第2节 第1课时 化学平衡状态（分层作业）-【上好课】2024-2025学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 （分层作业） 一、单选题 1．汽车尾气的处理原理为。在恒温恒容密闭容器中充入等体积的NO和CO，加入适量催化剂，发生上述反应。下列叙述错误的是 A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能 B．达到平衡后，加入少量CaO，平衡常数增大 C．达到平衡时，NO、CO的转化率相等 D．当气体总压强不变时，反应达到平衡状态 2. 恒温恒容条件下，不能表明反应： 已达平衡状态的是(    ) A. 容器中颜色不再改变 B. 混合气平均相对分子质量不再改变 C. 混合气密度不再改变 D. 单位时间内生成  的同时生成   3．已知在700 ℃时CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2，则该温度下其逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2是 A．2 B．0.5 C．4 D．1 4．在、恒容条件下，的平衡常数K=9，若、H2O的起始浓度均为，则在此条件下CO的转化率是（    ） A．60 B．50% C．75% D．25% 5．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 A．K＝ B．K＝ C．K＝ D．K＝ 6．对于反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是 A． B． C． D． 7．在某温度下，可逆反应平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 8．已知：  ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应在任意温度下均能自发进行 B．时改变的条件：向容器中通入一定量的 C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，则反应达到平衡 D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 9．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应 X(g)＋Y(g)2Z(g) △H < 0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正) C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大 10．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是 A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 11．已知：氧化制的主反应热化学方程式为：    K 该反应的历程分为如下两步： 反应①：(快反应)     反应②：(慢反应)     下列说法正确的是 A．当时，反应一定达到平衡 B．相比于提高，提高对主反应速率影响更小 C． D． 12．在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，反应开始时X2、Y2、Z的浓度分别为0.2mol•L﹣1、0.2mol•L﹣1、0，当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是 A．Z的浓度为0.2 mol•L﹣1 B．Y2的浓度为0.1 mol•L﹣1 C．X2的浓度为0.1 mol•L﹣1 D．X2的浓度为0.4 mol•L﹣1 二、填空题 13．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)=0.0080 mol·L-1并保持不变。 (1)则此温度下，平衡常数值= 。 (2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率= 。 14．工业合成氨原理为：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，在T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表： t/min 0 10 20 30 40 50 φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200 请回答下列问题： (1)0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为 。 (2)N2的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。 (3)若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为 MPa；该反应在T1℃时的压强平衡常数Kp= (MPa)-2。 (4)T1℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 N2 H2 NH3 c/(mol·L-1) 2 5 3 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：v正(N2) v逆(N2)(填“>”“＜”或“=”)。 15．在硫酸工业中，氧化为的反应为：。下表列出了一定比例的和在不同温度和压强时的平衡转化率。 温度/℃ 的平衡转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 95.0 97.7 98.3 (1)①根据表中数据判断： 0(填“>”“<”或“=”)。 ②该反应的平衡常数 (填“>”“<”或“=”)。 (2)时，向1L恒容密闭容器中加入和，反应达到平衡时的转化率为。 ①测得4s时浓度为内的平均反应速率 。 ②时，反应的平衡常数 。 (3)恒温恒容条件下，下列选项中能说明该反应一定达到平衡状态的是___________。 A．一定时间内消耗与生成的物质的量相等 B．的浓度比是 C．