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课时2 化学平衡状态及其移动
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共7个小题，每题4分，共28分，每个小题只有一个选项符合题意。)
1．在肯定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)不能确定上述可逆反应在肯定条件下已达到化学平衡状态的是
( )。
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
解析 不论反应是否达到平衡状态，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。
答案 C
2．(2022·惠州模考)在体积、温度都相同的条件下，反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：
Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2 mol；
Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。
以下叙述中不正确的是
( )。
A．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同
B．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同
C．达平衡时，Ⅰ途径的反应速率vA等于Ⅱ途径的反应速率vA
D．达平衡时，Ⅰ途径所得混合气体的密度为Ⅱ途径所得混合气体密度的
解析 途径Ⅱ中2 mol C和6 mol D按方程式转化为A、B，相当于4 mol A和4 mol B，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡，A、B、D均正确；由于途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径Ⅰ的两倍，达平衡时途径Ⅰ的反应速率vA小于途径Ⅱ的反应速率vA，C错误。
答案 C
3．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ·mol－1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，转变某一条件，下列示意图正确的是
( )。
解析 对于放热反应，上升温度，平衡向逆反应方向移动，K值减小，CO转化率降低，A、B错误；温度不变，K值不变，C正确；增加N2的量，平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，D错误。
答案 C
4．肯定条件下，在密闭容器中进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，达到平衡后，为提高反应速率和NO的转化率，实行的措施正确的是
( )。
A．加入催化剂，同时上升温度
B．加入催化剂，同时增大压强
C．上升温度，同时充入N2
D．降低温度，同时增大压强
解析 要使反应物NO的转化率增大，即使平衡向正反应方向移动。该反应的正反应方向是气体体积减小的放热反应，故上升温度或减小压强，平衡都向逆反应方向移动，NO的转化率降低，排解A、C选项；加入催化剂不会转变化学平衡，但能同等程度地增大正、逆反应速率，增大压强平衡正向移动，NO的转化率增大，故B选项正确；降低温度，反应速率减小，增大压强，反应速率增大，故D选项不能确定。
答案 B
5．(2021·郑州质检)在密闭容器中发生反应：aA(g)cC(g)＋dD(g)，达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡浓度的1.8倍。下列叙述正确的是
( )。
A．A的转化率变大
B．平衡向正反应方向移动
C．D的体积分数变大
D．a<c＋d
解析 将气体体积压缩为原来的一半(即增大压强)，若平衡不移动，则D的浓度应为原来的2倍；再次达到平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明增大压强平衡逆向移动，则a<c＋d，D正确。
答案 D
6．可逆反应A(g)＋BC(g)＋D，达到平衡时，下列说法不正确的是
( )。
A．若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大
B．若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，C不肯定是有颜色的气体
C．上升温度，C的质量分数减小，说明正反应为放热反应
D．增大压强，平衡不移动，说明B、D肯定是气体
解析 选项A，增大A的浓度，则平衡向正反应方向移动，B的转化率将增大。选项B，增大A的浓度时，平衡体系颜色加深，可能是A本身就是有颜色的气体，故不能说明C是否有颜色。选项C，上升温度后，平衡向吸热方向移动，C的质量分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则说明正反应是放热反应。选项D，增大压强平衡不移动，则说明反应前后的气体分子数相等，B和D可以同时是气体，也可以同时不是气体，故D是错误的。
答案 D
7．在一个密闭容器中进行如下反应：2X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，反应过程中某一时刻X2、Y2、Z的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能合理的是
( )。
A．Z的浓度为0.4 mol·L－1
B．X2、Z的浓度均为0.15 mol·L－1
C．X2的浓度为0.4 mol·L－1
D．X2与Z的浓度之和为0.4 mol·L－1
解析 反应若正向进行到底，Z的浓度才为0.4 mol·L－1，依据可逆反应特点，A错；B项不符合质量守恒定律。反应若逆向进行到底，X2的浓度才为0.4 mol·L－1，依据可逆反应特点，C错。
答案 D
二、选择题(本大题共2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)
8．(2022·清远调研考试)肯定温度下，1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋M(s)，5 min后达到平衡，此时生成2a mol Z。下列说法正确的是
( )。
A．用X表示此反应的反应速率是(0.1－2a) mol·L－1·min－1
B．当混合气体的质量不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
C．向平衡后的体系中加入1 mol M，平衡向逆反应方向移动
D．向上述平衡体系中再充入1 mol X，v正增大，v逆增大，平衡正向移动
解析 由题给反应的化学方程式可知生成2a mol Z消耗a mol X，利用化学反应速率的定义可知v(X)＝＝0.1a mol·L－1·min－1；因M为固态，故平衡向右移动，气体质量变小；若平衡向左移动，气体质量增加，故当混合气体质量不再发生变化时，可说明反应达到平衡状态；增大M的量，平衡不发生移动；向平衡体系中再充入X，反应物浓度增大，平衡正向移动，v正、v逆都增大。
答案 BD
9．(2022·重庆理综，13，改编)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a(g)＋b(g)2c(g) ΔH1<0
x(g)＋3y(g)2z(g) ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽视体积转变所作的功)，下列叙述错误的是
( )。
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B．等压时，通入z气体，反应器中温度上升
C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度减小
解析 A项，不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，放出热量，体系温度上升，a(g)＋b(g)2c(g)平衡逆向移动，c的物质的量削减；B项，等压时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，体系温度上升；C项，等容时，通入惰性气体，反应物浓度不变，各反应速率不变；D项，等容时，通入z气体，x(g)＋3y(g)2z(g)平衡逆向移动，y的物质的量浓度增大。
