高中化学人教版（新课标）选修4 第二章第三节 化学平衡
一、单选题
1．（2020高一下·奉化期中）T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(s)+Y(g) 2Z(g) △H=－M kJ·mol－1。10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是（ ）
A．在第10 min时，Z的反应速率为0.02 mol·L－1·min－1
B．在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1
C．增加X的物质的量可以加快反应速率
D．反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快
2．（2020高一下·吉林期中）在一定温度下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 2AB(g)，达到平衡的标志是（ ）
A．容器的总压强不随时间而变化
B．单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成
C．单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解
D．单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成
3．（2020高二下·东阳期中）一定条件下，物质的量均为0.3mol的X(g)与Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，ΔH=-akJ·mol-1，下列说法正确的是（ ）
A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1：1
B．达到平衡时，反应放出0.1akJ的热量
C．达到平衡后，向平衡体系中充入稀有气体，正反应速率不发生变化
D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡
4．（2020高二上·高安期末）下列事实中，不能应用化学平衡移动原理来解释的是（ ）
①可用浓氨水和NaOH固体快速制氨气 ②700K左右比室温更有利于合成氨反应
③开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 ④温度升高水的KW增大
⑤对于反应2HI (g) H2(g)+I2(g)达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深
A．②③⑤ B．②⑤ C．④⑤ D．①②③
5．（2020高二上·华宁期末）一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：①体系的压强不再发生变化，②体系的密度不再发生变化，③各组分的物质的量浓度不再改变，④各组分的质量分数不再改变，⑤反应速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q，其中，能说明反应已达到平衡的是 （ ）
A．只有③④ B．只有②③④
C．只有①②③④ D．①②③④⑤
6．（2019高二上·吉林期末）在2A(g)＋B(g) 4C(g)＋D(s)－Q已达化学平衡时，能使正、逆反应速率同时加快，又使平衡向正反应方向移动，应采取的措施（ ）
A．增大压强 B．增大C的浓度
C．使用催化剂 D．升高温度
7．一定条件下，向密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O(g)发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H<0并建立平衡。下列叙述正确的是（ ）
A．降低温度平衡正向移动，正反应速率增大而逆反应速率减小
B．保持恒温恒压充入少量氦气，正逆反应速率同等程度的减小
C．保持恒温恒容再充入CO和H2O(g)各1mol，CO的平衡转化率增大
D．若容器是绝热容器，平衡后充入CO，平衡常数会增大
8．（2020高二上·华宁期末）已知反应3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(g) ΔH＜0，图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采用的措施是（ ）
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A．①②③ B．④⑤
C．③④⑤ D．④⑤⑥
9．（2019高二上·辽源期中）一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是（ ）
选项 正反应速率 逆反应速率
A vA＝2 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1
B vA＝2 mol·L－1·min－1 vC＝2 mol·L－1·min－1
C vA＝1 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1
D vA＝1 mol·L－1·min－1 vC＝1.5 mol·L－1·min－1
A．A B．B C．C D．D
10．（2019高二上·肥东期中）某密闭容器中发生如下反应：X（g）+3Y（g） 2Z（g）；△H＜0．上图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中错误的是（ ）
A． 时加入了催化剂 B． 时降低了温度
C． 时增大了压强 D． 时间内转化率最高
11．（2019高二上·肥东期中）如图所示的各图中，表示2A（g）+B（g） 2C（g）（△H＜0）这个可逆反应的正确图像为（注：Φ（C）表示C的体积分数，P表示气体压强，C表示浓度）（ ）
A． B．
C． D．
二、综合题
12．（2019高二上·辽源期中）反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
（1）该反应是 反应（填“吸热”“放热”）。
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”），原因 。
（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响
13．（2019高二上·辽源期中）t℃时，将3mol A和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），发生反应：3A(g) + xB(g) C(g)，4min时反应达到平衡状态（温度不变），剩余0.4 mol B，并测得C的浓度为0.4mol/L。请填写下列空白：
