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化学平衡与等效平衡
【复习目标】
1．了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡
2．掌握化学平衡的特征，并能根据反应情况判断可逆反应是否达到平衡
3．通过实验探究，理解外界条件(浓度、温度、压强等)改变对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律
考点一 可逆反应与化学平衡状态
【核心知识梳理】
1．可逆反应
(1)定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应
(2)特点——“三同一小”
①三同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行；c.反应物与生成物同时存在
②一小：任一组分的转化率都小于100%
(3)表示方法：在化学方程式中用“”表示
2．化学平衡状态
(1)概念：在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态称之为化学平衡状态，简称化学平衡
(2)化学平衡的建立：绘制“反应速率－时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程
3．化学平衡的特点
(1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应
(2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即v正＝v逆≠0 (实质)
(3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡
(4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定
(5)变：外界条件改变时，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态
4．化学平衡状态的判断方法——“正、逆相等，变量不变”
(1)正、逆相等(v正＝v逆≠0)：速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后用同一种物质表示的消耗速率和生成速率相等
①同种物质(两种表述)：生成速率等于消耗速率(v正＝v逆)、断键数＝成键数
②不同物质：速率之比等于化学计量系数之比，但必须同时有正、逆反应，＝
(2)变量不变：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其不变时反应就达到平衡状态
①混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等会随时间
变化而变化，为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡
②绝热体系中温度为变量，当其不随时间而改变时，反应达到平衡
③总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志
(3)常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例
类型 判断依据 是否是平衡状态
混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡
②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡
③各气体的体积或体积分数一定 平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应速率的关系 ①单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v(正)=v(逆) 平衡
②单位时间内消耗了n mol B同时消耗了p mol C，则v(正)=v(逆) 平衡
③单位时间内生成n mol B，同时消耗了q mol D，因均指v(逆) 不一定平衡
④v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定平衡
压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 平衡
②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 不一定平衡
混合气体平均相对分子质量 ①一定时，只有当m＋n≠p＋q时 平衡
②一定时，但m＋n=p＋q时 不一定平衡
温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡
体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡
恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡
恒温恒压时，若m＋n=p＋q，则密度一定时 不一定平衡
【易错提醒】若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态
mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A为固体或液体，则 是否是平衡状态
混合气体的平均摩尔质量一定 平衡
混合气体的密度一定 平衡
【精准训练1】
1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1
2．在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3
mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是(　　)
A．c(Z)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y)＋c(X)＝1.0 mol·L－1
C．c(Y)＋c(Z)＝0.45 mol·L－1 D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1
3．一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。下列有关该反应的叙述正确的是(　　)
A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B．达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C．若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D．若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3
4．汽车尾气脱硝脱碳的主要反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，该反应为放热反应。在一定温度、体积固定为2 L的密闭容器中，某兴趣小组模拟该反应，用传感器测得该反应在不同时刻的NO和CO浓度如表所示：下列说法不正确的是(　　)
时间/s 0 1 2 3 4
c(NO)/(mol·L－1) 9.50×10－3 4.50×10－3 2.50×10－3 1.50×10－3 1.50×10－3
c(CO)/(mol·L－1) 9.00×10－3 4.00×10－3 2.00×10－3 1.00×10－3 1.00×10－3
A．前2 s内的化学反应速率v(N2)=1.75×10－3 mol·L－1·s－1
B．升高温度时，正反应速率和逆反应速率均增大
C．当密闭容器中气体压强不再发生变化时，反应达到平衡状态
D．当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)＝2∶2∶1∶2
5．在T ℃时，向一个3 L的密闭容器中通入4 mol NH3、a mol O2，发生反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。此时NH3的平衡转化率为60%。下列说法错误的是(　　)
A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡 B．当v正(NO)∶v逆(H2O)＝4∶6时，反应达到平衡
C．反应过程中分离出H2O(g)，正反应速率增大 D．平衡时，若O2的转化率为60%，则a＝5
6．一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)　ΔH＜0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是(　　)
7．一定温度下，反应N2O4(g)??2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①④
8．在1 L恒温恒容的密闭容器中充入一定量N2O5，发生如下反应：
反应1：N2O5(g)===N2O4(g)＋O2(g)　ΔH＝＋28.4 kJ·mol－1
反应2：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋56.9 kJ·mol－1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是(　　)
A．①②③⑤ B．②③④⑥ C．①③⑤⑥ D．②③④⑤
9．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是______________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是______________
(3)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是______________
(4)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是______________
(5)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是______________
考点二 化学平衡的移动
【核心知识梳理】
1．概念：一定条件下，可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡体系中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动
2．化学平衡移动的过程
3．化学平衡移动与化学反应速率的关系：化学平衡总往反应速率减小的方向移动
(1)若外界条件变化引起v正＞v逆：平衡向正反应方向移动
(2)若外界条件变化引起v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动
(3)若外界条件变化引起v正＝v逆：旧平衡未被破坏，平衡不移动
4．影响化学平衡的外界因素
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动
