内容正文:
专题2
化学反应速率与化学平衡
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
第三单元 化学平衡的移动
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 浓度变化对化学平衡的影响
1.[2026北京第八十中学月考]已知:存在反应[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl- [CuCl4]2-(黄)+4H2O ΔH>0。
为探究影响平衡移动的因素,取等体积相同浓度的CuCl2溶液,分别进行下列实验,对实验现象的分析
不正确的是( )
A.观察溶液为绿色,是因为[Cu(H2O)4]2+和[CuCl4]2-同时存在
B.升高温度,溶液由绿色变为黄绿色,说明平衡正向移动,[CuCl4]2-的浓度增大
C.加几滴AgNO3溶液,静置,上层清液为蓝色,说明平衡逆向移动,[CuCl4]2-的浓度减小
D.加少量锌片,静置,上层清液为浅黄绿色,说明平衡正移,[CuCl4]2-的浓度增大
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 [Cu(H2O)4]2+在溶液中呈现蓝色,[CuCl4]2-在溶液中呈现黄色,CuCl2溶液为绿色是因为[Cu(H2O)4]2+
和[CuCl4]2-同时存在,A正确;升高温度,平衡向吸热反应方向移动,故题述平衡向正反应方向移动,[CuCl4]2-
的浓度增大,溶液变为黄绿色,B正确;加几滴AgNO3溶液,因Ag++Cl- AgCl↓,c(Cl-)减小,所以题述平衡
向逆反应方向移动,[CuCl4]2-的浓度减小,[Cu(H2O)4]2+的浓度增大,上层清液为蓝色,C正确;在CuCl2溶液中
加入少量锌片,Zn与[Cu(H2O)4]2+会发生反应,题述平衡逆向移动,则[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的浓度均减小,
D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026江西抚州金溪一中段考]I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) (aq)。已知,常温下,I2在
苯中的溶解度大于I2在水中的溶解度。25 ℃时平衡常数K=680,下列说法正确的是 ( )
A.加少量AgNO3固体,平衡正向移动
B.在上述平衡体系中加入苯,平衡正向移动
C.25 ℃时,在上述平衡体系中加入少量KI固体,平衡正向移动,平衡常数K大于680
D.25 ℃,3种微粒浓度均为0.01 mol/L时,反应向生成 的方向进行
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 加少量AgNO3固体,Ag+与I-反应生成AgI沉淀,c(I-)减小,平衡逆向移动,A错误;I2更易溶于苯,加
入苯,溶液中c(I2)变小,平衡逆向移动,B错误;加入KI固体,c(I-)增大,平衡正向移动,温度不变K不变,C错误;
25 ℃,3种微粒浓度均为0.01 mol/L时,浓度商Qc= = =100<680=K,反应向生成 的方向
进行,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
衔接教材
3.[深研拓展][2026天津第十二中学月考]已知重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性,其还原产物Cr3+在水溶
液中呈绿色或蓝绿色。在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡:Cr2 (橙色,aq)+H2O(l) 2Cr (黄色,aq)+
2H+(aq)。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是 ( )
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2 被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 向平衡体系中加入硫酸,c(H+)增大,平衡逆向移动,Cr2 浓度增大,①中溶液橙色加深;加入
NaOH溶液,c(H+)减小,平衡正向移动,Cr 浓度增大,③中溶液变黄,A项正确。②中溶液变成绿色,
Cr2 被乙醇还原生成了Cr3+,B项正确。②中溶液呈酸性,④中溶液呈碱性,酸性条件下Cr2 可氧化乙
醇,而在碱性条件下不能,说明酸性条件下Cr2 的氧化性强,C项正确。若向④中溶液加入70%的硫酸
至过量,溶液呈酸性,Cr2 可以氧化乙醇,溶液变为绿色,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 压强变化对化学平衡的影响
4.[2025湖北宜昌月考]在恒温密闭容器中发生反应aA(g) bB(g)+cC(g),反应达到平衡后,将容器容
积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,C的浓度为原平衡的1.9倍。下列叙述中错误的是 ( )
A.化学平衡常数K不变 B.a>b+c
C.压缩瞬间,v正、v逆都增大 D.A的转化率减小
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 温度不变,化学平衡常数K不变,A正确;在恒温密闭容器中发生反应aA(g) bB(g)+cC(g),反
应达到平衡后,将容器容积压缩到原来的一半, 若不考虑平衡移动,当再次达到平衡时,C的浓度应为
原平衡的2倍,现C的浓度为原平衡的1.9倍,表明平衡向逆反应方向移动,即增大压强,平衡向逆反应方向
移动,则a<b+c ,B错误;压缩瞬间,反应物和生成物的浓度都增大,则v正、v逆都增大,C正确;加压
