6.2 化学平衡-讲义

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6.2 化学平衡-讲义

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第6章 化学反应速率和化学平衡
6.2化学平衡
一、可逆反应
1.可逆反应的定义:
在同一条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应
【要点诠释】不管反应方程式如何书写,向右方向进行的反应叫正反应,向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是2个反应组成的体系,含有2个反应速率:v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度,v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。
2.可逆反应的特点:
(1)反应不能进行到底
(2)在一定条件下反应物与生成物同时存在
(3)由正反应和逆反应2个反应组成,正、逆反应方向同时进行,分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢。
(4)若条件保持一定,最终都会建立一个化学平衡状态。
3.可逆反应的表示方法:
可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号
二、化学平衡
1.化学平衡的建立
(1)浓度对速率的影响的角度
对于可逆反应2SO2+O22SO3,在一定温度下,将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中
浓度 速率变化 v正、v逆关系
反应开始 反应物浓度最大 v正最大 v正>v逆
生成物浓度为0 v逆为0
反应进行中 反应物浓度逐渐减小 v正逐渐减小 v正>v逆
生成物浓度逐渐增大 v逆增大
反应一段时间(t1)后 反应物浓度不再改变 v正不变 v正=v逆≠0
生成物浓度不再改变 v逆不变
(2)利用速率—时间(v t)图像分析
2.化学平衡状态的概念:
在一定条件下,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡
【要点诠释】
①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度,即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率
②对于可逆反应来说,当处于化学平衡状态时,转化率、产率达到了最大限度
3.化学平衡状态的特征
(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,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡移动
三、化学平衡状态的判断
1.任何情况下均可作为标志的是:
(1)v(正)=v(逆)
【要点诠释】
v(正)=v(逆)在一个反应中,其含义是指对某一物质而言v(生)=v(消),必须包含两个方向的速率(即正反应速率和逆反应速率);同一物质,速率相等,不同物质,速率之比等于化学计量数之比。
(2)各组分浓度(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化
2.在一定条件下可作为标志的是:
(1)对于有色物质参加或生成的可逆反应体系,颜色不再变化。
(2)对于反应前后气体体积变化的反应来说,气体的总的物质的量、平均相对分子质量保持不变,以及恒压下体积不再改变,恒容下压强不再改变,都可以成为判断平衡状态的标志。
3.不能作为判断标志的是:
(1)各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比。
(2)有气态物质参加或生成的反应,若反应前后气体的体积变化为0,则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容)
(3)对于均为气体参加或生成的体系,恒容时密度不发生变化。
4.反应类型分析(如下表所示)
对于密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根据对化学平衡状态概念的理解,判断下列各情况是否达到平衡。
可能的情况举例 是否已达平衡
混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,即v(正)=v(逆) 平衡
在单位时间内消耗了nmolB,同时生成pmolC 不一定平衡
v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q 不一定平衡
在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD 不一定平衡
压强 压强不再变化,当m+n≠p+q 平衡
压强不再变化,当m+n=p+q 不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量() 一定,当m+n≠p+q 平衡
一定,当m+n=p+q 不一定平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的情况下,体系温度一定 平衡
气体的密度 密度一定 不一定平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色不变,即有色物质的浓度不变 平衡
四、“三段式”突破平衡转化率和物质百分含量的计算 
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a-mx b-nx px qx
转化率:α(A)=×100%,α(B)=×100%
气体体积分数(物质的量分数):φ(A)=×100% φ(D)=×100%
五、化学平衡的移动:
1.概念:
可逆反应达到平衡状态后,反应条件(如浓度、压强、温度)改变,使v正和v逆不再相等,原平衡被破坏,一段时间后,在新的条件下,正、逆反应速率又重新相等,即v正'=v逆',此时达到了新的平衡状态,称为化学平衡的移动。应注意此时v正'≠v正,v逆'≠v逆。
2.平衡发生移动的根本原因:
V正、V逆发生改变,导致V正≠V逆。
3.平衡发生移动的标志:
新平衡与原平衡各物质的百分含量发生了变化。
【要点诠释】
① 新平衡时:V′正=V′逆,但与原平衡速率不等。
② 新平衡时:各成分的百分含量不变,但与原平衡不同。
③ 通过比较速率,可判断平衡移动方向:
  当V正>V逆时,平衡向正反应方向移动;
  当V正<V逆时,平衡向逆反应方向移动;
  当V正=V逆时,平衡不发生移动。
