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专题57 三个容器中化学平衡的比较一、高考题再现1（2016江苏）一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 达到平衡。下列说法正确的是 A该反应的正反应放热B达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大【答案】AD二、考点突破1一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中，充入一定量的A和B分别发生下列反应：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)+E(s)，下列说法正确的是 容器编号温度/起始物质的量/mol平衡物质的量/molABAB容器300310.8容器30062容器240310.4A 该反应正反应为吸热反应B 反应达到平衡后加入2molE，A的转化率减小C 容器达到平衡时B的转化率比容器I大D 240 时，该反应的平衡常数K1.25【答案】CDD.由表格中数据可以知道, 3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)+E(s)起始量(mol/L) 3 1 0 0 变化量(mol/L) 1.8 0.6 1.2 0.6 平衡量(mol/L) 1.2 0.4 1.2 0.6 K=1.25，所以D选项是正确的。2汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定温度下，在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：容器温度/（）起始物质的量（mol)平衡物质的量（mol)NOCON2CO2N2CO2I4000.20.2000.12II4000.40.400III300000.10.20.075下列说法正确是A 容器I中达到平衡所需时间2s，则v(N2)=0.06 molL-1s-1B 该反应的S0、H 2c(CO，容器I)D 若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正V逆【答案】BD A. 容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N2)=0.03 molL-1s-1,故A错误；B.该反应为气体体积减小的反应,则S0，I与III比较,III极限转化为反应物时,起始量相同,温度低时N2的平衡浓度大,可以知道降低温度平衡正向移动，正反应为放热反应，即H0，所以B选项是正确的；C.I与II比较,温度相同、起始量为2倍关系,但II中压强大、平衡正向移动，则达到平衡时,体系中关系: c(CO，容器II)2c(CO，容器I),故C错误；D.起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，QC=10V逆，所以D选项是正确的。 3（题文）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 下列说法正确的是A v1 v2，c2 K3，p2 2p3C v13(SO2 ) D c2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )1【答案】CD对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，21，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c22c1，p22p1，1（SO2）+2（SO3）1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，31，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3c1，p3p1，3（SO2）1（SO2），K3K1。根据上述分析，A项，21，c22c1，A项错误；B项，K3K1，p22p1，p3p1，则p22p3，B项错误；C项，31，3（SO2）1（SO2），C项正确；D项，c22c1，c3c1，则c22c3，1（SO2）+2（SO3）1，3（SO2）1（SO2），则2（SO3）+3（SO2）1，D项正确。4在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改变容器I的反应温度，平衡时c( NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 容器编号温度/K起始物质的量/molSO2 NONO2S0.50.600T10.510.51T20.50.211A 该反应的H0B T1时，该反应的平衡常数为C 容器与容器均在T1时达到平衡，总压强之比小于1:2D 若T2T1，达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%【答案】ADC根据理想气体状态方程pV=nRT分析，容器容积和反应温度一定，体系总压强与体系中混合气体的总物质的量成正比，容器相当于按0.75molSO2，1.5molNO和0.75molS起始，由于S是固体，不改变浓度商，设容器中反应达到平衡时消耗了ymolSO2，则平衡时两容器压力比为pI/pII=(0.4+0.4+0.2+0.1)/(2y)1/(2y)1/2，C错误；DT2T1，则温度降低有助于化学反应正向进行，容器相当于以1molSO2，1.2molNO和0.5molS起始，S不对化学反应的平衡产生影响，也就相当于对容器加压，若平衡不发生移动，则平衡时NO的体积分数为40%，而容器的化学反应正向进行程度比容器I更大，则达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%，D正确，答案选AD。5现有三个体积相同的密闭容器，按下图所示投料，并在T条件下开始反应，其中容器I保持恒压100kPa。