减小压强 向气体体积增大的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
5．“惰性气体”对化学平衡移动的影响
(1)恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，v正、v逆也不变，化学平衡也不发生移动
(2)恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，v正、v逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
【易错提醒】
①由于纯固体或纯液体的浓度为常数，改变纯固体或纯液体的量并不会影响v正 、v逆 的大小，所以化学平衡不移动。如：反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)增加或移去一部分炭固体，化学平衡不移动
②在溶液中进行，如果稀释溶液(加水)，反应物浓度减小，生成物浓度也减小，v正 减小，v逆 也减小，但减小的程度不同，总的结果是使化学平衡向反应方程式有关化学计量系数之和大的方向移动
③压强改变只影响有气体参加或生成的可逆反应，对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑，改变压强，相当于改变体积，也就相当于改变浓度
④任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为放热或吸热，若正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，反之亦然，任意可逆的化学平衡状态，都能受温度的影响而使化学平衡发生移动
⑤升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率增大的倍数，使v(吸热)＞v(放热)，故平衡向吸热方向移动
⑤只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值；反之则小
6．化学平衡移动原理——勒夏特列原理
(1)内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理
(2)适用范围：适用于任何动态平衡(如沉淀溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析
(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响
7．常见平衡移动前后反应速率－时间图像分析
t1时刻所改变的条件 增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度
v－t图象
t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低
正反应为放热反应 正反应为吸热反应
压强 增大 减小 增大 减小
正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应
v－t图象
【精准训练2】
1．将5 mL 0.005 mol·L－1 FeCl3溶液和5 mL 0.015 mol·L－1 KSCN溶液混合，达到平衡后溶液呈红色，再将混合液平均分为5份，分别进行如下实验，下列说法不正确的是(　　)
实验①：滴加4滴蒸馏水，振荡
实验②：滴加4滴饱和 FeCl3溶液，振荡
实验③：滴加4滴1 mol·L－1 KCl溶液，振荡
实验④：滴加4滴1 mol·L－1 KSCN溶液，振荡
实验⑤：滴加4滴1 mol·L－1 NaOH溶液，振荡
A．对比实验①和②，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
B．对比实验①和③，为了证明增大生成物浓度，平衡逆向移动
C．对比实验①和④，为了证明增大反应物浓度，平衡正向移动
D．对比实验①和⑤，为了证明减小反应物浓度，平衡逆向移动
2．下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大
B．化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
C．向平衡体系FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡不移动，溶液的颜色几乎不变
D．对于2NO2(g)N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅
3．对已达到化学平衡的反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)，减小压强对反应产生的影响是(　　)
A．逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动
B．逆反应速率减小，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
C．正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D．正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
4．在水溶液中，CrO呈黄色，Cr2O呈橙色，重铬酸钾(K2Cr2O7)在水溶液中存在以下平衡：Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋，下列说法正确的是(　　)
A．向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙色
B．该反应是氧化还原反应
C．向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大
D．向体系中加入少量水，平衡逆向移动
5．某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡，下列叙述错误的是(　　)
①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1＜0
②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0
A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大
6．在一定条件下，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是(　　)
A．加催化剂，v正、v逆都发生变化，且变化的倍数相等
B．加压，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
C．降温，v正、v逆都减小，且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数
D．恒容下通入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数
7．将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 增大压强 N2的浓度一定变小
B 升高温度 N2的转化率变小
C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大
D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大
8．T ℃下，在恒压密闭容器中发生反应：S2Cl2(l，浅黄色)＋Cl2(g)2SCl2(l，红棕色)　ΔH＜0。已知S2Cl2分子中各原子均满足8电子稳定结构，下列说法正确的是(　　)
A．当单位时间内断裂n mol S—S，同时有n mol Cl2被还原时，说明反应达到平衡状态
B．平衡后，升高温度，容器体积减小
C．平衡后，压缩容器体积，容器中黄绿色先变深后变浅，最终气体颜色和原来一样
D．平衡后，增加S2Cl2 (l)的物质的量，平衡向正反应方向移动
9．可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH＜0。该反应的速率与时间的关系如图所示：
如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则对应t2、t4、t6、t8时改变的条件正确的是(　　)
A．增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度
B．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂
C．使用催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
D．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用催化剂
10．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅
B．对于反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C．反应：CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH＜0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．对于合成NH3的反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施
考点三 等效平衡及应用
【核心知识梳理】
1．等效平衡的含义
对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等，这样的化学平衡互称等效平衡
2．等效平衡的类型和特征
(1)恒温恒容(T、V一定)条件下，Δn≠0反应的等效平衡——量等等效
对于T、V一定时，Δn≠0的反应，形成等效平衡的条件是：通过化学方程式，换算成同一边的物质后，起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同
(2)恒温恒容(T、V一定)条件下，Δn＝0反应的等效平衡——量比等效
对于T、V一定时，Δn＝0的反应，形成等效平衡的条件是：通过化学方程式，换算成同一边的物质后，起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)、反应达到平衡时所需的时间(t)不同但成比例
(3)恒温恒压(T、p一定)条件下的等效平衡——量比等效
恒温、恒压条件下，对于任何可逆反应(不管是Δn≠0还是Δn＝0)，形成等效平衡的条件是：通过化学方程式，换算成同一边的物质后，起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不同但成比例
3．等效平衡解题“四步曲”
(1)第一步，看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应
(2)第二步，挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器
