误;
C.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,相当于2molA、1molB,达到平衡时1.2mol/L,故C错误;
D.2molA+1molB+3molC+1molD,相当于4A、2molB,满足条件,故D正确;
E.2molA+1molB+3molC+2molD,相当于在D的基础上加了1molD(s),平衡并不发生移动,故E正确;
故选ADE;
(3)2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)
投料量(mol) 0 0 3 0.8
平衡点无限靠右 0 0 3 0.8
平衡点无限靠左 1.6 0.8 0.6 0
故C的物质的量范围为0.6mol<n(C)<3mol,
C的浓度为1.2mol/L,则V的范围为:0.5<V<2.5,
故答案为:0.5<V<2.5;
(4)若仅从生成物开始配比,达到平衡时,C的物质的量浓度仍为1.2mol•L-1,则必须按下列投料量投料:
2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)
投料量(mol) 0 0 3 n
平衡时(mol) 2-0.8V 1-0.4V 1.2V n-,
则n->0,
解得:n>1-0.4V,
故答案为:n>1-0.4V.
在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),测得HI的转化率为a%.其他条件不变,在上述平衡体系中再充入1molHI,待平衡建立时HI的转化率为b%,则a、b的关系为( )
正确答案
解析
解:根据反应方程式H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)可知,方程式两边气体的体积不变,则压强不影响化学平衡,
在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,达到平衡时HI的转化率为a%,再向该容器中充入1molHI,由于压强不影响化学平衡,则达到新的平衡时各组分的浓度增大为原先的2倍,而碘化氢的转化率一定不变,即:a%=b%,
故选C.
现有可逆反应:2A(g)+2B(g)⇌C(g)+3D(g),在密闭容器的容积、温度都相同的条件下,分别从以下两条途径建立平衡:
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.
以下说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:加入2molC和6molD相当于加入4molA、4molB,由于该可逆反应是体积不变的反应,压强不影响化学平衡,所以反应Ⅰ和反应Ⅱ为等效平衡,
A.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到的平衡为等效平衡,体系内各混合气体的百分组成一定相同,故A正确;
B.Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的组成、百分含量完全相同,所以平均相对分子质量相同,故B正确;
C.达到平衡时,两个平衡为等效平衡,由于Ⅱ中初始反应物为Ⅰ的2倍,且容器容积相同,则Ⅱ途径A的平衡浓度是Ⅰ途径A的平衡浓度的2倍,故C错误;
D.达到平衡时,根据质量守恒定律,Ⅱ中气体的总质量为Ⅰ的2倍,而容器容积相同,所以Ⅰ途径所得混合气密度为Ⅱ途径所得混合气密度的,故D错误;
故选CD.
一定条件下,向装有固体催化剂且容积不变的密闭容器中通入1molN2和4molH2使之发生如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4KJ/mol 平衡时容器内气体压强为起始时的80%.
(1)通入1molN2和4molH2,达到平衡时,放出的热量为______;
(2)保持同一反应温度,在相同的容器中,将起始物质的量改为a mol N2、b mol H2、c mol NH3(a、b、c均不等于0),达到相同的平衡.
①(1)和(2)放出的热量值______(填序号)
A.一定相等 B.前者一定小 C.前者一定大 D.不能确定
②a、b、c必须满足的关系是(一个用a、c表示,另一个用b、c表示)______
③欲使起始时反应表现为向正反应方向进行,a的取值范围是______.
正确答案
46.2kJ
C
a+0.5c=1,b+1.5c=4
0.5<a≤1
解析
解:(1)设反应了xmol氮气,利用三段式计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
起始:1mol 4mol 0
转化:x 3x 2x
平衡:1-x 4-3x 2x
根据压强之比等于物质的量之比,则有:(1-x+4-3x+2x)÷(1+4)=0.8,
解之得x=0.5,
由热化学反应方程式可知此时反应的氮气为0.5mol,所以放出的热量等于92.4kJ×0.5mol=46.2kJ,
故答案为:46.2kJ;
(2)①由于(2)中由于氨气存在,故参加反应的氮气的物质的量比(1)中少,所以放出的热量(1)>(2),
故选C;
②根据等效平衡,氨气的物质的量按照化学计量数换算成氮气和氢气的,一定满足1mol氮气、4mol氢气,
即:a+0.5c=1,
b+1.5c=4,
故答案为:a+0.5c=1,b+1.5c=4;
③达到平衡状态时,氮气的物质的量为0.5mol,所以氮气物质的量大于0.5mol时,平衡向着向左移动,正反应速率大于逆反应速率,
所以a的范围为:0.5<a≤1,
故答案为:0.5<a≤1.
在一个定容密闭容器中,加入2molA和1molB发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为1.2mol/L.若维持温度不变,按下列方法改变起始物质,达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L的是( )
正确答案
解析
解:根据等效平衡,按化学计量数转化到方程式左边应该满足与初始加入的2molA和1molB相等.
A、4 mol A+2 mol B与初始物质的量2molA 和1molB不同,不属于等效平衡,故A错误;
B、1.5mol C+0.5 mol D+0.5mol B+1 molA换算成A、B,物质的量分别为2mol、1mol,与初始量相同,故B正确;
C、3 mol C+1 mol D换算成A、B,物质的量分别为2mol、1mol,与初始量相同,故C正确;
D、1.6 mol A+0.8 mol B+0.6 mol C+0.3 mol D换算成A、B后,D仍然有剩余,与初始初始加入物质不同,故D错误;
故选BC.
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