已知:分压=总压物质的量分数，对于2NO2(g)N2O4(g)H0，T时，标准平衡常数K=p(N2O4)/100kPa/p(NO2) /100kPa2=0.75, 式中p(N2O4) 、p(NO2)为气体分压。下列说法正确的是 A 达平衡时，容器中N2O4转化率小于50%B 达平衡时，容器中N2O4分压比容器中的大C 达平衡时，容器中N2O4的体积分数比容器中的大D 若起始时向容器中充入2molN2O4、2molNO2,达到平衡前v(正)v(逆)【答案】AD6在三个容积均为1L的恒温恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应3CO(g)+3H2(g)(CH3)2O(g)+CO2(g)(不发生其他反应)， CO的平衡转化率与温度和压强的关系加下图所示。容器起始物质的量/mol平衡转化率COH2(CH3)2OCO2CO0.30.30050%0.30.300.1000.20.4 下列说法正确的是（ ）A 该反应的Hp2B 达到平衡时，容器中CO的平衡转化率大于50%C 达到平衡时，容器与容器的总压强之比小于45D 达到平衡时，容器中n(CH3)2O是容器中的2倍【答案】AC【解析】A. 由图可知，升高温度CO的转化率降低则平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，Hp2，选项A正确；B. 容器相当于加入了部分二氧化碳，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故达到平衡时，容器中CO的平衡转化率小于50%，选项B错误；C. 达到平衡时，容器中总物质的量为0.15+0.15+0.05+0.05=0.4mol，容器的总物质的量小于0.15+0.15+0.05+0.05+0.1=0.5mol，故总压强之比小于45，选项C正确；D. 若恒压则为等效平衡，达到平衡时，容器中n(CH3)2O是容器中的2倍，但恒容情况下相当于容器为增大压强平衡向气体体积缩小的正方向移动，n(CH3)2O增多，则容器中n(CH3)2O大于容器中的2倍，选项D错误；答案选AC。7一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g) H0。下列说法正确的是 容器编号温度/K物质的起始浓度/mol/L物质的平衡浓度/mol/Lc(CH3OH)c(CO)c(CH3COOH)c(CH3COOH)I5300.500.5000.40II5300.200.200.40III510000.50 A 达平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为3:4B 达平衡时，容器II中比容器I中的大C 达平衡时，容器中的正反应速率比容器I中的大D 达平衡时，容器I中CH3OH 转化率与容器III中CH3COOH 转化率之和小于1【答案】BD正确；C根据CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH (g) 可知，容器I中起始量与容器等效，但容器中的温度低，温度越低，反应速率越慢，因此达平衡时，容器中的正反应速率比容器I中的小，故C错误；D. 根据CH3OH(g)+CO(g) CH3COOH(g) 可知，容器I中起始量与容器等效；该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CH3COOH的转化率减小，因此达平衡时，容器I中CH3OH 转化率与容器III中CH3COOH 转化率之和小于1，故D正确；故选BD。8在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)。改变容器I的反应温度，平衡时c( NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A 该反应的H0B T1时，该反应的平衡常数为C 容器与容器均在T1时达到平衡，总压强之比小于1:2D 若T2T1，达到平衡时，容器中NO的体积分数小于40%【答案】AD该反应的平衡常数K=，故B错误；C. T1时，容器I平衡时气体的物质的量为0.4+0.4+0.2=1.0mol，容器中Qc=0.5，说明反应正向移动，气体的物质的量小于0.5+1+0.5=2.0mol，因此达到平衡，总压强之比大于1:2，故C错误；D.根据上述分析，T1时，平衡时容器I中NO的体积分数为100%=40%；容器I相当于起始时加入0.2mol二氧化氮和0.6mol二氧化氮，容器相当于起始时加入0.4mol二氧化硫和1.2mol一氧化氮，容器相当于容器I缩小体积的结果，根据方程式，增大压强，平衡正向移动，一氧化氮的物质的量减少，因此平衡时容器中NO的体积分数小于40%，若T20D T1时，容器中达到平衡后再充入NO、H2O(g）各210-4mol，则反应将向逆反应方向进行【答案】AD【解析】反应、相比较，NO的浓度不变，中氢气浓度是的2倍，反应速率是的2倍，所以n=1；反应、相比较，氢气的浓度不变，中NO浓度是的2倍，反应速率是的4倍，所以m=2；选项A正确。恒温恒容下，体系的压强比等于气体的物质的量的比，对于反应有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 6 2 0 0反应： x x x/2 x/2平衡： 6-x 2-x x/2 x/2 对于反应有：2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)起始： 2 6 0 0反应： y y y/2 y/2平衡： 2-y 6-y y/2 y/2 （以上单位都是10-3mol/L）两个反应的平衡常数必然相等，列出其平衡常数计算式，两个反应的K值相等，一定得到x=y。则得到达平衡时两个反应体系的气体总物质的量相等，所以压强相等，选项B错误。温度不变的前提下，从反应变为反应，氢气的浓度变为原来的2倍，则平衡正向移动，达到新平衡的时候c(N2)应该大于210-4mol/L，此时的c(H2O)应该大于410-4mol/L；但是，实际升高温度以后实验达平衡时c(H2O)= 3.810-4mol/L410-4mol/L，说明升高温度的时候，平衡一定逆向移动了，所以该反应为放热反应，焓变小于0，选项C错误。