4.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条件之一(如:温度、浓度、压强),平衡就将向着能够“减弱”这种改变的方向移动。
【要点诠释】
①原理的适用范围是只有一个条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多个条件同时发生变化时,情况比较复杂。
②注意理解“减弱”的含义:
定性的角度,平衡移动的方向就是能够减弱外界条件改变的方向。平衡移动的结果能减弱外界条件的变化,如升高温度时,平衡向着吸热反应方向移动;增加反应物,平衡向反应物减少的方向移动;增大压强,平衡向体积减少的方向移动等。
定量的角度,平衡结果只是减弱了外界条件的变化而不能完全抵消外界条件的变化量。
③这种“减弱”并不能抵消外界条件的变化,更不会“超越”这种变化。如:原平衡体系的压强为p,若其他条件不变,将体系压强增大到2p,平衡将向气体体积减小的方向移动,达到新平衡时的体系压强将介于p~2p之间。又如:若某化学平衡体系原温度为50℃,现升温到100℃(其他条件不变),则平衡向吸热方向移动,达到新平衡时体系温度变为50℃~100℃。
(2)适用范围:已达平衡状态的可逆反应
(3)推广:该原理适用于很多平衡体系:如化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡、络合平衡等。
5.影响化学平衡的外界条件:
(1)浓度:
其它条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
【要点诠释】
由于纯固体或纯液体的浓度为常数,所以改变纯固体或纯液体的量,不影响化学反应速率,因此平衡不发生移动。所以浓度改变仅适用于溶液或气体物质。
(2)压强:
其它条件不变时,对于有气体参加的可逆反应:
【要点诠释】
①若反应前、后气体的物质的量(或气体体积数)之和不相等:达到平衡后,增大压强,平衡向气体体积数减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积数增大的方向移动;
②若反应前、后气体的物质的量(或气体体积数)相等:达到平衡后,改变压强,平衡不移动。
(3)温度:
其它条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
【要点诠释】
对于可逆反应,催化剂同等程度地改变正、逆反应速率,所以使用催化剂化学平衡不移动。
【小结】:外界条件对化学平衡的影响结果
外界条件对化学平衡的影响
“仅”改变影响平衡的一个条件 化学平衡的移动方向 化学平衡移动的结果
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小,但比原来大
减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大,但比原来小
增大生成物浓度 向逆反应方向移动 生成物浓度减小,但比原来大
减小生成物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大,但比原来小
增大体系压强 向气体体积减小的方向移动 体系压强减小,但比原来大
减小体系压强 向气体体积增大的方向移动 体积压强增大,但比原来小
升高温度 向吸热方向移动 体系温度降低,但比原来高
降低温度 向放热方向移动 体系温度升高,但比原来低
六、外因对反应速率和化学平衡的影响的比较:
1.对于可逆反应N2+3H22NH3正反应为放热反应, 一定条件下达到平衡,分析如下:
V正 V逆 二者关系 移动方向 N2 转化率
缩小容积(即加压) ↑ ↑ V正>V逆 → ↑
升温 ↑ ↑ V正<V逆 ← ↓
定V充入N2(N2浓度增大) ↑ ↑ V正>V逆 → ↓
定V充入惰性气体(浓度均不变) — — V正=V逆 — —
定压充入惰性气体(相当于扩大容积减压) ↓ ↓ V正<V逆 ← ↓
分离出NH3(降低NH3浓度) ↓ ↓ V正>V逆 → ↑
使用(正)催化剂 ↑ ↑ V正=V逆 — —
注:“↑”表示增大,“↓”表示降低,“—”表示不变
2.对于可逆反应H2(g)+ I2(g)2H I(g) 正反应为放热反应,一定条件下达到平衡,分析:
V正 V逆 二者关系 移动方向 H2 转化率
缩小容积(即加压) ↑ ↑ V正=V逆 — —
升温 ↑ ↑ V正<V逆 ← ↓
定V充入H2(H2浓度增大) ↑ ↑ V正>V逆 → ↓
定V充入惰性气体(浓度均不变) — — V正=V逆 — —
定压充入惰性气体(相当于扩大容积减压) ↓ ↓ V正=V逆 — —
分离出H I(g)(降低H I浓度) ↓ ↓ V正>V逆 → ↑
注:“↑”表示增大,“↓”表示降低,“—”表示不变
【要点诠释】
上表对相关知识进行了对比分析,但在解题时还须灵活应用。如观察上表,还可以得出以下规律:
  ①改变一个影响因素,v正、v逆的变化不可能是一个增大,另一个减小的,二者的变化趋势是相同的,只是变化大小不一样(催化剂情况除外);
  ②平衡向正反应方向移动并非v正增大,v逆减小。
七、分析化学平衡移动问题的一般思路
【要点诠释】
(1)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同;
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同。
(3)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件:
原平衡体系 (
充入惰性气体
)体系总压强增大 (
)体系中各反应成分的浓度不变 (
)平衡不移动
②恒温、恒压条件:
(
体积不变的反应
平衡不移动。
体积改变的反应
平衡向气体体积增大的方向移动。
)原平衡体系 (
充入惰性气体
)容器容积增大,体系的分压减小 (
)各组分的浓度同等倍数
减小
【典型例题】
类型一:可逆反应
例1.当可逆反应:2SO2+O22SO3达到平衡后,通入18O2,再次达到平衡时,18O存在于……………………………………………………………………………………………( )
A.SO3和O2中 B.SO2和SO3中
C.SO2、O2和SO3中 D.SO2和O2中
例2.下列不属于可逆反应的是…………………………………………………………( )
A.N2+3H22NH3 B.CO2+H2OH2CO3
C.2NO2N2O4 D.Pb+PbO2+2H2SO4 (
充电
放电
)2PbSO4+2H2O
例3.对于可逆反应2A(g)+3B(g)3C(g),在一定条件下,使一定量A和B气体反应,达到平衡状态时,具有的关系是…………………………………………………( )
A.各物质浓度之比为[A]:[B]:[C]==2:3:3
B.平衡混合物体积是反应开始前的3/5
C.平衡混合物中各物质的浓度相等
D.单位时间内,若消耗了a mol A物质,则时也消耗了1.5a mol C物质
