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1、等效平衡、化学平衡图像一、等效平衡【例题1】在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2（g）+I2（g）2HI（g）已知起始时加入1mol H2和2mol I2（g），当达到平衡时H2的体积分数为下列四种情况分别投入上述容器，且始终保持原温度，平衡时H2的体积分数也为的是（）A2 mol H2（g）和1 mol I2（g）B3 mol HI（g）C2 mol H2（g）和2 mol I2（g）D1 mol I2（g）和2 mol HI（g）【解析】等温等容条件下，对于反应前后气体物质的量不变的反应，经过等价转化只要最初加入的物质的量之比与原平衡相等，就会建立等效平衡，平衡时各
2、物质的体积分数相同题干起始n（H2）：n（I2）=1：2。A、起始n（H2）：n（I2）=2：1，不能建立等效平衡，故A错误；B、加3 mol HI（g） 相当于起始加入1.5 mol H2（g）和1.5 mol I2（g），n（H2）：n（I2）=1：1，不能建立等效平衡，故B错误；C、起始n（H2）：n（I2）=1：1，不能建立等效平衡，故C错误；D、起始加入1 mol I2（g）和2 mol HI（g）相当于起始加入1 mol H2和2 mol I2（g），n（H2）：n（I2）=1：2，能建立等效平衡，故D正确。【变式训练1】在恒温恒容条件下，将4molA和2molB放入一密闭容器中2
3、A（g）+B（g）2C（g）+D（s），达到平衡时，C的体积分数为a；在相同条件下，按下列配比分别投放A、B、C、D，达到平衡时，C的体积分数不等于a的是（）A4mol、2mol、0mol、2molB2mol、1mol、2mol、2molC2mol、1mol、2mol、1molD2mol、1mol、0mol、1mol【变式训练2】在一固定体积的密闭容器中加入2mol A和1mol B发生反应2A（g）+B（g）3C（g）+D（g），达到平衡时C的浓度为w molL1，若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比方案作为反应物，达平衡后，使C的浓度仍为w molL1的配比是（）A4 mol A+2
4、 mol BB3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC3mol C+1 mol D+1 mol BD3 mol C+1 mol D【变式训练3】在一密闭容器中，充入3mol A和1mol B发生反应：3A（g）+B（g）=xC（g），达平衡后，C的物质的量分数为w；若体积、温度都不变，按0.9mol A、0.3mol B和1.4mol C为起始物质，达平衡后，C的物质的量分数也为w，则x的值是（）A5B3C2D4【例题2】向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体，在密闭容器内发生反应：N2O4（g）2NO2（g），达到平衡时再通入a mol N2O4气体，再次
5、达到平衡时，与第一次达平衡时相比，N2O4的转化率（）A不变B增大C减小D无法判断【解析】恒温恒容条件下，投料等比增加同增压，判断平衡（指的是新建立的与原平衡等效的过渡态平衡，而不是原平衡），增大压强平衡向左移，转化率降低【变式训练1】工业上用CO与H2合成甲醇，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）H=90.8kJ/mol300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（）容量甲乙丙反应物投入量1molCO、2molH21mol CH3OH2mol CH3OH平衡时数据CH3OH的浓度（mol/L）c1c2c3反
6、应的能量变化a kJb kJc kJ体系压强（Pa）P1P2P3反应物转化率123A2c1c3Ba+b90.8C2P2P3D1+31【变式训练2】一定条件下存在反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）H=QkJ/mol现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器、，在 I中充入1molCO和1molH2O，在中充入1molCO2和1mol H2，在中充入2molCO和2molH2O，700条件下开始反应达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3下列说法正确的是（）A2Q1=2Q2Q3B容器中CO的百分含量比容器中CO的百分含量高C容器中反应的平衡常
7、数比容器中反应的平衡常数小D容器中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1【变式训练3】已知2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）H=196.6kJmol1在相同温度和体积均为1L的四个密闭容器中，保持温度和容积不变，以四种不同的投料进行反应，平衡时有关数据如下下列关系正确的是（）容器甲乙丙丁起始加入量2mol SO2+1mol O21mol SO2+0.5mol O22mol SO32mol SO2+2mol O2反应放出/吸收的热量/kJabcd平衡时c（SO3）/molL1efghAa2b：e2fBa=c：e=gCad：ehDc+98.3e=196.6【例题3】甲、乙两个容器中最初
8、存在的物质及数量如图所示，两个容器最初的容积相等、温度相同，反应中甲的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡下列说法正确的是（）A平衡时各容器内c（NO2）的大小顺序为乙甲B平衡时N2O4的百分含量：乙甲C平衡时甲中的压强与乙中的压强：甲乙D平衡时混合物的平均相对分子质量：甲乙【解析】甲、乙存在平衡2NO2N2O4，该反应为气体物质的量减小的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强。A乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，但平衡移动的结果是降低NO2浓度增大，不会消除增大，故平衡时容器内c（NO2）的大小顺序