使平衡逆向移动,则A的转化率减小,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026广东广州一中期中]在密闭容器中,一定量M和N的混合气体发生反应:aM(g)+bN(g) cP(g),
达到平衡时,测得M的浓度为0.5 mol·L-1,在温度不变的条件下,仅将容器的容积压缩至原来的一半,反应
再次达到平衡时,测得M的浓度为0.8 mol·L-1。下列有关判断正确的是 ( )
A.a+b<c
B.P的平衡体积分数下降
C.N的平衡浓度增大
D.平衡向逆反应方向移动
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 容器的容积压缩至原来的一半,M的浓度瞬间变成1 mol·L-1,再次平衡,测得M的浓度为
0.8 mol·L-1,说明平衡正向移动 ,而压缩容积,平衡向气体体积减小的方向移动,故a+b>c,A、B、
D错误;容积减小,N的浓度增大,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡时,N的浓度依旧比原平衡大,C正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 温度变化对化学平衡的影响
6.在CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH>0,下列说法正确的
是 ( )
A.该反应为氧化还原反应
B.温度越高,c(Cl-)越大
C.仅增大[Cu(H2O)4]2+的浓度,反应达到平衡后,该反应的平衡常数增大
D.仅适当升高温度,反应达到平衡后,[CuCl4]2-的物质的量增大
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 题给反应中所有元素的化合价都没有变化,不属于氧化还原反应,A错误;ΔH>0,温度升高,平衡
正向移动,c(Cl-)减小,B错误;该反应的平衡常数只与温度有关,C错误;仅适当升高温度,平衡正向移动,
[CuCl4]2-浓度增大,体积不变,即物质的量增大,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025四川成都阶段检测]在体积为1 L的恒容容器中,用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH
(g)+H2O(g) ΔH。相同时间内不同的温度下,将1 mol CO2和3 mol H2置于反应器中反应,测定CH3OH的
产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.该反应的ΔH>0
B.图中P点v(正)>v(逆)
C.Q点,CO2的体积分数[φ(CO2)]与H2O的体积分数
[φ(H2O)]存在关系:4φ(CO2)+2φ(H2O)=1
D.520 K下,X点所对应甲醇的产率为50%,则平衡常数K=
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题图可知,达到最高点之前,随着温度的升高,正逆反应速率均加快,且v(正)>v(逆),相同时
间内甲醇的产率逐渐增大;达到最高点之后,反应均处于平衡状态,即升高温度,甲醇的平衡产率降低,说
明该反应为放热反应,即ΔH<0,A错误。P点在最高点之前,反应未达到平衡状态,则此时v(正)>v(逆),B正
确。设Q点时CO2的变化量为x mol,列三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
初始/mol 1 3 0 0
变化/mol x 3x x x
平衡/mol 1-x 3-3x x x
平衡时气体总物质的量为(4-2x) mol,由相同条件下,气体物质的量分数与体积分数成正比,得4φ(CO2)+
2φ(H2O)=4× +2× = =1,C正确。X点为平衡状态,甲醇的平衡产率为50%,则平衡时得到
甲醇1 mol×50%=0.5 mol,列三段式:
第1讲 描述运动的基本概念
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
初始/mol 1 3 0 0
变化/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
容器体积为1 L,则平衡常数K= = ,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组四 化学平衡移动原理的应用
8.[2026江苏苏州中学期中]接触法制备硫酸中的关键步骤是SO2在V2O5催化作用下与空气中的O2在接
触室发生可逆反应,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。反应2SO2(g)+
O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡,下列有关说法正确的是( )
A.其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,反应的平衡常数增大
B.其他条件不变,提高 的值可增大SO2的转化率
C.升高温度,能提高SO2的反应速率和转化率
D.反应中断裂旧共价键的键能之和比反应中形成新共价键的键能之和小
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 正反应是一个气体分子数减小的反应,故其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,但温度不变,
反应的平衡常数不变,A错误;其他条件不变,提高 的值,平衡正向移动,O2的转化率增大,但SO2的转
化率减小,B错误;正反应是放热反应,升高温度,能提高SO2的反应速率,但平衡逆向移动,SO2的转化率减
