高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题2　化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(四)(word版含解析)

专题2　化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(四)
一、化学平衡状态的建立及判断
1．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：2SO2＋O22SO3的说法不正确的是(　　)
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
2．(2021·绍兴市高二期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a>0)。
然后在恒定温度下缩小容器体积，重新达到平衡。下列分析正确的是(　　)
A．重新达到平衡后，密闭容器中氨气的体积分数不变
B．两次平衡时的CO2的浓度不相等
C．若2v(NH3)＝v(CO2)，则该反应达到平衡状态
D．若开始时向容器中加入2 mol NH3和1 mol CO2，达到平衡时放出a kJ热量
二、化学平衡移动及其影响因素
3．关于一定条件下的化学平衡H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)
A．恒温恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移
B．恒温恒容，充入He，v(正)增大，平衡右移
C．加压，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动
D．升温，v(正)减小，v(逆)增大，平衡左移
4．可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
A．反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5
B．反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是逆向移动
C．反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动
D．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡
5．在密闭容器中发生反应：2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，下列叙述正确的是(　　)
A．若反应开始时通入2 mol CO，则达平衡时，放出热量a kJ
B．达到化学平衡后加入C18O，达新平衡前SO2中不含18O
C．增大压强或升高温度都可以增大化学反应速率并能提高SO2的转化率
D．达到化学平衡后，其他条件不变，容器体积缩小为原来的一半，CO的浓度增大
6．如图，关闭活塞K，向A中充入1 mol X、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2 mol Y，此时A的容积是a L，B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)ΔH<0。A保持恒压，B保持恒容。达平衡时，A的体积为1.4a L。下列说法错误的是(　　)
A．反应速率：v(B)>v(A)
B．A容器中X的转化率为80%
C．若打开K，则A的体积变为2.6a L
D．平衡时Y的体积分数：A三、化学平衡常数有关计算
7．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②，若恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的平衡常数也会减小
D．对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数一定会减小
8．在一定温度下，将0.4 mol A(g)和0.2 mol B(g)充入1 L的恒容密闭容器发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)(x是化学计量数)，达平衡时测得C(g)的浓度为0.060 mol·L－1，B(g)的物质的量为0.14 mol。下列说法正确的是(　　)
A．x＝2
B．达平衡时A的转化率为40%
C．该温度下该化学反应的平衡常数K＝1
D．反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为5∶4
9．将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于某1 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：
I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH<0并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示：
1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 6 min 7 min
条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60%
条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65%
下列说法正确的是(　　)
A．在条件Ⅰ下，该反应的平衡常数K＝10
B．在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2表示的反应速率为0.10 mol·L－1·min－1
C．在条件Ⅱ下，到达平衡时，I2(g)的转化率为81.25%
D．与条件Ⅰ相比，为达到条件Ⅱ的数据，可能改变的条件是减小压强
四、化学平衡图像
10．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个体积均为0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。
容器 起始时
T/℃ n(HCl)/mol Z
Ⅰ 300 0.25 a
Ⅱ 300 0.25 b
Ⅲ 300 0.25 4
下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH<0
B．a<4C．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率：v正>v逆
D．300 ℃时，该反应平衡常数的值为320
11．在容积为2 L的刚性密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。下列说法正确的是(　　)
A．该反应在T1时的平衡常数比在T2时的小
B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时减小
C．T2时，反应达到平衡时生成甲醇的反应速率v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1
D．T1时若反应达到平衡后CO2的转化率为x，则容器内的压强与起始压强之比为(2－x)∶2
12．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之比为n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1的条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
