专题05 化学反应的限度（考题猜想）（8大题型）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（鲁科版2019选择性必修1）

专题05 化学反应的限度 题型1化学平衡状态的建立 题型2化学平衡状态的判断 题型3平衡常数及其影响因素及其应用 题型4化学平衡常数的计算 题型5外界条件对化学平衡的影响 题型6化学平衡移动方向、转化率的分析判断 题型7勒夏特列原理及其应用 题型8化学平衡图像 ▉题型1 化学平衡状态的建立 【例1】可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的(　　) A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中 【变式1-1】可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．正反应速率等于逆反应速率，且都为零 B．反应物和生成物浓度相等 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量 【变式1-2】在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.t1时刻，反应逆向进行 B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C.t3时刻，达到反应进行的限度 D.t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止 ▉题型2 化学平衡状态的判断 【例2】在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，表明反应已达平衡的是(　　) ①混合气体的密度　②混合气体的压强　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量 A．①② B．②③ C．①③ D．①④ 【变式2-1】可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 【变式2-2】在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B.气体密度不再变化 C.CO的质量不变 D.体系的压强不再发生变化 【变式2-3】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目比为1∶1 D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 ▉题型3 平衡常数及其影响因素及其应用 【例3】对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A.平衡常数表达式为K＝ B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【变式3-1】已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A.反应①的平衡常数K1＝ B.反应③的平衡常数K＝ C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 【变式3-2】反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。 温度 (K) 化学平衡常数 反应Ⅰ：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 反应Ⅱ：4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反应Ⅲ：2NO＋O2===2NO2 500 1.1×1026 7.0×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是(　　) A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 【变式3-3】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的关系如表： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________。 (2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。 (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。 (6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L－1、2 mol·L－1、4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时上述反应________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 ▉题型4 化学平衡常数的计算 【例4】在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 以下说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 【变式4-1】加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2 【变式4-2】在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 【变式4-3】在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (1)p1、p2、p3的大小：________。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 ▉题型5 外界条件对化学平衡的影响 【例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： ①2X(g)＋Y(g) Z(s)＋ 2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) 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 【变式5-1】在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是(　　) A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小 【变式5-2】室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　) A.增大C2H5OH浓度，有利于生成C2H5Br B.若反应物均增大至3 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 C.为缩短反应达到平衡的时间，将起始温度提高至50 ℃ D.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 【变式5-3】某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A.升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D.加入一定量氩气，平衡不移动 ▉题型6 化学平衡移动方向、转化率的分析判断 【例6】 向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A.该反应达到平衡时H2的转化率为40% B.降低温度能使混合气体的密度增大 C.向该容器中充入N2，平衡正向移动 D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 【变式6-1】PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)　ΔH<0。有关数据如下： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始浓度/mol·L－1 2.0 1.0 0 平衡浓度/mol·L－1 c1 c2 0.4 下列判断不正确的是(　　) A.10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1 B.当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡 C.升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高 D.平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<0.2 mol·L－1 【变式6-2】在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A.x＋y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率增大 D.C的体积分数减小 【变式6-3】某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 ▉题型7 勒夏特列原理及其应用 【例7】 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________(填字母)。 A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B．对2H2O22H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率 C．反应：CO＋NO2CO2＋NO　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．合成氨反应：N2＋3H22NH3　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施 E．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深 【变式7-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) ①工业合成氨，反应条件选择高温　②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气　③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　④硫酸工业中，增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率 A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 【变式7-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.