人教通用版高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專講專練第21講化學(xué)平衡含詳解

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1、第21講　化學(xué)平衡 1．[2012濟南一模] 可逆反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是(　　) A．NO2、SO2、NO和SO3四種氣體的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1∶1∶1 B．密閉容器的壓強不再發(fā)生變化 C．K值不再發(fā)生變化 D．生成n mol SO2的同時，有n mol SO3生成 2．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL－1、0.1 molL－1、0.2 molL－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是(　　) A．SO2為0.4 m

2、olL－1 , O2為0.2 molL－1 B．SO3為0.25 molL－1 C．SO2、SO3均為0.15 molL－1 D．SO3為0.4 molL－1 3．已知：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)　ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達(dá)到平衡。下列說法錯誤的是(　　) A．反應(yīng)放出的熱量一定相同 B．此時體系的壓強一定相同 C．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能相同 D．此時HI的濃度一定相同 4．一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，如圖K21－1表示

3、該反應(yīng)的速率(v)在某一時間內(nèi)的變化。則下列時間段中，SO3的百分含量最高的是(　　) 圖K21－1 A．t0→t1　　B．t2→t3　　C．t3→t4　　D．t5→t6 5．為了研究溫度對苯催化加氫的影響，以檢驗新型鎳催化劑的性能。采用相同的微型反應(yīng)裝置，壓強為0.78 MPa，氫氣、苯的物質(zhì)的量之比為6.5∶1。定時取樣分離出氫氣后，分析成分得如下表結(jié)果： 溫度/℃ 85 95 100 110～240 280 300 340 質(zhì)量分 數(shù)(%) 苯 96.05 91.55 80.85 0 23.35

4、36.90 72.37 環(huán)己烷 3.95 8.45 19.15 100 76.65 63.10 27.63 下列說法錯誤的是(　　) A．當(dāng)溫度超過280 ℃，苯的轉(zhuǎn)化率迅速下降，可能是因為該反應(yīng)為吸熱的可逆反應(yīng) B．在110～240 ℃苯的轉(zhuǎn)化率為100%。說明該鎳催化劑活性較高，能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)催化而且不發(fā)生副反應(yīng) C．增大壓強與提高氫氣、苯的物質(zhì)的量比都有利于提高苯的轉(zhuǎn)化率 D．由表中數(shù)據(jù)來看，隨著反應(yīng)溫度的升高，苯的轉(zhuǎn)化率先升高后降低 6．在三個2 L恒容的密閉容器中，保持溫度相同，分別發(fā)生反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)，5 min后各容器反

5、應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，其中甲容器中A的物質(zhì)的量為0.4 mol。 反應(yīng)前各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol A B C 甲 1 3 0 乙 0 0 2 丙 1.5 4.5 1 下列說法正確的是(　　) A．乙中5 min內(nèi)C的反應(yīng)速率為0.08 mol/(Lmin) B．達(dá)到平衡時，丙中A的濃度是甲中的2倍 C．丙中反應(yīng)的平衡常數(shù)大于甲中反應(yīng)的平衡常數(shù) D．達(dá)到平衡時，甲乙兩容器中C的物質(zhì)的量百分含量相等 7．[2012大連測試] 一定溫度下在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能說明該反應(yīng)達(dá)到

6、化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A．混合氣體的密度不再變化 B．反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變 C．X的分解速率與Y的消耗速率相等 D．單位時間內(nèi)生成1 mol Y的同時生成2 mol X 圖K21－2 8．FeCl3(aq)與KSCN(aq)混合時存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)。已知平衡時，c[Fe(SCN)2＋]與溫度T的關(guān)系如圖K21－2所示，則下列說法正確的是(　　) A．FeCl3(aq)與KSCN(aq)反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)===Fe(SCN)2＋(aq)　ΔH>0 B．溫度為T1、T

