2.2 化学平衡 第1课时(培优分层作业)化学人教版选择性必修1
2026-09-04
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摘要:
**基本信息**
高中化学同步练聚焦化学平衡状态与平衡常数,通过基础辨析-图像分析-高考衔接的三层设计,融合化学观念与科学思维,实现从概念理解到综合应用的递进巩固。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|可逆反应特征、平衡状态判断|选择题考查催化剂作用(第1题)、平衡标志(第6题),强化化学变化规律认知|
|综合应用|图像分析、平衡常数计算|填空题结合浓度-时间图像(第12题)、转化率计算(第11题),培养证据推理能力|
|高考衔接|复杂情境综合考查|高考真题(2026甘肃题)涉及平衡移动与常数关系,对接高考要求,提升科学思维深度|
内容正文:
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数
1.(25-26高二上·云南保山·期中)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3
C.提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
2.(25-26高二上·广东广州·期中)在绝热(与环境无热交换)恒容密闭容器中研究反应,反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是
A.曲线甲代表
B.达到反应限度时,反应物气体的转化率为40%
C.X点时,曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率
D.可根据反应体系的温度变化判断反应是否达到平衡
3.(25-26高二上·广东·期末)稀土由于其特殊的用途和重要性被人们称为“工业维生素”。工业上常用萃取法(萃取剂为HA)富集稀土中的铈,其原理是。在烧杯中加入溶液和适量HA,测得不同温度下与时间关系如图所示,已知c点坐标为(2,0.5)。下列叙述不正确的是
A.逆反应速率:a<b B.温度过高不利于萃取溶液中的
C.正反应速率:c>b D.时0~2 min内
4.(25-26高二上·浙江·期末)硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸关键的一步为:。向一恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,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,正反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.时反应向正方向进行
B.容器内气体的平均相对分子质量不变,不能表明反应达到平衡
C.平衡常数
D.平衡时的体积分数:
5.(25-26高二上·上海·阶段检测)在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为 B.为
C.均为 D.为
6.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)一定条件下,容积2L的密闭容器中,发生如下反应:,下列说法可以说明该反应已达平衡的是
A.体系内压强不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
C.单位时间内消耗3molM的同时生成3molR
D.
7.(26-27高二上·河南焦作·开学考试)对于可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K。下列说法正确的是
A.K=c2(CO)c(C)·c(CO2)
B.升温和增大压强均改变K
C.C(s)+CO2(g) CO(g)的K′=
D.使用合适的催化剂可以改变K
8.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于化学平衡常数的说法正确的是
A.化学平衡常数只与温度有关
B.化学平衡常数越大,反应进行的程度越小
C.化学平衡常数表达式中,反应物的浓度必须写在分子上
D.改变压强,化学平衡常数一定发生变化
9.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)一定条件下,反应的平衡常数为,在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数的表达式为:
B.的平衡转化率为
C.若升高温度,反应物中活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增大
D.保持温度不变,将体系体积压缩,正、逆反应速率均加快而反应限度不变
10.(25-26高二上·福建福州·阶段检测)某温度下,向10L真空容器中注入1.00mol 和1.00mol ,反应平衡后的浓度为,则该温度下的平衡常数为
A.400 B.32 C.640 D.64
11.(25-26高二上·吉林长春·期中)I.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:,现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)图1是该反应在不同温度下的转化率随时间变化的曲线。
①和温度下的平衡常数大小关系是______(填“>”、“<”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_______。
A.升高温度 B.充入,使体系总压强增大
C.使用合适的催化剂 D.将从体系中分离
Ⅱ.高温下炼铁高炉中存在下列平衡: 。试回答下列问题:
(2)写出该反应的平衡常数表达式______________。
(3)降低温度,该反应的平衡常数值将_______(填“增大”、“减小”、“不变”),平衡体系中固体的质量将____________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)已知时该反应的平衡常数,在该温度测得高炉中,,此时该反应的化学反应速率为__________(填“>”、“<”、“=”)。
(5)保持高炉温度为,向高炉中补充大量的空气,重新达到平衡后,该反应的平衡常数值_______(填“>”、“<”、“=”)0.263。
12.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)如图所示为800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。
回答下列问题:
(1)该反应的反应物是________。
(2)该反应的化学方程式为_____________________________。
