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1第二章《化学反应速率和化学平衡》第三节《化学平衡》周考卷十二——化学平衡图像和等效平衡时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，每小题有1－2个正确选项)1．向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：CO＋H2O(g)催化剂高温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，起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．0.5molCO＋2molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2B．1molCO＋1molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2C．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.4molCO2＋0.4molH2D．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.5molCO2＋0.5molH2解析：本题考查了等效平衡的问题。对于反应CO＋H2O(g)催化剂高温CO2＋H2，是一个反应前后气体的体积不变的反应，因此在恒温和恒容条件下是等效平衡的条件是CO和H2O(g)的物质的量之比与起始时加入的CO和H2O(g)的物质的量之比相等即可。因此只要将各选项中的投料转化为CO和H2O(g)的物质的量，并与原平衡进行对比即可。对于A选项中的配料相当于CO有1.5mol、H2O(g)有3mol，即二者之比为1∶2，所以此情况下的平衡与原平衡等效，即CO的体积分数仍为x；对于B选项中的配料相当于CO有2mol、H2O(g)有2mol，相对于原平衡可以认为是在原平衡的基础上又加入了1molCO，根据平衡移动原理，平衡相当于向右移动，但是CO的体积分数增大，即大于x；对于C选项中的配料相当于CO有0.9mol、H2O(g)有1.9mol，此投料相当于在0.9molCO和1.8molH2O(g)的平衡体系中再加入0.1molH2O(g)，而0.9molCO和1.8molH2O(g)的平衡与原平衡是等效平衡，再加入0.1molH2O(g)时平衡向右移动，CO的体积分数减小，即小于x；对于D选项中的配料相当于CO有1mol、H2O(g)有2mol，此平衡与原平衡相同，所以CO的体积分数也为x。因此达到平衡时CO的体积分数大于x的只有B选项。答案：B2．(2011·重庆卷)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()2A．CO2(g)＋2NH32)2(s)＋H2O(g)；ΔH0B．CO2(g)＋H2＋H2O(g)；ΔH0C．CH3CH22===CH2(g)＋H2O(g)；ΔH0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)；ΔH0解析：本题考查化学平衡的知识，通过分析图像确定可能对应的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2T1、p1p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析，A选项中反应符合要求。答案：A3．用来表示可逆反应2A(g)＋正反应为放热反应)，下图表示的图像中正确的为()3解析：此反应是气体总体积减小、放热的可逆反应。A中，温度越高，达到平衡的时间越短，但温度升高平衡左移，C的质量分数要降低，所以A正确。B中，表示温度与v的关系，随着温度的升高，v正与v逆的总体趋势应上升，所以B不正确。C中，随着压强增大，v正、v逆都增大，但对正反应速率影响更大，C正确。D中随着温度的升高，A的转化率应当降低，D不正确。答案：A、C4．如下图所示，φ(X)为气态反应物在平衡时混合物中的体积分数，T为温度。符合该曲线的反应是()4A．2NH32(g)＋3H2(g)(正反应为吸热反应)B．H2(g)＋I2正反应为放热反应)C．4NH3(g)＋5O2＋6H2O(g)(正反应为放热反应)D．C(s)＋H22(g)＋CO(g)(正反应为吸热反应)答案：A、D5．在恒温、恒容下，有反应：2A(g)＋＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2mol·L－1和6mol·L－1。以下叙述正确的是()A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同答案：C6．有一化学平衡mA(g)＋npC(g)＋qD(g)，如右图所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图像可以得出的正确结论是()A．正反应吸热，m＋np＋qB．正反应吸热，m＋np＋qC．正反应放热，m＋np＋qD．正反应放热，m＋np＋q解析：解决这类图像题目，采用“定一论二”，即把自变量(温度、压强)之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。答案：A7．500℃下，向某一密闭容器中分别充入不同量气体，发生反应：2SO2(g)＋O23(g)，5共进行了6次实验，每次物质的量分别为：①2amolsO2＋amolO2②2amolsO3③amolsO2＋0.5amolO2＋amolsO3④4amolsO2＋2amolO2⑤4amolsO3⑥amolsO2＋0.5amolO2＋3amolsO3。试分析，6次反应分别达平衡时SO3的平衡浓度相同的组合是()A．①②③B．①③⑤C．②④⑥D．④⑤⑥答案：A、D8．在相同容积的4个密闭容器中进行同一种可逆反应，2A(g)＋＋2D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示：各容器所盛物质的量容器甲乙丙丁A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol在相同温度下，建立平衡时，4个容器中A或B的转化率的大小关系是()A．A的转化率为：甲丙乙丁B．