例4.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是……( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x molNO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
类型二:化学平衡的建立
例5.对于可逆反应达到平衡时,下列说法不正确的是……………………………………( )
A.反应物与生成物的浓度不再改变 B.正反应速率与逆反应速率均为零
C.各物质的组成之比不再改变 D.该条件下的反应物的转化率最大
例6.下列说法中不正确的是…………………………………………………………………( )
A.当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等
C.可以通过控制反应条件,使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3
D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变
类型三:化学平衡状态的判断方法
例7.(双选)在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是……( )
A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成n molA,同时生3n molB
C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2
例8.(双选)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,表明反应:A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是…………………………………………………………( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
例9.一定条件下,反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是…………………………( )
A.一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成
B.一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂
C.一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂
D.一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成
例10.可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是………………………………………( )
A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)
例11.(双选)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是………………………………………………( )
A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闲容器中氨气的体积分数不变
例12.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)2NO2(g)2NO(g)+O2(g) (乙)H2(g)+I2(g)2HI(g)
现有下列状态:
(1)反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比
(2)反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
(3)速率之比等于系数之比的状态
(4)浓度之比等于系数之比的状态
(5)百分含量之比等于系数之比的状态
(6)混合气体的颜色不再改变的状态
(7)混合气体的密度不再改变的状态
(8)混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(9)体系温度不再改变的状态
(10)压强不再改变的状态
(11)反应物的浓度不再改变的状态
(12)反应物或生成物的百分含量不再改变的状态
其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是________________________________;能表明(乙)达到化学平衡状态的是_____________________________;能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是____________________
类型四:化学平衡的计算
例13.恒温下,将a molN2和b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时,n1(N2)=13mol,n1(NH3)=6mol,计算a的值。
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量     。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=      。
(4)原混合气体中,a∶b=          。
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=       。
(6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=      。
例14.在10 L密闭容器中,1 mol A和3 mol B在一定条件下反应:A(g)+xB(g) 2C(g),2 min后反应达到平衡时,测得混合气体共3.4 mol,生成0.4 mol C,则下列计算结果正确的是………………………………………………………………………………………………( )
A.平衡时,物质的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶11∶4
B.x值等于3
C.A的转化率为20%
D.B的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
例15.在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于……………………………………( )
A.5%     B.10%  C.15%    D.20%
类型五:化学平衡的移动
例16.下列各组物质的颜色变化,可用勒夏特列原理解释的是…………………………( )
A.新制的氯水在光照条件下颜色变浅