(3)若,则A的平均反应速率为________。
(4)在一固定容积的密闭容器中进行反应:。若容器容积为2 L,通入2 mol水蒸气,10 s后质量增加0.4 g,该时间段内CO的反应速率为________,10 s时的转化率为________。若增加碳的量,则正反应速率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
1.(25-26高二上·上海·期中)一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g),以下说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的总物质的量不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1molY的同时消耗2molX
2.(25-26高二上·湖南长沙·期中)在一定温度下,容器内某一反应中、的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为2MN B.时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.时,正反应速率大于逆反应速率 D.时,的浓度是浓度的倍
3.(25-26高二下·湖北十堰·开学考试)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(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:。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的有几项
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(25-26高二上·湖南岳阳·阶段检测)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=
5.(25-26高二上·福建三明·期中)利用反应制备和,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数可表示为
B.其他条件相同,增大压强,平衡正向移动,化学平衡常数增大
C.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,可提高的平衡转化率
D.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,可提高水蒸气的平衡转化率
6.(25-26高二上·江西·期中)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N2O4的百分含量:乙>甲>丙
B.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙=甲>丙
C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的甲容器中再加入少量NO2,新平衡后NO2的转化率变大
7.(25-26高二上·云南曲靖·期中)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol a和2 mol b进行如下反应:3a(g)+2b(g) 4c(s)+2d(g) ΔH>0,10 min后达到平衡,测得生成1.6 mol c,则下列说法正确的是
A.10 min时,用a表示的平均反应速率为0.12 mol/(L·min)
B.增大该体系的压强,化学平衡常数增大
C.该反应的化学平衡常数表达式为K=
D.平衡时,密闭容器中b的体积分数是25%
8.(25-26高二上·内蒙古兴安·阶段检测)Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过分子间脱水制得: 在恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式________;在时,反应的平衡常数为________;
(2)达到平衡时________。
(3)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为:、、,此时反应________(是否)达到平衡状态。
Ⅱ.已知可逆反应: ,请回答下列问题:
(4)在某温度下,反应物的起始浓度分别为,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________。
(5)若反应温度升高,正反应速率________,逆反应速率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
1.(2026·甘肃·高考真题)对于反应,其他条件不变时,下列说法错误的是
A.当时,反应达到化学平衡
B.恒容下,向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动
C.升高反应温度,体系活化分子数增加
D.增大浓度,平衡常数不变
2.(2026·广西·高考真题)常温下,反应物A和B在溶液中发生如下平行连续反应:Ⅰ.,Ⅱ.。初始浓度,,C、D、E的浓度(c)随时间(t)的变化如图。下列说法错误的是
A.内,
B.内,A和C的曲线有交点
C.a点时,反应Ⅰ的等于反应Ⅱ的
D.不变时,
3.(2026·广东·高考真题)物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则
A.时,体系中物质的质量:
B.图b中数据满足关系:
C.体系中,反应先达到平衡
D.体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
4.(2025·贵州·高考真题)化学变化五彩纷呈。下列颜色变化涉及氧化还原反应的是
A.向固体中加入蒸馏水,深褐色固体变为天蓝色溶液
B.将置于空气中,淡黄色固体逐渐变为白色
C.向溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色变为橙色
D.将白磷在真空中加热到260℃,白色固体变为暗红色粉末
5.(2025·江西·高考真题)一定压强下,乙烯水合反应为:
已知:
气体均视为理想气体,下列说法正确的是
A.反应的活化能: B.恒温恒容充入,平衡向左移动
C.随温度升高而降低 D.平衡后,升高温度,
6.(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应达到平衡。下列说法正确的是
A.达平衡后,和的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的,达新平衡时的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时的转化率减小
