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题型: 单选题
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单选题

已知2SO2 (g)+O2 (g)⇌2SO3 (g);△H=-197kJ•mol-1.向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol 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=P>2P

BSO3的质量m:m=m>2m

Cc(SO2)与c(O2)之比k:k=k>k

D反应放出或吸收热量的数值Q:Q=Q>2Q

正确答案

B

解析

解:恒温恒容,甲与乙起始n(SO2):n(O2)=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得n(SO2)=2mol,n(O2)=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,

A、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故压强P=P,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故P<P<2P,故P=P<2P,故A错误;

B、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故质量m=m,甲等效为在乙到达平衡的基础上,再加入1mol SO2和0.5mol O2,增大压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,m>2m,故m=m>2m,故B正确;

C、对于甲、乙,SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比,c(SO2)与c(O2)之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中c(SO2)与c(O2)之比为2:1,故k=k=k=2,故C错误;

D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应各组分的物质的量相等,故Q+Q=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,故Q>2Q,故D错误;

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

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)△H=-92.4kJ•mol-1

下列说法不正确的是(  )

Ac1=c2

Ba+b=92.4

C2p2=p3

Dα2>α3

正确答案

C

解析

解:甲投入1molN2、3molH2,乙容器投入量2molNH3,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1molN2、3molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2,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,平衡向着正向移动,所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的,

A、甲投入1molN2、3molH2,乙容器投入量2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与乙容器是等效平衡,即c1=c2,故A正确;

B、甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,则甲与乙是完全等效的,正逆反应相加正好是一个完整的反应,根据盖斯定律可知,甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ,故a+b=92.4,故B正确;

C、丙容器反应物投入量4molNH3,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,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2>p3,故C错误;

D、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率α2>α3,故D正确;

故选C.

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多选题

在密闭容器中,加入3mol A和1mol B,一定条件下发生反应3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g),达平衡时,测得C的浓度为w mol/L,若保持容器中压强和温度不变,重新按下列配比作起始物质,达到平衡时,C的浓度仍然为w mol/L的是(  )

A6molA+2molB

B1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD

C3molA+1mol B+2molC+1molD

D2molC+1molD

正确答案

A,B,C,D

解析

解:根据题中信息可知,两个平衡为恒温恒压下的等效平衡,只要将各物质按照计量数转化成A、B,满足n(A):n(B)=3mol:1mol=3:1即可,

A.6molA+2molB,n(A):n(B)=6mol:2mol=3:1,恒温恒压下,两个反应为等效平衡,达到平衡时C的浓度仍然为w mol/L,故A正确;

B.1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD,按照化学计量数,将1molC、0.5molD按照计算出转化成1.5molA、0.5molB,A的物质的量为3mol、B的物质的量为1mol,与原平衡互为等效平衡,达到平衡时C的浓度仍然为w mol/L,故B正确;

C.3molA+1mol B+2molC+1molD,将C、D按照计量数转化成A、B,相当于6molA、2molB,满足n(A):n(B)=6mol:2mol=3:1,达到平衡时C的浓度仍然为w mol/L,故C正确;

D.2molC、1molD,相当于加入3molA、1molB,满足n(A):n(B)=3mol:1mol=3:1,达到平衡时C的浓度仍然为w mol/L,故D正确;

故选ABCD.

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多选题

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)△H=-92.4kJ•mol-1

下列说法正确的是(  )

A2c1>c3

Ba+b=92.4

C2p2<p3

Dα13<1

正确答案

B,D

解析

解:A、甲、丙相比较,把丙看成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下,体积受到了压缩,原反应正向气体体积减少,因此2c1<c3,故A错;

B、甲乙平衡状态相同,不同的是反应的起始方向不同,在此过程中乙吸收的热热量相当于甲完全转化需再放出的热量,故a+b=92.4,故B正确;

C、比较乙丙可知,丙中氨气的物质的量为乙的2倍,但加压平衡向生产氨气的方向移动,故2p2>p3,故C错;

D、甲乙处于相同的平衡状态,则a1+a2=1,而a2>a3,所以a1+a3<1,故D正确.