小,C错误;正反应是放热反应,故反应中断裂旧共价键的键能之和即吸收的总能量比反应中形成新共价
键的键能之和即放出的总能量小,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2025陕西渭南月考]下列实验操作、现象及结论均正确的是 ( )
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向FeCl3和KSCN的混合溶液中,加入少量KCl固体 溶液红色变浅 增大生成物浓度,平衡逆向移动
B 压缩装有NO2气体的注射器 混合气体颜色变深 其他条件不变时,增大压强,2NO2(g)
N2O4(g)平衡正向移动
C 向新制氯水中加入少量NaHCO3固体 氯水颜色变浅 减小生成物浓度,平衡正向移动
C
D 压缩装有HI气体的容器 容器中气体颜色不变 其他条件不变时,增大压强,2HI(g) H2(g)+I2(g)平衡不移动
第1讲 描述运动的基本概念
解析 FeCl3和KSCN的混合溶液中存在平衡Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,若加入少量KCl固体,对平衡
没有影响,则溶液颜色不变,A错误。压缩装有NO2气体的注射器,NO2的浓度瞬间增大,混合气体颜色变
深;压强变大,平衡2NO2(g) N2O4(g)正向移动,则混合气体颜色变深是压缩注射器使NO2的浓度变大
导致的,不能通过该现象说明2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动,B错误。新制氯水中存在平衡Cl2+H2O
H++Cl-+HClO,加入少量NaHCO3固体,可消耗溶液中的H+,使平衡正向移动,氯气浓度减小,则氯水颜
色变浅,C正确。装有HI气体的容器中存在平衡2HI(g) H2(g)+I2(g),为反应前后气体分子数不变的反
应,压缩容器,平衡不移动,但I2的浓度随着容器容积的减小而增大,容器中气体颜色会变深,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
10.下列事实不能用平衡移动原理解释的是 ( )
A.实验室制备乙酸乙酯时,采用边反应边蒸馏的方法来提高乙酸乙酯的产率
B.接触法制硫酸的过程中,增大空气的进气量,提高SO2的转化率
C.水煤气转换反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,适当升温来促进合成气的产生
D.汽车尾气中发生反应2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),常利用催化技术提升效果
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 实验室制备乙酸乙酯时,采用边反应边蒸馏的方法可以减小生成物乙酸乙酯的浓度,有利于平
衡向正反应方向移动,从而提高乙酸乙酯的产率,能用平衡移动原理解释,A不符合题意;接触法制硫酸
的过程中,增大空气的进气量可以增大反应物氧气的浓度,有利于平衡向正反应方向移动,从而提高二
氧化硫的转化率,能用平衡移动原理解释,B不符合题意;水煤气转换反应为吸热反应,适当升温,有利于
平衡向正反应方向移动,从而促进合成气的产生,能用平衡移动原理解释,C不符合题意;催化剂可加快
反应速率,不会使平衡发生移动,D符合题意。
第1讲 描述运动的基本概念
11.一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g) Z(g),经60 s达
到平衡,生成0.3 mol Z,下列说法正确的是 ( )
A.达到平衡时X的浓度为0.03 mol/L
B.将容器容积变为20 L,Z的平衡浓度变为0.015 mol/L
C.若升高温度,X的体积分数增大,则正反应的ΔH<0
D.若增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡常数变大
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 经60 s达到平衡,生成0.3 mol Z,说明消耗了0.6 mol X,故平衡时X剩余0.4 mol,其浓度为
0.04 mol/L,A错误;容器容积变为20 L,压强减小为原来的一半,如果平衡不移动,则Z浓度变为原来的 ,
但是该反应为气体分子数减小的反应,压强减小时,平衡向左移动,Z浓度小于原来的 ,即Z的平衡浓度
小于0.015 mol/L,B错误;若升高温度,X的体积分数增大,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应的ΔH<0,
C正确;若增大压强,平衡向正反应方向移动,但平衡常数不变,因为反应的平衡常数只与温度有关,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
第三单元 化学平衡的移动
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 外界条件对化学平衡的影响
1.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸,溶液由粉红色变为
蓝色,存在平衡:[Co(H2O)6]2+(aq)+4Cl-(aq) [CoCl4]2-(aq)+6H2O(l) ΔH>0。下列说法错误的是
( )
A.当溶液颜色不再变化时,反应达到平衡状态
B.加水,水的浓度增大,溶液由蓝色变为粉红色
C.将上述蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色
D.向上述蓝色溶液中加入少量KCl固体,溶液蓝色加深
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 当溶液颜色不再变化时,说明有关离子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,A项正确;