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，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率可能达到Y点的值
13．已知：3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)　ΔH＞0,700 ℃时，物质的量之比不同时，CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.越大，CH4的平衡转化率越高
B.不变时，若升温，NH3的体积分数会增大
C．b点对应的平衡常数比a点的大
D．a点对应的NH3的体积分数约为26%
14．为探究外界条件对反应：mA(g)＋nB(g)cZ(g)　ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．ΔH>0
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小
C．m＋nD．恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z(g)，再次达到平衡后Z的物质的量分数增大
15.在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)　ΔH<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)
A．升高温度，平衡常数增大
B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C．Q点时，Y的转化率最大
D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
五、综合大题练
16．CO用途广泛，工业应用时离不开平衡思想的指导：
Ⅰ.在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内，加入0.3 mol 的CO和0.3 mol的H 2O，在有催化剂存在和800 ℃的条件下加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　 ΔH>0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
(1)根据图上数据，该温度(800 ℃)下的平衡常数K＝____________________。
(2)在体积不变的条件下，改变下列条件能使平衡常数K增大的有______(填字母)。
A．升高温度　B．降低温度　C．增大压强　D．减小压强　E．加入催化剂　G．移出一氧化碳气体
(3)若保持温度和容器的体积不变，在(1)中上述平衡体系中，再充入0.3 mol的水蒸气，重新达到平衡后，H2O的转化率________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)在催化剂存在和800 ℃的条件下，在某一时刻测得c(CO)＝c(H2O)＝0.09 mol·L－1；c(CO2)＝c(H2)＝0.13 mol·L－1，则此时正、逆反应速率的大小：v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)。
Ⅱ.还原法炼铅，包含反应PbO(s)＋CO(g)Pb(s)＋CO2(g)　ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表：
温度/℃ 300 727 1 227
lg K 6.17 2.87 1.24
(5)该反应的ΔH____0(填“>”“<”或“＝”)。
(6)当lg K＝1，在恒容密闭容器中加入PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为______(保留两位有效数字)；若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡发生移动，再次达到平衡时，CO的百分含量______(填“增大”“减小”或“不变”)。
17．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂，可通过反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及以下反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1
②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)　K2
③2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K3
则K3＝________(用K1和K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为Cl—N==O)；
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N==O
键能/(kJ·mol－1) 630 243 a 607
则反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)的ΔH＝______(用含a的代数式表示)。
(3)按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图所示：
①该反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。
②在压强为p的条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。
③若反应一直保持在压强为p的条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
答案与解析
专题2　化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(四)
一、化学平衡状态的建立及判断
1．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：2SO2＋O22SO3的说法不正确的是(　　)
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
答案　B
解析　对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为生成物，反应只能进行到一定程度(即达到平衡时为一定条件下的最大限度)。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时，反应物和生成物的浓度都不再随时间的延长而发生变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然在进行着。
2．(2021·绍兴市高二期中)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a>0)。
然后在恒定温度下缩小容器体积，重新达到平衡。下列分析正确的是(　　)
A．重新达到平衡后，密闭容器中氨气的体积分数不变
B．两次平衡时的CO2的浓度不相等
C．若2v(NH3)＝v(CO2)，则该反应达到平衡状态
D．若开始时向容器中加入2 mol NH3和1 mol CO2，达到平衡时放出a kJ热量
答案　A