故选B、D.

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单选题

工业上用CO与H2合成甲醇,CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90.8kJ/mol.300℃时,在容积相同的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:下列说法正确的是(  )

A2c1>c3

Ba+b<90.8

C2P2<P3

Dα13<1

正确答案

D

解析

解:A、甲、丙相比较,把甲等效为开始加入1molCH3OH,丙中甲醇的物质的量为甲的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2c1<c3,故A错误;

B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为90.8kJ,甲、乙平衡状态相同,令平衡时甲醇为nmol,对于甲容器,a=90.8n,等于乙容器b=90.8(1-n),故a+b=90.8,故B错误;

C、比较乙、丙可知,丙中甲醇的物质的量为乙的2倍,压强增大,对于反应CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g),平衡向生成甲醇的方向移动,故2p2>p3,故C错误;

D、甲、乙处于相同的平衡状态,则α12=1,由C的分析可知α2>α3,所以a1+a3<1,故D正确,

故选D.

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题型: 单选题
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单选题

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2mol A和2mol B,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的体积分数小于a%的是(  )

A2mol C

B2mol A、1mol B和1mol He(不参加反应)

C1mol B和1mol C

D2mol A、2mol B和3mol C

正确答案

C

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正确;

D.2molA、2molB和3molC,相当于4molA和3molB,二者的比值为4:3,大于1:1,则平衡后A的体积分数大于a%,故D错误.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

在一定温度下,把4mol SO2和2mol O2 通入一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),进行到一定程度达到平衡状态.现在该容器维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol),如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的质量分数仍跟上述平衡完全相同.

请填写下列空白:

(1)若a=0,b=0,则c=______

(2)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个式子表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):____________

(3)若将上述条件改为恒温、恒压,其他条件均不变,①若a=0,b=0,则c=______

②a、b、c取值必须满足的一般条件是______

正确答案

解:设起始时4molSO2和2molO2为Ⅰ状态,其它条件为Ⅱ状态,温度不变,体积不变时,

根据改变起始加入量情况,则只要通过可逆反应的化学计量数比换算(极限假设转换)成反应方程式左(或右)的同一边物质的物质的量与原平衡相同即可.利用方程式求解:

(1)2SO2+O22SO3

Ⅰ4mol  2mol         0

Ⅱ0     0           cmol

根据方程式可知:4 mol SO3相当于4mol SO2和2mol O2,故c=4 mol.

故答案为:c=4;

(2)2SO2+O22SO3

Ⅰ4mol  2mol         0

Ⅱa     b          c  

当SO2和SO3的物质的量之和为4 mol时,才能保证反应初始SO2的物质的量为4mol,即a+c=4mol,此时要求O22mol,那么就有b+0.5c=2mol.

满足此两条件方可使平衡与题说平衡完全相同.故答案为:a+c=4;2b+c=4;

(3)若将上述条件改为恒温、恒压,其他条件均不变,则将c转化到左边只要与原来成比例就可以,即=,当①若a=0,b=0,则c=任意值,故答案为:任意值;②a、b、c取值必须满足的一般条件为a=2b;故答案为:a=2b.

解析

解:设起始时4molSO2和2molO2为Ⅰ状态,其它条件为Ⅱ状态,温度不变,体积不变时,

根据改变起始加入量情况,则只要通过可逆反应的化学计量数比换算(极限假设转换)成反应方程式左(或右)的同一边物质的物质的量与原平衡相同即可.利用方程式求解:

(1)2SO2+O22SO3

Ⅰ4mol  2mol         0

Ⅱ0     0           cmol

根据方程式可知:4 mol SO3相当于4mol SO2和2mol O2,故c=4 mol.

