跟蹤檢測（四十四）用好3個假設(shè)思想——極端假設(shè)法、過程假設(shè)法與等效假設(shè)法1．一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V，容器乙、丁體積都是V/2；向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫；向乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無熱量交換)，在一定溫度時開始反應(yīng)。下列說法正確的是(　　)A．圖1達平衡時，濃度c(SO2)：甲＝乙B．圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲＞乙C．圖2達平衡時，所需時間t：丙＜丁D．圖2達平衡時，體積分數(shù)φ(SO3)：丙＜丁解析：選B　甲和乙若都是恒溫恒壓兩者等效，但乙為絕熱恒壓，又該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則溫度甲<乙，溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，濃度c(SO2)：甲<乙，平衡常數(shù)K：甲＞乙，故A項錯誤，B項正確；丙和丁若都是恒溫恒容，兩者等效，但丁為絕熱恒容，則溫度丙<丁，溫度越高，反應(yīng)速率越大，到達平衡的時間越短，丙>丁，C項錯誤；溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，體積分數(shù)φ(SO3)：丙＞丁，D項錯誤。2．一定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃條件下開始反應(yīng)。達到平衡時，下列說法正確的是(　　)A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同C．容器Ⅱ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅰ中的多D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1解析：選D　容器Ⅰ中反應(yīng)從正反應(yīng)建立平衡，正反應(yīng)速率逐漸減小，溫度升高，Ⅱ中反應(yīng)從逆反應(yīng)建立平衡，正反應(yīng)速率逐漸增大，溫度降低，因此正反應(yīng)速率不同，A項錯誤；容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)放出的熱量不同，由于容器絕熱，因此反應(yīng)溫度不同，平衡常數(shù)不同，B項錯誤；容器Ⅰ中反應(yīng)達平衡的過程放出熱量，容器Ⅱ中反應(yīng)達平衡的過程吸收熱量，因正反應(yīng)放熱，逆反應(yīng)吸熱，因此兩容器中反應(yīng)進行的程度均小于恒溫容器中的，則容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多，容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1，C錯誤，D正確。 3．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJ·mol－1]，下列說法正確的是(　　)容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的濃度/(mol·L－1)c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3A．2c1＞c3　　　　　　　　B．a(chǎn)＋b＞92.4C．2p2＜p3D．α1＋α3＜1解析：選D　A項，丙容器反應(yīng)物投入4molNH3，采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物為2molN2、6molH2，是甲中的二倍，若平衡不移動，c3＝2c1，丙相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，所以丙中氨氣的濃度大于甲中氨氣濃度的二倍，即c3＞2c1，錯誤；B項，甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反應(yīng)的能量變化之和為92.4kJ，故a＋b＝92.4，錯誤；C項，丙容器反應(yīng)物投入4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移動，丙中壓強為乙的二倍，由于丙中相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，所以丙中壓強減小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，錯誤；D項，丙容器反應(yīng)物投入4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移動，轉(zhuǎn)化率α1＋α3＝1，由于丙中相當(dāng)于增大壓強，平衡向著正向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，所以轉(zhuǎn)化率α1＋α3＜1，正確。4．在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)達到平衡，平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確的是(　　)A．反應(yīng)CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B．體系的總壓強p總：p總(狀態(tài)Ⅱ)＜2p總(狀態(tài)Ⅰ)C．體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)D．