（1）x= 。
（2）用A表示该反应的速率为 mol/(L·min)。
（3）若继续向平衡混合物的容器中通入少量氦气（氦气和A、B、C都不反应）后，下列说法中正确的是______________________（填写下列选项字母符号）。
A．化学平衡向正反应方向移动
B．化学平衡向逆反应方向移动
C．化学平衡不会发生移动
D．正、逆反应的化学反应速率将发生同等程度的改变
14．（2019高二上·肥东期中）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
（1）反应的△H 0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段，反应速率v(N2O4)为 mol L-1 s-1反应的平衡常数K1为 。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T 100℃（填“大于”“小于”），判断理由是 。
②列式计算温度T是反应的平衡常数K2
（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。
15．（2020高二上·荆州期末）已知化学反应①：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)，其化学平衡常数为K2，在温度973 K和1 173 K的情况下，K1、K2的值分别如下：
温度 K1 K2
973 K 1.47 2.38
1 173 K 2.15 1.67
请填空：
（1）反应①的K1表达式是 。
（2）现有反应③：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，该反应的平衡常数K3，根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为 ，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是 （填写字母序号）。
A．压强不随时间改变
B．气体密度不随时间改变
C．H2的体积分数不随时间改变
D．单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等
（4）图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图甲中t2时刻发生改变的条件是 。
②图乙中t2时刻发生改变的条件是 。
（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡向 移动（填“不”、“逆反应方向”或“正反应方向”）
16．（2019高二上·长春期中）新华社报道：全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下，更快更好地发展“中国绿色村庄”，参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视，试回答下列问题：
（1）煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃、101kPa时：
①C(s)＋ O2(g)=CO(g) ΔH＝－126.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ/mol
则在25℃、101kPa时：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝ 。
（2）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) ΔH>0
已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K＝0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②1100℃时测得高炉中，c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态？ (填“是”或“否”)，其判断依据是 。
（3）目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0kJ/mol。
现向体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝ 。
②下列措施能使 增大的是 (填字母)。
A．升高温度
B．再充入H2
C．再充入CO2
D．将H2O(g)从体系中分离
E．充入He(g)，使体系压强增大
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中， 10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，则前10 min的平均速率为0.02 mol·L－1·min－1。由化学方程式2X(s)+Y(g) 2Z(g)可以求出，在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1 。A. 前10 min的平均速率为0.02 mol·L－1·min－1，在第10 min时，Z的反应速率一定小于0.02 mol·L－1·min－1，A不符合题意；
B. 在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1，B符合题意；
C. X是固体，其浓度是固定不变的，所以增加X的物质的量不能加快反应速率，C不符合题意；
D. 反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体，虽然增加压强，但是各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，D不符合题意。
【分析】向反应混合物中能入稀有气体后，化学平衡是否移动，关键要看各组分的浓度是否变化，如果对各组分的浓度没有影响，那么化学平衡不移动；如果各组分的浓度减小了，则相当于减压，化学平衡要向气体分子数增大的方向移动。
2．【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．该反应前后气体总物质的量不变，则无论该反应是否达到平衡状态，压强始终不变，所以不能根据压强判断平衡状态，故A不符合题意；
B．单位时间内生成n mol A2的同时生成2n molAB，则同时消耗n mol A2，A2的正逆反应速率相等，则该反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．单位时间内有nmolB2发生反应，同时有nmolAB分解即有0.5nmolB2生成，B2的正逆反应速率不相等，故C不符合题意；