故答案为:c=4;

(2)2SO2+O22SO3

Ⅰ4mol  2mol         0

Ⅱa     b          c  

当SO2和SO3的物质的量之和为4 mol时,才能保证反应初始SO2的物质的量为4mol,即a+c=4mol,此时要求O22mol,那么就有b+0.5c=2mol.

满足此两条件方可使平衡与题说平衡完全相同.故答案为:a+c=4;2b+c=4;

(3)若将上述条件改为恒温、恒压,其他条件均不变,则将c转化到左边只要与原来成比例就可以,即=,当①若a=0,b=0,则c=任意值,故答案为:任意值;②a、b、c取值必须满足的一般条件为a=2b;故答案为:a=2b.

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单选题

当温度不变的情况下,有反应:2A(g)+2B(g)⇌C(g)+3D(g),△H<0.现将2mol A和2mol B充入体积为V的甲容器,将2mol C和6mol D充入乙容器并使乙容器在反应开始前体积为2V(如图1).关于两容器中反应的说法正确的是(  )

A甲容器中的反应先达到化学平衡状态

B两容器中的反应均达平衡时,平衡混合物中各组分的体积百分组成相同,混合气体的平均相对分子质量也相同

C两容器达平衡后升高相同的温度,两容器中物质D的体积分数随温度变化如图2所示

D在甲容器中再充入2molA和2molB,平衡后甲容器中物质C的浓度是乙容器中物质C的浓度的3倍

正确答案

B

解析

解:A、虽然等效平衡后甲、乙容器中A、B浓度相等,但是该反应一个是从正反应进行,一个从逆反应进行,所以无法判断哪个容器先达平衡,故A错误;

B、等效平衡后甲、乙容器中A、B浓度相等,反应前后气体体积不变,压强不变,所以平衡混合物中各组分的体积百分组成相同,混合气体的平均相对分子质量也相同,故B正确;

C、△H<0,该反应是放热反应,两容器中的反应均达平衡时,升高相同的温度,平衡向逆反应方向移动,物质D的体积分数随温度的升高而降低.因为平衡混合物中各组分的体积百分组成相同,所以两容器中物质D的体积分数随温度变化应该用同曲线表示,故C错误;

D、向甲容器中再充入2molA和2molB,平衡后甲中物质C的浓度加倍;由于乙容器是一恒压容器,向乙容器中再充入2molC和6molD,平衡后乙中物质C的浓度不变,所以向甲容器中再充入2molA和2molB,平衡后甲容器中物质C的浓度是乙容器中物质C的浓度的2倍,故D错误;

故选B.

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单选题

在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(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:1.4mol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3

C可能为2,也可能为3

D无法确定

正确答案

C

解析

解:恒温恒容下,开始充入2molA和1molB与开始充入0.6molA、0.3molB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)=2mol、n(B)=1mol,

所以:0.6mol+1.4×=2mol,

解得x=2,

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,

所以x可能为2,也可能为3,

故选C.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•株洲校级期末)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)△H=-92.4kJ/mol]:下列说法正确的是(  )

A2c1>c3

Ba+b>92.4

C2p2<p3

Dα13<1

正确答案

D

解析

解:甲投入1molN2、3molH2,乙容器投入量2molNH3,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1molN2、3molH2,丙容器加入4molNH3,采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2,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4molNH3,采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2,是甲中的二倍,若平衡不移动,c3=2c1;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c3>2c1,故A错误;

B、甲投入1molN2、3molH2,乙中投入2molNH3,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92.4kJ,故a+b=92.4,故B错误;

C、丙容器反应物投入量4molNH3,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,平衡向着向着正向移动,所以丙中压强减小,小于乙的2倍,即2p2>p3,故C错误;

D、丙容器反应物投入量4molNH3,是乙的二倍,若平衡不移动,转化率α13=1;由于丙中相当于增大压强,平衡向着向着正向移动,氨气的转化率减小,所以转化率α13<1,故D正确;

故选D.

下一知识点 : 化学反应进行的方向
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