容器内压强不再发生变化 D．容器内气体密度不再变化 (4)催化氧化的反应过程分两步：第二步反应为，写出第一步反应的化学方程式： 。 (5)的催化氧化一般在常压下进行，但部分工厂在(约10个大气压)左右进行生产，选择在较高压强下生产，除能加块反应速率，还有的优点是 。 一、单选题 1．下列反应的平衡常数的表达式错误的是 A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)   K＝ B．SO3(g)SO2(g)+O2(g)  K＝ C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)  K＝ D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)  K＝ 2．将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为 A．4 B．0.4 C．0.25 D．0.2 3．下列说法中正确的是 A．平衡常数的大小与起始浓度有关 B．K值越大，反应物的转化率越小 C．K值越大，反应进行的程度越大 D．温度越高，K值越大 4．在某恒容密闭容器中，0.2molCO2与足量的C发生反应  。在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示，下列说法错误的是 A．反应速率： B．反应体系的混合气体中氧元素的质量分数：a＞b＞c C．当压强不再发生改变时，该反应达到平衡 D．该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 5．在4L密闭容器中充入5mol A和5mol B，在一定条件下发生反应：，5s达到平衡。达到平衡时，生成了2mol C，经测定D的浓度为，下列判断正确的是 A． B．B的转化率为10% C．用A表示的平均反应速率为 D．该条件下反应的平衡常数为2 6．将固体置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①② 达到平衡时：，，则此温度下反应①的平衡常数为 A．2 B．16 C．20 D．25 7．一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)+ O2(无色)，在恒压密闭容器中充入2 mol NO2，当反应物浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．该反应达到化学平衡状态，停止了 B．c(NO2)：c(O2)= 2：1 C．生成2molNO D．气体的颜色不再变化 8．在一定体积的密闭容器中，进行反应：2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g)  H=akJ·mol-1，若其化学平衡常数K和温度t的关系如表。下列叙述正确的是 t/℃ 700 800 900 1000 1200 K 0.6 1.0 1.3 1.8 2.7 A．a＜0 B．该反应的化学平衡常数表达式为： C．若在4L容器中通X和Y各1mol，在800℃下反应，某时刻测得X的物质的量为mol，说明该反应已达平衡 D．在1000℃时，反应Z(g)+W(g)2X(g)+Y(s)的平衡常数为1.8 9．反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应Ⅱ：HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值 A．K1=K2 B．K1=K2 C．K1=2K2 D．K1= 10．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，能证明反应已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强  ②混合气体的密度  ③的物质的量浓度  ④混合气体的总物质的量  ⑤混合气体的平均相对分子质量  ⑥与的比值  ⑦混合气体的总质量  ⑧混合气体的总体积  ⑨、的分子数之比为 A．①③④⑤ B．①③④⑤⑧⑨ C．①②③④⑤⑦ D．①②③④⑤⑥⑦⑧ 11．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，已知NO(g)、H2(g)、N2(g)、H2O(g)的起始浓度分别为0.2mol•L-1、0.6mol•L-1、0.1mol•L-1、0.2mol•L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是 A．c(NO)=0.38mol•L-1 B．c(H2O)=0.3mol•L-1 C．c(H2)+c(NO)=0.75mol•L-1 D．=1.8 12．为了研究汽车尾气净化反应：的转化效率，某小组在一定温度下，使用气体传感器测得不同时间的和物质的量浓度如下： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.45 c 0.15 0.1 0.1 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 下列说法不正确的是 A．前内生成的反应速率 B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量时即达到平衡状态 C．上表中c的值为0.25 D．该温度下的平衡常数 二、填空题 13．工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示： 化学反应 平衡常数符号 平衡常数值 500℃ 700℃ 800℃ ① 2.5 0.34 0.15 ② 1.0 1.70 2.52 ③ 请回答下列问题： (1)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； 0(用“>”或“<”表示)； (2)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； (3)恒温恒容下，对反应①，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________ A．压强不再变化 B．气体密度不再变化 C．