加水相当于稀释,各离子浓度均减小,[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计
量数,使Qc>K,平衡逆向移动 ,水的浓度视为常数,B项错误;正反应吸热,将题述蓝色溶液置
于冰水浴中,温度降低,平衡逆向移动,溶液变为粉红色,C项正确;向题述蓝色溶液中加入少量KCl固
体,Cl-浓度增大,平衡正向移动,溶液蓝色加深,D项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2025河南部分学校联考]在T ℃时,某恒容密闭容器中存在平衡:2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+CO2(g)+
H2O(g)(NaHCO3足量,改变压强不影响物质的聚集状态),测得反应达到平衡时气体物质的总浓度为
c0 mol·L-1。下列说法错误的是 ( )
A.当容器内压强不再变化时,该反应达到平衡状态
B.当容器内CO2体积分数不再变化时,该反应达到平衡状态
C.温度不变,向容器中投入适量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
D.温度不变,若适当压缩容器,再次平衡时气体物质的总浓度仍为c0 mol·L-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 该反应为气体分子数增大的反应,随着平衡的建立,恒容密闭容器内压强不断增大,当压强不
再变化时,该反应达到平衡状态,A正确;容器内CO2(g)、H2O(g)体积分数均恒为50%,则CO2体积分数不
再变化时,不能说明反应达到平衡状态,B错误;温度不变,向容器中投入适量NaOH固体,NaOH吸收CO2
(g)、H2O(g),导致生成物浓度减小,平衡向正反应方向移动,C正确;温度不变,平衡常数K=c(CO2)·c(H2O)
不变,则适当压缩容器,再次平衡时气体物质的总浓度仍为c0 mol·L-1,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026湖北武汉第一中学月考]以Fe3O4为原料炼铁,在生产过程中主要发生如下反应:
反应Ⅰ:Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=19.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ:Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g) ΔH2
为研究温度对还原产物的影响,将一定体积CO气体通入装有Fe3O4粉末的反应器,保持其他条件不变,反
应达平衡时,测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.ΔH2<0
B.其他条件不变,增大压强,Fe(s)的产量增大
C.反应温度越高,Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越低
D.温度高于1 040 ℃时,反应器中发生的主要反应的化学平
衡常数K<4
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 570 ℃之前,随着温度的升高,CO的体积分数增大,而反应①是吸热反应,随着温度的升高,平衡
正向移动,说明570 ℃前影响CO体积分数的主要反应为反应Ⅱ,反应Ⅱ是放热反应,ΔH2<0,A正确;反应
Ⅰ和反应Ⅱ均为反应前后气体分子数不变的反应,改变压强,平衡不移动,铁的产量不变,B错误;ΔH1>0,
由上述分析可知ΔH2<0,温度升高产物中FeO增多,Fe减少,C错误;1 040 ℃时,Fe3O4(s)和CO(g)发生的主
要反应为反应Ⅰ,该温度下反应Ⅰ的平衡常数K= = =4,随着温度的升高,反应Ⅰ的化学平衡
正向移动,K增大,所以温度高于1 040 ℃时,反应器中发生的主要反应的化学平衡常数K>4,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法正确的是 ( )
A.a>0
B.250 ℃时,催化剂活性:A<B
C.在使用催化剂A的条件下,延长反应时间,可以使CO2的转化率
由X点变为Y点
D.在使用催化剂B的条件下,250 ℃时,增大压强,可以使CO2的转
化率达到Z点
4.甲醇是常见的有机溶剂和化工原料。以CO2和H2为原料合成甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1。在压强一定,CO2和H2起始物质的量之比为1∶3的条件下,测得反应
相同时间,不同催化剂作用下CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示。
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 温度较低时即便有催化剂,反应速率也较慢,此时反应未达到平衡,随温度升高反应速率逐渐
加快,CO2的转化率增大,当反应达到平衡时,催化剂A、B的曲线重合,平衡后继续升高温度,CO2的转化
率降低,平衡逆向移动,所以正反应为放热反应,a<0,A错误;250 ℃时,在使用催化剂A的条件下反应速率
更快,即催化剂活性:A>B,B错误;X点处的反应已经达到平衡,延长反应时间,CO2的转化率不变,C错误;
在使用催化剂B的条件下,250 ℃时,测定转化率时反应还未达到平衡,该反应是气体分子数减小的反应,
增大压强可以加快反应速率,提高该时段内CO2的转化率,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
衔接教材