逆反應(yīng)速率v逆：v逆(狀態(tài)Ⅰ)>v逆(狀態(tài)Ⅲ) 解析：選C　A選項，由圖像知，溫度越高，二氧化碳的濃度越小，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，錯誤。B選項，曲線Ⅰ為加入0.1molCO2，曲線Ⅱ為加入0.2molCO2，若平衡不移動，體系的總壓強為p總(狀態(tài)Ⅱ)＝2p總(狀態(tài)Ⅰ)，但加壓平衡逆向移動，為使c(CO2)相同，則加熱使平衡正向移動，因此p總(狀態(tài)Ⅱ)＞2p總(狀態(tài)Ⅰ)，錯誤。C選項，狀態(tài)Ⅱ相當(dāng)于狀態(tài)Ⅲ體積縮小一半后的狀態(tài)，如果體積縮小一半，平衡不移動，則c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＝2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，但體積壓縮的過程中，平衡向左移動，因此c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＜2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，正確。D選項，狀態(tài)Ⅲ的溫度比狀態(tài)Ⅰ的溫度高，溫度高反應(yīng)速率快，因此v逆(狀態(tài)Ⅰ)＜v逆(狀態(tài)Ⅲ)，錯誤。5．一定溫度下，在三個體積均為2.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。編號溫度/℃起始物質(zhì)的量/mol平衡物質(zhì)的量/mol達到平衡所需時間/sPCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)Ⅰ3200.400.100.10t1Ⅱ3200.80t2Ⅲ4100.400.150.15t3下列說法正確的是(　　)A．平衡常數(shù)K：容器Ⅱ>容器ⅢB．反應(yīng)到達平衡時，PCl5的轉(zhuǎn)化率：容器Ⅱ>容器ⅠC．反應(yīng)到達平衡時，容器Ⅰ中的平均速率為v(PCl5)＝mol·L－1·s－1D．起始時向容器Ⅲ中充入PCl50.30mol、PCl30.45mol和Cl20.10mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進行解析：選D　Ⅰ和Ⅲ相比，溫度低時PCl3和Cl2的平衡物質(zhì)的量少，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度越高平衡常數(shù)越大，故容器Ⅲ中平衡常數(shù)較大，A錯誤；容器Ⅰ、Ⅱ中溫度相同，加入PCl5越多，壓強越大，PCl5的轉(zhuǎn)化率越小，B錯誤；C項中的反應(yīng)速率表達式中沒有除以容器的體積，C錯誤；容器Ⅲ中　　PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)起始/mol0.400轉(zhuǎn)化/mol0.150.150.15平衡/mol0.250.150.15容器體積為2L，K＝＝0.045，由D項中給定的數(shù)據(jù)可知Q＝＝0.075>K，平衡逆向移動，D正確。 6．在一恒定容積的容器中充入4molA和2molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)xC(g)。達到平衡后，C的體積分數(shù)為w%。若維持容積和溫度不變，按1.2molA、0.6molB和2.8molC為起始物質(zhì)，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為w%，則x的值為(　　)A．只能為2　　　　　　　B．只能為3C．可能為2，也可能為3D．無法確定解析：選C　根據(jù)等效平衡原理，若x＝2，則反應(yīng)為前后氣體體積變化的反應(yīng)，將第二種情況換算為化學(xué)方程式同一邊的物質(zhì)則起始投料與第一種情況相同，符合題意；若為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，即x＝3時，只要加入量n(A)∶n(B)＝2∶1即可，符合題意。7．(江蘇高考改編)一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：容器編號容器1容器2容器3反應(yīng)溫度T/K700700800反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡體系總壓強p/Pap1p2p3物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常數(shù)KK1K2K3下列說法正確的是(　　)A．v1＜v2，c2＜2c1B．K1＞K3，p2＞2p3C．v1＞v3，α1(SO2)＞α3(SO2)D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1解析：選D　由題中表格信息可知，容器2建立的平衡相當(dāng)于容器1建立平衡后再將容器的容積縮小為原來的(相當(dāng)于壓強增大為原來的2倍)后平衡移動的結(jié)果。由于加壓，化學(xué)反應(yīng)速率加快，則v12c1，p1α3(SO2)，c1>c3。由于溫度升高，故p3>p1 。對于特定反應(yīng)，平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度升高，題給平衡左移，平衡常數(shù)減小，則K1＝K2>K3。由以上分析可知c2>2c1，p1α3(SO2)，A、B、C三項錯誤；因為c2>2c1，c1>c3，則c2>2c3。若容器2的容積是容器1的2倍，則兩者建立的平衡完全相同，根據(jù)平衡特點，此時應(yīng)存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相當(dāng)于容器1的平衡加壓，故α2(SO3)將減小，則α1(SO2)＋α2(SO3)<1，結(jié)合α1(SO2)>α3(SO2)，則α2(SO3)＋α3(SO2)<1，D項正確。