D. 单位时间内有nmolA2生成，同时有nmolB2生成，均表示逆速率，无法判断正逆速率是否相同，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变。
3．【答案】C
【知识点】化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】
X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始 0.3 0.3 0
转化 x 3x 2x
平衡 0.3-x 0.3-3x 2x
A.根据三段式分析，平衡时X和Y的物质的量比不是1：1，故不符合题意；
B.根据可逆反应的特点，各物质不能完全转化，所以有x<0.3，3x<0.3，所以有x<0.1mol，当x=0.1mol时反应放出0.1akJ的热量，故该反应实际放出的热量小于0.1akJ的热量，故不符合题意；
C. 达到平衡后，向平衡体系中充入稀有气体，因为是固定体积，所以各物质的浓度不变，所以反应速率不变，故符合题意；
D.该反应中X的体积分数为 ，体积分数始终不变，故不符合题意。
故答案为：C。
【分析】掌握可逆反应的三段式计算，并抓住可逆反应不能完全的特点进行计算和判断，关于X的体积分数不能根据通常所说的体积分数不变就是能表示平衡状态进行判断，要进行认真计算。
4．【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】①浓氨水中存在可逆反应：NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋＋OH－，加入NaOH固体后，溶液中c(OH－)增大，平衡逆向移动，产生NH3，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
②合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此从平衡移动角度分析，700K比室温更不利于合成氨反应，不能用化学平衡移动原理解释，符合题意；
③啤酒内存在可逆反应CO2＋H2O H2CO3，开启啤酒瓶后，瓶内压强减小，平衡逆向移动，CO2逸出，产生大量泡沫，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
④水的电离为H2O H＋＋OH－，为吸热过程，升高温度，平衡正向移动，水的离子积Kw增大，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
⑤该反应为气体分子数不变的反应，缩小容器体积，压强增大，但平衡不发生移动，体系颜色变深是由于浓度增大引起，不可用化学平衡移动原理解释，符合题意；
综上，不能用化学平衡移动原理解释的是②⑤，B符合题意；
故答案为：B
【分析】能用化学平衡移动原理解释，则需存在可逆反应，且同时存在平衡移动过程，据此分析所给事实是否能用平衡移动原理解释。
5．【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故①不符合题意；
②A是固体，反应前后混合气体的质量不等，容器的体积不变，若体系的密度不变，说明混合气体的总质量不再随时间变化而变化，此时反应达到平衡状态，故②符合题意；
③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故③符合题意；
④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变，各组分的质量分数不再改变，故④符合题意；
⑤A是固体，浓度变化为0，不能用A表示反应速率，且反应速率之比等于计量数之比，在反应时的任何时刻都符合题意，因此当反应速率vB：vC：vD= n：p：q时，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故⑤不符合题意；
所以只有②③④符合题意；
故答案为B。
【分析】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。
6．【答案】D
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 增大压强，正、逆反应速率同时加快，但平衡向逆反应方向移动，故A不符合题意；
B. 增大C的浓度，化学反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；
C. 使用正催化剂，加快正、逆反应速率，但平衡不移动，故C不符合题意；
D. 升高温度，正、逆反应速率同时加快，该反应为吸热反应，所以平衡向正反应方向移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】勒夏特列原理的运用是解决此题的关键，如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。
7．【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】降温平衡正向移动，正、逆反应速率均减小，A不符合题意；恒温恒压充人氦气相当于减压，平衡不移动，但由于各组分浓度均减小，正、逆反应速率同等程度的减小，B符合题意；对于前后气体体积不变的反应，恒温恒容再按原比例充入CO和H2O(g)平衡转化率不变，C不符合题意；
绝热容器平衡后充入CO，平衡右移使温度升高，平衡常数减小，D不符合题意
【分析】 A.升高温度正逆反应速率都会增大；
B.恒温恒压下充入氦气，相当于减小压强，结合压强对反应速率和化学平衡的影响进行判断；
C.该反应为气体不变的反应，改变压强平衡不移动，反应物的转化率不变；
D.绝热容器中，放出的热量会使平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
8．【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】3A(g)＋B(g) 2C(g)+2D(g) △H＜0，该反应为反应前后分子数不变的且正反应为放热的反应，从图可以看出，当采用措施我D的百分含量并不发生改变，而且到达平衡的时间缩短了；增大A的浓度，反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故①不符合题意；升高温度反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故②不符合题意；增大D的浓度反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故③不符合题意；加入催化剂，催化剂可以加快化学反应速率，且不改变化学的平衡点，故④符合题意；恒温下，缩小反应容器的体积，因为该反应为反应前后分子数不变的反应，故压强的改变并不会引起平衡的移动，故恒温下，缩小反应容器的体积加快化学反应速率，且不改变化学的平衡点，故⑤符合题意；加入稀有气体，保持容器内压强不变，相对于减小压强，而化学反应速率变小，故⑥不符合题意