5.[深研拓展][2025北京师范大学二附中期中]已知Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+,BaCrO4难
溶,BaCr2O7可溶。下列实验叙述不正确的是 ( )
A.向Na2CrO4溶液中加少量的浓硫酸,Cr2 浓度增大
B.向K2Cr2O7溶液中加少量Ba(NO3)2固体会使溶液的pH升高
C.为使K2Cr2O7溶液变成黄色,可加入少量KOH固体
D.交警检查司机是否酒后驾车,常根据所用检测仪中的酸性K2Cr2O7与乙醇反应前后颜色变化来判断,
该反应利用的是K2Cr2O7的氧化性
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 向Na2CrO4溶液中加少量的浓硫酸,溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,则c(Cr2 )增大,A正确;向
K2Cr2O7溶液中加少量Ba(NO3)2固体,Ba2+与Cr 生成BaCrO4沉淀,c(Cr )减小,平衡正向移动,溶液中
c(H+)增大,会使溶液的pH降低,B错误;为使K2Cr2O7溶液变成黄色,加入少量KOH固体,消耗溶液中的H+,使
平衡正向移动,c(Cr2 )减小、c(Cr )增大,溶液变成黄色,C正确;检测仪中的酸性K2Cr2O7与乙醇反应,
溶液由橙色变为绿色,表明K2Cr2O7被乙醇还原,该反应利用的是K2Cr2O7的氧化性,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 浓度商与化学平衡常数的关系
6.[2026浙江杭州北斗联盟期中联考]一定温度下,向2 L恒容容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,发生反应
A(g)+B(g) C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表,下列说法正确的是
( )
t/s 0 5 15 25 35
n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80
A.前5 s的平均反应速率v(A)=0.03 mol·L-1·s-1
B.反应进行到25 s时,刚好达到平衡状态
C.温度不变,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,达平衡前v(正)>v(逆)
D.保持温度不变,起始时向容器中充入2.0 mol C,达平衡时,C的转化率小于80%
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 前5 s内A的转化量为Δn(A)=1.0 mol-0.85 mol=0.15 mol,v(A)= =0.015 mol·L-1·s-1,A错误;
从题表中数据可以看出,到25 s时,反应已经达到平衡状态,但不一定是刚好达到平衡状态,B错误;结合题
表数据,平衡时c(A)=c(B)= =0.4 mol·L-1,平衡时c(C)=0.1 mol·L-1,该温度下题述反应的平衡常数K=
= =0.625,温度不变,起始向容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B和0.1 mol C,则Qc=
= =1.25,K<Qc,达到平衡前,反应逆向进行,v(正)<v(逆),C错误;保持温度不变,起始时向
容器中充入2.0 mol C,达平衡后的状态等效于起始时向容器中加入2 mol A和2 mol B达平衡后的状态,
A(g)+B(g) C(g)为反应前后气体体积减小的反应,加压平衡正向移动,达平衡时n(C)>0.4 mol,即达到
平衡时C的转化率小于80%,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2026天津南开中学月考,]化学反应原理主要研究化学反应的基本规律。
(1)800 ℃时,在体积为2 L的恒容密闭容器中充入0.20 mol NO和0.10 mol O2,发生反应:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ΔH<0,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.20 0.12 0.06 0.02 0.02 0.02
第1讲 描述运动的基本概念
①下列既能加快反应速率,又能增大NO平衡转化率的是______(填字母)。
A.及时分离出NO2气体
B.适当升高温度
C.增大O2的浓度
D.选择高效的催化剂
②0~2 s内,计算用O2表示的平均反应速率v(O2)=______________________。
③800 ℃时,该反应的平衡常数K=___________(填计算结果)。相同温度下的另一容器中也发生着该反
应,某时刻测出NO、O2、NO2三者的浓度分别是0.1 mol/L、0.2 mol/L和0.1 mol/L,此时v正______v逆(填
“>”“<”或“=”)。
>
16 200
0.017 5 mol/(L·s)
C
第1讲 描述运动的基本概念
④若平衡后容器内的压强为p0,写出分压平衡常数Kp的计算表达式Kp=_________________(用平衡
分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入一定量X(g),发生反应2X(g) Y(g) ΔH<0,已知该反应的瞬时速率方
程分别是v正(X)=k正c2(X)和v逆(Y)=k逆c(Y),其中k正、k逆为该反应的速率常数,通常只与温度、催化剂的活
性有关。
①升高温度,速率常数k正和k逆会_________(填“增大”“减小”或“不变”),平衡_______(填“正向”
“逆向”或“不”)移动。
逆向
增大