气体平均相对分子质量不再变化 D． (4)恒容、500℃下，测得反应②在某时刻时，、、、的浓度分别为、、、，则此时 (填“>”“=”或“<”)，达平衡时的浓度为 (5)下列图像符合反应③的是___________ A．   B．   C．   D．   14．在化学反应的研究和实际应用中，人们还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。请回答下列问题。 (1)在一定温度下，2L体积不变密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图： ①时刻，正、逆反应速率大小 (填“>”“=”或“<”)。 ②若，计算反应开始至时刻用的浓度变化表示的平均反应速率为 。 ③如果升高温度，则 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)在密闭容器内，800℃时仅发生反应，体系中开始仅含有和随时间的变化如下表所示： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.007 0.006 0.006 0.006 ①时，生成的物质的量为 ，在第时，的转化率为 。 ②已知图中曲线分别代表浓度变化曲线，则无关曲线为 (填字母)。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a.容器内压强不再变化                b.混合气体颜色不再改变 c.混合气体的平均相对分子质量不变    d.容器内密度保持不变 15．(I) (1)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g)HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (2)该反应的化学平衡常数表达式为K (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________ A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．c(CO2)=c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 （分层作业） 一、单选题 1．汽车尾气的处理原理为。在恒温恒容密闭容器中充入等体积的NO和CO，加入适量催化剂，发生上述反应。下列叙述错误的是 A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能 B．达到平衡后，加入少量CaO，平衡常数增大 C．达到平衡时，NO、CO的转化率相等 D．当气体总压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能，加快反应速率，故A正确； B．平衡常数只与温度有关，加入少量CaO，平衡常数不变，故B错误； C．充入等体积的NO和CO，其初始物质的量相等，二者化学计量数之比为1：1，则达到平衡时，NO、CO的转化率相等，故C正确； D．反应前后气体体积减小，当气体总压强不变时，各物质浓度不变，则反应达到平衡状态，故D正确； 故选B。 2. 恒温恒容条件下，不能表明反应： 已达平衡状态的是(    ) A. 容器中颜色不再改变 B. 混合气平均相对分子质量不再改变 C. 混合气密度不再改变 D. 单位时间内生成  的同时生成   【答案】C  【解析】解：、容器中颜色不再改变说明二氧化氮浓度不变，达到了平衡，故A不选； B、混合气平均相对分子质量是一个变量，当不变时，达到了平衡，故B不选； C、密度是质量和体积的比值，总质量一定，体积一定，故密度一定，故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态，故C选； D、单位时间内生成  的同时生成  ，正逆反应速率相等，故能说明达到平衡状态，故D不选； 故选：。 3．已知在700 ℃时CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2，则该温度下其逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2是 A．2 B．0.5 C．4 D．1 【答案】B 【详解】由题意可得CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2= 。而反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2= = =0.5。 故答案选B。 【点睛】注意某一个可逆反应，正反应化学平衡常数为K，那么逆反应的化学平衡常数为。 4．在、恒容条件下，的平衡常数K=9，若、H2O的起始浓度均为，则在此条件下CO的转化率是（    ） A．60 B．50% C．75% D．25% 【答案】C 【详解】设达到平衡时CO转化的浓度为， 则平衡时，， 。 ，解得， 则CO的转化率为，故选C。 5．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 A．K＝ B．K＝ C．K＝ D．K＝ 【答案】D 【详解】平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入平衡常数计算式中，则K＝，故答案选D。 6．对于反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】可逆反应中反应物和生成物共存，HI、和都是双原子分子，则体系中应含有3种双原子分子。 【详解】A．图中只含有1种双原子分子，故A不符合题意； B．图中含有2种双原子分子，故B不符合题意； C．图中含有3种双原子分子，故C符合题意； D．图中含有3种双原子分子和2种单原子分子，故D不符合题意； 故答案选C。 7．在某温度下，可逆反应平衡常数为K，下列说法正确的是 A．K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大 C．K随反应物浓度的改变而改变 D．K随着温度的升高而增大 【答案】A 【详解】A．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大，A正确； B．