B.H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深
C.氯化铁溶液加铁粉振荡后颜色变浅
D.加入催化剂有利于氨的催化氧化
例17.COCl2 (g) CO (g)+Cl2 (g);吸热反应,当反应达到平衡时,下列措施:①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体,能提高COCl2转化率的是……………………………………………………………………………( )
A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑤ D.③⑤⑥
例18.在一定温度和压强下,N2+3H2 (
高温、高压
催化剂
) 2NH3合成氨反应达到平衡时,下列操作不会使平衡发生移动的是…………………………………………………………………( )
A.恒温恒压时充入氨气 B.恒温恒容时充入氮气
C.恒温恒容时充入氦气 D.恒温恒压时充入氦气
例19.在某温度时,反应 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 放热反应,在一带有活塞的密闭容器中达到平衡,下列说法不正确的是…………………………………………………………( )
A.恒温、压缩体积,平衡不移动,颜色加深
B.恒压、充入HI(g),开始时正反应速率减小
C.恒容、充入HI(g),正反应速率减小
D.恒容、充入H2,I2的浓度降低
例20.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正向移动时,下列有关叙述正确的是:……………………………………………………………………………………( )
①生成物的百分含量一定增加;②生成物的产量一定增加;③反应物的转化率一定增大;
④反应物的浓度一定降低;⑤正反应速率一定大于逆反应速率;⑥使用合适的催化剂
A.①② B.②⑤ C.②③⑤ D.②③④⑤
例21.据报道,在300℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实:2CO2 (g)+6H2 (g) CH3CH2OH (g)+3H2O (g),下列叙述错误的是……………………………………( )
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
例22.某温度下,体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应:X (g) + Y (g)Z (g) + W (s) ;吸热反应,下列叙述正确的是………………………………………………………………( )
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡逆向移动
D.平衡后加入X,上述反应吸收的热量不变
例23.已知反应mX (g) + nY (g) qZ (g),放热反应,m+n>q,在恒容密闭容器中反应达到平衡时,下列说法正确的是………………………………………………………………( )
A.通入稀有气体使压强增大,平衡将正向移动
B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C.降低温度,混合气体的平均相对分子质量变小
D.增加X的物质的量,Y的转化率降低
【练习题】
1.(双选)在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,表明反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是…………………………………………………( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
2.在一定条件下,化学反应N2(g)+3H2(g) (
高温、高压
催化剂
) 2NH3(g)合成氨反应,达到平衡后,下列说法正确的是……………………………………………………………………………( )
A.N2、H2和NH3的浓度之比为1:3:2
B.N2减少的反应速率和NH3减少的反应速率之比为1:2
C.气体体积为初始体积的1/2
D.混合气体的平均相对分子质量为28
3.一定温度下,可逆反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)达到平衡的标志是……………( )
A.容器内每减少1molA2,同时生成2molAB3
B.容器内每减少1molA2,同时生成3molB2
C.容器内A2、B2、AB3的物质的量之比为1:3:2
D.容器内A2、B2、AB3的物质的量浓度之比为1:1:1
4.一定温度下,在密闭容器中发生反应:A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志………( )
A.A、B、C的浓度不再随时间的变化而变化
B.单位时间生成n molA同时生成3n molB
C.C生成的速率等于A分解的速率的2倍
D.A、B、C的分子数比为1:2:3
5.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡状态的标志是……………………………………………………………………………………………( )
①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成a mol A同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再变化 ④混合气体的总压强不再变化
⑤混合气体的物质的量不再变化 ⑥单位时间内消耗a mol C的同时,消耗2/3a mol B
⑦A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥
6.有一处于平衡状态的反应X (s)+3Y (g) 2Z (g);放热反应。为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是……………………………………………………………………( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥分离出Z
A.①③⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.②④⑥
7.对于平衡CO2 (g) CO2 (aq);Q=19.75 kJ·mol―1。为增大二氧化碳气体在水中的溶解度,应采用的方法是…………………………………………………………………………( )
A.升温增压 B.降温减压 C.升温减压 D.降温增压
8.在密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O(g)在一定条件下,达到平衡时生成了2/3mol CO2(反应为CO+H2O(g)CO2+H2)。其他条件不变,充入的水蒸气改变为2 mol时,平衡时生成CO2的物质的量可能是…………………………………………………………………( )
