等效平衡重点习题及详细解析

等效平衡重点习题及详细解析

1．（2012•天津）已知2SO 2（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．容器压强P：P

=P丙＞2P乙

甲

B．S O3的质量m：m

=m丙＞2m乙

甲

C．c（SO2）与c（O2）之比k：k

=k丙＞k乙

甲

D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q

=Q丙＞2Q乙

甲

考点：等效平衡．

专题：压轴题；化学平衡专题．

分析：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，故甲中转化率增大；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，平衡时对应个组分的物质的量相等，据此结合选项解答；

解答：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，平衡时对应个组分的物质的量相等，

A、甲与丙为等效平衡，平衡时对应个组分的物质的量相等，故压强P甲=P丙，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乙＜P甲＜2P乙，故P甲=P丙＜2P乙，故A错误；

B、甲与丙为等效平衡，平衡时对应个组分的物质的量相等，故压强m甲=m丙，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甲＞2m乙，故m甲=m丙＞2m乙，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甲=k丙=k乙=2：1，故C错误；

D、甲与丙为等效平衡，平衡时对应个组分的物质的量相等，故Q甲+G丙=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甲＞2Q乙，故D错误；

故选B．

点评：该题考查化学平衡移动与计算、反应热知识、等效平衡等，难度较大，注意构建甲、乙平衡建立的途径，注意理解等效平衡．

2．（2010•）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）

容器甲乙丙

反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3

NH3的浓度（mol•L﹣1）c1c2c3

反应的能量变化放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ

体系压强（Pa）p1p2p3

反应物转化率α1α2α3

下列说确的是（）

A．2c1＞c3B．a+b=92.4 C．2p2＜p3D．α1+α3＜1

考点：等效平衡；有关反应热的计算；化学平衡的计算．

专题：压轴题．

分析：甲容器反应物投入1molN2、3molH2与乙容器反应物投入2mol NH3在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，平衡时NH3的浓度c1=c2 、p1=p2、α1+α2=1、a+b能量总变化相当于1molN2、3molH2完全转化成2molNH3的能量，即吸放热a+b数值上就等于92.4kJ；甲容器反应物投入量1molN2、3molH2与丙容器反应物投入量4molNH3，若恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器也是等效平衡，然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器，我们可以当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，由平衡移动原理，则相较于甲容器（或假设状况）而言，丙容器平衡向逆向移动，也就是说，丙容器的转化率比甲容器还要低一些．因此2c1＜c3、2p2＞p3、α2＞α3、α1+α3＜1．

解答：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，由勒沙特列原理，相较于甲容器（或假设状况）而言，丙容器平衡向逆向移动，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．

点评：本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题，等效平衡为在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，做题时注意从思路的转化．

3．某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M（g）+N（g）2E（g）若开始时只充入2molE（g），达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，达平衡时M的转化率为（）

A．20% B．40% C．60% D．80%

考点：等效平衡；化学平衡的计算．

专题：计算题；化学平衡专题．

分析：根据等效平衡，在相同温度下，固定容积的反应容器，2molE与2molM和1molN的物质的量相当，达到平衡时，两者的平衡状态相同，利用三段式解题方法，可求知结果．

解答：解：设充入2molE达到平衡状态时反应了2xmolE，根据方程式计算如下：

2M（g）+N（g）2E（g）

起始0 mol 0 mol 2mol

转化2x x 2x

平衡2x x 2﹣2x

根据阿伏加德罗定律可知相同条件下气体的物质的量之比等于压强之比，则有：=1.2，

解得x=0.4mol；

在相同条件下，2molE与2molM和1molN的物质的量相当，达到平衡时，两者的平衡状态相同，即若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，

达平衡时M的物质的量为0.8mol，转化的M的物质的量为2mol﹣0.8mol=1.2mol所以达平衡时M的转化率=，

故选C．

点评：本题为等效平衡问题，解决这类问题时注意以下两个方面的问题：

（1）对于两边气体分子数不相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数换算成方程式同一半边的物质时物质的量与起始所给物质对应相同，则两平衡等效．

（2）对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与起始所给物质的比例对应相同，则两平衡等效．

4．（2009•模拟）保持恒温、恒容，在某密闭容器中发生反应：2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g）．现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ﹣﹣从正反应开始，A、B的起始物质的量均为2mol；Ⅱ﹣﹣从逆反应开始，C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol．以下叙述中正确的是（）

A．Ⅰ、Ⅱ两种途径从反应开始到平衡状态所消耗的时间相同

B．Ⅰ、Ⅱ两种途径从反应开始到平衡状态的过程中，体系的总密度始终保持不变

C．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系A的物质的量分数相同