使用铁触媒，加快合成氨的反应速率 B.溴水中存在Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅 C.合成氨工业采用20～50 MPa高压 D.反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，达到平衡后，升高温度体系颜色变深 ▉题型8 化学平衡图像 【例8】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【变式8-1】可逆反应：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图，下列判断正确的是(　　) A．T1<T2　ΔH>0 B．T1>T2　ΔH<0 C．p1<p2　a＝c＋d D．p1<p2　a＋b＝c＋d 【变式8-2】I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)　ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物质的量浓度c(I－)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是(　　) A.该反应ΔH＞0 B.若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C.若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆 D.状态A与状态B相比，状态A的c(I)大 【变式8-3】298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是(　　) ①溶液的pH不再变化 ②v(I－)＝2v(AsO) ③c(AsO)/c(AsO)不再变化 ④c(I－)＝y mol·L－1 A.①② B.②④ C.①③ D.③④ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 化学反应的限度 题型1化学平衡状态的建立 题型2化学平衡状态的判断 题型3平衡常数及其影响因素及其应用 题型4化学平衡常数的计算 题型5外界条件对化学平衡的影响 题型6化学平衡移动方向、转化率的分析判断 题型7勒夏特列原理及其应用 题型8化学平衡图像 ▉题型1 化学平衡状态的建立 【例1】可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的(　　) A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中 【答案】D 【解析】 18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。 【变式1-1】可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．正反应速率等于逆反应速率，且都为零 B．反应物和生成物浓度相等 C．反应体系中混合物的组成保持不变 D．反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量 【答案】C 【解析】可逆反应达到平衡时，属于动态平衡，正、逆反应速率相等，但是都不为零，故A错误；可逆反应达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，各组分浓度不变，但是各组分浓度不一定相等，故B错误；当反应体系中各混合物的组成保持不变时，达到平衡状态，故C正确；化学反应一定伴随能量变化，反应物断开化学键吸收的能量不等于生成物形成化学键所放出的能量，故D错误。 【变式1-2】在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.t1时刻，反应逆向进行 B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C.t3时刻，达到反应进行的限度 D.t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止 【答案】B 【解析】A.t1时刻，v(正)>v(逆)，反应正向进行，故A错误；B.t2时刻，v(正)>v(逆)，故B正确；C.t3时刻，v(正)>v(逆)，反应没有达到最大限度，即平衡状态，故C错误；D.t4时刻，v(正)＝v(逆)，反应达到平衡状态，但v(正)＝v(逆)≠0，反应没有停止，故D错误。 ▉题型2 化学平衡状态的判断 【例2】在一定温度下，容积一定的密闭容器中发生反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，表明反应已达平衡的是(　　) ①混合气体的密度　②混合气体的压强　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量 A．①② B．②③ C．①③ D．①④ 【答案】C 【解析】①该容器的体积保持不变，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以容器内气体的密度会变，当容器中气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故正确；②该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，容器中的压强始终不发生变化，所以压强不变不能证明达到了平衡状态，故错误；③B的物质的量浓度不变是平衡状态的特征之一，此时能证明达到了平衡状态，故正确；④该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的总物质的量都不变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故错误。 【变式2-1】可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 【答案】A 【解析】依据v正＝v逆≠0判断：①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应已达平衡；②描述的均是正反应速率，无法判断；③无论反应是否达平衡，均有此关系。依据组成一定判断：④NO2为有颜色的气体(红棕色)，颜色不变能说明反应体系中NO2的浓度一定，已达到平衡；⑤因ρ＝，反应前后，m、V均不变，ρ也不变，不能说明反应达到平衡；此反应是一个不等体反应，⑥、⑦均能说明反应已达平衡。 【变式2-2】在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是(　　) A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B.气体密度不再变化 C.CO的质量不变 D.体系的压强不再发生变化 【答案】D 【解析】A项，CO的生成速率为逆反应速率，CO2的生成速率为正反应速率，且CO、CO2的化学计量数相等，则v正(CO2)＝v逆(CO)，达到化学平衡；B项，ρ＝，当m(气体)不变时，反应即达到平衡；C项，m(CO)不变，则n(CO)不变，反应达到平衡；D项，该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同，所以压强不变不能作为达到平衡的标志。 【变式2-3】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A.容器内的温度不再变化 B.容器内的压强不再变化 C.相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目比为1∶1 D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 【答案】A 【解析】已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强均不变，不能判断是否达到平衡状态，B项不符合题意；当浓度为1∶3∶2时，无法证明正逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。 ▉题型3 平衡常数及其影响因素及其应用 【例3】对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A.平衡常数表达式为K＝ B.恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C.升高体系温度，平衡常数K减小 D.恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 【答案】D 【解析】固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；增大压强，平衡逆向移动，B项错误；升温，该反应正向进行，K增大，C项错误；恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 【变式3-1】已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　) A.反应①的平衡常数K1＝ B.反应③的平衡常数K＝ C.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 【答案】B 【解析】在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；对于反应③，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。 【变式3-2】反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。 温度 (K) 化学平衡常数 反应Ⅰ：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 反应Ⅱ：4NH3＋3O2===2N2＋6H2O 反应Ⅲ：2NO＋O2===2NO2 500 1.1×1026 7.0×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是(　　) A.