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第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数
1.C 2.D 3.D 4.D 5.B
6.A 7.C 8.A 9.D 10.D
11.(1) > D
(2)
(3) 减小 增大
(4)<
(5)=
12.(1)A
(2)
(3)
(4) 不变
1.B 2.D 3.A 4.D 5.C
6.D 7.D
8.(1)
(2)
(3)否
(4)
(5) 增大 增大
1.A 2.C 3.B 4.B 5.C 6.A
答案第1页(共2页)
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第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数
1.(25-26高二上·云南保山·期中)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃下的催化氧化:,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法错误的是
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,SO2不可能100%地转化为SO3
C.提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
【答案】C
【详解】A.催化剂的使用,可以缩短反应达到平衡的时间,提高生产效率,A项正确;
B.可逆反应不能完全转化,B项正确;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,不利于SO2的转化,C项错误;
D.改变反应条件,促进反应正向进行,有利于提高反应进行的程度,D项正确;
故选C。
2.(25-26高二上·广东广州·期中)在绝热(与环境无热交换)恒容密闭容器中研究反应,反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图。下列说法正确的是
A.曲线甲代表
B.达到反应限度时,反应物气体的转化率为40%
C.X点时,曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率
D.可根据反应体系的温度变化判断反应是否达到平衡
【答案】D
【详解】A.根据反应计量关系,同一时间段内的浓度变化量是的2倍,图中甲的初始浓度为,随反应进行浓度降低,,乙从0开始浓度升高,变化之比为,所以曲线甲代表,A错误;
B.平衡时,作为反应物的初始浓度为,平衡浓度为,转化率为,并非40%,B错误;
C.X点未达到平衡,曲线乙对应物质的浓度仍在增大,说明其生成速率大于消耗速率,C错误;
D.该反应为放热反应,绝热容器中反应未达平衡时体系温度会发生变化,当温度不变时说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故可根据温度变化判断平衡状态,D正确;
故选D。
3.(25-26高二上·广东·期末)稀土由于其特殊的用途和重要性被人们称为“工业维生素”。工业上常用萃取法(萃取剂为HA)富集稀土中的铈,其原理是。在烧杯中加入溶液和适量HA,测得不同温度下与时间关系如图所示,已知c点坐标为(2,0.5)。下列叙述不正确的是
A.逆反应速率:a<b B.温度过高不利于萃取溶液中的
C.正反应速率:c>b D.时0~2 min内
【答案】D
【分析】两组实验的初始组成相同。曲线在反应初期下降得更快,说明;达到平衡后,较高温度下铈离子浓度更大,说明升温使萃取程度降低。图中b、c两点的铈离子浓度相同,且c点坐标为(2,0.5),这些关系可用于比较各点的反应速率和计算平均速率。
【详解】A.a、b两点都在曲线上,温度相同。由a到b,铈离子浓度逐渐降低,生成物的量增多,逆反应速率增大,所以a点的逆反应速率小于b点,A正确;
B.,且达到平衡后较高温度下铈离子浓度更大,说明升高温度使水相中剩余的铈离子增多、萃取程度降低,所以温度过高不利于萃取溶液中的铈离子,B正确;
C.b、c两点的铈离子浓度相同,由相同的初始组成和反应计量关系可知,两体系中与正反应速率有关的反应物组成相同;,较高温度下正反应速率较大,所以c点的正反应速率大于b点,C正确;
D.下0~2 min内,根据c点坐标和题给平衡式中铈离子与氢离子的化学计量数之比1∶4,氢离子的平均生成速率为,原选项的数值少乘了化学计量数4,D错误;
故选D。
4.(25-26高二上·浙江·期末)硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸关键的一步为:。向一恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,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,正反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.时反应向正方向进行
B.容器内气体的平均相对分子质量不变,不能表明反应达到平衡
C.平衡常数
D.平衡时的体积分数:
【答案】D
【详解】A.时正反应速率逐渐增大,说明反应物浓度不断升高,平衡逆向移动,反应向逆方向进行,A错误;
B.反应前后气体总质量不变,气体总物质的量随反应发生变化,平均相对分子质量为变量,其不变时可表明反应达到平衡,B错误;
C.平衡常数仅与温度有关,反应在恒温条件下进行,故,C错误;
D.时改变的条件为加入,恒容下相当于体系压强增大,最终平衡相对原平衡正向移动程度更大,的体积分数减小,故,D正确;
故本题选D。
5.(25-26高二上·上海·阶段检测)在一密闭容器中进行反应:,已知反应过程中某一时刻的浓度分别为,当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为 B.为
C.均为 D.为
【答案】B
【分析】根据可逆反应的极端假设法可知,的平衡浓度范围,的平衡浓度范围,,的平衡浓度范围。
【详解】A.为对应反应正向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,A错误;
B.为,在的平衡浓度范围内,反应逆向进行消耗,生成和,符合化学计量关系,B正确;
C.若为,说明反应逆向进行,浓度增加,对应浓度应减少,即平衡时应为,不可能为,C错误;
D.为对应反应逆向进行完全的情况,可逆反应无法完全进行到底,D错误;
答案选B。
6.(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期末)一定条件下,容积2L的密闭容器中,发生如下反应:,下列说法可以说明该反应已达平衡的是
A.体系内压强不再改变
B.容器内气体的密度不再改变
C.单位时间内消耗3molM的同时生成3molR
D.