A.0.5 mol    B.0.95 mol  C.1 mol    D.2/3 mol
9.(双选)恒温条件下,把NO2装入带活塞的密闭容器中,当反应2NO2N2O4达到平衡后,慢慢压缩,下列叙述正确的是…………………………………………………………( )
A. 体积减半,则压强为原来的两倍
B. 平衡向右移动,混合气体的颜色一定会变浅
C. 体积减半,压强增大,但小于原来的2倍
D. 平衡向右移动,混合气体密度增大
10.在一定固定的密闭容器中,放入3mol X(g)和2mol Y(g),在一定条件下发生反应:4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g)达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3,则该反应方程式中的n值是…………………………………………( )
A.3 B.4 C.5 D.6
11.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A (g)+3B (g) 2C (g)达到平衡时,各物质的物质的量之比为n (A)∶n (B)∶n (C)=2∶2∶1。保持温度不变,以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C,则………………………………………………………………( )
A.平衡不移动
B.再达平衡时,n (A)∶n (B)∶n (C)仍为2∶2∶1
C.再达平衡时,C的体积分数增大
D.再达平衡时,正反应速率增大,逆反应速率减小
12.体积相同的甲乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO2、O2,使压强刚好与外界相等。在相同温度下,发生2SO2+O22SO3并达到平衡。在这个过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为α,则乙容器中SO2的转化率为( )
A.等于α     B.大于α     C.小于α     D.无法确定
13.在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g) nY(g) +Q kJ·mol-1。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
1 L 2 L 3 L
100℃ 1.00 mol·L-1 0.75 mol·L-1 0.53 mol·L-1
200℃ 1.20 mol·L-1 0.90 mol·L-1 0.63 mol·L-1
300℃ 1.30 mol·L-1 1.00 mol·L-1 0.70 mol·L-1
下列说法正确的是……………………………………………………………………( )
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
14.在一定条件下,向5L密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,发生可逆反应:2A(g)+B(g)2C(g),达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1mol/L,则A的转化率为( )
A.67% B.50% C.25% D.5%
15.有一可逆反应为A(g)B(g),下列各项中,表示已达到平衡的是………………( )
A.c(A)=c(B) B.压强不再发生变化
C.A与B的体积分数不再发生变化 D.A的消耗速率等于B的生成速率
16.一定温度下恒容的密闭容器中,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.正反应速率和逆反应速率相等且都为零
B.容器内气体的总压强不随时间变化
C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
D.容器内气体的平均相对分子质量不随时间变化
17.在密闭容器中充入4molHI,在一定温度下,当2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时,测得生成了0.6molH2,则平衡时混合气体的总的物质的量是……………………………………( )
A.4mol B.3.4mol C.2.8mol D.1.2mol
18.在一定条件下,对反应P(g)+Q(g)R(g)+2S(g),下列说法可以说明其已经达到平衡状态的是…………………………………………………………………………………………( )
A.反应容器中,P、Q、R、S四者共存
B.P和S的生成速率相等
C.反应容器内,气体压强不随时间变化而变化
D.S的生成速率是R的生成速率的2倍
19.在一定温度下,向a L密闭容器中加入1molX气体和2 molY气体,发生如下反应:
X(g)+2Y(g)2Z(g)此反应达到平衡的标志是……………………………………( )
A.正反应和逆反应的速率都为零
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D.单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ
20.将H2和I2以1:1的体积比混合,使其在一定条件下发生可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)。当达到平衡时,HI占反应混合气体的20%(体积分数),则混合气体中H2所占的体积分数是………………………………………………………………………………………………( )
A.40% B.80% C.10% D.20%
21.将1molN2和3molH2反应,达到平衡时,混合气体中含92%(体积百分含量)的NH3,则H2体积百分含量为…………………………………………………………………………( )
A.2% B.3% C.4% D.6%
22.(双选)在某温度时将2molA和1molB两种气体通入容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g),2 min时反应达到平衡状态,经测定B的物质的量为0.4 mol,C的反应速率为0.45 mol·(L·min)-1。下列各项能表明该反应达到平衡的是………………( )
A.vA正∶vB逆=2∶1 B.混合气体密度不再变化
C.混合气体压强不再变化 D.A的转化率不再变化
23.a mol N2与b mol H2混合,在一定条件下反应达到平衡,生成了c mol NH3,则NH3在平衡体系中质量分数为…………………………………………………………………………( )