故答案为：B。
【分析】通过图中曲线b变为曲线a时，反应速率加快且平衡没有移动，方程式为等体积反应； ①增大A的浓度 、②升高温度 、③增大D浓度平衡发生移动； ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 ，容器体积增大，浓度减小速率减慢。
9．【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．A物质的正反应速率υA=2mol/（l·min），逆反应速率υB=2mol/（l·min），则逆反应速率υA=4mol/（l·min），A的正逆反应速率不相等，所以该反应未达到平衡状态，故A不符合题意；
B．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是2mol/（L·min），C的逆反应速率为2mol/（L·min），A的逆反应速率为 mol/（L·min），所以A的正逆反应速率不等，故B不符合题意；
C．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol/（L·min），B的逆反应速率为2mol/（L·min），A的逆反应速率为4mol/（L·min），所以A的正逆反应速率不等，故C不符合题意；
D．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol/（L·min），C的逆反应速率为1.5mol/（L·min），A的逆反应速率为1mol/（L·min），所以A的正逆反应速率相等，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】化学平衡状态的判断，根据给出的相关选项能否得出正逆反应速率相等或者物质的含量保持不变。
10．【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，故改变条件为使用催化剂，故A不符合题意；
B.t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡向正反应移动，故可能为降低温度，故B不符合题意；
C.t5时刻，改变条件，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率增大更多，平衡向逆反应移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，故改变条件为升高温度，故C符合题意；
D.t2时刻，使用催化剂，平衡不移动，X的转化率不变，t3时刻，降低温度，平衡向正反应移动，X的转化率增大，t5时刻，升高温度，平衡向逆反应移动，X的转化率降低，则t4～t5内转化率最高，故D不符合题意；
本题故答案为：C。
【分析】A.正逆反应速率相等，且都增大，平衡不移动，加入催化剂；
B.反应速率减小，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动；
C.增大压强平衡向正反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率；
D.根据改变反应条件后平衡移动方向，确定转化率的变化。
11．【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 温度高，反应速率加快，先到达平衡；升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，C的体积分数降低，A项符合题意；
B. 压强增大，正逆反应速率都增大，B项不符合题意；
C. 使用催化剂，加快反应，到达平衡的时间短，但不影响平衡的移动，平衡时C的浓度不变，C项不符合题意；
D. 增大压强反应向体积减小方向移动，即向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，A的转化率降低，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.升高温度反应速率增大，到达平衡需要的时间变短，平衡向逆反应方向移动，C的体积分数降低；
B.随压强的增大，正逆反应速率都增大；
C.催化剂不能是平衡发生移动，只能改变反应速率；
D.相同压强下温度越高A的转化率越低。
12．【答案】（1）放热
（2）减小；因为正反应放热，升温平衡逆向移动，所以A的转化率减小
（3）无
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)由反应过程中的能量变化图可以知道，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应为放热反应；(2)该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，A的转化率减小；(3)加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，但催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变，所以对该反应的反应热无影响。
【分析】（1）反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；
（2）升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低；
（3）催化剂不改变平衡的移动。
13．【答案】（1）2
（2）0.3
（3）C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】据三段式解题法，求出反应混合物各组分的物质的量的变化量、平衡时组分的物质的量；平衡时，C的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol；
3A(g) + xB(g) C(g)
起始 3 2 0
转化 2.4 0.8x 0.8
平衡 0.6 0.4 0.8
⑴根据以上分析可知，2-0.8x=0.4，x=2；
⑵用A表示该反应的速率为[2.4mol/2L]÷4min=0.3 mol/(L·min)；