解析　该反应只有生成物是气体，且反应产生NH3(g)、CO2(g)的体积比始终是2∶1，因此重新达到平衡后，密闭容器中氨气的体积分数不变，A正确；未指明反应速率的正、逆，因此不能确定反应是否达到平衡状态，C错误；该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此开始时向容器中加入2 mol NH3和1 mol CO2，不能完全转化为NH2COONH4(s)，则达到平衡时放出热量小于a kJ，D错误。
二、化学平衡移动及其影响因素
3．关于一定条件下的化学平衡H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)
A．恒温恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移
B．恒温恒容，充入He，v(正)增大，平衡右移
C．加压，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动
D．升温，v(正)减小，v(逆)增大，平衡左移
答案　A
解析　恒温恒容，充入H2，氢气浓度增大，v(正)增大，平衡右移，A正确；恒温恒容，充入He，各反应物浓度都不变，v(正)不变，平衡不移动，B错误；加压，体积缩小，各物质浓度增大，v(正)、v(逆)都增大，平衡不移动，C错误；升温，v(正)、v(逆)均增大，由于正反应放热，所以平衡左移，D错误。
4．可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是(　　)
A．反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5
B．反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是逆向移动
C．反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动
D．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡
答案　A
解析　平衡时，反应物的转化率相等，则起始投入量之比应该等于化学计量数之比，故A正确；当加压到一定压强时，气态水变为非气态水，平衡会正向移动，故B错误；充入稀有气体而压强不变，相当于增大容积，平衡向气体体积增大的方向移动，C错误；NH3、NO的正反应速率都是反应向右进行的速率，不论是否平衡，其反应速率之比都等于化学计量数之比，故D错误。
5．在密闭容器中发生反应：2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，下列叙述正确的是(　　)
A．若反应开始时通入2 mol CO，则达平衡时，放出热量a kJ
B．达到化学平衡后加入C18O，达新平衡前SO2中不含18O
C．增大压强或升高温度都可以增大化学反应速率并能提高SO2的转化率
D．达到化学平衡后，其他条件不变，容器体积缩小为原来的一半，CO的浓度增大
答案　D
解析　可逆反应不能进行彻底，则2 mol CO不能完全反应，放出的热量小于a kJ，故A错误；化学平衡是动态平衡，达到化学平衡后加入C18O，重新达到新平衡前SO2、CO、CO2中均含有18O，故B错误；2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)为放热反应，升温，平衡左移，SO2的转化率减小，故C错误；达到化学平衡后，其他条件不变，容器体积缩小为原来的一半，CO的浓度瞬间增大为原来的2倍，此时平衡正向移动，CO的浓度逐渐减小，但重新达到平衡后CO的浓度仍比原平衡时大，故D正确。
6．如图，关闭活塞K，向A中充入1 mol X、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2 mol Y，此时A的容积是a L，B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)ΔH<0。A保持恒压，B保持恒容。达平衡时，A的体积为1.4a L。下列说法错误的是(　　)
A．反应速率：v(B)>v(A)
B．A容器中X的转化率为80%
C．若打开K，则A的体积变为2.6a L
D．平衡时Y的体积分数：A答案　C
解析　A项，由于B中反应物浓度大于A，所以v(B)＞v(A)；B项，
　　　　　X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol b b 2b b
平衡/mol 1－b 1－b 2b b
由题意得：＝1.4，得b＝0.8 mol，
所以α(X)＝×100%＝80%；
C项，若打开K，整个体系中与A的百分含量一样。设总体积为m，则＝，解得m＝4.2a L；所以A的体积应变为4.2 a L－2a L＝2.2a L；D项，由于B中压强大，平衡左移，所以B中Y的体积分数大。
三、化学平衡常数有关计算
7．(2020·黄冈高二检测)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②，若恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的平衡常数也会减小
D．对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数一定会减小
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；反应②中，温度升高，H2浓度减小，则平衡右移，生成物浓度增大，因此K2会增大，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大H2浓度，平衡会向左移动，但由于温度没有发生变化，平衡常数不变，D错误。
8．在一定温度下，将0.4 mol A(g)和0.2 mol B(g)充入1 L的恒容密闭容器发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)(x是化学计量数)，达平衡时测得C(g)的浓度为0.060 mol·L－1，B(g)的物质的量为0.14 mol。下列说法正确的是(　　)
A．x＝2
B．达平衡时A的转化率为40%
C．该温度下该化学反应的平衡常数K＝1
D．反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为5∶4
答案　D
解析　达平衡时测得C(g)的浓度为0.060 mol·L－1，C的物质的量是0.06 mol，B(g)的物质的量为0.14 mol，消耗了0.2 mol－0.14 mol＝0.06 mol的B，所以x＝1，A项错误；
2A(g)　　＋　　B(g)　　C(g)
起始/mol·L－1 0.4 0.2 0
转化/mol·L－1 0.12 0.06 0.06
平衡/mol·L－1 0.28 0.14 0.06
达平衡时A的转化率为×100%＝30%，B项错误；该温度下该反应的平衡常数K＝≠1，C项错误；反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为(0.4＋0.2)∶
(0.28＋0.14＋0.06)＝5∶4，D项正确。
9．将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于某1 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：
I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH<0并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示：
1 min 2 min 3 min 4 min 5 min 6 min 7 min
条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60%