A的转化率为：甲乙丙丁C．B的转化率为：甲丙乙丁D．B的转化率为：丁丙乙甲解析：用虚拟思维法比较丙与乙：丙设想为乙的两个平衡体系，再加压，则平衡左移，所以A、B的转化率均是乙丙。甲、丙利用对比的方法，丙相当于在甲的基础上再加1molB，则平衡右移，A的转化率丙甲；丙、丁也利用此法判断。答案：A二、非选择题(共60分)9．在一个温度、压强恒定的密闭容器中，SO2和O2发生反应。已知1molsO2和足量O2完全反应，放出的热量为Q。请按要求回答下列问题。(1)若开始时放入1molsO2和0.5molO2，达平衡后，生成0.9molsO3，这时SO2的转化率为__________。(2)若开始时放入4molsO2和2molO2，达平衡后，生成SO3的物质的量为__________，反应放出的热量为__________。解析：2SO2＋O22SO3起始(mol)10.50变化(mol)0.90.450.96平衡(mol)0.10.050.9SO2转化率为90%。恒温恒压下，只要转化过来的起始投入量成比例，两者就成等效平衡，SO2转化率相同，生成SO3为4mol×90%＝3.6mol。放出热量为3.6Q。答案：(1)90%(2)3.6mol3.6Q10．Ⅰ.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)＋(1)若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC。这时A的物质的量为_____mol。(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为_______mol。(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝_______mol，y＝_______mol。平衡时，B的物质的量________(选填一个编号)。(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是__________________________________。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是________________。Ⅱ.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC，将b与(1)小题的a进行比较，则________(选填一个编号)。(甲)ab(乙)ab(丙)a＝b(丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是__________________________________。解析：Ⅰ.(1)由反应A(g)＋知，反应达到平衡后，若有amol的C生成，则必有amol的A物质消耗，此时剩余A的物质的量为(1－a)mol。(2)在恒温、恒压下，若投放3molA和3molB，则所占有的体积为(1)中体积的3倍，由于A、B的投放比例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的3倍，即3amol。(3)由于达平衡时C的物质的量为3amol，说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A和B，A、B的物质的量应与(2)完全相等。A(g)＋B(g)；起始：xmol2mol1mol7将C完全转化为A、B(x＋1)mol3mol0平衡后：y(3－3a)mol3amol根据题意有：(x＋1)mol＝3mol，x＝2mol，y＝(3－3a)mol，显然平衡时，B的物质的量也为(3－3a)mol，若投入A、B、C三种物质后，平衡不移动，C的物质的量不变，即3a＝1mol时，B的物质的量为(3－3a)mol＝2mol；若平衡向右移动，则3a1mol，B的平衡量小于2mol；若平衡向左移动，则3a1mol，B的平衡量大于2mol。(4)在(3)的平衡中，再加入3molC，所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态，因此C物质的量分数为：amol1mol－amol＋1mol－amol＋amol＝amol2mol－amol＝a2－a.Ⅱ.(5)因此时容器的容积不变，而(1)中容器的容积缩小，(5)小题中容器相当于在(1)的基础上减小压力，使所给平衡向逆反应方向移动，故反应达平衡后ab。答案：(1)(1－a)(2)3a(3)23－3a(丁)若3a1，B的物质的量小于2mol；若3a＝1，B的物质的量等于2mol；若3a1，B的物质的量大于2mol(4)a2－a(5)(乙)因为(5)小题中容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab。11．对于的反应体系，在压强一定时，平衡体系中Y的质量分数w(Y)随温度的变化情况如右图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。(1)该反应的正反应方向是一个__________反应(填“吸热”或“放热”)。(2)A、B、C、D、E各状态中，v(正)v(逆)的是__________。(3)维持t1不变，E→A所需时间为x，维持t2不变，D→C所需时间为y，则x__________y(填“”、“”或“＝”)。8(4)欲要求E状态从水平方向到C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选用的条件是__________________。解析：由图可知，随着温度的升高，w(Y)逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应方向是放热反应。A、B、C、D、E中A、B、C在平衡曲线上，则A、B、C都处于各自平衡状态中，D、E两点不在平衡曲线上，即它们没有达到化学平衡，因为E状态的w(Y)比该温度下平衡时的小，所以平衡正向移动，v(正)v(逆)，D状态的w(Y)比该温度下的平衡状态时的大，平衡逆向移动，此时v(逆)v(正)。D、E要达到各自温度下的平衡状态所转化的Y的物质的量相同，又因为D处的温度比E处的温度高，D处反应速率快，所以D处达到平衡所需时间短。E→C，要满足w(Y)不变，温度升高，只有采取突然升温，C→A的变化符合平衡曲线，意味着要经过无数个温度下的平衡状