⑶恒容容器中，向容器中通入少量氦气，总压增大，分压不变，不影响反应混合物各组分的浓度，正逆反应速率不变，平衡不移动，
故答案为：C。
【分析】（1）各物质的速率之比等于化学计量数之比；
（2）化学反应速率计算的核心是计算在一定时间内的浓度变化量，各物质的速率之比等于化学计量数之比，固态或者纯液态物质量的变化不影响化学反应速率；
（3）体积不变，浓度不变，平衡不移动。
14．【答案】（1）大于；0.001；0.36 mol·L—1
（2）大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1 c（N2O4）=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1 K2=0.160mol·L-1）2/0.020mol·L-1=1.3mol·L-1
（3）逆反应；对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1）根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深，二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动；当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，说明正反应为吸热反应，故△H大于0。根据题给图像知，0-60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L-1，根据公式v=△c/△t计算，v (N2O4)= 0.060 mol·L-1/60s=0.001 mol·L-1·s-1；分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120 mol·L-1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040 mol·L-1，K1= [NO2]2/[N2O4]=0.36 mol·L-1；
（2）①根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于100℃，答案为：大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；
②根据题意知，平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1，c（N2O4）=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1，K2=（0.160mol·L-1）2/0.020mol·L-1=1.3mol·L-1；
（3）温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质平衡向气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动，答案为：逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动。
【分析】（1）四氧化二氮是无色气体，二氧化氮是棕红色气体，升高温度颜色加深，平衡向正反应方向移动，据此判断焓变；根据四氧化二氮浓度变化计算其反应速率；根据平衡常数的定义试计算该温度下的平衡常数；
（2）改变温度，四氧化二氮的平均反应速率降低，平衡向正反应方向移动；
（3）容器的容积减小一半，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动。
15．【答案】（1）
（2）K3= ；吸热
（3）C；D
（4）增大压强或使用催化剂；降低温度
（5）不
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）反应①的平衡常数；
（2）反应③的平衡常数，反应②的化学平衡常数，因此反应③的平衡常数；由表格数据可知，当温度升高时，K1增大，K2减小，故温度升高时，K3增大，说明温度升高，平衡正向移动，故正反应为吸热反应；
（3）A、该反应在反应前后气体分子数不变，因此反应过程中压强一直不变，则压强不随时间变化，不能说明正逆反应速率相等，因此不能判断处于平衡状态，A不符合题意；
B、该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应过程中混合气体的质量保持不变，由于反应前后气体分子数不变，因此反应过程中混合气体的体积不变，故反应过程中，混合气体的密度一直不变，则密度不变，不能体现正逆反应速率相等，因此不能判断反应处于平衡状态，B不符合题意；
C、反应过程中，H2的体积分数发生变化，当其不变时，说明反应达到平衡状态，C符合题意；
D、生成H2为逆反应，生成H2O(g)为正反应，若单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D符合题意；
故答案为：CD
（4）①图甲t2时，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，则改变的条件为加入催化剂；由于反应③在反应前后气体分子数不变，因此增大压强，平衡不移动；故t2时刻改变的条件为增大压强或加入催化剂；
②图乙t2时，c(CO2)增大，c(CO)减小，平衡逆向移动，由于该反应为吸热反应，因此改变的条件为降低温度；
（5）反应③为气体分子数不变的反应，因此同时增大CO2和CO的浓度为原来的两倍时，化学平衡不移动；
【分析】（1）根据反应的化学方程式书写平衡常数的表达式；
（2）结合各个反应平衡常数的表达式进行分析；根据温度对平衡移动的影响分析，确定反应的热效应；
（3） 分析所给状态是否能体现正逆反应速率相等，若能则可判断反应达到平衡状态；
（4）根据反应速率和平衡移动的影响因素进行分析；
（5）根据平衡移动的影响分析；
16．【答案】（1）＋115.4 kJ/mol
（2）增大；否；浓度商Q小于平衡常数K
（3）0.225mol/(L·min)；BD
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）①C(s)＋ O2(g)=CO(g) ΔH＝－126.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ/mol
将①+③- ×②得：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋115.4 kJ/mol
答案为：＋115.4 kJ/mol
（2）①因为正反应为吸热反应，所以温度升高，化学平衡正向移动，移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值增大。答案为：增大