条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65%
下列说法正确的是(　　)
A．在条件Ⅰ下，该反应的平衡常数K＝10
B．在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2表示的反应速率为0.10 mol·L－1·min－1
C．在条件Ⅱ下，到达平衡时，I2(g)的转化率为81.25%
D．与条件Ⅰ相比，为达到条件Ⅱ的数据，可能改变的条件是减小压强
答案　C
解析　设I2的消耗浓度为x mol·L－1，则：
I2(g)　＋　H2(g)2HI(g)
起始浓度/mol·L－1 0.8 1.2 0
转化浓度/mol·L－1 x x 2x
平衡浓度/mol·L－1 0.8－x 1.2－x 2x
平衡时HI的体积分数为60%，则：＝0.6，故x＝0.6，平衡常数K＝＝12，A错误；在条件Ⅰ从开始反应至5 min时，H2的反应速率为＝0.12 mol·L－1·min－1，B错误；在条件Ⅱ下设I2的消耗浓度为y mol·L－1，根据A中分析，到达平衡时，＝0.65，故y＝0.65，所以I2(g)的转化率为×100%＝81.25%，C正确；相同时间内HI的体积分数减小，说明反应速率减慢，条件Ⅱ平衡时HI体积分数大于条件Ⅰ的，故改变条件使平衡正向移动，由于压强、催化剂不影响平衡移动，可能是降低温度，D错误。
四、化学平衡图像
10．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3个体积均为0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。
容器 起始时
T/℃ n(HCl)/mol Z
Ⅰ 300 0.25 a
Ⅱ 300 0.25 b
Ⅲ 300 0.25 4
下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH<0
B．a<4C．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率：v正>v逆
D．300 ℃时，该反应平衡常数的值为320
答案　D
解析　A项，由图像可知，随着温度的升高，HCl的平衡转化率减小，即升温平衡逆向移动，则该反应是放热反应，ΔH<0，正确；B项，在相同温度时，n(HCl)相同，Z＝a时，HCl的转化率大于Z＝4时HCl的转化率，即Ⅰ容器中增大了n(O2)，使Z<4，即a<4，同理可得4v逆，正确；D项，由于平衡常数K只与温度有关，因此可根据容器Ⅲ对应的Q点进行计算，4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)平衡时HCl的转化率为80%，则起始时c(HCl)＝0.5 mol·L－1，由Z＝4求得c(O2)＝0.125 mol·L－1，而c(Cl2)＝c(H2O)＝0，平衡时c(HCl)＝0.1 mol·L－1，c(O2)＝0.025 mol·L－1，c(Cl2)＝c(H2O)＝0.2 mol·L－1，则K＝＝640，错误。
11．在容积为2 L的刚性密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。下列说法正确的是(　　)
A．该反应在T1时的平衡常数比在T2时的小
B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时减小
C．T2时，反应达到平衡时生成甲醇的反应速率v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1
D．T1时若反应达到平衡后CO2的转化率为x，则容器内的压强与起始压强之比为(2－x)∶2
答案　D
12．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之比为n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1的条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
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，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率可能达到Y点的值
答案　D
解析　A项，甲烷参与的反应为吸热反应，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，该反应为气体体积增大的反应，增大压强，甲烷的平衡转化率减小，错误；B项，CO2参与两个反应，且第一个反应中甲烷和二氧化碳的化学计量数相等，因此当起始时甲烷和二氧化碳的物质的量之比为1∶1时，同温度下CO2的转化率大于甲烷的转化率，即曲线B表示甲烷的平衡转化率随温度的变化，错误；C项，催化剂不能改变化学平衡，因此两条曲线不能重叠，错误；D项，温度不变，增大二氧化碳的量，平衡可向右移动，甲烷的转化率增大，可能达到Y点的值，正确。
13．已知：3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)　ΔH＞0,700 ℃时，物质的量之比不同时，CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.越大，CH4的平衡转化率越高
B.不变时，若升温，NH3的体积分数会增大
C．b点对应的平衡常数比a点的大
D．a点对应的NH3的体积分数约为26%
答案　B
解析　由图可知，CH4和N2的物质的量之比越大，CH4的平衡转化率越低，A错误；CH4和N2的物质的量之比不变时，升温，平衡正向移动，NH3的体积分数增大，B正确；平衡常数只与温度有关，与反应物的物质的量无关，所以各点的平衡常数相同，C错误；a点CH4的平衡转化率为22%，＝0.75，则设甲烷为3 mol，氮气为4 mol，
　　　　 3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)
起始量/mol 3 4 0
转化量/mol 0.66 0.44 0.88
平衡量/mol 2.34 3.56 0.88
则NH3的体积分数为×100%≈13%，D错误。
14．为探究外界条件对反应：mA(g)＋nB(g)cZ(g)　ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是(　　)
A．ΔH>0
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小
C．m＋nD．恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z(g)，再次达到平衡后Z的物质的量分数增大
答案　B
解析　由图可知，降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是放热反应，则ΔH<0，A项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，但因正反应是放热反应，所以平衡常数减小，B项正确；增大压强，Z的物质的量分数增大，平衡正向移动，说明m＋n>c，C项错误；恒温恒压时，向已达平衡的体系中加入少量Z(g)，将Z转化为A、B，则A、B的物质的量之比仍为m∶n，由于压强不变则体积增大，A、B的物质的量浓度不变，故再次达到的平衡状态不变，Z的物质的量分数不变，D项错误。
15.在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)　ΔH<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)
A．升高温度，平衡常数增大