使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B.通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C.通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D.氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 【答案】A 【解析】使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ的发生，增大氧化炉中NO的含量，故A正确；升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数均减小，则正反应均为放热反应，无法通过改变氧化炉的温度达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的效果，故B错误；反应Ⅰ和反应Ⅱ的正反应均为气体分子数增大的反应，无法通过改变氧化炉的压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的效果，故C错误；反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ正反应均为放热反应，所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，故D错误。 【变式3-3】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的关系如表： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝____________。 (2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。 (4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。 (5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。 (6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L－1、2 mol·L－1、4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时上述反应________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。 【答案】(1)　(2)吸热 (3)700 ℃　(4)等于　(5)不　(6)向逆反应方向进行 【解析】(1)根据化学方程式CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K＝。(2)根据题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。(3)根据平衡常数表达式K＝可知，K＝3/5＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为700 ℃。(4)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830 ℃条件下，该反应平衡常数的数值都为1.0。(5)830 ℃达到平衡，扩大容器体积的瞬间，反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数，根据平衡常数表达式K＝可知，反应物和生成物同时改变相同的倍数，Q＝K，平衡不移动。(6)1 200 ℃时，Q＝，将各物质的浓度代入可得Q＝4，而此温度下的平衡常数为2.6，即Q>K，所以该反应向逆反应方向进行。 ▉题型4 化学平衡常数的计算 【例4】在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g)N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 以下说法正确的是(　　) A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．以上说法都不正确 【答案】C 【解析】由化学平衡常数的定义可知K1＝，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为＝＝5×10－82，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向：NO＞H2O＞CO2，C项正确，D项错误。 【变式4-1】加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2 【答案】B 【解析】设N2O5的转化浓度为x mol·L－1，N2O3的转化浓度为y mol·L－1。 根据题意得 所以x＝3.1 y＝1.4 所以反应①的平衡常数为 K＝＝＝8.5。 【变式4-2】在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)　ΔH＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.图中a的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03 C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5% 【答案】B 【解析】根据图像和已知信息可得： 则有a＝0.4－0.25＝0.15，A正确；该反应的平衡常数K＝≈33.33，B错误；该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值减小，C正确；平衡时A2的转化率为×100%＝62.5%，D正确。 【变式4-3】在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g)2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (1)p1、p2、p3的大小：________。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 【答案】(1)p1＞p2＞p3　(2)(kPa)－3 【解析】(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3。(2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4 ＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以A点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝2 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3。 ▉题型5 外界条件对化学平衡的影响 【例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： ①2X(g)＋Y(g) Z(s)＋ 2Q(g)　ΔH1＜0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2＞0 下列叙述错误的是(　　) 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 【答案】B 【解析】A.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；B.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；C.温度降低，反应①正向进行，反应②逆向进行，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；D.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平衡逆向进行，则N的浓度增大，D正确。 【变式5-1】在一密闭容器中，反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是(　　) A.平衡向逆反应方向移动 B.a＜c＋d C.物质A的转化率增大 D.物质D的浓度减小 【答案】C 【解析】容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，说明平衡正向移动，A的转化率增大。 【变式5-2】室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是(　　) A.增大C2H5OH浓度，有利于生成C2H5Br B.若反应物均增大至3 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 C.为缩短反应达到平衡的时间，将起始温度提高至50 ℃ D.加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 【答案】C 【解析】A.增大C2H5OH浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br，A正确；B.当投料比与化学计量系数之比相等时，各物质的转化率相等，原投料比1∶1等于化学计量系数之比，则C2H5OH和HBr的转化率之比等于1∶1，将反应物均增大至3 mol，投料比不变，转化率之比不变，B正确；C.温度升高至50 ℃，C2H5Br气化，平衡正向移动，反应趋于完全，不再存在平衡，C错误；D.加入NaOH，与HBr反应，平衡逆向移动，乙醇的物质的量增大，D正确。 【变式5-3】某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是(　　) A.升高温度，若c(Z)增大，则ΔH>0 B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小 C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大 D.加入一定量氩气，平衡不移动 【答案】C 【解析】升高温度，若c(Z)增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH>0，A项正确；加入一定量Z，平衡逆向移动，达到新平衡后m(Y)减小，B项正确；该反应的平衡常数K＝c(Z)，加入等物质的量的Y和Z，温度不变，平衡常数不变，则达新平衡后c(Z)不变，C项错误；加入一定量氩气，各物质浓度不变，平衡不移动，D项正确。 ▉题型6 化学平衡移动方向、转化率的分析判断 【例6】 向一容积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。10秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A.该反应达到平衡时H2的转化率为40% B.降低温度能使混合气体的密度增大 C.向该容器中充入N2，平衡正向移动 D.研发高效催化剂可大大提高NH3的产率 【答案】C 【解析】A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2÷4×100%＝30%，错误；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变，错误；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动，正确；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变，错误。 【变式6-1】PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)　ΔH<0。有关数据如下： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始浓度/mol·L－1 2.0 1.0 0 平衡浓度/mol·L－1 c1 c2 0.4 下列判断不正确的是(　　) A.10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1 B.当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡 C.升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高 D.平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<0.2 mol·L－1 【答案】C 【解析】由题意可知c1＝1.6，c2＝0.6。A项，v(Cl2)＝(1.0 mol·L－1－0.6 mol·L－1)/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)<0.2 mol·L－1。 【变式6-2】在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol·L－1。下列有关判断正确的是(　　) A.x＋y<z B.平衡向正反应方向移动 C.B的转化率增大 D.C的体积分数减小 【答案】D 【解析】容积扩大2倍，若不移动时c(A)＝0.25 mol·L－1，但达平衡为0.30 mol·L－1>0.25 mol·L－1，说明减小压强，平衡向逆反应方向移动，故x＋y>z，B转化率减小，C的体积分数减小，D项正确。 【变式6-3】某温度下，反应CH2===CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A.增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B.加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g)，CH2===CH2(g)的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】A.该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v正> v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；B.催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，B不正确；C.恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2===CH2 (g)的平衡转化率减小，D不正确。 ▉题型7 勒夏特列原理及其应用 【例7】 下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是________(填字母)。 A．溴水中存在如下平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入NaOH溶液后颜色变浅 B．对2H2O22H2O＋O2↑的反应，使用MnO2可加快制O2的反应速率 C．反应：CO＋NO2CO2＋NO　ΔH<0，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．合成氨反应：N2＋3H22NH3　ΔH<0，为使氨的产率提高，理论上应采取低温高压的措施 E．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，缩小体积加压颜色加深 【答案】BE 【解析】催化剂只能改变反应速率，对化学平衡的移动无影响。 【变式7-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) ①工业合成氨，反应条件选择高温　②实验室可以用排饱和食盐水的方法收集氯气　③使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率　④硫酸工业中，增大O2的浓度有利于提高SO2的转化率 A．②③ B．②④ C．①③ D．①④ 【答案】C 【解析】①工业合成氨的反应为放热反应，升高温度，平衡左移，不利于氨气的生成，不能用勒夏特列原理解释；②氯气溶于水的反应是一个可逆反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，因为饱和食盐水中含有大量的氯离子，相当于在氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以用勒夏特列原理解释；③催化剂不影响平衡移动，只能加快化学反应速率，所以不能用勒夏特列原理解释；④增大反应物O2的浓度，平衡向正反应方向移动，能增大SO2的转化率，可以用勒夏特列原理解释。综上所述，C项符合题意。 【变式7-2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A.使用铁触媒，加快合成氨的反应速率 B.溴水中存在Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅 C.合成氨工业采用20～50 MPa高压 D.反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，达到平衡后，升高温度体系颜色变深 【答案】A 【解析】催化剂对平衡移动没有影响，所以不能用勒夏特列原理解释加入催化剂使反应速率加快，故A符合题意。 ▉题型8 化学平衡图像 【例8】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【答案】D 【解析】由“先拐先平数值大”原则，对比①②可知T1＞T2，对比②③可知p2＞p1。对比①②，由T2升高到T1，φ(B)减小，说明升温平衡向正反应方向移动，所以正向为吸热反应；对比②③，由p1加压到p2，φ(B)增大，说明加压平衡向逆反应方向移动，所以逆向为缩体，即m＋n＜p。 【变式8-1】可逆反应：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图，下列判断正确的是(　　) A．T1<T2　ΔH>0 B．T1>T2　ΔH<0 C．p1<p2　a＝c＋d D．p1<p2　a＋b＝c＋d 【答案】C 【解析】先拐先平数值大，T1<T2、p1<p2；升高温度，C的百分含量减小，平衡逆向移动，ΔH<0；增大压强，A的百分含量不变，平衡不移动，a＝c＋d，故C正确。 【变式8-2】I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)　ΔH。某I2、KI混合溶液中，I－的物质的量浓度c(I－)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是(　　) A.该反应ΔH＞0 B.若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C.若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆 D.状态A与状态B相比，状态A的c(I)大 【答案】D 【解析】温度升高，c(I－)逐渐增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动，则反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH<0，A项错误；K＝，温度升高，平衡向逆反应方向移动，由于T2>T1，则K1>K2，B项错误；从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，c(I－)小于该温度下的平衡浓度，所以反应逆向进行，故v逆>v正，C项错误；升高温度，平衡逆向移动，c(I)变小，T2>T1，所以状态A的c(I)大，D项正确。 【变式8-3】298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列可判断反应达到平衡的是(　　) ①溶液的pH不再变化 ②v(I－)＝2v(AsO) ③c(AsO)/c(AsO)不再变化 ④c(I－)＝y mol·L－1 A.①② B.②④ C.①③ D.③④ 【答案】C 【解析】①溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，正确；②当v正(I－)＝2v逆(AsO)或v逆(I－)＝2v正(AsO)时反应达到平衡状态，由于选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，不能确定是否达到平衡状态，错误；③反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不变时反应达到平衡状态，正确；④根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I－)＝2c(AsO)，观察图像可知反应达到平衡时c(AsO)＝y mol·L－1，此时c(I－)＝2y mol·L－1，错误。综上所述，①③正确，故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$