【答案】A
【详解】A.该反应前后气体总物质的量不相等,恒温恒容条件下体系压强与气体总物质的量成正比,压强为变量,压强不再改变说明反应达到平衡,A符合题意;
B.反应中所有物质均为气体,气体总质量不变,容器容积固定,根据可知密度始终为定值,密度不再改变不能说明平衡,B不符合题意;
C.消耗和生成均为正反应方向的变化,无论是否平衡,单位时间内消耗的同时一定生成,不能说明正逆反应速率相等,C不符合题意;
D.仅为某一时刻的物质的量比例,无法说明各物质的物质的量不再变化,不能判断平衡,D不符合题意;
故答案选A。
7.(26-27高二上·河南焦作·开学考试)对于可逆反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下,其平衡常数为K。下列说法正确的是
A.K=c2(CO)c(C)·c(CO2)
B.升温和增大压强均改变K
C.C(s)+CO2(g) CO(g)的K′=
D.使用合适的催化剂可以改变K
【答案】C
【详解】A.平衡常数表达式中,固体和纯液体的浓度视为常数,不写入表达式。该反应中C是固体,正确的平衡常数应为,A错误;
B.平衡常数只与温度有关,压强改变不会影响平衡常数的数值,B错误;
C.原反应的,新反应是原反应系数同时乘以1/2得到的,其平衡常数,C正确;
D.催化剂只改变反应速率,不影响平衡状态,也不会改变平衡常数的数值,D错误;
故选C。
8.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)下列关于化学平衡常数的说法正确的是
A.化学平衡常数只与温度有关
B.化学平衡常数越大,反应进行的程度越小
C.化学平衡常数表达式中,反应物的浓度必须写在分子上
D.改变压强,化学平衡常数一定发生变化
【答案】A
【详解】A.化学平衡常数仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂等其他外界条件均无关,A正确;
B.化学平衡常数越大,说明平衡体系中生成物占比越高,反应进行的程度越大,B错误;
C.化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应物浓度写在分母上,C错误;
D.化学平衡常数只受温度影响,改变压强时若温度不变,平衡常数不会发生变化,D错误;
故答案选A。
9.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)一定条件下,反应的平衡常数为,在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数的表达式为:
B.的平衡转化率为
C.若升高温度,反应物中活化分子百分数不变,单位体积内活化分子数增大
D.保持温度不变,将体系体积压缩,正、逆反应速率均加快而反应限度不变
【答案】D
【详解】A.平衡常数表达式中固体物质浓度视为常数,不列入表达式,该反应平衡常数应为,A错误;
B.设平衡时转化的物质的量为,容器恒容且反应前后气体分子数不变,则有浓度比等于物质的量之比,故,解得,平衡转化率为,B错误;
C.升高温度会使普通分子获得能量变为活化分子,活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数也增大,C错误;
D.体积压缩时,气体浓度增大,正、逆反应速率均加快;该反应前后气体分子数相等,压强改变平衡不移动,反应限度不变,D正确;
故选D。
10.(25-26高二上·福建福州·阶段检测)某温度下,向10L真空容器中注入1.00mol 和1.00mol ,反应平衡后的浓度为,则该温度下的平衡常数为
A.400 B.32 C.640 D.64
【答案】D
【详解】和的初始浓度均为;由平衡时,得和的转化浓度均为,平衡时,生成的;平衡常数,故选D。
11.(25-26高二上·吉林长春·期中)I.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:,现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)图1是该反应在不同温度下的转化率随时间变化的曲线。
①和温度下的平衡常数大小关系是______(填“>”、“<”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_______。
A.升高温度 B.充入,使体系总压强增大
C.使用合适的催化剂 D.将从体系中分离
Ⅱ.高温下炼铁高炉中存在下列平衡: 。试回答下列问题:
(2)写出该反应的平衡常数表达式______________。
(3)降低温度,该反应的平衡常数值将_______(填“增大”、“减小”、“不变”),平衡体系中固体的质量将____________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(4)已知时该反应的平衡常数,在该温度测得高炉中,,此时该反应的化学反应速率为__________(填“>”、“<”、“=”)。
(5)保持高炉温度为,向高炉中补充大量的空气,重新达到平衡后,该反应的平衡常数值_______(填“>”、“<”、“=”)0.263。