增大生成物浓度，平衡一定逆向移动，所以充入NO、H2O(g）各210-4mol，则反应将向逆反应方向进行，选项D正确。10一定条件下存在反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，其正反应放热。现有三个体积相同的密闭容器I、II、III，按如下图所示投料，并在400条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是 A 达平衡时，容器I、II的总压强相等B 达平衡时，容器II中c(O2)/c(SO3)比容器I中的大C 达平衡时，容器中SO3的体积分数比容器III中的大D 达平衡时，容器I中SO2的转化率与容器II中SO3的转化率之和小于1【答案】CD11温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 A 达平衡时，容器与容器中的总压强之比为45B 达平衡时，容器中比容器中的大C 达平衡时，容器中NO的体积分数小于50%D 当温度改变为T2时，若k正=k逆，则 T2 T1【答案】CD【解析】由容器I中反应2NO2 2NO+O2起始量(mol/L) 0.6 0 0变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8 mol，其中NO占0.4 mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2)，进一步求出。A根据容器II的起始投料，Q=K，平衡将向正反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定大于1 mol，故两容器的压强之比一定小于45，A错误；B若容器II在某时刻，2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因为，解之得x=，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%2NO2 2NO + O2起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 12一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡。下列说法正确的是容器温度/K物质的起始浓度/mol/L物质的平衡浓度/mol/LSO2或SO3平衡转化率c(SO2)c(O2)c(SO3)c（SO3）I7230.20.100.16a1II7230.40.20a2III823000.2a3A 达到平衡时，a1+a31B 达到平衡时，容器中的压强: PIIPIPIIIC 达到平衡时，容器III中的逆反应速率比容器I中的大D 若起始时，向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，则此时反应向逆反应方向进行【答案】AC【解析】容器I、II由正反应开始建立平衡，容器III由逆反应开始建立平衡。设计容器IV，容器IV为723K，起始向1.0L的恒容密闭容器中加入0.2mol/LSO3（g），则容器IV达到的平衡状态与容器I为完全全等的等效平衡，平衡时容器IV中SO3的转化率与容器I中SO2的转化率之和为1，平衡时PI=PIV。A，由于该反应的正反应为放热反应，容器III相当于在容器IV达到平衡后升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO3的转化率增大，即容器III中SO3的平衡转化率大于容器IV，则a1+a31，A项正确；B，容器I和容器II温度相同，容器II起始SO2、O2物质的量浓度都是容器I的两倍，容器II起始压强为容器I起始压强的两倍，容器II相当于在容器I达到平衡后增大压强，平衡向正反应方向移动，达平衡时2PIPIIPI，容器III相当于在容器IV达到平衡后升高温度，平衡向逆反应方向移动，达平衡时PIIIPIV，PI=PIV，则PIIIPI，B项错误；C，容器III中温度高于容器IV中，平衡时容器III中逆反应速率比容器IV中的大，平衡时容器IV中逆反应速率与容器I中的相等，平衡时容器III中逆反应速率比容器I中的大，C项正确；D，容器I平衡时c（SO3）=0.16mol/L，用三段式2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）c（起始）（mol/L） 0.2 0.1 0c（转化）（mol/L） 0.16 0.08 0.16c（平衡）（mol/L） 0.04 0.02 0.16723K时化学平衡常数K=800，若起始时向容器I中充入0.16molSO2、0.04molO2和0.16molSO3，此时SO2、O2、SO3物质的量浓度依次为0.16mol/L、0.04mol/L、0.16mol/L，浓度商Qc=25800，此时反应向正反应方向进行，D项错误；答案选AC。13在某温度下，容积均为2 L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：实验甲乙丙初始投料2 mol H2、1 mol CO1 mol CH3OH4 mol H2、2 mol CO平衡时n(CH3OH)0.5 moln2n3体系的压强p1p2p3反应物的转化率123 下列说法正确的是A 在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则H2的平均反应速率v(H2)为0.25 molL1min1B 转化率31；n31.0 molC 丙容器中，平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2，平衡常数K增大D p3c(CO2 ，乙)，D错误。
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