A. B.
C. D.
24.一定条件下,容积固定的密闭容器中,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),到达平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1 、0.08mol·L-1,则下列判断不合理的是…………………………………………( )
A.c1:c2=1:3
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2:3
C.达平衡时,容器内的压强不再变化
D.c1的取值范围为025.对于反应N2 +3H22NH3+Q,下列肯定不是该反应达到平衡状态的标志是……( )
A.断开一个N≡N,同时有六个N-H键生成 B.生成氨的速率与分解氨的速率相等
C.N2、H2、NH3的质量分数不再变化 D.混合气体总压不再改变
26.一定条件下,在2SO2+O22SO3平衡体系中,SO2、O2、SO3三种物质的浓度分别为2.0mol/L、0.8mol/L、2.4mol/L,则O2的起始浓度可能为…………………………………( )
A.0.8mol/L~2.0mol/L B.0~2.0mol/L
C.0~0.8mol/L D.无法确定
27.将1mol N2和3mol H2及催化剂一起充入一密闭容器中,在保持温度和压强不变的条件下反应达到平衡,测得混合气体总的物质的量为3.6mol。求:
(1)参加反应的N2的物质的量;
(2)平衡时H2的物质的量。
(3)求N2的转化率和H2的转化率
28.在一定条件下可发生反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),现取8LSO2和6LO2混合,当反应达到平衡后,测得混合气体的体积减小10%。求:
(1)SO2的转化率;
(2)平衡混合气体中SO3的体积分数。
29.在固定体积的容器中发生反应:P(s)+Q(g)R(g)+S(g)其中R有颜色,试分析:(填增大、减小、不变、无法确定)
(1)反应过程中混合气体总物质的量随时间进行________________;
(2)反应过程中混合气体的体积随时间进行________________;
(3)反应过程中混合气体的压强随时间进行________________;
(4)反应过程中混合气体的颜色随时间进行________________;
(5)反应过程中混合气体的质量随时间进行________________;
(6)反应过程中混合气体的密度随时间进行________________;
(7)反应过程中混合气体的平均分子量随时间进行________________.
因此,上述物理量可作为判断该可逆反应达到平衡的标志的是________________.
30.H2(g)+I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志______________。
①c(H2)=c(I2)=c(HI)时
②c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2时
③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变
④单位时间内生成n molH2的同时生成2n molHI
⑤单位时间内生成n molH2的同时生成n molI2
⑥反应速率v(H2) =v(I2)=v(HI)
⑦一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
⑧温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
31.T℃时,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO2与2 mol SO2发生如下反应:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)+41.8 kJ。
(1)下列能说明该反应达到平衡状态的是_____________。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗n mol SO3的同时生成n mol NO2
(2)反应进行到20 s 时,测得反应速率v(NO)= 0.005 mol·L-1·s-1,则消耗的NO2为___mol。
(3)下列措施能使反应加快的是_________(仅改变一个条件)
a.降低温度 b.缩小容积 c.使用效率更高的催化剂
(4)若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),则到达平衡所需时间将_________。
a.延长 b.缩短 c.不变 d.无法确定
32.在373K时,把11.5gN2O4气体通入体积为500mL的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2s时,NO2含量为0.01mol,进行到60s时达到平衡,此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍。则:
(1)开始2s内,以N2O4表示的反应速率为__________。
(2)达到平衡时,体系的压强为开始的多少倍__________。
(3)平衡时还有N2O4__________mol。
33.恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值。
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数) 为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),
n(始)∶n(平)=________________。
(4)原混合气体中,a∶b=_________________。
34.将等物质的量的A和B,混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
5 min后测得c(D)=0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的反应速率是0.1 mol/(L·min)。
(1)A在5min末的浓度是_______________。
(2)v(B)=_______________。
(3)x=________________。
参考答案
典型例题
例1.C 例2.D 例3.D 例4.A 例5.B 例6.C 例7.AC 例8.BC 例9.AC
例10.C 例11.BC
例12.(2)(6)(8)(9)(10)(11)(12) 
(2)(6)(9)(11)(12)
(2)(6)(9)(11)(12)
例13.①16;②8mol;③5∶4;④2∶3;⑤1∶2;⑥3∶3∶2。
例14.C例15.C例16.A例17.B例18.C例19.C例20.B 例21.B
例22.B例23.B
【练习题】
1.BC 2.B 3.B 4.A 5.A 6.C 7.D 8.B 9.CD 10.D
11.C 12.B 13.C 14.B 15.C 16.C 17.A 18.C 19.B 20.A21.D
22.AD 23.B 24.B 25.A 26.B 27.
28.35%,22.2%
29.增大,不变,增大,增大,增大,增大,无法确定,134567 30. ③④⑦⑨
31.(1)b; (2)0.2; (3)b、c; (4)b。
32.(1)5×10-3mol/(L·s) (2)1.6 (3)0.05
33.(1)a=16 (2)8mol (3)5:4 (4)2:3
34.(1)0.75mol/L(2)0.05mol/(L·min) (3)x=2

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