(3)第三步，倒：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质
(4)第四步，联：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡
【精准训练3】
1．一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)＋B(g)4C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( )
A．1 mol A、2 mol C B．4 mol C
C．4 mol A、2 mol B D．1 mol A、1 mol B
2．在密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。起始时SO2和O2分别为1 mol和0.5 mol，达到平衡时SO2的转化率为90％。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率分别为( )
A．1 mol和20％ B．1 mol和10％ C．0.5 mol和20％ D．2 mol和10％
3．在一恒定的容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)＋B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为C%，则x值为( )
A．只能为2　　 B．只能为3　　
C．可能是2也可能是3　　　 D．无法确定
4．恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是( )
A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol
B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol
C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变
5．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：
(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是(　　)
A．容器内压强p：p甲＝p丙＞2p乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙＞2m乙
C．c(SO2)与c(O2)之比为k：k甲＝k丙＞k乙 D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙
6．一定温度下，在两个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。相关反应数据如下表所示，下列说法正确的是(　　)
容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 10 s时物质的量/mol
NO CO N2
Ⅰ T1 0.2 0.2 0.05
Ⅱ T2(T2＞T1) 0.2 0.2 0.05
A．前10 s，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)＝0.005 mol/(L·s)
B．该反应在任何温度下均能自发进行
C．10 s时，容器Ⅰ中的反应一定处于平衡状态
D．若向容器Ⅱ中再充入0.08 mol NO和0.04 mol N2，反应将向正反应方向进行
7．向起始温度相同、体积相等的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入1 mol NO(g)和1 mol CO(g)发生反应：
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0；其中一个为绝热容器，另一个为恒温容器。若测得两容器中除0时刻外，任意时刻的正反应速率始终满足v甲＞v乙，则下列说法错误的是(　　)
A．甲为绝热容器 B．NO的平衡转化率：甲＞乙
C．除0时刻外，任意时刻的压强始终满足p甲＞p乙 D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
8．一定条件下存在反应：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；向甲、丙内都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向乙、丁内都充入a mol SO2和0.5a mol O2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，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
9．对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______
(2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________
(3)2NO2(g)N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________
【高考真题演练】
1．(2024·浙江6月卷)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( )
影响因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL 0.1 mol·L－1K2CrO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动
D 催化剂 向1 mL 乙酸乙酯中加入1 mL 0.3 mol·L－1 H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
2．(2024·重庆卷)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率v(H2)＝mol/(L·min)
C．容器乙中当前状态下反应速率v正＜v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为8%
3．(2024·广西卷)573 K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：C6H5CN(苯甲腈)
C6H5CONH2(苯甲酰胺)C6H5COOH(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用X、Y、Z表示)的物质的量分数x(A)随时间t的变化曲线，其中x(A)＝。下列说法错误的是( )
A．水解产物除了Y、Z还有NH3
B．a点时v(Y)消耗＝v(Y)生成
C．x(Z)在15 min前基本不变，15 min后明显增大，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D．任意25min时间段内存在v(X)＝v(Y)＋v(Z)
4．(2024·浙江6月)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0
II．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0
向容积为10 L的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得5 min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是(　　)
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性＝×100%
A．反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ
B．500 ℃时，0～5 min反应Ⅰ的平均速率为：v(C2H4)＝2.88×10－3 mol·L－1·min－1
C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率
D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率
5．(2023·山东卷)(多选)一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：
已知反应初始E的浓度为0.10 mol·L－1，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是( )
A．t1时刻，体系中有E存在 B．t2时刻，体系中无F存在
C．E和TFAA反应生成F的活化能很小 D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08 mol·L－1
6．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
7．(2022·广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的 ΔH＜0 B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
【课时精练】
1．在下列反应CO＋H2OCO2＋H2中，加入C18O后，则18O存在于(　　)
A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中
C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中
2．一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。下列有关该反应的叙述正确的是(　　)
A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B．达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C．若起始时加入2 mol SO2和1 mol O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D．若反应达到平衡状态后，2 min时生成a mol SO3，则4 min时生成2a mol SO3
3．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　)
A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
4．在一个密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是(　　)
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1 B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1 D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