②根据题意,推断反应的平衡常数K与速率常数k正、k逆的关系式为K=_________。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)①及时分离出NO2气体,可以使平衡正向移动,NO平衡转化率增大,但不能加快反应速率,A错
误;该反应为放热反应,适当升高温度,反应速率加快,但是平衡逆向移动,NO平衡转化率减小,B错误;增
大O2的浓度,反应速率加快,同时使平衡正向移动,NO平衡转化率增大,C正确;选择高效的催化剂能加快
反应速率,但不影响平衡的移动,D错误。②由题表中数据可知,0~2 s内,Δn(NO)=0.14 mol,则Δn(O2)=
0.07 mol,用O2表示的平均反应速率v(O2)= =0.017 5 mol/(L·s)。③根据题表中数据列三段式:
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
初始/mol 0.20 0.10 0
变化/mol 0.18 0.09 0.18
平衡/mol 0.02 0.01 0.18
容器容积为2 L,平衡常数K= =16 200;相同温度下,另一个容器中的Qc= =5<K,则此时
第1讲 描述运动的基本概念
平衡正向移动,即v正>v逆。④平衡时,容器内气体总物质的量为(0.02+0.01+0.18) mol=0.21 mol,p(NO)=
×p0、p(O2)= ×p0、p(NO2)= ×p0,则Kp= 。
(2)①升高温度,v正(X)、v逆(Y)均增大,则k正和k逆会增大;反应2X(g) Y(g) ΔH<0,则升高温度,平衡逆
向移动。②反应达到平衡状态时,v正(X)=2v逆(Y),即k正c2(X)=2k逆c(Y),则平衡常数表达式:K= = 。
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 等效平衡
8.[2026山东寿光现代中学段测]甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示,三个容器最
初的容积、温度相同,反应中甲、丙的容积不变,乙中的压强不变,在一定温度下反应达到平衡。下列
说法正确的是 ( )
A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙
B.平衡时N2O4的百分含量:乙>甲=丙
C.平衡时甲中NO2的转化率与丙中N2O4的转化率一定相等
D.其他条件不变,向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4,达到新平衡后 变大
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 甲与丙为完全等效平衡,平衡时甲、丙容器中c(NO2)、N2O4的百分含量都相等, 甲、丙容器
中的反应是从正、逆两个方向建立的等效平衡,平衡时甲中NO2的转化率与丙中N2O4的转化率之和为
100% ,但不一定相等,乙相当于对甲加压,2NO2(g) N2O4(g)平衡正移,N2O4百分含量增大,A、
C错误,B正确;丙中发生反应N2O4 2NO2,温度不变,K不变,即 不变,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026北京第二中学期中]如表所示,在三个初始温度均为T ℃的容器中进行反应:2A(g)+B(g)
2C(g) ΔH=-a kJ·mol-1,其中a>0。
容器编号 容器类型 初始体积/L 反应物的起始投入量/mol 平衡时n(C)/mol
A B C
甲 恒温恒容 1 0 0 2 1.6
乙 恒容绝热 1 2 1 0 p
丙 恒温恒压 3 6 3 0
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法不正确的是 ( )
A.p<1.6
B.T ℃下该反应的平衡常数K=80
C.平衡时,甲中C的转化率和丙中A的转化率之和大于1
D.达到平衡过程中,甲吸热量Q甲和丙放热量Q丙满足Q甲 + Q丙< a kJ
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 乙为绝热容器,反应放热导致温度升高,生成的n(C)减少,p<1.6,A正确;甲容器起始时C为2 mol,
平衡时C分解0.4 mol,生成0.4 mol A和0.2 mol B,K= = =80,B正确; 甲中C的转化率为
×100%=20%,若丙为恒温恒容,则丙与甲达到的平衡等效,而丙为恒温恒压,则平衡时丙中压
强大于甲,平衡正向移动,平衡时丙中A的转化率大于80% ,因此,甲中C的转化率和丙中A的转
化率之和大于1,C正确;甲吸热量Q甲=0.2a kJ,丙中A的转化率大于80%,丙放热量Q丙> ×80%a kJ=
2.4a kJ,则Q甲+ Q丙>0.2a kJ+2.4a× kJ=a kJ,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026湖南长沙雅礼中学月考]在某温度下,向三个初始体积均为1 L的密闭容器中按下表所示投料,
发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。
容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时SO3的物质的量/mol
SO2 O2 SO3
Ⅰ 恒温恒容 2 1 0 1.8
Ⅱ 绝热恒容 0 0 2 a
Ⅲ 恒温恒压 2 1 0 b
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法不正确的是 ( )
A.容器Ⅱ中SO3的转化率小于10%
B.容器Ⅲ平衡体系中再充入0.100 mol SO3(g),达到新平衡后SO3浓度未变
C.平衡时SO3的物质的量:a>1.8、b<1.8
D.若容器Ⅰ中有0.10 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和0.10 mol SO3(g),则此时v正>v逆