②1100℃时测得高炉中，c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，则在这种情况下，该反应没有处于化学平衡状态。答案为：否
其判断依据是Q= ，平衡正向移动。
答案为：浓度商Q小于平衡常数K
（3）
CO2(g)＋ 3H2(g) CH3OH(g)＋ H2O(g)
起始 1.00 3.00 0 0
转化 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡 0.25 0.75 0.75 0.75
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝ mol/(L·min)
答案为：0.225mol/(L·min)
②A．升高温度，平衡逆向移动，c(CH3OH)减小，c(CO2)增大， 减小，不合题意；
B．再充入H2，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2) 减小， 增大，符合题意；
C．再充入CO2，虽然平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2)增大，但c(CO2)增大的更多， 减小，不合题意；
D．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2) 减小， 增大，符合题意；
E．充入He(g)，使体系压强增大，c(CH3OH)不变，c(CO2)不变， 不变，不合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）根据盖斯定律构造目标方程式，然后计算焓变即可；
（2）根据温度对化学平衡的影响判断平衡移动方向，然后判断平衡常数的变化；根据浓度熵与平衡常数的相对大小关系判断反应进行的方向；
（3）①根据方程式计算氢气的变化物质的量，然后计算氢气的反应速率；
②增大，需要使平衡向正反应方向移动，结合平衡移动方向的影响因素进行分析即可。
1 / 1高中化学人教版（新课标）选修4 第二章第三节 化学平衡
一、单选题
1．（2020高一下·奉化期中）T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(s)+Y(g) 2Z(g) △H=－M kJ·mol－1。10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是（ ）
A．在第10 min时，Z的反应速率为0.02 mol·L－1·min－1
B．在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1
C．增加X的物质的量可以加快反应速率
D．反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快
【答案】B
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中， 10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，则前10 min的平均速率为0.02 mol·L－1·min－1。由化学方程式2X(s)+Y(g) 2Z(g)可以求出，在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1 。A. 前10 min的平均速率为0.02 mol·L－1·min－1，在第10 min时，Z的反应速率一定小于0.02 mol·L－1·min－1，A不符合题意；
B. 在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L－1·min－1，B符合题意；
C. X是固体，其浓度是固定不变的，所以增加X的物质的量不能加快反应速率，C不符合题意；
D. 反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体，虽然增加压强，但是各气体的浓度不变，所以化学反应速率不变，D不符合题意。
【分析】向反应混合物中能入稀有气体后，化学平衡是否移动，关键要看各组分的浓度是否变化，如果对各组分的浓度没有影响，那么化学平衡不移动；如果各组分的浓度减小了，则相当于减压，化学平衡要向气体分子数增大的方向移动。
2．（2020高一下·吉林期中）在一定温度下，可逆反应：A2(g)+B2(g) 2AB(g)，达到平衡的标志是（ ）
A．容器的总压强不随时间而变化
B．单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成
C．单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解
D．单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成
【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．该反应前后气体总物质的量不变，则无论该反应是否达到平衡状态，压强始终不变，所以不能根据压强判断平衡状态，故A不符合题意；
B．单位时间内生成n mol A2的同时生成2n molAB，则同时消耗n mol A2，A2的正逆反应速率相等，则该反应达到平衡状态，故B符合题意；
C．单位时间内有nmolB2发生反应，同时有nmolAB分解即有0.5nmolB2生成，B2的正逆反应速率不相等，故C不符合题意；
D. 单位时间内有nmolA2生成，同时有nmolB2生成，均表示逆速率，无法判断正逆速率是否相同，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变。
3．（2020高二下·东阳期中）一定条件下，物质的量均为0.3mol的X(g)与Y(g)在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，ΔH=-akJ·mol-1，下列说法正确的是（ ）
A．反应一段时间后，X与Y的物质的量之比仍为1：1
B．达到平衡时，反应放出0.1akJ的热量
C．达到平衡后，向平衡体系中充入稀有气体，正反应速率不发生变化
D．X的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡
【答案】C
【知识点】化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】
X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始 0.3 0.3 0