5．对于反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ· mol－1，下列有关说法正确的是(　　)
A．达到平衡后，升高温度，c(SO3)增大
B．使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间
C．1 mol NO2(g)与1 mol SO2(g)混合后，充分反应会放出41.8 kJ热量
D．在恒温、恒容条件下，当反应容器内总压强不变时，说明该反应已达到平衡
6．某温度下，在2 L恒容密闭容器中4 mol NH2COONH4(s)发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在0～1 min内，CO2的生成速率为0.4 mol·L－1·min－1，0～2 min内，CO2的生成速率为0.3 mol·L－1·min－1，0～3 min内，CO2的生成速率为0.2 mol·L－1·min－1，下列说法错误的是(　　)
A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，标志此反应达到了平衡状态
B．0～1 min内，NH2COONH4(s)的反应速率为62.4 g·min－1
C．30 s时，CO2的浓度大于0.2 mol·L－1
D．2 min时，再加入2 mol NH3，此时反应的v逆＞v正
7．一定温度下，在某体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生可逆反应2A(g)＋B(g)3C(g)　
ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，下列说法正确的是(　　)
A．当容器内压强不变时说明反应已达到平衡
B．当反应达到平衡时：c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶1∶3
C．当反应达到平衡时放出热量a kJ
D．其他条件不变，升高温度反应速率加快
8．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)
A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变
C．断开4 mol H－Cl的同时生成4 mol H－O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2
9．某温度下，反应2A(g)B(g)　ΔH＞0，在密闭容器中达到平衡，平衡后＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时＝b，下列叙述正确的是(　　)
A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a＜b
B．若a＝b，则该反应中可能使用了催化剂
C．若其他条件不变，升高温度，则a＜b
D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a＞b
10．Deacon催化氧化法将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH，研究发现CuCl2(s)催化反应的过程如下：
反应ⅰ：2CuCl2(s)2CuCl(s)＋Cl2(g)
反应ⅱ：2CuCl(s)＋O2(g)2CuO(s)＋Cl2(g)
反应ⅲ：……
下列关于Deacon催化氧化法制Cl2的说法正确的是(　　)
A．反应ⅰ增大压强，达到新平衡后Cl2浓度减小
B．反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＞0
C．由反应过程可知催化剂参与反应，通过改变反应路径提高平衡转化率
D．推断反应ⅲ应为CuO(s)＋2HCl(g)CuCl2(s)＋H2O(g)
11．密闭容器中，一定量的混合气体发生反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)，平衡时测得A的浓度为0.8 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，再次达到平衡时，测得A的浓度降低为0.5 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　)
A．a＋b0
C．B的转化率增大 D．C的体积分数下降
12．对于aA(g)＋bB(g)cC(g)的平衡体系，压强不变，加热时体系中混合气体对H2的相对密度增大，下列说法正确的是(　　)
A．a＋b＞c，正反应放热 B．a＋b＞c，正反应吸热
C．a＋b＜c，逆反应放热 D．a＋b＝c，正反应吸热
13．某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应2A(g)B(g)＋2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是(　　)
A．充入1 mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动
B．充入A、B、C各1 mol，平衡将向正反应方向移动
C．将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变
D．加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动
14．某温度下，将A和B各0.15 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应2A(g)＋B(g)2X(g)　ΔH＜0，反应过程中，B的物质的量n(B)随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．当v(A)＝v(X)时，反应达到平衡
B．前2 min的平均速率v(X)＝1.5×10－3 mol·L－1·min－1
C．9 min时，改变的反应条件为降温或加催化剂
D．若起始充入A和B各0.30 mol，平衡时c(B)＜0.02 mol·L－1
15．在恒温恒容反应器中充入 1 mol CO2和1 mol H2，发生反应CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)，下列叙述错误的是(　　)
A．加入高效催化剂，能提高单位时间内CH4的产率
B．混合气体的压强不随时间变化时达到平衡状态
C．反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％
D．体系中CO2体积分数不变时一定达到平衡状态
16．如图所示，左室容积为右室的两倍，温度相同，现分别按照如图所示的量充入气体，同时加入少量固体催化剂使两室内气体充分反应达到平衡，打开活塞，继续反应再次达到平衡。下列说法不正确的是(　　)
A．第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多
B．气体未反应前，左室压强和右室一样大
C．第一次平衡时，左室内压强一定小于右室
D．第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2的物质的量的2倍多
17．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表[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是(　　)
容器 甲 乙 丙
反应物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3
c1 c2 c3
反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ
体系压强/Pa p1 p2 p3
反应物转化率 α1 α2 α3
A．2c1＞c3 B．α1＋α3＜1 C．2p2＜p3 D．a＋b＞92.4
18．初始温度为t ℃，向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物，发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－116 kJ·mol－1，测得反应的相关数据如下，下列说法正确的是(　　)
容器 容器类型 初始体积 初始压强/Pa 反应物投入量/mol 平衡时Cl2的物质的量/mol
HCl O2 Cl2 H2O
Ⅰ 恒温恒容 1 L 2×105 4 1 0 0 1
Ⅱ 绝热恒容 1 L p2 0 0 2 2 a
Ⅲ 恒温恒压 2 L p3 8 2 0 0 b
A．反应4HCl(g)＋O2(g)??2Cl2(g)＋2H2O(l)的ΔH＞－116 kJ·mol－1
B．a＞1，b＞2
C．p2＝1.6×105 Pa，p3＝4×105 Pa
D．若起始向容器Ⅰ中充入0.5 mol HCl、0.5 mol O2、0.5 mol Cl2和0.5 mol H2O(g)，则反应向正反应方向进行
19．一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ 5 min时到达平衡。下列说法中正确的是(　　)
容器编号 温度/℃ 起始物质的量/ mol 平衡物质的量/mol
CO Cl2 COCl2 COCl2
Ⅰ 500 1.0 1.0 0 0.8
Ⅱ 500 1.0 a 0 0.5
Ⅲ 600 0.5 0.5 0.5 0.7
A．容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(CO)＝0.16 mol·L－1·min－1
B．该反应正反应为放热反应
C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.75 mol
D．若起始时向容器Ⅰ加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2，达到平衡时CO转化率大于80%
20．一定温度下，在3个容积均为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(　　)
容器 温度/K 起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A．该反应的正反应吸热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
21．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
(1)从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为________________。X的物质的量浓度减少了____________，Y的转化率为________
(2)该反应的化学方程式为______________________
(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是________
A．t1时刻，增大了X的浓度 B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，缩小了容器体积 D．t1时刻，使用了催化剂
