高考化学等效平衡复习测试题
化学平衡---
题型一:可逆反应在恒温恒容或恒温恒压条件下建立等效平衡的条件
【例题1】 在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生反应
2A(g) + B(g)3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为a mol·L-1。若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为a mol·L-1的是( )
A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
【变式1】上题变为: 在一个体积可变的密闭容器中﹍﹍若维持容器压强和温度不变﹍﹍达到平衡后,C的浓度不是a mol·L-1的是( )
【归纳】等效平衡:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应从两种不同的起始状态开始反应,达到平衡后,若两种平衡体系中任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相等,则两化学平衡互称为等效平衡。
【例题2】可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的浓度是amol·L-1,体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的浓度是bmol·L-1,体积分数为n%,则m和n的关系是__________,a和b的关系是__________
【归纳】等效平衡规律:
对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在两种不同起始状态下反应,达平衡后互为等效平衡的条件是:
反应条件 系数关系 等效平衡条件
若m+n≠p+q 极限转化后起始投料必须完全相同
恒温恒容
若m+n=p+q 极限转化后起始投料比相同(或投料完全相同)
恒温恒压 极限转化后起始投料比相同(或投料完全相同)
【例题3】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:
N2+3H22NH3。已知加入1mol N2和4mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见下表已知项)。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对 下列编号①~③的状态,填写表中空白。
已知
编号 | 起始状态物质的量 n/mol | 平衡时NH3的物质的量 n/mol | ||
N2 | H2 | NH3 | ||
1 | 4 | 0 | a | |
① | 1.5 | 6 | 0 |
|
② |
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| 1 | 0.5a |
③ | m | g(g≥4m) |
|
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题型二:通过建立等效平衡的中间状态,比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小
【例题4】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+O22SO3并达到平衡。在这过程中,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
【例题5】在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。下列叙述中,错误的是( )
A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后N2的浓度:乙>甲
C.H2的转化率:乙>甲 D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲
题型三:综合应用
【例题6】 在一定温度和压强下,有如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),将1.6molSO2和0.8mol的O2放入一体积可变的密闭容器中,测得容器的起始容积为100L。经一段时间后,反应达到平衡,测得混合气体的密度为1.6g·L-1。请回答下列问题:
(1)达平衡时混合气体的体积为____________,SO2的转化率为____________;
(2)若起始时加入amolSO2、bmolO2,且a∶b=2∶1,在同样温度和压强下,反应达到平衡时,测得混合气体的容积为120L。则a、b的值分别为:a____________,b____________;
(3)若容器为体积不变的密闭容器,其容积为100L。起始时加入xmolSO2、ymolO2和zmolSO3,反应达平衡时,温度和压强与(2)完全相同,容器内各气体的体积分数也与(2)达平衡时的情况完全相同。则x、y应该满足的关系式为___________________,x、z应该满足的关系式为____________。
1.(2007年高考广东)把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中,不影响氢气产生速率的因素是( )
(A)盐酸的浓度 (B)铝条的表面积
(C)溶液的温度 (D)加少量Na2SO4
2.(2007年理综北京卷)一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应
2X(g)+Y(g)Z(g),经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是( )
(A)以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol/(L·s)
(B)将容器体积变为20 L,Z的平衡浓度变为原来的1/2
(C)若增大压强,则物质Y的转化率减小
(D)若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的DH>0
3.(2007年高考全国理综卷I)如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图,下列叙述
与示意图不相符合的是( )
(A)反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
(B)该反应达到平衡态I后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
(C)该反应达到平衡态I后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态II
(D)同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等
4. (2007年高考全国理综卷II)已知:C(s)+CO2(g)2CO(g);DH>0。该反应达到平衡后,
下列条件有利于反应向正方向进行的是( )
(A)升高温度和减小压强 (B)降低温度和减小压强
(C)降低温度和增大压强 (D)升高温度和增大压强
5.(2007年高考理综四川卷)向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),发生反应:
CO+H2O(g)CO2+H2。当反应达到平衡时,CO的体积分数为x。若维持容器的体积
和温度不变,超始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的是( )
(A)0.5 mol CO+2 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2
(B)1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2
(C)0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2
(D)0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2
6.(2007年高考理综天津卷)下列有关工业生产的叙述正确的是( )
(A)合成氨生产过程中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率
(B)硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
(C)电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室
(D)电解精炼铜时,同一时间内阳极溶液铜的质量比阴极析出铜的质量小