根据反应化学平衡常数的意义可知，K越小，达到平衡时，反应进行的程度越小，即反应物的转化率越小，B错误； C．化学平衡常数仅仅是温度的函数，即K不随反应物浓度的改变而改变，仅仅随着温度的改变而改变，C错误； D．题干未告知该反应正反应为吸热反应还是放热反应，故无法判断K随着温度的升高的变化情况，D错误； 故答案为：A。 8．已知：  ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应在任意温度下均能自发进行 B．时改变的条件：向容器中通入一定量的 C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，则反应达到平衡 D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 【答案】B 【详解】A．由时可自发进行，该反应，，则在低温下能自发进行，故A错误； B．若时升高温度，则改变条件瞬间，正反应速率增大，速率曲线与原平衡点应没有连接点，则改变的不是温度，若向容器中通入一定量的，逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，正反应速率也逐渐增大，故B正确； C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，都是指正反应，并不能说明正逆反应速率相等，故C错误； D．平衡常数之和温度有关，温度不变，平衡常数不变，则K(Ⅱ)=K(Ⅰ)，故D错误； 故选B。 9．在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应 X(g)＋Y(g)2Z(g) △H < 0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正) C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大 【答案】C 【详解】A、v(Y)=(0.16－0.12)mol÷10L÷2min=0.002mol·L－1min-1，则v(Z)= 0.004mol·L－1min-1，A项错误； B、降温，平衡正向移动，则达新平衡前，v（正）>v（逆），B项错误； C、    X(g)＋Y(g)2Z(g) △H < 0 起始   0.16  0.16      0 变化   0.06  0.06     0.12 平衡   0.10  0.10     0.12 K==1.44，C项正确； D、由于该反应是气体体积不变的反应，则达平衡时与原平衡等效，平衡时X的体积分数不变，D项错误； 答案选C。 10．下列关于化学平衡常数的叙述正确的是 A．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C．化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数 【答案】D 【详解】A.化学平衡常数表示反应进行的程度，对于一个指定的化学反应，其平衡常数只受温度的影响，A项错误； B.两种物质反应，当化学方程式的化学计量数扩大为原来的两倍时，平衡常数变为原来的平方倍，B项错误； C.化学平衡常数等于平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，C项错误； D.根据平衡常数的表达式可以看出，温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数，D项正确； 答案选D。 【点睛】化学平衡常数只受温度影响，随温度的变化而变化，与反应物或生成物的浓度无关，也与反应是从正向开始还是从逆向开始无关。 11．已知：氧化制的主反应热化学方程式为：    K 该反应的历程分为如下两步： 反应①：(快反应)     反应②：(慢反应)     下列说法正确的是 A．当时，反应一定达到平衡 B．相比于提高，提高对主反应速率影响更小 C． D． 【答案】D 【详解】A．反应达到平衡时，各物质的浓度不再发生改变，当时，不能说明乙烷、乙烯的浓度不再发生改变，则反应不一定达到平衡状态，A错误； B．反应②为慢反应，则总反应的反应速率取决于反应②，提高不能使反应②的速率加快，而提高可以加快反应②的速率，进而提高主反应的反应速率，因此提高对主反应速率影响更大，B错误； C．根据反应历程可知：反应①与②相加可得，因此化学平衡常数为，C错误； D．反应①与②相加可得，因此根据盖斯定律，，D正确； 答案选D。 12．在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，反应开始时X2、Y2、Z的浓度分别为0.2mol•L﹣1、0.2mol•L﹣1、0，当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是 A．Z的浓度为0.2 mol•L﹣1 B．Y2的浓度为0.1 mol•L﹣1 C．X2的浓度为0.1 mol•L﹣1 D．X2的浓度为0.4 mol•L﹣1 【答案】C 【详解】A．当反应物X2全部转化为生成物时，Z的浓度为0.2 mol•L﹣1，但反应为可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，所以Z的浓度一定小于0.2 mol•L﹣1，A不合理； B．当反应物X2全部转化为生成物时，Y2的浓度为0.1 mol•L﹣1，但反应为可逆反应，所以Y2的浓度一定大于0.1 mol•L﹣1，B不合理； C．若反应达平衡时，参加反应的Y2的浓度为0.05 mol•L﹣1，则平衡时X2的浓度为0.1 mol•L﹣1，C可能合理； D．即便反应不发生，X2的浓度最多为0.2 mol•L﹣1，D不合理； 故选C。 二、填空题 13．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)=0.0080 mol·L-1并保持不变。 (1)则此温度下，平衡常数值= 。 (2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率= 。 【答案】(1)0.25 (2)80% 【详解】（1）由题意可得，c(I2)=0.0080 mol·L-1，c(H2)=0.0080 mol·L-1，c(HI)=0.0040 mol·L-1，K==0.25； （2）设生成的H2的浓度为x mol·L-1，，K′=，x=0.008，α(HI)=×100%=80%。 