22．甲醛在医药方面有重要用途。工业上可利用反应Ⅰ：CH3OH(g)??HCHO(g)＋H2(g)来合成甲醛。
(1)已知反应Ⅱ：2CH3OH (g)＋O2(g)2HCHO(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－313.2 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
则反应Ⅰ：CH3OH (g)HCHO(g)＋H2(g)的ΔH1＝__________kJ·mol－1
(2)利用反应Ⅰ合成甲醛时，为加快化学反应速率，同时提高CH3OH的平衡转化率，可采取的措施为__________
(3)T ℃时，向容积恒为2 L的密闭容器中充入8 mol CH3OH(g)发生反应Ⅰ，5 min后反应达到平衡，测得混合体系中的HCHO(g)的体积分数为20%
①下列事实不能说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填序号)
A．v正(HCHO)＝v逆(H2)
B．c(CH3OH)∶c(HCHO)∶c(H2)＝1∶1∶1
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．混合气体的密度保持不变
②5 min内，v(CH3OH)＝__________mol·L－1·min－1。
③其他条件不变时，向已达平衡的反应体系中充入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2(g)，则此时v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)
(4)在催化剂作用下，甲醇脱氢制甲醛的部分机理如下：
历程ⅰ：·CH3OH―→·H＋·CH2OH
历程ⅱ：·CH2OH―→·H＋HCHO
历程ⅲ：·CH2OH―→3·H＋CO
历程ⅳ：·H＋·H―→H2
一定条件下测得温度对甲醇的转化率(X)、甲醛的选择性(Y)的影响如图所示[甲醛的选择性
(Y)＝×100%]。则650～750 ℃，反应历程ⅱ的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)反应历程ⅲ的速率，判断理由为________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
23．某研究小组模拟三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置，发生的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.7 kJ·mol－1。
(1)在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1 mol O2投料，达平衡时，三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为　　　　　　(用“甲、乙、丙”表示)。
(2)下列均能作为容器甲和容器乙达平衡标志的是　　　　(填字母)
A．温度不变 B．密度保持不变
C．压强保持不变 D．O2浓度保持不变
(3)400 ℃，在容器丙中投入4 mol SO2、2 mol O2进行反应时，放出a kJ热量；若在500 ℃，投入2 mol SO2、1 mol O2进行反应，放出b kJ热量，则a　　　　　(填“＞”“＜”或“＝”)2b。
24．在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为k mol·L－1，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质：
①4 mol A＋2 mol B ②2 mol A＋1 mol B＋2 mol C　
③2 mol C＋1 mol B ④2 mol C ⑤1 mol A＋0.5 mol B＋1 mol C
(1)达到平衡后，C的物质的量浓度仍是k mol·L－1的是________(填标号)
(2)若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写：
Ⅰ．若a＝0，b＝0，则c＝________
Ⅱ．若a＝0.5，则b＝________，c＝________
Ⅲ．a、b、c的取值必须满足的一般条件是________，________(用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c)
25．对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n26．已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。在密闭容器中，充入2 mol N2和6 mol H2使之发生反应：
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比是________________________
(2)当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，平衡将向________(填“向左”“向右”或“不”，下同)移动
(3)当达到平衡时，将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减半，平衡将________移动
(4)若有两容器都充入2 mol N2和6 mol H2，甲容器保持恒温、恒容，乙容器保持恒容绝热，同时开始反应，先达平衡的是________(填“甲”或“乙”)容器，甲中N2的转化率比乙中的更________(填“高”或“低”)
(5)在密闭容器中进行反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)　ΔH<0。该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示，若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是________(填字母)
a．在t1～t2时，可依据定容容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t2时，采取的措施可以是升高温度
c．在t3～t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t5时，容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
27．燃煤会产生CO2、CO、SO2等大气污染物。燃煤脱硫的相关反应的热化学方程式如下：
Ⅰ.CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH1＝＋281.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－43.6 kJ·mol－1
(1)一定温度下，向某恒容密闭容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，若只发生反应Ⅰ，下列能说明该反应已达到平衡状态的是________(填字母)
a．容器内的压强不发生变化 b．v正(CO)＝v正(CO2)
c．容器内气体的密度不发生变化 d．n(CO)＋n(CO2)＝1 mol
(2)一定温度下，体积为1 L容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，若只发生反应Ⅱ，测得CO2的物质的量随时间变化如图中曲线A所示：
①在0～2 min内的平均反应速率v(CO)＝________
②曲线B表示过程与曲线A相比改变的反应条件可能为________(答出一条即可)
③若要提高反应体系中CO2的体积分数，可采取的措施为______________________________
(3)一定温度下，向恒容密闭容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，下列能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生的是_______
a．反应后气体能使品红褪色
b．反应过程中，CO的体积分数逐渐减小
c．反应体系达平衡前，SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化
d．体系压强逐渐增大
28．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)
【化学平衡与等效平衡】答案
【精准训练1】
1．D
2．B。解析：假设反应向正反应方向进行到底，列三段式如下：
2X(g)＋Y(g)2Z(g)　　　
0.3 0.1 0.4
0.2 0.1 0.2
0.1 0 0.6
假设反应向逆反应方向进行到底，列三段式如下：
2X(g)＋Y(g)2Z(g)　　
0.3 0.1 0.4
0.4 0.2 0.4
0.7 0.3 0
因该反应为可逆反应，故平衡时03．A。解析：该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2~4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。
4．D。解析：前2 s内Δc(CO)＝(9.00×10－3－2.00×10－3) mol·L－1＝7.00×10－3 mol·L－1，则Δc(N2)＝3.5×10－3
mol·L－1，v(N2)＝＝＝1.75×10－3mol·L－1·s－1，故A正确；升高温度时，由于增大了活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，故B正确；温度不变，容器的容积不变，随反应进行气体物质的量减小，压强减小，当容器内气体的压强不再发生变化时，该反应达到平衡状态，故C正确；当反应达到平衡时，密闭容器中气体浓度c(NO)∶c(CO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶2∶1∶2，不能说明各组分浓度不变，不能说明达到平衡状态，故D错误。
5．C。解析：反应过程中分离出水蒸气，生成物的浓度减小，逆反应速率减小，正反应速率随之减小，故C错误。
6．D。解析：该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，故A不符合题意；初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，故B不符合题意；2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)为气体体积减小的反应，混合气体总质量为定值，则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化，t0时，表明达到平衡状态，故C不符合题意、D符合题意。
7．D。解析：一定温度下，ΔH是恒量，不能作为判断平衡状态的标志，②不符合题意；该反应是充入1 mol N2O4，正反应速率应是逐渐减小直至不变，③曲线趋势不正确。