【答案】(1) > D
(2)
(3) 减小 增大
(4)<
(5)=
【分析】图1中曲线更早达到拐点,说明;而时一氧化碳的平衡转化率较高,说明降低温度有利于甲醇生成,该合成反应的正反应为放热反应。的正反应吸热,且纯固体不写入平衡常数表达式,因此。温度决定该反应的平衡常数,浓度变化只改变反应商和平衡移动方向。
【详解】(1)①由图1可知,,且较低温度下的平衡转化率更高,故升高温度时该放热反应的平衡常数减小,所以。
②A.升高温度使平衡逆向移动,甲醇产率降低;
B.恒容时充入,各反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动;
C.催化剂同等程度加快正、逆反应,不改变平衡产率;
D.分离甲醇使生成物浓度减小,平衡正向移动,甲醇产率增大;
故选D;
(2)纯固体和不写入平衡常数表达式,故;
(3)该反应正向吸热,降低温度时平衡逆向移动,平衡常数减小。逆向反应将转化为,气相中的氧进入固体,因此固体总质量增大;
(4)此时反应商为,而,所以,反应逆向进行,故;
(5)平衡常数只随温度改变。高炉温度保持为,补充空气虽会改变体系组成和平衡位置,但重新达到平衡后的平衡常数仍等于0.263。
12.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)如图所示为800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。
回答下列问题:
(1)该反应的反应物是________。
(2)该反应的化学方程式为_____________________________。
(3)若,则A的平均反应速率为________。
(4)在一固定容积的密闭容器中进行反应:。若容器容积为2 L,通入2 mol水蒸气,10 s后质量增加0.4 g,该时间段内CO的反应速率为________,10 s时的转化率为________。若增加碳的量,则正反应速率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)A
(2)
(3)
(4) 不变
【详解】(1)反应过程中反应物浓度随时间降低,生成物浓度随时间升高,由图像可知的浓度逐渐减小,因此为反应物。
(2)反应过程中反应物浓度随时间降低,生成物浓度随时间升高,故为反应物,B、C为生成物,同一反应相同时间段内,各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比。计算得,,,计量数之比为;时刻后各物质浓度不再变化,说明反应为可逆反应,故化学方程式为。
(3)根据平均反应速率公式,。
(4)生成的物质的量,由方程式计量数关系可知生成、消耗的物质的量均为,故;的转化率;碳为固体,固体浓度视为常数,改变固体用量不影响反应速率,因此正反应速率不变。
1.(25-26高二上·上海·期中)一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g),以下说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的总物质的量不再变化
B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1molY的同时消耗2molX
【答案】B
【详解】A.该反应前后气体总分子数相等,混合气体的总物质的量始终为定值,因此总物质的量不再变化不能说明反应达到平衡,A不符合题意;
B.反应容器中Y的质量分数不变,说明Y的物质的量不再随时间改变,各组分含量保持恒定,反应达到平衡状态,B符合题意;
C.X的分解速率为正反应速率,Y的消耗速率为逆反应速率,平衡时二者速率比应等于化学计量数比2:1,速率相等时正逆反应速率不相等,未达到平衡,C不符合题意;
D.生成Y和消耗X均为正反应方向的变化,二者始终满足化学计量数关系,无法说明正逆反应速率相等,不能判断反应达到平衡,D不符合题意;
故选B。
2.(25-26高二上·湖南长沙·期中)在一定温度下,容器内某一反应中、的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为2MN B.时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.时,正反应速率大于逆反应速率 D.时,的浓度是浓度的倍
【答案】D
【分析】根据图象分析,M在反应过程中物质的量增加,为生成物,N在反应过程中物质的量减小,为反应物,时刻二者物质的量数值相等,但后续物质的量仍继续改变,尚未达到平衡;之后物质的量不再变化,反应达平衡状态;同一密闭容器体积恒定,可以直接借助物质的量大小比较浓度;
【详解】A.从曲线变化的趋势看,逐渐减小,逐渐增加。当时,、均不为,分别为、;时由减至,减少,增加,说明、之间的量变关系为,A错误;
B.时、两物质的物质的量相等,且为,时刻后,M和N的物质的量仍在发生变化,说明反应还未达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率,并非正、逆反应速率相等,B错误;