9、为乙甲，故A正确；B乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙甲，故B正确；C甲、乙存在平衡2NO2N2O4，该反应为气体物质的量减小的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，所以平衡时甲中的压强与乙中的压强：甲乙，故C错误；D乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，总的物质的量减小，乙中平均摩尔质量解得，故平衡时混合物的平均相对分子质量：乙甲，故D错误；【变式训练1】如图所示，隔板I固定不动，活塞可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A（g）+3B（g）2C（g）H=192
10、kJmol1向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变下列说法正确的是（）A平衡时A气体在两容器中体积分数可能相等B若x：y=1：2，则平衡时，M中的转化率：ABC若x：y=1：3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%D若x=1，y=3，则达到平衡时反应物的转化率NM【变式训练2】当温度不变的情况下，有反应：2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g），H0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
11、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【变式训练3】在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物（如图所示），发生如下反应：3X（g）+Y（g） 2Z（g）H0，保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：恒容容器甲恒压容器乙X的物质的量（mol）n1n2Z的体积分数12下列说法正确的是（）A平衡时容器乙的容积一定比反应前小Bn2n
12、1C平衡时容器甲的压强一定比反应前小D21二、化学平衡图像【例题4】根据下列有关图象，说法正确的是（）A由图知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的H0B由图知，反应在t6时，NH3体积分数最大C由图知，t3时采取降低反应温度的措施D在10L容器、850时反应，由图知，到4min时，反应放出51.6kJ的热量【解析】A、由图知，反应在T1、T3处反应物和生成物的体积分数相对但反应不一定达到平衡，T2T3升高温度，反应物体积分数增大，生成物体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，H0，故A错误；B、由图知，t2时刻正逆反应速率都增大且相等，改变的条件是加入催化剂，平衡不移动；
13、t3时刻正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，改变的条件是减小压强，平衡向逆反应方向移动；t5时刻正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，改变的条件是升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以反应在t1时，NH3体积分数最大，故B错误；C、由图知，t3时刻正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，改变的条件是减小压强，故C错误；D、该反应是一个放热反应，1molCO完全转化时放出43KJ能量，当转化（0.300.18）mol/L10L=1.2molCO时放出51.6kJ的热量，故D正确；【例题2】下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律图象，其图象和
14、实验结论表达正确的是 （） 注：中的反应式为：A（g）+3B（g）2C（g）；中的反应式为：A（g）+B（g）2C（g）；中的反应式为：A（g）+3B（g）2C（g）；中的反应式为：A（g）+B（g）2C（g）A是其它条件一定时，反应速率随温度变化的图象，正反应H0B是其它条件一定时，化学平衡常数随温度的变化图象，正反应H0C是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象，a是使用催化剂的曲线D是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象，压强p1p2【解析】A、升高温度，化学平衡向吸热方向移动，正逆反应速率都增大，正反应速率大于逆反应速率，化学平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，即正反应H0，故A错误；B、升高温度，平衡向吸热方向移动，平衡常数随着温度的增大而增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，即正反应H0，故B错误；C、催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡，只是缩短反应到达平衡的时间，反应物的体积分数不变，故C正确；D、一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时，平衡向正反应方向移动，能提高A物质的转化率，该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，增大压强，平衡不移动，故D错误。【变式训练1】可逆反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）H0，在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件化学反