7.(2007年高考理综宁夏卷)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数
为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是( )
(A)16.7% (B)20.0% (C)80.0% (D)83.3%
8. (2007年高考江苏卷)一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g)+D(g);DH<0。现将1 mol A和
2 mol B加入甲容器中,将4 mol C和2 mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的
2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。下列说法正确的是( )
图1 图2 图3
(A)保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A和2 mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度
是乙中C的浓度的2倍
(B)保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增大
(C)保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数是甲中
C的体积分数的2倍
(D)保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情
况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
9.(2007年高考广东化学卷) (8分)“碘钟”实验中,3I-+=I3- +2SO42 -的反应速率可以用I3- 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验,得到的数据如下表:
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
c(I-)/ mol·L-1 | 0.040 | 0.080 | 0.080 | 0.160 | 0.120 |
c()/mol·L-1 | 0.040 | 0.040 | 0.080 | 0.020 | 0.040 |
t/s | 88.0 | 44.0 | 22.0 | 44.0 | t1 |
回答下列问题:
(1)该实验的目的是___________________________________________________。
(2)显色时间t1=______________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间
t2的范围为______(填字母)。
(A)<22.0 s (B)22.0 s~44.0 s (C)>44.0 s (D)数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是_________________________________________。
10.(2007年高考海南化学卷)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验 序号 | 金属质量 /g | 金属 状态 | c(H2SO4) /mol·L-1 | V(H2SO4) /mL | 溶液温度/℃ | 金属消失 的时间/s | |
反应前 | 反应后 | ||||||
1 | 0.10 | 丝 | 0.5 | 50 | 20 | 34 | 500 |
2 | 0.10 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 35 | 50 |
3 | 0.10 | 丝 | 0.7 | 50 | 20 | 36 | 250 |
4 | 0.10 | 丝 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 200 |
5 | 0.10 | 粉末 | 0.8 | 50 | 20 | 36 | 25 |
6 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 20 | 35 | 125 |
7 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 35 | 50 | 50 |
8 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 20 | 34 | 100 |
9 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 35 | 54 | 40 |
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验4和5表明,________________________ 对反应速率有影响,________________反应速率越快,
能表明同一规律的实验还有_________(填实验序号);
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有__________________________(填实验序号);
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_____________________,其实验序号是___________。
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因:_________________
______________________________________________________。
11.(2007年高考上海化学卷,-平衡常数)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气
反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ,升高温度,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v (H2)= 。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是
a.氢气的浓度减少 b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,
原因是:_______________________________________(用化学方程式表示)。
参 考 答 案
例一D C 例二m=n b=1/2 a
例三 ①因为从题干可知n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1∶4∶a,所以①状态下n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1.5∶6∶1.5a。
②起始状态时,有1mol NH3,则相当于起始时有N2和H2分别为0.5mol和1.5mol,按n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=1∶4∶a,可得②状态时n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡=0.5∶2∶0.5a,所以原有N2和H2分别为0和0.5mol。
③设起始时n(NH3)为x mol,则相当于N2和H2总量分别为(m+)mol和(g+)mol,则(m+)∶(g+)=1∶4,即可得x=2(g-4m)设为n(NH3)平衡y mol,可得:
4∶a=(g+)∶y,即:y=(g-3m)·a。
例四.B
例五.D
例六 (1)80L;60% (2)2.4;1.2 (3)x∶y=2∶1;x+z=2
9[答案](1)研究反应物I-与的浓度对反应速率的影响。 (2)29.3 s。 (3)A。
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)。
[提示](2)实验⑤的反应速率应是①的3倍,所以t1 = 88.0/3 = 29.3。 (3)每升高10 ℃,速率增大到原来的2~4倍,现升高20 ℃,所以升高到原来的22~42倍,即4~16倍,实验③为22 s,显色时间应为22/4~22/16,即5.5 s~1.4 s,选A。
10[答案](1)固体反应物的表面积; 表面积越大; 1和2(或4和5)。 (2)1、3、4、6、8;或2和5。 (3)反应温度; 6和7,8和9。 (4)可能是硫酸过量,金属全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近
11[答案](1)K=; 减小。 (2)mol·(L·min)-1。 (3)b; c。
(4)Cu2O+CO2Cu+CO2。