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 容器Ⅰ是恒温恒容条件,体积为1 L,根据题给表格数据列三段式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始/(mol·L-1) 2 1 0
转化/(mol·L-1) 1.8 0.9 1.8
平衡/(mol·L-1) 0.2 0.1 1.8
平衡常数K= =810。容器Ⅱ为绝热恒容装置,SO3起始物质的量为2 mol,SO3的分解属于吸热反
应,相当于达到容器Ⅰ中的平衡后,再降低温度,平衡向生成SO3的方向移动,SO3的物质的量增加,即a>1.8,
所以SO3的转化率小于10%,故A正确;容器Ⅲ平衡体系中再充入0.100 mol SO3(g),新平衡和原平衡等
效,所以达到新平衡后SO3浓度不变,故B正确;题给反应的正反应为气体体积减小的反应,容器Ⅲ是恒温
恒压条件,相比于容器Ⅰ,相当于增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即正向移动,所以平衡时SO3
第1讲 描述运动的基本概念
的物质的量大于1.8 mol,b>1.8,由A项分析可知a>1.8,故C错误;容器Ⅰ中反应达到平衡状态时平衡常数
K=810,若容器Ⅰ中有0.10 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和0.10 mol SO3(g),体积为1 L,此时浓度商Qc=
=5<810,则平衡向正反应方向移动,v正>v逆,故D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
11.[2026云南曲靖一中检测]恒温恒容条件下,发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=-Q kJ/mol。在3个
密闭容器中,按下列方式投入物质:Ⅰ.3 mol A,1 mol B;Ⅱ.6 mol A,2 mol B;Ⅲ.4 mol C。则在保持恒温恒
容反应达到平衡时,下列选项正确的是 ( )
A.容器Ⅰ与容器Ⅱ中,C的浓度2cⅠ<cⅡ,转化率αⅠ>αⅡ
B.容器Ⅰ与容器Ⅱ中,B的体积分数VⅠ%>VⅡ%,反应能量变化2QⅠ=QⅡ
C.容器Ⅱ与容器Ⅲ为等效平衡,B的体积分数VⅡ%=VⅢ%,转化率αⅢ+αⅡ=1,反应能量变化QⅡ+QⅢ=2Q
D.平衡常数的关系为 =KⅡ
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 容器Ⅱ相当于对容器Ⅰ加压,使体积变为原来的一半,平衡正移,C的浓度2cⅠ<cⅡ,转化率αⅠ<αⅡ,
B的体积分数VⅠ%>VⅡ%,反应能量变化2QⅠ<QⅡ,A、B错误;容器Ⅱ与容器Ⅲ为等效平衡,平衡时各物质
的浓度相同,所以B的体积分数相等,αⅢ+αⅡ=1,能量变化QⅡ+QⅢ=2Q,C正确;对于给定化学方程式的化学
反应,平衡常数K只与温度有关,容器Ⅰ、容器Ⅱ的温度相同,K相等,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
12.[2026福建莆田一中月考]一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。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),在一定温度下开始
反应。
图1 恒压状态
图2 恒容状态
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法正确的是 ( )
A.图1达平衡时,n甲(SO2)=2n乙(SO2)
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:丙<丁
D.图2达平衡时,SO3的体积分数:丙>丁
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 甲和乙若都是恒温恒压,则两者互为等效平衡,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,n甲(SO2)<2n乙(SO2),平衡常数K:甲>乙,A、B项错误;丙和丁
若都是恒温恒容,则两者互为等效平衡,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越大,反应达
到平衡所需的时间越短,则达平衡所用的时间:丙>丁,C项错误;温度升高,该平衡向逆反应方向移动,则
SO3的体积分数:丙>丁,D项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组四 平衡转化率
13.[2026江苏西交大苏州附中月考] CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:
CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的
曲线如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
D
第1讲 描述运动的基本概念
A.曲线A表示CO2的平衡转化率随温度的变化
B.反应:3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+329.5 kJ·mol-1
C.升高温度、减小压强均有利于提高CH4的平衡转化率
D.恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,可通过改变CO2的量、
使用高效催化剂等特定条件继续反应,使CH4转化率达到Y点的值
第1讲 描述运动的基本概念
解析 CH4只参与一个反应:CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g),而CO2参与两个反应,则反应中CO2的
