跟踪检测（四十四）用好3个假设思想——极端假设法、过程假设法与等效假设法1．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是V/2；向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温；向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。下列说法正确的是( )A．图1达平衡时，浓度c(SO2)：甲＝乙B．图1达平衡时，平衡常数K：甲＞乙C．图2达平衡时，所需时间t：丙＜丁D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙＜丁解析：选B 甲和乙若都是恒温恒压两者等效，但乙为绝热恒压，又该反应正反应为放热反应，则温度甲<乙，温度升高平衡向逆反应方向移动，浓度c(SO2)：甲<乙，平衡常数K：甲＞乙，故A项错误，B项正确；丙和丁若都是恒温恒容，两者等效，但丁为绝热恒容，则温度丙<丁，温度越高，反应速率越大，到达平衡的时间越短，丙>丁，C项错误；温度升高平衡向逆反应方向移动，体积分数φ(SO3)：丙＞丁，D项错误。2．一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。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℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是( )A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C．容器Ⅱ中CO的物质的量比容器Ⅰ中的多D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1解析：选D 容器Ⅰ中反应从正反应建立平衡，正反应速率逐渐减小，温度升高，Ⅱ中反应从逆反应建立平衡，正反应速率逐渐增大，温度降低，因此正反应速率不同，A项错误；容器Ⅰ、Ⅲ中反应放出的热量不同，由于容器绝热，因此反应温度不同，平衡常数不同，B项错误；容器Ⅰ中反应达平衡的过程放出热量，容器Ⅱ中反应达平衡的过程吸收热量，因正反应放热，逆反应吸热，因此两容器中反应进行的程度均小于恒温容器中的，则容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多，容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1，C错误，D正确。
3．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) ΔH＝－92.4kJ·mol－1]，下列说法正确的是( )容器甲乙丙反应物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3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α1α2α3A．2c1＞c3 B．a＋b＞92.4C．2p2＜p3D．α1＋α3＜1解析：选D A项，丙容器反应物投入4molNH3，采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2，是甲中的二倍，若平衡不移动，c3＝2c1，丙相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中氨气的浓度大于甲中氨气浓度的二倍，即c3＞2c1，错误；B项，甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a＋b＝92.4，错误；C项，丙容器反应物投入4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍，由于丙中相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，错误；D项，丙容器反应物投入4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，由于丙中相当于增大压强，平衡向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α1＋α3＜1，正确。4．在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是( )A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＜2p总(状态Ⅰ)C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ)
解析：选C A选项，由图像知，温度越高，二氧化碳的浓度越小，所以该反应的正反应为吸热反应，即ΔH＞0，错误。B选项，曲线Ⅰ为加入0.1molCO2，曲线Ⅱ为加入0.2molCO2，若平衡不移动，体系的总压强为p总(状态Ⅱ)＝2p总(状态Ⅰ)，但加压平衡逆向移动，为使c(CO2)相同，则加热使平衡正向移动，因此p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)，错误。C选项，状态Ⅱ相当于状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但体积压缩的过程中，平衡向左移动，因此c(CO，状态Ⅱ)＜2c(CO，状态Ⅲ)，正确。D选项，状态Ⅲ的温度比状态Ⅰ的温度高，温度高反应速率快，因此v逆(状态Ⅰ)＜v逆(状态Ⅲ)，错误。5．一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。编号温度/℃起始物质的量/mol平衡物质的量/mol达到平衡所需时间/sPCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)Ⅰ3200.400.100.10t1Ⅱ3200.80t2Ⅲ4100.400.150.15t3下列说法正确的是( )A．平衡常数K：容器Ⅱ>容器ⅢB．反应到达平衡时，PCl5的转化率：容器Ⅱ>容器ⅠC．反应到达平衡时，容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)＝mol·L－1·s－1D．起始时向容器Ⅲ中充入PCl50.30mol、PCl30.45mol和Cl20.10mol，则反应将向逆反应方向进行解析：选D Ⅰ和Ⅲ相比，温度低时PCl3和Cl2的平衡物质的量少，则正反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大，故容器Ⅲ中平衡常数较大，A错误；容器Ⅰ、Ⅱ中温度相同，加入PCl5越多，压强越大，PCl5的转化率越小，B错误；C项中的反应速率表达式中没有除以容器的体积，C错误；容器Ⅲ中 PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)起始/mol0.400转化/mol0.150.150.15平衡/mol0.250.150.15容器体积为2L，K＝＝0.045，由D项中给定的数据可知Q＝＝0.075>K，平衡逆向移动，D正确。
6．在一恒定容积的容器中充入4molA和2molB发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为w%。若维持容积和温度不变，按1.2molA、0.6molB和2.8molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值为( )A．只能为2 B．只能为3C．可能为2，也可能为3D．无法确定解析：选C 根据等效平衡原理，若x＝2，则反应为前后气体体积变化的反应，将第二种情况换算为化学方程式同一边的物质则起始投料与第一种情况相同，符合题意；若为反应前后气体体积不变的反应，即x＝3时，只要加入量n(A)∶n(B)＝2∶1即可，符合题意。7．(江苏高考改编)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：容器编号容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是( )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：选D 由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压，化学反应速率加快，则v1<v2；题给平衡右移，则α1(SO2)<α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2>2c1，p1<p2<2p1。容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v1<v3；题给平衡左移，则α1(SO2)>α3(SO2)，c1>c3。由于温度升高，故p3>p1
。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2>K3。由以上分析可知c2>2c1，p1<p2<2p1，p1<p3，则p2<2p3，v1<v3，α1(SO2)>α3(SO2)，A、B、C三项错误；因为c2>2c1，c1>c3，则c2>2c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)<1，结合α1(SO2)>α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)<1，D项正确。