7、2時，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1v逆 D．A點與B點相比，A點的c(Fe3＋)大 9．某溫度下，向容積為2 L的密閉反應(yīng)器中充入0.10 mol SO3，當(dāng)反應(yīng)器中的壓強不再變化時測得SO3的轉(zhuǎn)化率為20%，則該溫度下反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為(　　) A．3.2103 B．1.6103 C．8.0102 D．4.0103 圖K21－3 10．在體積為V L的恒容密閉容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　ΔH<0。當(dāng)溫度分別為T1、T

8、2，平衡時，H2的體積分?jǐn)?shù)與Br2(g)的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖K21－3所示。下列說法不正確的是(　　) A．由圖可知：T1>T2 B．a(chǎn)、b兩點的反應(yīng)速率：b>a C．為了提高Br2(g)的轉(zhuǎn)化率，可采取將HBr液化并及時移走的方法 D．T1時，隨著Br2(g)加入，平衡時HBr的體積分?jǐn)?shù)不斷增加 11．[2012湖南四市聯(lián)考] 已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0?，F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一定體積為2 L的恒溫密閉玻璃容器中，反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如圖K21－4所示。 圖K21－4 (1)圖中共有兩條曲線X和Y，其

9、中曲線________表示NO2濃度隨時間的變化；a、b、c、d四個點中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是________。下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．容器內(nèi)混合氣體的壓強不隨時間變化而改變 B．容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時間變化而改變 C．容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時間變化而改變 D．容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而改變 (2)①前10 min內(nèi)用NO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(NO2)＝________mol/(Lmin)。 ②0～15 min，反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K(b)＝________。 (3)反應(yīng)25 mi

10、n時，若只改變了某一個條件，使曲線發(fā)生如上圖所示的變化，該條件可能是________________(用文字表達(dá))；其平衡常數(shù)K(d)________K(b)(填“＞”“＝”或“＜”)。 (4)若要達(dá)到使NO2(g)的百分含量與d點相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，在25 min時還可以采取的措施是________。 A．加入催化劑　　　B．縮小容器體積 C．升高溫度 D．加入一定量的N2O4 12．[2012海南卷] 已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下： 溫度/℃ 700 830 900 1 000 1 200 平衡常數(shù) 1.7 1.

11、1 1.0 0.6 0.4 回答下列問題： (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)； (2)830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003 molL－1s－1，則6 s時c(A)＝________molL－1，C的物質(zhì)的量為________mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時間后，達(dá)到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________________，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________； (3)判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平

12、衡的依據(jù)為________(填正確選項前的字母)； a．壓強不隨時間改變 b．氣體的密度不隨時間改變 c．c(A)不隨時間改變 d．單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等 (4)1 200 ℃時反應(yīng)C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為________。 13．[2012南陽模擬] 已知2X2(g)＋Y2(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJmol－1(a＞0)，在一個容積固定的密閉容器中加入2 mol X2和1 mol Y2，在500 ℃時充分反應(yīng)達(dá)平衡后Z的濃度為W molL－1，放出熱量b kJ。 (1)此反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為_________

13、___；若將溫度降低到300 ℃，則反應(yīng)平衡常數(shù)將________(填“增大”“減少”或“不變”)。 (2)若原來容器中只加入2 mol Z，500 ℃充分反應(yīng)達(dá)平衡后，吸收熱量c kJ，則Z濃度________W molL－1(填“＞”“＜”或“＝”)，a，b、c之間滿足關(guān)系________(用代數(shù)式表示)。 (3)能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________(從下列選項中選擇)。 a．濃度c(Z)＝2c(Y2) b．容器內(nèi)壓強保持不變 c．v逆(X2)＝2v正(Y2) d．容器內(nèi)的密度保持不變 (4)若將上述容器改為恒壓容器(反應(yīng)器開始體積相同)，相同溫度下起始加入2 mol

