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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué)(課堂同步系列一)每日一題 等效平衡(1)(含解析)新人教版選修4
同溫度下,體積均為1 L的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.6 kJ/mol。測(cè)得數(shù)據(jù)如表:
下列敘述不正確的是
A.容器①、②中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)相等
B.容器②中反應(yīng)開(kāi)始時(shí)v(正)>v(逆)
C.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),吸收的熱量Q為9.26 kJ
D.若條件為“絕熱恒容”,容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)n(NH3)<0.6 mol
【參考答案】B
物質(zhì)的量小于0.6 mol,D項(xiàng)正確。
1.等效平衡的概念
2、
在相同條件下(恒溫、恒容或恒溫、恒壓),同一可逆反應(yīng)體系,不管是從正反應(yīng)方向開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始,只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物,在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),任何相同組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同,這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。
2.等效平衡的類(lèi)型
等效類(lèi)型
①
②
③
條件
恒溫、恒容
恒溫、恒容
恒溫、恒壓
反應(yīng)的特點(diǎn)
任何可
逆反應(yīng)
反應(yīng)前后
氣體分子
數(shù)相等
任何可逆
反應(yīng)
起始投料
換算為化
學(xué)方程式
同一邊物
質(zhì),其
“量”相同
換算為化
學(xué)方程式
同一邊物
質(zhì),其“量”
符合同
3、一
比例
換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì),其“量”符合同一比例
平衡特點(diǎn)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)
相同
相同
相同
濃度(c)
相同
成比例
相同(氣體)
物質(zhì)的量(n)
相同
成比例
成比例
1.在1 L密閉容器中通入2 mol NH3,在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):2NH3N2+3H2,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a%,維持容器的容積和溫度不變,分別通入下列幾組物質(zhì),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍為a%的是
A.3 mol H2和1 mol NH3
B.2 mol N2和3 mol H2
C.1 mol N2和3 mol NH3
D.0.1
4、mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2
2.在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=?Q kJ·mol?1]:
容器
甲
乙
丙
反應(yīng)物投入量
1 mol X、3 mol Y
2 mol Z
4 mol Z
Z的濃度(mol·L?1)
c1
c2
c3
反應(yīng)的能量變化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
體系壓強(qiáng)(Pa)
p1
p2
p3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
下列說(shuō)法正確的是
A.2c1>c3
5、 B.a(chǎn)+b=Q C.2p2
6、m
C.在m~2m之間 D.等于2m
E.大于2m
(2)若開(kāi)始時(shí)甲、乙兩容器的容積相同,甲保持恒溫恒容達(dá)到平衡,乙保持恒溫恒壓通入2 mol N2和3 mol H2達(dá)到平衡,兩容器平衡時(shí),轉(zhuǎn)化率α(N2),甲________乙(填“>”“<”或“=”)。
1.【答案】D
2.【答案】B
【解析】本題考查的是化學(xué)平衡中的等效平衡問(wèn)題。甲容器反應(yīng)物投入1 mol X、3 mol Y與乙容器反應(yīng)物投入2 mol Z在保持恒溫、恒容情況下等效平衡,平衡時(shí)c1=c2、p1=p2、α1+α2=1、a+b能量總變化相當(dāng)于1 mol X、3 mol Y完全轉(zhuǎn)化成2 mol
7、Z的能量變化,即a+b在數(shù)值上就等于Q;甲容器反應(yīng)物投入量1 mol X、3 mol Y與丙容器反應(yīng)物投入量4 mol Z,若恒溫且丙容器容積是甲容器2倍,則甲容器與丙容器也是等效平衡,然而現(xiàn)在是溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器,我們可以將丙容器當(dāng)成是在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下,體積受到了壓縮,原反應(yīng)向氣體體積減少的方向進(jìn)行,由平衡移動(dòng)原理,則相較于乙容器而言,丙容器平衡向逆向移動(dòng),即向生成Z的方向移動(dòng),也就是說(shuō),丙容器的轉(zhuǎn)化率比乙容器還要低一些,因此2c1<c3、2p2>p3、α2>α3、α1+α3<1。A、甲、丙相比較,把丙看成是在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下,體積受到了壓縮,原反應(yīng)向氣體體積減少的方向進(jìn)行,因此2c1<c3,錯(cuò)誤;B、甲乙平衡狀態(tài)相同,不同的是反應(yīng)的起始方向不同,在此過(guò)程中乙吸收的熱熱量相當(dāng)于甲完全轉(zhuǎn)化需再放出的熱量,故a+b=Q,正確;C、比較乙丙可知,丙中Z的物質(zhì)的量為乙的2倍,但加壓平衡向生產(chǎn)Z的方向移動(dòng),故2p2>p3,錯(cuò)誤;D、甲乙處于相同的平衡狀態(tài),則α1+α2=1,而α2>α3,所以α1+α3<1,錯(cuò)誤。故選B。
3.【答案】(1)D E (2)<