14．工业合成氨原理为：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)，在T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表： t/min 0 10 20 30 40 50 φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200 请回答下列问题： (1)0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为 。 (2)N2的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。 (3)若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为 MPa；该反应在T1℃时的压强平衡常数Kp= (MPa)-2。 (4)T1℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下： 物质 N2 H2 NH3 c/(mol·L-1) 2 5 3 该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：v正(N2) v逆(N2)(填“>”“＜”或“=”)。 【答案】(1)0.0125 mol·L-1·min-1 (2)33.3% (3) 0.50 (4)> 【分析】根据三段式分析可知： 结合表中的数据，达到平衡时N2的体积分数即物质的量分数等于20%，可列式为： =0.2，解得x=。 【详解】（1）0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为：v====0.0125 mol·L-1·min-1； （2）N2的平衡转化率为×100%=×100%=33.3%; （3）恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为=0.50 MPa，此时p(N2)=0.2×0.5 MPa=0.1 MPa，p(H2)=0.6×0.5 MPa=0.3 MPa，p(NH3)=0.2×0.5 MPa=0.1 MPa，故该反应在T1 ℃时的压强平衡常数Kp===(MPa)-2； （4）T1 ℃时，K===。向该容器中投入三种成分，此时Qc===＜K，反应继续正向移动，该时刻，正、逆反应速率的大小 15．在硫酸工业中，氧化为的反应为：。下表列出了一定比例的和在不同温度和压强时的平衡转化率。 温度/℃ 的平衡转化率/% 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 95.0 97.7 98.3 (1)①根据表中数据判断： 0(填“>”“<”或“=”)。 ②该反应的平衡常数 (填“>”“<”或“=”)。 (2)时，向1L恒容密闭容器中加入和，反应达到平衡时的转化率为。 ①测得4s时浓度为内的平均反应速率 。 ②时，反应的平衡常数 。 (3)恒温恒容条件下，下列选项中能说明该反应一定达到平衡状态的是___________。 A．一定时间内消耗与生成的物质的量相等 B．的浓度比是 C．容器内压强不再发生变化 D．容器内气体密度不再变化 (4)催化氧化的反应过程分两步：第二步反应为，写出第一步反应的化学方程式： 。 (5)的催化氧化一般在常压下进行，但部分工厂在(约10个大气压)左右进行生产，选择在较高压强下生产，除能加块反应速率，还有的优点是 。 【答案】(1) < > (2) 0.78 (3)C (4) (5)提高的转化率(或减少尾气中的含量) 【详解】（1）①根据表格中的数据可知，相同压强条件下，温度越高转化率越低，即升高温度平衡逆向移动，即反应为放热反应，△H＜0。 ②平衡常数只与温度有关，温度升高，平衡常数减小，故＞。 （2）①开始氧气的浓度为0.1mol/L，测得4s时浓度为内二氧化硫的浓度变化为0.02mol/L，平均反应速率=。 ②向1L恒容密闭容器中加入和，反应达到平衡时的转化率为，则 则平衡常数K==0.78。 （3）A. 一定时间内消耗与生成的反应方向都是正向，不能说明反应达到平衡，故A不符合题意； B. 的浓度比是时不一定达到了平衡，故B不符合题意； C. 反应前后气体的物质的量一直变化，即压强为变量，容器内压强不再发生变化时，反应达到了平衡，故C符合题意； D. 恒容条件下反应中气体的质量不变，故密度为定值，容器内气体密度不再变化时反应不一定达到了平衡，故D不符合题意； 故选C。 （4）总反应为2SO2+O22SO3，故第一步反应的化学方程式为。 （5）的催化氧化在(约10个大气压)左右进行生产，选择在较高压强下生产，除能加块反应速率，还可以提高的转化率(或减少尾气中的含量)。 一、单选题 1．下列反应的平衡常数的表达式错误的是 A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)   K＝ B．SO3(g)SO2(g)+O2(g)  K＝ C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)  K＝ D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)  K＝ 【答案】D 【详解】A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，固体参与的反应，固体不列入表达式中，且气态水参加反应时，水列入表达式中，则K＝，故A正确； B．SO3(g)SO2(g)+O2(g)，气体参加的反应，气体列入表达式中，则K＝，故B正确； C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)，固体参与的反应，固体不列入表达式中，则K＝，故C正确； D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)，在水溶液中进行的反应，水不列入表达式中，则K＝，故D错误； 故选D。 2．将4mol SO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为 A．4 B．