14、 X2和1 mol Y2達(dá)到平衡后，Y2的轉(zhuǎn)化率將________(填“變大”“變小”或“不變”)。 1．D　[解析] 化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時各物質(zhì)濃度不變，而不是相等，其物質(zhì)的量濃度比也不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比，A項錯誤；該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，無論反應(yīng)是否已達(dá)平衡，壓強均不變，B項錯誤；只要溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K就不變，與是否達(dá)到平衡無關(guān)，C項錯誤。 2．B　[解析] 本題考查可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底。A項數(shù)據(jù)表明，題中0.2 molL－1的SO3完全轉(zhuǎn)化成了SO2和O2，即平衡時，c(SO3)＝0，不可能；B項說明在題給濃度的基礎(chǔ)上又有0.05 molL－1 SO2和0.02

15、5 molL－1 O2化合生成0.05 molL－1 SO3，可能；C項數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃度都減小了0.05 molL－1，這違背“原子守恒”；D項數(shù)據(jù)表明SO2和O2完全轉(zhuǎn)化成了SO3，這也不可能。 3．A　[解析] 甲乙兩容器中反應(yīng)的方向相反，熱效應(yīng)(吸、放熱)也相反，A項錯誤；達(dá)平衡時為等效平衡，B、D一定正確；兩容器中的轉(zhuǎn)化率有可能相同，C項正確。 4．A　[解析] 分析圖像可知，t2→t3是原平衡逆向移動后建立的平衡，SO3的百分含量降低，t3→t4和t2→t3兩個時間段內(nèi)，SO3的百分含量相同，t5→t6是平衡再次逆向移動后建立的平衡，SO3的百分含量再次降低，故正確答

16、案為A。 5．A　[解析] 從110～240 ℃時100%轉(zhuǎn)化，可知該反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，A項錯誤；當(dāng)溫度超過280 ℃，苯的轉(zhuǎn)化率迅速下降，可能是發(fā)生了副反應(yīng)。 6．D　[解析] 溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，C項錯誤；甲容器和乙容器反應(yīng)分別從正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)到平衡后為等效平衡，D項正確；平衡時甲乙兩容器中A、B、C的物質(zhì)的量分別為0.4 mol、1.2 mol、0.8 mol，乙中5 min內(nèi)C的反應(yīng)速率為＝0.12 mol/(Lmin)，A項錯誤；丙中初始加料相當(dāng)于A、B、C分別為2 mol、6 mol、0 mol，相對于甲容器來說，平衡右移，B項錯誤。 7．C　[解

17、析] 由于反應(yīng)生成物中有固體，故混合氣的密度為變量，當(dāng)其不變時，說明反應(yīng)已達(dá)平衡；X的分解速率與Y的消耗速率相等時反應(yīng)向左進(jìn)行，未達(dá)平衡；單位時間內(nèi)生成1 mol Y的同時生成2 mol X時，說明正逆反應(yīng)速率相等，已達(dá)平衡。 8．C　[解析] 由圖中看出，隨溫度升高，c[Fe(SCN)2＋]減小，可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則溫度越高，反應(yīng)限度越小，平衡常數(shù)越小，A、B、D項不符合題意；反應(yīng)處于D點時，c[Fe(SCN)2＋]小于平衡濃度，故反應(yīng)應(yīng)正向進(jìn)行，即v正>v逆，C項正確。 9．A　[解析] 平衡時SO3的濃度為＝0.04 molL－1，SO2、O2的平衡濃度分別為0.01 molL－

18、1、0.005 molL－1，則反應(yīng)2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)為＝10－3，故該溫度下反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)為3.2103。 10．D　[解析] 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡向著逆反應(yīng)方向移動，即溫度越高，H2的體積分?jǐn)?shù)增大，根據(jù)圖中曲線，可知T1>T2，A項正確；b點Br2的濃度比a點Br2的濃度大，反應(yīng)速率也大，B項正確；降低生成物HBr(g)的濃度，有利于平衡向著正反應(yīng)方向移動，Br2(g)的轉(zhuǎn)化率提高，C項正確；體積不變時，在Br2(g)物質(zhì)的量較多的情況下，平衡時HBr的體積分?jǐn)?shù)減小，D項錯誤。 11．(1)X　b和d