B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C．Q点时，Y的转化率最大
D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
答案　C
解析　此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A选项错误；图像中从开始到Q点，反应正向进行，Y的转化率逐渐增大，Q点时达到平衡状态，随着温度升高平衡逆向移动，Y的转化率逐渐减小，C选项正确；M点的温度高于W点的，所以M点X的正反应速率大，B选项错误；平衡时充入Z，相当于加压，平衡不移动，D选项错误。
五、综合大题练
16．CO用途广泛，工业应用时离不开平衡思想的指导：
Ⅰ.在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内，加入0.3 mol 的CO和0.3 mol的H 2O，在有催化剂存在和800 ℃的条件下加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　 ΔH>0，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
(1)根据图上数据，该温度(800 ℃)下的平衡常数K＝____________________。
(2)在体积不变的条件下，改变下列条件能使平衡常数K增大的有______(填字母)。
A．升高温度　B．降低温度　C．增大压强　D．减小压强　E．加入催化剂　G．移出一氧化碳气体
(3)若保持温度和容器的体积不变，在(1)中上述平衡体系中，再充入0.3 mol的水蒸气，重新达到平衡后，H2O的转化率________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)在催化剂存在和800 ℃的条件下，在某一时刻测得c(CO)＝c(H2O)＝0.09 mol·L－1；c(CO2)＝c(H2)＝0.13 mol·L－1，则此时正、逆反应速率的大小：v正____v逆(填“>”“<”或“＝”)。
Ⅱ.还原法炼铅，包含反应PbO(s)＋CO(g)Pb(s)＋CO2(g)　ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表：
温度/℃ 300 727 1 227
lg K 6.17 2.87 1.24
(5)该反应的ΔH____0(填“>”“<”或“＝”)。
(6)当lg K＝1，在恒容密闭容器中加入PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为______(保留两位有效数字)；若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡发生移动，再次达到平衡时，CO的百分含量______(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案　(1)1　(2)A　(3)降低　(4)<　(5)<　(6)9.1%　不变
解析　(1)在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，则起始浓度c(CO)＝0.06 mol·L－1，c(H2O)＝0.06 mol·L－1，平衡时c(CO2)＝0.03 mol·L－1，则
　　　　　　　　　CO(g)＋ H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始浓度/(mol·L－1)　0.06　　 0.06　　 0　　　 0
转化浓度/(mol·L－1)　0.03　　 0.03　　 0.03　　 0.03
平衡浓度/(mol·L－1)　0.03　　 0.03　　 0.03　　 0.03
反应开始至达到平衡时，K＝＝＝1。(2)平衡常数只随温度的变化而变化，已知CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，所以A正确。(3)可逆反应中增大一种反应物的浓度，则另一种反应物的转化率会增大，而本身转化率减小，所以若保持温度和容器的体积不变，在(1)中上述平衡体系中，再充入0.3 mol的水蒸气，重新达到平衡后，CO的转化率升高，而水蒸气的转化率降低。(4)在催化剂存在和800 ℃的条件下，在某一时刻测得c(CO)＝c(H2O)＝0.09 mol·L－1，c(CO2)＝c(H2)＝0.13 mol·L－1，根据Qc＝＝≈2.1>K＝1，则反应逆向进行，所以v正达平衡时转化量为x mol·L－1，平衡时CO为(a－x)mol·L－1，CO2的浓度为x mol·L－1，则K＝10＝，即x＝，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为×100%≈9.1%，若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡正向移动，相当于加压，气体的分子数不变，所以再次达到平衡时，CO的百分含量不变。
17．亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂，可通过反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及以下反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1
②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)　K2
③2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K3
则K3＝________(用K1和K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为Cl—N==O)；
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N==O
键能/(kJ·mol－1) 630 243 a 607
则反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)的ΔH＝______(用含a的代数式表示)。
(3)按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图所示：
①该反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。
②在压强为p的条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。
③若反应一直保持在压强为p的条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
答案　(1)　(2)(289－2a)kJ·mol－1　(3)①＜　②40%　③
解析　(1)由①×2－②可得③，则K3＝。(2)根据ΔH＝2×630 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×(a kJ·mol－1＋607 kJ·mol－1)＝(289－2a)kJ·mol－1。(3)①据图可知，温度升高，NO的平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应为放热反应，ΔH＜0。②在压强为p的条件下，M点时容器内NO的平衡转化率为50%，设起始时NO、Cl2分别为a mol、0.5a mol，则平衡时NO为0.5a mol、Cl2为0.25a mol、ClNO为0.5a mol，NO的体积分数为×100%＝40%。③M点NO的体积分数为40%、Cl2的体积分数为20%、ClNO的体积分数为40%，则Kp＝＝。