答案 AD
三、非选择题(本题共4个小题，共60分)
10．(16分)(2021·梅州模拟)在一个容积固定为2 L的密闭容器中，发生反应：aA(g)＋bB(g)pC(g) ΔH＝？反应状况记录如下表：
时间
c(A)/mol·L－1
c(B)/mol·L－1
c(C)/mol·L－1
0 min
1
3
0
第2 min
0.8
2.6
0.4
第4 min
0.4
1.8
1.2
第6 min
0.4
1.8
1.2
第8 min
0.1
2.0
1.8
第9 min
0.05
1.9
0.3
请认真分析，依据表中数据，回答下列问题：
(1)第2 min到第4 min内A的平均反应速率v(A)＝________mol·L－1·min－1。
(2)由表中数据可知反应在第4 min到第6 min时处于平衡状态，若在第2 min、第6 min、第8 min时分别转变了某一反应条件，则转变的条件分别可能是：
①第2 min________或________；
②第6 min________；
③第8 min________。
(3)若从开头到第4 min建立平衡时反应放出的热量为235.92 kJ，则该反应的ΔH＝________。
解析 (1)v(A)＝ ＝0.2 mol·L－1·min－1。
(2)①从2 min～4 min来看，A、B、C的浓度变化量比前2 min大，说明反应速率加快了，故2 min时转变的条件可能为使用催化剂或上升温度。②第6 min转变条件后，达到第8 min时，作为反应物，A的浓度削减而B的浓度增加，可知转变的条件为增加B的浓度。③从0～2 min来看，A、B、C的浓度变化量分别为0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0.4 mol·L－1可知a、b、p分别为1、2、2，从第9 min的数据来看，C的浓度大幅度减小，而A、B浓度也减小，且减小量与方程式中化学计量数成正比，可知第8 min转变的条件为减小C的浓度。
(3)从开头到第4 min消耗A 1.2 mol，共放出热量235.92 kJ，故每消耗1 mol A放出热量：＝196.6 kJ·mol－1，由(2)的分析可知A的化学计量数为1，故该反应的ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
答案 (1)0.2 (2)①使用催化剂 上升温度 ②增加B的浓度 ③减小C的浓度 (3)－196.6 kJ·mol－1
11．(12分)有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。肯定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。
(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。
A．小于m B．等于m C．在m～2m之间
D．等于2m E．大于2m
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入______mol N2和________mol H2。
解析 (1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应当为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应当等于2m mol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应当投入N2为(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2为(1.5－1.5) mol＝0 mol。
答案 (1)D E (2)0.5 0
12．(16分)肯定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应：
SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)
ΔH＝＋148.9 kJ·mol－1。
(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填字母序号)。
a．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)
b．容器内气体压强不再变化
c．容器内气体的总质量不再变化
d．HF的体积分数不再变化
(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2>t1)所示。
反应时间/min
n(SiF4)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
2.40
t1
0.80
a
t2
b
1.60
通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：_________________________________________________________________。
(3)若只转变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。
a．肯定向正反应方向移动
b．肯定向逆反应方向移动
c．肯定是减小压强造成的
d．肯定是上升温度造成的
e．SiF4的平衡转化率肯定增大
解析 (2)0～t1 min，反应消耗的SiF4为0.40 mol，依据已知反应可确定消耗的H2O为0.80 mol，故a＝1.60 mol，t2 min时，H2O仍为1.60 mol，故b＝0.80 mol。由此可推断t1时该反应已经达到化学平衡状态。
答案 (1)bcd
(2)通过计算可知a＝1.60，b＝0.80，说明在肯定条件下，t1～t2时各组分的浓度(或物质的量)均已不再发生转变，则t1时反应已经达到化学平衡状态
(3)ade
13．(16分)(2022·潮州调研)Ⅰ.肯定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH>0。
(1)下列措施中能使平衡时增大的是________(填序号)。
A．上升温度 B．增大压强
C．充入肯定量氮气 D．再加入一些铁粉
(2)反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入肯定量的CO2，使CO2的浓度成为原来的2倍，则CO2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.在肯定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，试分析和回答下列问题：
(1)可认定上述可逆反应在肯定条件下已达到化学平衡状态的是________(选填序号)。
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
(2)若上述化学平衡状态从正反应开头建立，达到平衡后，给平衡体系加压(缩小容积、其他条件不变)，则容器内气体的平均相对分子质量将________(填写“不变”“变小”或“变大”)。
解析 Ⅰ.(1)使平衡时增大，则需要使平衡向正反应方向移动，CO2的浓度减小，CO的浓度增大，比值增大。反应为吸热反应，上升温度平衡向正反应方向进行，A对；反应前后气体的物质的量不变，增大压强平衡不移动，B错；充入N2对平衡没有影响，C错；铁粉的量的多少对平衡没有影响，D错。(2)增大CO2的浓度，反应物中只有CO2为气体，且反应前后气体体积相等。相当于增大压强，平衡不发生移动，CO2的转化率不变。
Ⅱ.(1)由于在恒压容器中进行，压强始终不变，A错；当v正(CO)＝v逆(H2O)时，反应达到平衡，B对；任何时刻生成的CO与H2物质的量都相等，C错；1 mol H—H键断裂说明有1 mol H2反应，断裂2 mol H—O键说明有1 mol H2O反应，反应达到平衡，D对。(2)原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28×＋2×＝15。加压时平衡逆向移动，H2O(g)(相对分子质量为18)的含量增大，混合气体的平均相对分子质量增大。
答案 Ⅰ.(1)A (2)不变 Ⅱ.(1)B、D (2)变大
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