19、　B (2)①0.04 ②K(b)＝ (3)增大NO2的濃度　＝ (4)B、D [解析] (1)在10 min內(nèi)X曲線表示的物質(zhì)濃度改變了0.4 mol/L，而Y曲線表示的物質(zhì)濃度改變了0.2 mol/L，則X曲線表示NO2濃度隨時間的變化；當(dāng)曲線處于平臺時(此時所表示的物質(zhì)的濃度不變)，表示反應(yīng)已達(dá)平衡，故只有b、d兩點處于平衡狀態(tài)。該反應(yīng)體系中全部是氣體，其質(zhì)量不變，體積不變，氣體密度是恒量，與反應(yīng)是否達(dá)到平衡無關(guān)。 (2)①v(NO2)＝＝0.04 mol/(Lmin)。 ②平衡常數(shù)K(b)＝＝＝。 (3)由曲線看出25 min時，NO2的濃度突然增大，可知改變的條件

20、為增大NO2的濃度。溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變。 (4)因在25 min時，增大了NO2的濃度，相當(dāng)于增大了壓強，平衡右移，D點時NO2的百分含量小于b時NO2百分含量，要使25 min時改變條件達(dá)到使NO2(g)的百分含量與d點相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，可加壓或降溫等，加入一定量的N2O4，也相當(dāng)于加壓。 12．(1)　< (2)0.022　0.09　80%　80% (3)c　(4)2.5 [解析] 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫及簡單計算、化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用、化學(xué)平衡計算，考查考生的計算能力與綜合分析能力。(1)因反應(yīng)中的物質(zhì)都是氣體，據(jù)平衡常數(shù)的定義可知其K＝；由表中數(shù)據(jù)可知，

21、溫度升高，K值減小，說明升高溫度向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH<0。 (2)v(A)＝0.003 molL－1s－1，則6 s后A減少的濃度c(A)＝v(A)t＝0.018 molL－1，故剩余的A的濃度為－0.018 molL－1＝0.022 molL－1；A減少的物質(zhì)的量為0.018 molL－15 L＝0.09 mol，根據(jù)方程式的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系，生成的C的物質(zhì)的量也為0.09 mol。 設(shè)830 ℃達(dá)平衡時，轉(zhuǎn)化的A的濃度為x，則： 　　　　A(g)　＋　B(g)　　C(g)＋D(g) 0.04 0.16 0 0 x x x x

22、 0.04－x 0.16－x x x 有：＝1, 解得x＝0.032，故A的轉(zhuǎn)化率α(A)＝100%＝80%；由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不改變，平衡不移動。 (3)由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，容器中壓強、氣體的密度都永遠(yuǎn)不變，故a、b錯；c(A)隨反應(yīng)的進(jìn)行要減小，故c可以；不論是否達(dá)平衡，單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量永遠(yuǎn)相等，故d錯。 (4)反應(yīng)“ C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)”與“A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)”互為逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，故1200 ℃時，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的K＝＝2

23、.5。 13．(1)K＝　增大 (2)＝　a＝b＋c (3)bc (4)變大 [解析] (1)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動，化學(xué)平衡常數(shù)增大。 (2)兩種情況下為從不同的反應(yīng)方向進(jìn)行，可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，故Z的濃度相等。由于兩次的轉(zhuǎn)化是從相反方向進(jìn)行的，故a＝b＋c。 (3)反應(yīng)達(dá)到平衡時，Z與Y2濃度不一定符合方程式中的化學(xué)計量數(shù)比例關(guān)系，a項錯誤；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故壓強不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b項正確；將c項正逆反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化為用同一種物質(zhì)表示的速率后相等，正確；容器體積固定，反應(yīng)混合物均為氣體，故密度始終不變，d項錯誤。 (4)因該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，若為恒壓隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器體積減小，平衡右移，Y2的轉(zhuǎn)化率增大。