C.时,、的物质的量不随时间改变,是化学平衡的特征,说明正、逆反应速率相等,C错误;
D.时为为,即的浓度为的倍,D正确;
故选D。
3.(25-26高二下·湖北十堰·开学考试)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(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:。可以判断该分解反应已经达到化学平衡的有几项
①
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
⑤密闭容器中的气体平均相对分子质量不变
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】①未指明反应速率的正逆方向,且速率比例不符合反应计量数关系(平衡时应满足),无法判断平衡;
②该反应为气体总物质的量增大的反应,恒容恒温下总压强与气体总物质的量成正比,总压强不变说明气体总物质的量恒定,反应达到平衡;
③该反应为气体总质量增大的反应,混合气体密度,容器体积恒定,密度不变说明气体总质量恒定,反应达到平衡;
④反应生成的和物质的量之比恒为,氨气的体积分数始终为,无法判断平衡;
⑤混合气体平均相对分子质量,,气体平均相对分子质量恒为26 ,无法判断平衡;
综上②③符合题意,故答案选A。
4.(25-26高二上·湖南岳阳·阶段检测)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】A.书写化学平衡常数表达式时,固体和的浓度视为常数,不纳入表达式,且、的化学计量数未标注对应幂次,A错误;
B.固体和的浓度为常数,不应纳入平衡常数表达式,B错误;
C.平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,该选项分子和分母内容颠倒,C错误;
D.该反应中和为固体不纳入表达式,生成物气态的计量数为4,反应物气态的计量数为4,故,D正确;
故本题答案选D。
5.(25-26高二上·福建三明·期中)利用反应制备和,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数可表示为
B.其他条件相同,增大压强,平衡正向移动,化学平衡常数增大
C.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,可提高的平衡转化率
D.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,可提高水蒸气的平衡转化率
【答案】C
【详解】A.该反应的平衡常数表达式中浓度的幂应为其化学计量数3,正确的表达式为,A错误;
B.该反应的正反应为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,且化学平衡常数仅与温度有关,压强改变,平衡常数不变,B错误;
C.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,平衡正向移动,的转化量增大,可提高的平衡转化率,C正确;
D.其他条件相同,增大水蒸气的投入量,平衡正向移动,但水蒸气的总投入量增大的程度大于其反应消耗量增大的程度,因此水蒸气的平衡转化率降低,D错误;
故选C。
6.(25-26高二上·江西·期中)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N2O4的百分含量:乙>甲>丙
B.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙=甲>丙
C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同
D.其它条件不变,向平衡后的甲容器中再加入少量NO2,新平衡后NO2的转化率变大
【答案】D
【分析】三个容器中发生的平衡为。甲中0.2 mol二氧化氮与丙中0.1 mol四氧化二氮所含氮原子总量相同;甲、丙的容积和温度均相同且反应时容积不变,故两容器达到平衡后的组成完全相同。
【详解】A.由甲、丙达到平衡后的组成完全相同可知,两容器中四氧化二氮的百分含量相等,不可能满足乙>甲>丙,A错误;
B.设三容器的初始容积均为,初始二氧化氮浓度。设甲、乙平衡时二氧化氮浓度分别为、。甲恒容,有;乙恒压,体系总浓度始终为,故。两式对应相同的平衡常数,比较可得;又因甲、丙平衡组成相同,所以二氧化氮浓度的顺序为乙>甲=丙,B错误;
C.设相同平衡状态下四氧化二氮的物质的量为,则甲中二氧化氮的转化率为,丙中四氧化二氮的转化率为,二者之和为1但不一定相等,C错误;
D.向恒容的甲中加入少量二氧化氮后,体系中氮原子的总浓度增大;在温度不变、平衡常数不变时,二聚反应的平衡向生成四氧化二氮的方向移动,新的平衡状态对应更大的二氧化氮转化率,D正确;
故选D。
7.(25-26高二上·云南曲靖·期中)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol a和2 mol b进行如下反应:3a(g)+2b(g) 4c(s)+2d(g) ΔH>0,10 min后达到平衡,测得生成1.6 mol c,则下列说法正确的是