0.4 C．0.25 D．0.2 【答案】A 【分析】利用化学平衡三段式计算各组分的浓度，根据平衡常数公式K= 计算出该反应的平衡常数． 【详解】平衡时SO3的浓度为0.5mol·L-1，则平衡时各组成物质的量变化为： 平衡常数K= = =4， 故选A。 3．下列说法中正确的是 A．平衡常数的大小与起始浓度有关 B．K值越大，反应物的转化率越小 C．K值越大，反应进行的程度越大 D．温度越高，K值越大 【答案】C 【详解】A．对于一个确定的反应，温度一定时，平衡常数一定，平衡常数的大小与起始浓度无关，A不正确； B．K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，B不正确； C．对于一个反应，K值越大，反应物的转化率越大，反应进行的程度越大，C正确； D．对于一个放热反应，温度越高，反应物的转化率越小，K值越小，D不正确； 故选C。 4．在某恒容密闭容器中，0.2molCO2与足量的C发生反应  。在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示，下列说法错误的是 A．反应速率： B．反应体系的混合气体中氧元素的质量分数：a＞b＞c C．当压强不再发生改变时，该反应达到平衡 D．该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】B 【详解】A．由题干图像信息可知，a、b、c三点对应的温度依次升高，温度越高反应速率越快，故反应速率：，A正确； B．由题干图像信息可知，a、b、c三点对应的CO2浓度依次减小，说明平衡正向移动，则气体中C的质量越来越多，则氧元素的质量分数：a＜b＜c，B错误； C．由题干方程式可知，该反应前后气体的物质的量发生改变，即反应过程中气体的压强一直在改变，则当压强不再发生改变时，说明该反应达到平衡，C正确； D．由题干图像信息可知，a、b、c三点对应的CO2浓度依次减小，说明升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应，故该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量，D正确； 故答案为：B。 5．在4L密闭容器中充入5mol A和5mol B，在一定条件下发生反应：，5s达到平衡。达到平衡时，生成了2mol C，经测定D的浓度为，下列判断正确的是 A． B．B的转化率为10% C．用A表示的平均反应速率为 D．该条件下反应的平衡常数为2 【答案】D 【详解】A．由题干信息可知，5s达到平衡，达到平衡时，生成了2mol C，经测定D的浓度为，即生成的D的物质的量为×4L=2.0mol，根据反应过程中变化量之比等于化学计量数之比，故，A错误； B．根据化学反应中变化量之比等于化学计量数之比，故生成2molC的同时，需消耗1molB，故B的转化率为=20%，B错误； C．由题干信息可知，5s达到平衡，达到平衡时，生成了2mol C，故A的物质的量变化量为3mol，用A表示的平均反应速率为，C错误； D．由三段式分析可知，，故该条件下反应的平衡常数为K===2，D正确； 故答案为：D。 6．将固体置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①② 达到平衡时：，，则此温度下反应①的平衡常数为 A．2 B．16 C．20 D．25 【答案】C 【详解】由反应②可知，反应①生成氨气和碘化氢的浓度为(4mol/L+0.5mol/L×2)=5mol/L，由于反应②没有消耗氨气，平衡时氨气的浓度为5mol/L，则反应①的平衡常数为K=c(NH3)c(HI)= 5mol/L×4mol/L=20mol2/L2，故选C。 7．一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)+ O2(无色)，在恒压密闭容器中充入2 mol NO2，当反应物浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．该反应达到化学平衡状态，停止了 B．c(NO2)：c(O2)= 2：1 C．生成2molNO D．气体的颜色不再变化 【答案】D 【详解】A．化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，故A错误； B．当体系达平衡状态时，NO2和O2的浓度之比可能为2：1，也可能不等，与各物质的初始浓度及转化率有关，故B错误； C．由于该反应是可逆反应，不能完全转化，则生成不到2molNO，故C错误； D．NO2为红棕色，其余气体为无色，气体的颜色不再变化，则NO2为浓度不变，说明反应达到平衡状态，故D正确； 故选D。 8．在一定体积的密闭容器中，进行反应：2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g)  H=akJ·mol-1，若其化学平衡常数K和温度t的关系如表。下列叙述正确的是 t/℃ 700 800 900 1000 1200 K 0.6 1.0 1.3 1.8 2.7 A．a＜0 B．该反应的化学平衡常数表达式为： C．若在4L容器中通X和Y各1mol，在800℃下反应，某时刻测得X的物质的量为mol，说明该反应已达平衡 D．在1000℃时，反应Z(g)+W(g)2X(g)+Y(s)的平衡常数为1.8 【答案】C 【详解】A． 由表格数据可知，随温度升高，平衡常数增大，则该反应的正反应为吸热反应，则a＞0，故A错误； B． 固体物质不能代入平衡常数的表达式，则该反应的化学平衡常数表达式为：，故B错误； C． 若在4L容器中通X和Y各1mol，在800℃下反应，某时刻测得X的物质的量为mol，可列出三段式为(mol)：，由于反应前后气体物质的量不变，则可用物质的量代替浓度计算浓度商，则，说明该反应已达平衡，故C正确； D． 在1000℃时，反应2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g)的平衡常数为1.8，其逆反应Z(g)+W(g)2X(g)+Y(s)的平衡常数应为其平衡常数的倒数为，故D错误； 故选C。 9．反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应Ⅱ：HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值 A．