8．B。解析：①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能判断是否达到平衡；②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态；③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态；④保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态；⑤反应1不是可逆反应，O2的物质的量保持不变，反应1已反应完全，不能据此判断反应2是否达到平衡；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态。
9．(1)①③④⑦　
(2)⑤⑦　
(3)①②③④⑦　
(4)①②③　
(5)②④⑦
【精准训练2】
1．B。解析：实验②与实验①相比，增加了反应物浓度，即c(Fe3＋)增大，平衡正向移动，A项正确；实验③与实验①相比，增加了c(K＋)、c(Cl－)，这两种离子与可逆反应Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3无关，B项错误；实验④与实验①相比，增加了反应物浓度，即c(SCN－)增大，平衡正向移动，C项正确；实验⑤加入的NaOH与Fe3＋反应，减小反应物浓度，即c(Fe3＋)减小，平衡逆向移动，D项正确。
2．C。解析：升高温度，v放、v吸均增大，A错误；化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如A(g)＋B(g) 2C(g)，增大A的浓度平衡右移，但A的转化率减小，B错误；压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深，D错误。
3．C。解析：该反应为气体分子数减小的反应，减小压强，正、逆反应速率均减小，且平衡向气体分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，C正确。
4．C。解析：向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，消耗氢离子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，溶液呈黄色，A错误；反应前后元素的化合价均不发生变化，该反应不是氧化还原反应，B错误；向该溶液中滴加适量的浓硫酸，氢离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动，由于只能是减弱这种改变，所以再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大，C正确；向体系中加入少量水，相当于稀释，平衡正向移动，D错误。
5．B。解析：Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向移动，反应②逆向移动，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。
6．D
7．B。解析：A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率变小，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率变小，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确。
8．C。解析：单位时间内断裂n mol S—S和n mol Cl2被还原都在描述正反应速率，不能作为平衡判据，A项错误；因该反应在恒压密闭容器中进行且ΔH＜0，平衡后，升高温度，平衡逆向移动，生成Cl2，容器体积增大，B项错误；平衡常数K＝，温度不变，平衡常数不变，即c(Cl2)不变，增大压强后c(Cl2)先增大后减小，最终与原来一样，C项正确；增加S2Cl2 (l)的物质的量，平衡不移动，D项错误。
9．B
10．B。解析：溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)??H2(g)＋I2(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。
【精准训练3】
1．B
2．B
3．C
4．B。解析：选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。
5．B。解析：因为反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在恒温、恒容的条件下进行，根据等效平衡的原理可知，甲与丙最后达到平衡时SO2、O2、SO3的物质的量、容器内的压强、SO2与O2的比值都相同；乙相当于在甲容器达到平衡后，将容器的体积瞬间扩大为原来的2倍。设甲达到平衡时容器内的压强为p甲，此时容器内压强瞬间减小为，平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增加，SO3的质量减小，所以容器内气体的压强增大，则
p乙＞>，则2p乙＞p甲＝p丙，SO3的质量：m甲＝m丙＞2m乙，A错误，B正确；当甲容器达到平衡后瞬间将容器体积扩大2倍，平衡向逆反应方向移动，但是生成的SO2与O2的物质的量之比为2∶1，这与开始两者加入的物质的量之比相同，所以在此过程中SO2与O2的物质的量之比一直是2∶1，C错误；甲与丙为等效平衡，但达到平衡时，甲容器中SO2的转化率与丙容器中SO3的转化率不一定相等，即Q甲不一定等于Q丙，D错误。
6．D。解析：根据反应方程式，该时间段内，生成二氧化碳的物质的量为2×0.05 mol＝0.1 mol，v(CO2)＝＝0.01 mol/(L·s)，A错误；该反应为气体物质的量减少的放热反应，即ΔS＜0，ΔH<0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0能自发进行，则低温下能自发进行，B错误；假设容器Ⅰ达到平衡，因为容器Ⅱ的温度高于容器Ⅰ，因此升高温度，平衡向逆反应方向进行，氮气物质的量小于0.05 mol，现在是等于0.05 mol，说明容器Ⅰ没有达到平衡，故C错误。
7．D。解析：甲为绝热容器，甲中温度高于乙，该反应为放热反应，温度升高使平衡逆向移动，会降低NO的转化率，因此乙中NO的平衡转化率高于甲，故B错误。
8．D。解析：甲和乙若都是恒温恒压，则两者等效，但乙为绝热恒压，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，c(SO2)：甲＜乙，平衡常数K：甲>乙，A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则两者等效，但丁为绝热恒容，则温度：丙＜丁，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，所用的时间：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项正确。
9．(1)正反应　减小　增大
(2)正反应　不变　不变
(3)正反应　增大　减小
【高考真题演练】
1．C。解析：A项，2CrO(黄色)＋2H+Cr2O(橙色)＋H2O ，向1 mL 0.1mol·L－1K2CrO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L－1 HBr溶液，H+浓度增大，平衡正向移动，实验现象应为溶液橙色加深，A错误；B项，反应2HIH2＋I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体，分解达到平衡后再充入100 mL Ar，平衡不发生移动，气体颜色不变，应得到的结论是：对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，改变压强平衡不移动，B错误；C项，反应2NO2N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；D项，催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误；故选C。
2．D。解析：温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0；A．由分析，该反应的ΔH＜0，A错误； B．容器甲中平均反应速率v(H2)＝2v(CH3COOCH3(g))＝2×mol/(L·min)＝mol/(L·min)，B错误；C．温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；
D．对丙而言：
CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)
起始(mol/L) 0.1 0.98 0 0
起始(mol/L) 0.08 0.16 0.08 0.08
起始(mol/L) 0.02 0.82 0.08 0.08
容器丙中乙醇的体积分数为×100%＝8%，D正确；故选D。
3．D。解析：A．苯甲腈在溶液中发生连续水解：C6H5CN＋H2OC6H5CONH2，C6H5CONH2＋H2OC6H5COOH，有NH3生成，A正确；B．a点之前x(Y)逐渐增大，v(Y)消耗＜v(Y)生成；a点之后，x(Y)逐渐减小v(Y)消耗＞v(Y)生成，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即v(Y)消耗＝v(Y)生成 ，B正确；
C．x(Z)在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用，C正确；D．根据图像所示，反应的前期应该有v(X)＝v(Y)＋v(Z)，a点之后，由于v(X)明显减小，v(Z)显著增大，三者的速率关系不再满足v(X)＝v(Y)＋v(Z)，D错误；故选D。
4．D。解析：A项，由表可知，升高温度，乙烷的转化率增大，乙烯的选择性却在降低，说明升高温度对反应Ⅱ反应速率的影响大于反应Ⅰ，则反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ的活化能，A正确；B项，由表可知，500 ℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2 mol×9.0%＝0.18 mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18 mol×80%＝0.144 mol，根据反应Ⅰ可得，生成乙烯的物质的量为0.144 mol，则0～5 min反应Ⅰ的平均速率为：v(C2H4)＝＝2.88×10－3 mol·L－1·min－1，B正确；C项，其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，使反应Ⅰ平衡正向移动，可提高乙烯的产率，C正确；D项，其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；故选D。