A.10 min时,用a表示的平均反应速率为0.12 mol/(L·min)
B.增大该体系的压强,化学平衡常数增大
C.该反应的化学平衡常数表达式为K=
D.平衡时,密闭容器中b的体积分数是25%
【答案】D
【分析】2 L的密闭容器中,加入4 mol a和2 mol b进行如下反应:,10 min后达到平衡,测得生成1.6 mol c,则列三段式
,据此解题。
【详解】A.10 min内用a表示的平均反应速率为==,A错误;
B.化学平衡常数只受温度影响,增大压强,平衡常数不变,B错误;
C.物质c是固体,不计入平衡常数表达式,该反应的化学平衡常数表达式为=,C错误;
D.平衡时,密闭容器中b的体积分数为,D正确;
故选D。
8.(25-26高二上·内蒙古兴安·阶段检测)Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过分子间脱水制得: 在恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式________;在时,反应的平衡常数为________;
(2)达到平衡时________。
(3)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为:、、,此时反应________(是否)达到平衡状态。
Ⅱ.已知可逆反应: ,请回答下列问题:
(4)在某温度下,反应物的起始浓度分别为,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为________。
(5)若反应温度升高,正反应速率________,逆反应速率________。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)
(3)否
(4)
(5) 增大 增大
【详解】(1)根据反应方程式,该反应的平衡常数表达式为 K=;
由图像可知,在 达到平衡时,各物质的浓度分别为:c(CH3OCH3)= 1.0 mol⋅L−1,c(H2O)=0.8 mol⋅L−1,c(CH3OH)=0.4 mol⋅L−1。代入平衡常数表达式计算可得:K==5;
(2)在恒容密闭容器中,气体的物质的量之比等于其浓度之比。因此达到平衡时,1.0:0.4:0.8=5:2:4;
(3)此时反应的浓度商为 Qc===0.125。因为 Qc=0.125≠K=5,所以此时反应未达到平衡状态;
(4)达到平衡后,M 的转化率为 60%,则反应消耗的 M 的浓度为 Δc(M)=1 mol⋅L−1×60%=0.6 mol⋅L−1。根据化学方程式 M(g)+N(g) P(g)+Q(g)的计量数关系可知,消耗的 N 的浓度 Δc(N)=Δc(M)=0.6 mol⋅L−1。因此,N 的转化率为×100%=25%;
(5)对于任何化学反应,升高温度都会使分子热运动加剧,活化分子百分数增加,有效碰撞频率提高,因此正反应速率和逆反应速率都会增大。
1.(2026·甘肃·高考真题)对于反应,其他条件不变时,下列说法错误的是
A.当时,反应达到化学平衡
B.恒容下,向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动
C.升高反应温度,体系活化分子数增加
D.增大浓度,平衡常数不变
【答案】A
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比是反应任意时刻都满足的规律,该式未指明速率对应正反应方向还是逆反应方向,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.恒容下充入惰性气体,反应体系中各气态物质的浓度均不发生改变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,B正确;
C.升高温度,普通分子吸收能量转化为活化分子,体系中活化分子总数增加,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大反应物的浓度,平衡常数不发生改变,D正确;
故选A。
2.(2026·广西·高考真题)常温下,反应物A和B在溶液中发生如下平行连续反应:Ⅰ.,Ⅱ.。初始浓度,,C、D、E的浓度(c)随时间(t)的变化如图。下列说法错误的是
A.内,
B.内,A和C的曲线有交点
C.a点时,反应Ⅰ的等于反应Ⅱ的
D.不变时,
【答案】C
【分析】由图可知,500 min时,D、E的浓度为0.046 mol/L、0.007 mol/L,由方程式可知,反应Ⅱ消耗A、C和生成D的浓度都为0.007 mol/L,则反应Ⅰ生成D的浓度为0.046 mol/L-0.007 mol/L=0.039 mol/L;由方程式可知, 反应Ⅰ消耗A、B和生成C的浓度都为0.039 mol/L,则A的浓度为:0.050 mol/L-0.007 mol/L-0.039 mol/L=0.004 mol/L。