K1=K2 B．K1=K2 C．K1=2K2 D．K1= 【答案】D 【详解】反应Ⅰ：H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数 ，反应Ⅱ：HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数，对比两者表达式可得出，即K1=，故选D。 10．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，能证明反应已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强  ②混合气体的密度  ③的物质的量浓度  ④混合气体的总物质的量  ⑤混合气体的平均相对分子质量  ⑥与的比值  ⑦混合气体的总质量  ⑧混合气体的总体积  ⑨、的分子数之比为 A．①③④⑤ B．①③④⑤⑧⑨ C．①②③④⑤⑦ D．①②③④⑤⑥⑦⑧ 【答案】A 【详解】①该反应为反应前后气体体积减小的反应，压强为变量，当混合气体的压强不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确； ②该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体总质量不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，错误； ③B物质的量浓度不变时，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确； ④该反应为气体体积减小的反应，混合气体的总物质的量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确； ⑤混合气体的总质量不变，总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确； ⑥未说明两物质反应速率的方向，则根据与的比值始终不变，不能说明各组分的浓度不再变化，则无法判断平衡状态，错误； ⑦该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体的总质量始终不变，不能根据混合气体的总质量判断平衡状态，错误； ⑧容器容积不变，则混合气体的总体积为定值，不能根据混合气体总体积判断平衡状态，错误； ⑨C、D的分子数之比为，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，错误；故选A。 11．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，已知NO(g)、H2(g)、N2(g)、H2O(g)的起始浓度分别为0.2mol•L-1、0.6mol•L-1、0.1mol•L-1、0.2mol•L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是 A．c(NO)=0.38mol•L-1 B．c(H2O)=0.3mol•L-1 C．c(H2)+c(NO)=0.75mol•L-1 D．=1.8 【答案】D 【详解】根据三段式： 故平衡时，选项A符合； 平衡时，，选项B符合； 设在转化过程中，NO的转化浓度为， 根据三段式： 正向转化平衡时， 故可能转化0.0125，，逆向转化平衡时，选项C符合： 正向转化平衡时，，取，；逆向转化平衡时，，取，，故不可能小于2，选项D不符合； 答案选D。 12．为了研究汽车尾气净化反应：的转化效率，某小组在一定温度下，使用气体传感器测得不同时间的和物质的量浓度如下： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.45 c 0.15 0.1 0.1 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 下列说法不正确的是 A．前内生成的反应速率 B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量时即达到平衡状态 C．上表中c的值为0.25 D．该温度下的平衡常数 【答案】A 【详解】A．前内生成的反应速率，A错误； B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量，即正逆反应速率相等时即达到平衡状态，B正确； C．c是2s时，NO的浓度，由表中可知，CO的浓度为2.85，CO物质的量的改变量和NO的改变量是相同的，3.6-2.85=1.00-c，c=0.25，C正确； D．4s时达到平衡， ，D正确； 故选A。 二、填空题 13．工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示： 化学反应 平衡常数符号 平衡常数值 500℃ 700℃ 800℃ ① 2.5 0.34 0.15 ② 1.0 1.70 2.52 ③ 请回答下列问题： (1)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； 0(用“>”或“<”表示)； (2)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； (3)恒温恒容下，对反应①，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________ A．压强不再变化 B．气体密度不再变化 C．气体平均相对分子质量不再变化 D． (4)恒容、500℃下，测得反应②在某时刻时，、、、的浓度分别为、、、，则此时 (填“>”“=”或“<”)，达平衡时的浓度为 (5)下列图像符合反应③的是___________ A．   B．   C．   D．   【答案】(1) < (2) (3)AC (4) > 0.75 (5)A 【详解】（1）依据盖斯定律反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1·K2，依据不同温度下K1和K2的平衡常数可知500℃时，K3=K1·K2=2.5×1.0=2.5，800℃时，K3=K1·K2=2.52×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变ΔH＜0； （2）依据盖斯定律反应①+②可得反应③，则； （3）A. 