5．AC。解析：一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：①ETFAAF， ②FG，③GH＋TFAA；t1之后的某时刻，H为0.02 mol·L－1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10 mol·L－1E、起始时的0.08 mol·L－1TFAA、G分解生成的0.02 mol·L－1 TFAA全部参加反应，生成0.10 mol·L－1F；在t2时刻，H为0.08 mol·L－1，TFAA为0.06 mol·L－1，G为0.01 mol·L－1，则F为0.01 mol·L－1。A项，t1时刻，H的浓度小于0.02 mol·L－1，此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol·L－1，参加反应①的H的浓度小于0.1 mol·L－1，则参加反应E的浓度小于0.1 mol·L－1，所以体系中有E存在，A正确；B项，t2时刻，H为0.08 mol·L－1，TFAA为0.06
mol·L－1，G为0.01 mol·L－1，则F为0.01 mol·L－1，所以体系中有F存在，B不正确；C项，t1之后的某时刻，H为0.02 mol·L－1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C正确；D项，在t2时刻，H为0.08 mol·L－1，TFAA为0.06 mol·L－1，G为0.01 mol·L－1，F为0.01 mol·L－1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08 mol·L－1，而GH+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08 mol·L－1，D不正确；故选AC。
6．B。解析：A项，MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；B项，NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D项，加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误；故选B。
7．C。解析：A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误； B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。
【课时精练】
1．B。解析：由于反应CO＋H2OCO2＋H2为可逆反应，正、逆反应同时进行，则含有O元素的物质中均含有18O，故选B。
2．A。解析：该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 mol、消耗O2的物质的量小于1 mol，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2～4 min三氧化硫的物质的量不变，为a mol，D错误。
3．A。解析：若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0 mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1，0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。
4．C。解析：当c(SO3)＝0.4 mol·L－1时，c(SO2)＝0，不合理，A错误；c(SO2)、c(SO3)不可能均为0.15 mol·L－1，只能一种物质增大，另一种物质减小，B错误；c(SO2)＋c(SO3)应等于0.4 mol·L－1，D错误。
5．B。解析：该反应正向为放热反应，达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，c减小，A项错误；催化剂能加快反应速率，所以使用催化剂能缩短该反应达到平衡的时间，B项正确；该反应是可逆反应，故1 mol NO2(g)与1 mol SO2(g)混合后，反应物不能完全反应，所以放出的热量小于41.8 kJ，C项错误；在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，总压强一直不变，所以压强不变，反应不一定达到平衡状态，D项错误。
6．A。解析：此反应开始时只加入了NH2COONH4(s)，生成的NH3和CO2物质的量之比始终是2∶1，所以当混合气体的平均摩尔质量不变时，不可以标志此反应达到了平衡状态，A错误；0～1 min内消耗NH2COONH4(s) 0.8 mol，质量为62.4 g，故反应速率为62.4 g·min－1，B正确；由于反应速率越来越慢，故30 s时，CO2的浓度大于0.2 mol·L－1，C正确；2 min时c(CO2)＝0.6 mol·L－1，3 min时c(CO2)＝0.6 mol·L－1，则2 min时反应已经达到平衡，再加入2 mol NH3，平衡逆向移动，故v逆＞v正，D正确。
7．D
8．B。解析：反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A项错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高，反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B项正确；断开4 mol H－Cl和生成4 mol H－O均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C项错误；反应达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比，不能判断反应是否达到平衡状态，D项错误。
9．B。解析：A项，充入B气体相当于增大压强，B的体积分数增大，故a＞b；B项，使用催化剂，平衡不移动，a＝b；C项，升高温度，平衡正向移动，a＞b；D项，相当于扩大容器容积，减小压强，平衡逆向移动，a＜b。
10．D。解析：温度不变，平衡常数不变，K＝c(Cl2)，因此反应ⅰ增大压强，达到新平衡后Cl2浓度不变，A错误；反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)是放热反应，B错误；依据盖斯定律，用[总反应－(反应ⅰ＋反应ⅱ)]×得反应ⅲ：CuO(s)＋2HCl(g)CuCl2(s)＋H2O(g)，D正确；由反应ⅰ、ⅱ、ⅲ知，催化剂CuCl2参加反应，通过改变反应历程，从而提高反应速率，但不影响平衡，改变不了平衡转化率，C错误。
11．D。解析：第一次平衡时测得A的浓度为0.8 mol·L－1，保持温度不变，将容器的容积扩大为原来的两倍，若平衡不移动，则A的浓度为0.4 mol·L－1，而再次达到平衡时，测得A的浓度为0.5 mol·L－1，说明体积增大(压强减小)，化学平衡逆向移动，则该反应为气体分子数减小的反应，故A、B错误；平衡逆向移动，B的转化率降低，C的体积分数减小，C错误，D正确。
12．B。解析：压强不变下加热时，混合气体对H2的相对密度增大，而气体的总质量不变，说明加热时平衡向气体物质的量减小的方向移动，B正确。
13．C。解析：保持温度和压强不变的条件下，充入1 mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，各物质浓度减小，平衡正向移动，A错误；充入A、B、C各1 mol，相当于先充入A、B、C分别为1 mol、0.5 mol、1 mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5 mol B，平衡逆向移动，B错误；将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确；加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D错误。
14．D。解析：同一化学反应用不同物质表示速率，速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，反应过程中一定有v(A)＝v(X)，不能由此判断反应是否达到平衡，A错误；前2 min的平均速率v(B)＝＝＝1.5×10－3 mol/(L·min)，v(X)＝2v(B)＝3×10－3 mol/(L·min)，B错误；由图像可知7～9 min反应达平衡状态，加催化剂平衡不移动，B的物质的量不会改变，C错误；由图像可知，某温度下，将A和B各0.15 mol充入10 L恒容密闭容器中，达平衡，c(B)＝＝0.01 mol/L，在恒温恒容时，投料变为原来的2倍，若平衡转化率相同，达平衡c(B)＝0.02 mol/L，但是恒温恒容条件下，相同比例相同倍数的增加反应物浓度，相当于加压，B的转化率增大，所以c(B)<0.02 mol/L，D正确。
15．D。解析：加入高效催化剂，化学反应速率加快，所以能提高单位时间内甲烷的产率，A项正确；该反应是气体分子数减小的反应，随着反应正向进行，容器中气体的压强逐渐减小，则混合气体的压强不随时间变化说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，B项正确；由反应方程式可知，若氢气完全反应，得到的混合气体中二氧化碳、甲烷、水蒸气的物质的量分别为1 mol－×1 mol＝0.75 mol、×1 mol＝0.25 mol、×1 mol＝0.5 mol，则混合气体中甲烷的体积分数为×100％≈16.7％，该反应为可逆反应，可逆反应不可能反应完全，所以反应体系中甲烷的体积分数小于16.7％，C项正确；起始时二氧化碳的体积分数为×100％＝50％，设反应消耗a mol二氧化碳，则有：
　　　　　　 CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
起始量/mol　　　1　　　1　　　　　0　　　　　0
转化量/mol　　　a　　　4a　　　　　a　　　　2a
某时刻量/mol　　1－a　　1－4a　　　a　　　　2a
则二氧化碳的体积分数为×100％＝50％，所以二氧化碳的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。
16．D。解析：两室中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若右室的容积与左室相等，左室和右室在相同条件下达到的平衡状态相同，含有的SO2物质的量相等，右室在此平衡状态时将体积缩小为原来的，压强增大，平衡向生成SO3的方向移动，SO2物质的量减少，则第一次平衡时，SO2的物质的量左室更多，A项正确；通入气体未反应前，左室气体总物质的量为4 mol，右室气体总物质的量为2 mol，左室容积为右室的两倍，温度相同，则左室压强和右室一样大，B项正确；左室从正反应开始建立平衡，左室平衡时压强小于左室起始压强，右室从逆反应开始建立平衡，右室平衡时压强大于右室起始压强，左室与右室起始压强相等，则第一次平衡时左室内压强一定小于右室，C项正确；若在容积为2倍左室容积的容器中起始充4 mol SO2、2 mol O2，相同条件下达到平衡时SO2的物质的量为左室SO2物质的量的2倍，打开活塞相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入2 mol SO2、1 mol O2、2 mol SO3(g)、1 mol Ar，相当于在容积为1.5倍左室容积的容器中起始充入4 mol SO2、2 mol O2、1 mol Ar，相对于2倍左室容积的容器缩小了体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2物质的量减小，即第二次平衡时，SO2的总物质的量比第一次平衡时左室SO2物质的量的2倍要少，D项错误。