【详解】A.由分析可知,500 min时,消耗B的浓度为0.039 mol/L,则0~500 min内,B的反应速率为:,A正确;
B.反应时,A的浓度减小,由图可知,C的浓度先增大后减小,由分析可知,500 min时,A的浓度小于C的浓度,所以0~1500 min内,A和C的曲线有交点,B正确;
C.由图可知,a点时,C的浓度达到最大,此时C 的生成速率等于消耗速率,即vⅠ(正)+vⅡ(逆)=vⅠ(逆)+vⅡ(正),由于 vⅡ(逆)与vⅠ(逆)不一定相等,则反应Ⅰ的不一定等于反应Ⅱ的,C错误;
D.D的浓度不变说明正逆反应速率相等,反应体系达到平衡状态,所以A的生成速率等于消耗速率,D正确;
故选C。
3.(2026·广东·高考真题)物质可同时转化为它的同分异构体和,其反应过程的能量变化如图a,某温度下,测得恒容密闭容器中各组分浓度随时间的变化如图b,则
A.时,体系中物质的质量:
B.图b中数据满足关系:
C.体系中,反应先达到平衡
D.体系平衡后,升高温度,B的体积分数增加
【答案】B
【分析】由题图a可知,生成C的活化能小,则反应速率快;相同质量B具有的能量比C低,B相对稳定,则反应足够时间,生成B的量增多,故在题图b中浓度逐渐减小的为A,开始生成速率快的为C,最终生成较多的为B。
【详解】A.设初始加入A的质量为,浓度为,A、B、C互为同分异构体,则摩尔质量相同,等质量时物质的量相等,由题图b可知,时,B、C的浓度相等,则,恒容容器,则气体体积不变,故可得,时,A的转化率未知,无法确定与的关系,A错误;
B.根据A项分析可知,时,,根据原子守恒有,时,A、B的浓度相等,则,设此时C的浓度为,即,可得,由题图b可知时C的浓度大于时C的浓度,即,,则,B正确;
C.A生成B的反应和A生成C的反应是平行反应,应同时达到平衡,C错误;
D.根据题图a可知的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,B的物质的量减小,而总的物质的量不变,故B的体积分数减小,D错误;
故选B。
4.(2025·贵州·高考真题)化学变化五彩纷呈。下列颜色变化涉及氧化还原反应的是
A.向固体中加入蒸馏水,深褐色固体变为天蓝色溶液
B.将置于空气中,淡黄色固体逐渐变为白色
C.向溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色变为橙色
D.将白磷在真空中加热到260℃,白色固体变为暗红色粉末
【答案】B
【详解】A.向固体中加入蒸馏水,深褐色固体变为天蓝色溶液,此过程为物理溶解,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.将置于空气中,淡黄色固体逐渐变为白色,与CO2或H2O反应生成Na2CO3或NaOH和O2,氧元素化合价发生变化(-1价变为0价和-2价),涉及氧化还原反应,B符合题意;
C.向溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色变为橙色,反应逆向移动,铬元素化合价不变(均为+6价),不涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.将白磷在真空中加热到260℃,白色固体变为暗红色粉末,此为白磷(P4)转化为红磷的同素异形体转变,无化合价变化,不涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
5.(2025·江西·高考真题)一定压强下,乙烯水合反应为:
已知:
气体均视为理想气体,下列说法正确的是
A.反应的活化能: B.恒温恒容充入,平衡向左移动
C.随温度升高而降低 D.平衡后,升高温度,
【答案】C
【详解】A.ΔH = E正 - E逆,题目中ΔH = -34585 -26.4T,为负值且随温度升高更负,说明E正 < E逆,A错误;
B.恒温恒容充入N2,总压增大但各反应物分压不变,平衡不移动,B错误;
C.由ΔG = ΔH - TΔS代入数据得ΔS = -71.59 -26.4lnT,温度T升高时lnT增大,ΔS更小,ΔS随温度升高而降低,C正确;
D.该反应的ΔH<0,为放热反应,升温使放热反应的逆反应速率增加更多,Δv逆 > Δv正,D错误;
故选C。
6.(2024·天津·高考真题)在恒温密闭容器中,反应达到平衡。下列说法正确的是
A.达平衡后,和的浓度保持不变
B.减小容积,达新平衡时的浓度降低
C.维持恒容,加入一定量的,达新平衡时的浓度降低
D.维持恒压,加入一定量的氩气,达新平衡时的转化率减小
【答案】A
【详解】A.达平衡时,各物质的浓度不再变化是化学平衡的基本特征,因此PCl5和PCl3的浓度保持不变,A正确;
B.减小容积(加压),平衡向气体物质的量少的一侧(逆反应)移动,PCl5的浓度应升高而非降低,B错误;
C.恒容下加入PCl3,平衡逆向移动,生成更多PCl5,其浓度应升高而非降低,C错误;
D.恒压下加入氩气,容器体积增大,相当于减压,平衡正向移动,PCl5的转化率应增大而非减小,D错误;
故选A。
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