反应①压强减小，当压强不再变化，说明达到平衡状态，A正确； B. 反应前后气体质量和容器容积不变，所以气体密度始终不再变化，B错误； C. 正反应体积减小，混合气体的质量不变，所以气体平均相对分子质量不再变化，可以说明反应达到平衡状态，C正确； D. 没有指明反应方向，无法判断是否达到平衡状态，D错误； 答案选AC。 （4）500℃时，反应②在某时刻，、、、的浓度分别为、、、，Qc==0.25＜K2=1，则此时v正＞v逆；设平衡时消耗氢气和二氧化碳均是xmol/L，则，解得x＝0.25，所以达平衡时的浓度为0.75mol/L； （5）A．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，图象符合，故A正确； B．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，氢气质量分数增加，图象不符合，故B错误； C．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，平衡状态不变，平衡时一氧化碳的物质的量不变，图象不符合，故C错误； D．平衡常数只与温度有关系，与压强无关，图象不符合，故D错误； 故答案为：A。 14．在化学反应的研究和实际应用中，人们还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。请回答下列问题。 (1)在一定温度下，2L体积不变密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图： ①时刻，正、逆反应速率大小 (填“>”“=”或“<”)。 ②若，计算反应开始至时刻用的浓度变化表示的平均反应速率为 。 ③如果升高温度，则 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)在密闭容器内，800℃时仅发生反应，体系中开始仅含有和随时间的变化如下表所示： 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.007 0.006 0.006 0.006 ①时，生成的物质的量为 ，在第时，的转化率为 。 ②已知图中曲线分别代表浓度变化曲线，则无关曲线为 (填字母)。 ③下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a.容器内压强不再变化                b.混合气体颜色不再改变 c.混合气体的平均相对分子质量不变    d.容器内密度保持不变 【答案】(1) > 0.01 增大 (2) 0.013 70% a abc 【详解】（1）①t1时刻，反应物浓度仍在减少说明反应正向进行，则v正>v逆； ②N的物质的量随时间增多而减小，说明N为反应物，M为生成物，生成的M全部由N转化得到，若t3=5，反应开始至t3时∆n(N)=(8-2)mol =6mol，； ③升高温度，正、逆反应速率都增大，则v逆增大； （2）①0~2s内，∆ n(NO)=(0.020- 0.008)mol =0.012mol，由变化的物质的量与系数成正比，则∆ n(NO2)= ∆n(NO)= 0.013mol，2s时，生成的物质的量为0.013mol，在第4s时，NO的转化率为； ②NO、是反应物，其物质的量浓度随时间增多而减小，是生成物，其物质的量浓度随时间增多而增大，且变化的浓度与系数成正比，NO的变化物质的量浓度小于0.01mol/L，则最终浓度不超过0.01mol/L，则无关曲线为a； ③a.该反应前后气体分子数变化，恒温恒容条件下压强不变时，能说明该反应已达到平衡状态，a选； b.混合气体颜色不再改变说明的浓度不再发生变化，能说明该反应已达到平衡状态，b选； c.该反应是气体分子数不相等的反应，则混合气体的物质的量会变化，密闭容器中混合气体的总质量不变，则混合气体的平均相对分子质量不变时，能说明该反应已达到平衡状态，c选； d. 密闭容器中混合气体的总质量不变，恒容下体积不变，则容器内密度一直保持不变，不能说明该反应已达到平衡状态，d不选； 故选：abc。 15．(I) (1)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g)HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (2)该反应的化学平衡常数表达式为K (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________ A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．c(CO2)=c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 【答案】(1) 1/49 7 (2) (3)BC (4)830 (5)否 【详解】（1）第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，即K2==；第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3===7。 （2）根据反应的化学方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)可知，化学平衡常数K=。 （3）A．该反应前后，气体分子数不变，则反应前后，容器中的压强不变；故容器中压强不变，不能说明该反应达到化学平衡状态，A不符合题意； B．混合气体中c(CO)不变，说明该反应达到化学平衡状态，B符合题意； C．v正(H2)=v正(H2O)，当v正(H2)=v逆(H2O)时，v正(H2O)=v逆(H2O)，则说明该反应达到化学平衡状态，C符合题意； D．c(CO2)=c(CO)，不能说明该反应达到化学平衡状态，D不符合题意； 故选BC。 （4）当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1，由表中数据可知此时温度为830℃。 （5）此时，Q===1>0.9，所以反应未达到平衡。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$