17．B。解析：投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且平衡不移动，则
2c1＝c3，实际上平衡向生成氨的反应方向移动，所以2c1＜c3，A错误；甲容器和乙容器是完全相同的等效平衡，故有α1＋α2＝1，丙相对乙平衡向正反应方向移动，则丙中NH3的转化受到抑制，则α2＞α3，则α1＋α3＜1，B正确；由B项分析可得，丙相当于乙增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之和小于乙的二倍，所以其压强存在p3＜2p2，C错误；甲、乙是完全相同的等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ·mol－1，即a＋b＝92.4，D错误。
18．B
19．B。解析：容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率v(COCl2)＝＝0.32 mol·L－1·min－1，依据反应速率之比等于化学计量数之比，v(CO)＝0.32 mol·L－1·min－1，故A错误；依据表中数据可知，Ⅰ和Ⅲ温度相同时，是等效平衡，升温，COCl2的物质的量减小，说明平衡逆向移动，则正向为放热反应，故B正确；依据Ⅰ中数据求算500 ℃时的平衡常数：
CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)
2 2 0
1.6 1.6 1.6
0.4 0.4 1.6
反应的平衡常数K＝＝10，平衡时CO的转化率为×100%＝80%，
依据Ⅱ中数据，结合方程式可知，
CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)
2 2a 0
1 1 1
1 2a－1 1
则有＝10，解得a＝0.55，故C错误；反应为气体体积减小的反应，若起始时向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO和0.8 mol Cl2，相当于减压，CO平衡转化率降低，小于80%，故D错误。
20．D。解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终两者等效，但容器Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；容器Ⅱ相对于容器Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率增大，所以容器Ⅱ中转化率大，B错误；若不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以达到平衡时容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，而容器Ⅱ中温度低于容器Ⅲ，平衡正向移动，故Ⅱ中c(H2)仍小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比容器Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者等效，两容器中速率相等，但容器Ⅲ温度高，速率更快，D正确。
21．(1)0.079 mol·L－1·s－1　0.395 mol·L－1　79.0%　
(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)　
(3)CD
解析：(3)由题图可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B不符合。
22．(1)＋85.2　
(2)升高温度　
(3)①BD ②0.2　③小于　
(4)小于　由图可知650～750 ℃，甲醇的转化率增大，甲醛的选择性变小，即生成的甲醛减少，CO增多，所以反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率
解析：(1)由盖斯定律可得ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)＝×(－313.2＋483.6) kJ·mol－1＝＋85.2 kJ·mol－1。(2)用甲醇合成甲醛时，为加快化学反应速率，同时提高CH3OH的平衡转化率，且反应为吸热反应，因此可采取升高温度的措施。(3)①当v正(HCHO)＝v逆(H2)时，说明反应已经达到平衡状态，A项不符合题意；c(CH3OH)∶c(HCHO)∶c(H2)＝1∶1∶1时不能说明反应已经达到平衡状态，B项符合题意；该反应前后气体分子数不等，当混合气体的平均相对分子质量不变时，混合体系中气体总物质的量不变，说明反应已经达到平衡状态，C项不符合题意；该反应在容积不变的容器中进行，反应过程中混合气体的密度始终保持不变，故混合气体的密度不变时不能说明反应已经达到平衡状态，D项符合题意；②平衡时混合体系中HCHO(g)的体积分数为20%，若甲醇消耗的物质的量为x，则×100%＝20%，x＝2 mol，则5 min内，v(CH3OH)＝＝0.2 mol·L－1·min－1；③反应达平衡时，CH3OH(g)、HCHO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为3 mol·L－1、1 mol·L－1、1 mol·L－1，该条件下反应的平衡常数K＝＝，向已达平衡的反应体系中充入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2(g)时，CH3OH(g)、HCHO(g)、H2(g)的物质的量浓度分别为3.5 mol·L－1、1 mol·L－1、1.5 mol·L－1，则浓度商Q＝＝>，反应向逆反应方向进行，故v正小于v逆。(4)由图可知650～750 ℃，甲醇的转化率增大，甲醛的选择性变小，即生成的甲醛减少，CO增多，所以反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率。
23．(1)丙＞甲＞乙　
(2)CD　
(3)＞
解析：(1)乙因为是绝热容器，该反应为放热反应，乙中温度比甲高，升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率降低；比较甲、丙，该反应为气体体积减小的反应，丙在恒压的条件下，甲相对于丙，相当于减小压强，平衡逆向移动，SO2的转化率降低，综上所述，达平衡时三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为丙＞甲＞乙。(2)甲为恒温恒容的密闭容器，则温度不变不能用于判断该反应是否处于平衡状态，故A不选；甲、乙均为恒容密闭容器，又由于该反应为气体参加的反应，所以密度始终保持不变，故B不选。(3)丙为恒温恒压的密闭体系，所以相同温度下在容器丙中分别投入4 mol SO2、2 mol O2和2 mol SO2、1 mol O2进行反应平衡不发生移动；则所释放的能量前者为后者的两倍；若前者反应温度为400 ℃，后者反应温度为500 ℃，且该反应为放热反应，所以平衡逆向移动，则前者释放的能量大于后者的两倍。
24．(1)④⑤　
(2)Ⅰ.2　Ⅱ.0.25　1.5　Ⅲ.a＋c＝2　b＋＝1
25．正向　增大　减小　不变　减小　增大
26．(1)1∶1　
(2)不　
(3)向左　
(4)乙　高　
(5)a
解析：(1)对N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，在密闭容器中，开始时n(N2)∶n(H2)＝2∶6＝1∶3，反应时消耗n(N2)∶n(H2)＝1∶3，则N2和H2的转化率之比是1∶1。
(2)当达到平衡时，保持体积不变充入氩气，使体系压强增大，但体积不变浓度不变，平衡不移动。
(3)当达到平衡时，将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时减小一倍，体积增大一倍，根据勒夏特列原理，平衡向体积增大的方向移动，即平衡将向左移动。
(4)由于反应放热，则乙容器温度升高，反应速率比甲容器快，所以先达平衡的是乙容器；由于反应放热，甲容器温度比乙容器低，能促进平衡正向移动，所以甲中N2的转化率比乙中的更高。
27．(1)ac　(2)①0.45 mol·L－1·min－1　②加入催化剂(或增大压强)　③降低温度　(3)c
解析　(1)反应前后气体体积不等，则容器内的压强不发生变化，可说明达到平衡状态，故a正确；v正(CO)、v正(CO2)都表示正反应，两者相等不能说明反应达到平衡状态，故b错误；有固体参加反应，则容器内气体的密度不发生变化，可说明达到平衡状态，故c正确；由碳原子守恒可知，始终有n(CO)＋n(CO2)＝1 mol，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
(2)①一定温度下，体积为1 L容器中加入CaSO4(s)和1 mol CO，若只发生反应Ⅱ，图中2 min达到平衡状态，二氧化碳物质的量0.9 mol，CaSO4(s)＋CO(g)??CaS(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－43.6 kJ·mol－1，达到平衡状态消耗一氧化碳物质的量0.9 mol，在0～2 min内的平均反应速率v(CO)＝＝0.45 mol·L－1·min－1。②曲线B表示过程与曲线A相比，曲线斜率增大，反应速率增大，可为加入催化剂(或增大压强)。③反应Ⅱ：CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)是体积不变的放热反应，若要提高反应体系中CO2的体积分数，需要平衡正向移动，反应为放热反应，降低温度反应正向进行。(3)反应后气体能使品红褪色，只能说明生成SO2，可能只发生反应Ⅰ，故a错误；CO的体积分数逐渐减小，也可能只发生一个反应Ⅰ，故b错误；反应Ⅰ和反应Ⅱ不同产物分别是SO2和CO2，故反应体系达平衡前，SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，能说明反应Ⅰ和反应Ⅱ同时发生，故c正确；压强逐渐增大，说明气体物质的量增多，反应Ⅰ一定发生，不能确定反应Ⅱ是否发生，故d错误。
28．②④⑤
解析：①达到平衡时，v正应保持不变。
②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。
③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。
④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。
⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。
⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
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