消耗量一定大于甲烷的消耗量,相同温度下CO2的转化率一定大于甲烷的转化率,所以曲线B表示CH4的
平衡转化率随温度的变化,曲线A表示CO2的平衡转化率随温度的变化,A正确;①CH4(g)+CO2(g)
2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1,②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1,根据盖斯
定律,①+②×2得到反应3CO2(g)+CH4(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=(+247.1 kJ·mol-1)+(+41.2 kJ·mol-1)×
2=+329.5 kJ·mol-1,B正确;CH4与CO2重整的反应是一个气体分子数增大的吸热反应,升高温度和减小压
强,平衡均向正反应方向移动,有利于提高CH4的平衡转化率,C正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能
使平衡移动,所以使用高效催化剂不能改变CH4的平衡转化率,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
14.[2026吉林松原油田高级中学期初]CO2催化加氢可合成二甲醚。其主要反应为
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01 kJ·mol-1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.52 kJ·mol-1
合成二甲醚时还会发生副反应:
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2 kJ·mol-1
其他条件相同时,反应温度对CO2平衡总转化率及反应2.5 h的CO2实际总转化率影响如图1所示;反应温
度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5 h的二甲醚实际选择性影响如图2所示。(已知:CH3OCH3的选择性= ×100%)
第1讲 描述运动的基本概念
图1
图2
下列说法正确的是 ( )
A.不改变反应温度,增大压强二甲醚平衡选择性不变
B.CO2催化加氢合成二甲醚的最佳温度为240 ℃左右
C.温度高于290 ℃,CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因为反应①进行程度大于反应③
D.一定温度下,加入多孔CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2的转化率
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据盖斯定律,反应①×2+反应②得2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=
-122.54 kJ·mol-1,增大压强,该反应平衡正向移动,二甲醚平衡选择性增大,A错误;从题图2中可知,约
240 ℃时二甲醚实际选择性最大,则CO2催化加氢合成二甲醚的最佳温度为240 ℃左右,B正确;反应①
为放热反应,反应③为吸热反应,升高温度反应③平衡正向移动,反应①平衡逆向移动,温度高于290 ℃,
CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因为反应③进行程度大于反应①,C错误;使用高效催化剂,能
加快反应速率但是不能提高平衡时氢气的转化率,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
创新题型
创新点 利用等效平衡计算反应放出的热量
15.[2026山东菏泽月考]一定条件下,向容积均为2 L的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水
蒸气,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,达平衡后获得数据如下表。
起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出32.8 kJ热量
② 2 8 0 0 t2 放出Q kJ热量
第1讲 描述运动的基本概念
A.①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.平衡时c(CO):②>①
C.①中的反应速率为v(CO2)= mol·L-1·min-1
D.Q>65.6
下列说法不正确的是 ( )
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1可知,消耗1 mol CO,反应放出41 kJ热
量,根据题表数据可知,容器①中反应达到平衡时放出32.8 kJ热量,说明消耗CO的物质的量为 ×
1mol=0.8 mol,故CO的转化率为 ×100%=80%,A项正确;反应前后气体体积不变,反应①②互为相
似等效平衡,容器②中反应消耗CO的物质的量为1.6 mol,平衡时:c②(CO)= =0.2 mol·L-1,c①(CO)=
=0.1 mol·L-1,即平衡时c(CO):②>①,B项正确;容器①中反应达到平衡时消耗0.8 mol CO,生成
0.8 mol CO2,则v(CO2)= = = mol·L-1·min-1,C项正确;题给反应反应前后气体体积不变,
反应①②互为相似等效平衡,容器②消耗CO的物质的量为1.6 mol,放出的热量Q=1.6 mol×41 kJ·mol-1=
65.6 kJ,D项不正确。
第1讲 描述运动的基本概念
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