转化 x 3x 2x
平衡 0.3-x 0.3-3x 2x
A.根据三段式分析，平衡时X和Y的物质的量比不是1：1，故不符合题意；
B.根据可逆反应的特点，各物质不能完全转化，所以有x<0.3，3x<0.3，所以有x<0.1mol，当x=0.1mol时反应放出0.1akJ的热量，故该反应实际放出的热量小于0.1akJ的热量，故不符合题意；
C. 达到平衡后，向平衡体系中充入稀有气体，因为是固定体积，所以各物质的浓度不变，所以反应速率不变，故符合题意；
D.该反应中X的体积分数为 ，体积分数始终不变，故不符合题意。
故答案为：C。
【分析】掌握可逆反应的三段式计算，并抓住可逆反应不能完全的特点进行计算和判断，关于X的体积分数不能根据通常所说的体积分数不变就是能表示平衡状态进行判断，要进行认真计算。
4．（2020高二上·高安期末）下列事实中，不能应用化学平衡移动原理来解释的是（ ）
①可用浓氨水和NaOH固体快速制氨气 ②700K左右比室温更有利于合成氨反应
③开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 ④温度升高水的KW增大
⑤对于反应2HI (g) H2(g)+I2(g)达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深
A．②③⑤ B．②⑤ C．④⑤ D．①②③
【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】①浓氨水中存在可逆反应：NH3＋H2O NH3·H2O NH4＋＋OH－，加入NaOH固体后，溶液中c(OH－)增大，平衡逆向移动，产生NH3，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
②合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此从平衡移动角度分析，700K比室温更不利于合成氨反应，不能用化学平衡移动原理解释，符合题意；
③啤酒内存在可逆反应CO2＋H2O H2CO3，开启啤酒瓶后，瓶内压强减小，平衡逆向移动，CO2逸出，产生大量泡沫，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
④水的电离为H2O H＋＋OH－，为吸热过程，升高温度，平衡正向移动，水的离子积Kw增大，可用化学平衡移动原理解释，不符合题意；
⑤该反应为气体分子数不变的反应，缩小容器体积，压强增大，但平衡不发生移动，体系颜色变深是由于浓度增大引起，不可用化学平衡移动原理解释，符合题意；
综上，不能用化学平衡移动原理解释的是②⑤，B符合题意；
故答案为：B
【分析】能用化学平衡移动原理解释，则需存在可逆反应，且同时存在平衡移动过程，据此分析所给事实是否能用平衡移动原理解释。
5．（2020高二上·华宁期末）一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意正整数时，下列状态：①体系的压强不再发生变化，②体系的密度不再发生变化，③各组分的物质的量浓度不再改变，④各组分的质量分数不再改变，⑤反应速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q，其中，能说明反应已达到平衡的是 （ ）
A．只有③④ B．只有②③④
C．只有①②③④ D．①②③④⑤
【答案】B
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故①不符合题意；
②A是固体，反应前后混合气体的质量不等，容器的体积不变，若体系的密度不变，说明混合气体的总质量不再随时间变化而变化，此时反应达到平衡状态，故②符合题意；
③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故③符合题意；
④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变，各组分的质量分数不再改变，故④符合题意；
⑤A是固体，浓度变化为0，不能用A表示反应速率，且反应速率之比等于计量数之比，在反应时的任何时刻都符合题意，因此当反应速率vB：vC：vD= n：p：q时，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故⑤不符合题意；
所以只有②③④符合题意；
故答案为B。
【分析】可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化，即变量不再发生变化。
6．（2019高二上·吉林期末）在2A(g)＋B(g) 4C(g)＋D(s)－Q已达化学平衡时，能使正、逆反应速率同时加快，又使平衡向正反应方向移动，应采取的措施（ ）
A．增大压强 B．增大C的浓度
C．使用催化剂 D．升高温度
【答案】D
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 增大压强，正、逆反应速率同时加快，但平衡向逆反应方向移动，故A不符合题意；
B. 增大C的浓度，化学反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；
C. 使用正催化剂，加快正、逆反应速率，但平衡不移动，故C不符合题意；
D. 升高温度，正、逆反应速率同时加快，该反应为吸热反应，所以平衡向正反应方向移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】勒夏特列原理的运用是解决此题的关键，如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。
7．一定条件下，向密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O(g)发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)△H<0并建立平衡。下列叙述正确的是（ ）
A．降低温度平衡正向移动，正反应速率增大而逆反应速率减小
B．保持恒温恒压充入少量氦气，正逆反应速率同等程度的减小
C．保持恒温恒容再充入CO和H2O(g)各1mol，CO的平衡转化率增大
D．若容器是绝热容器，平衡后充入CO，平衡常数会增大
【答案】B
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】降温平衡正向移动，正、逆反应速率均减小，A不符合题意；恒温恒压充人氦气相当于减压，平衡不移动，但由于各组分浓度均减小，正、逆反应速率同等程度的减小，B符合题意；对于前后气体体积不变的反应，恒温恒容再按原比例充入CO和H2O(g)平衡转化率不变，C不符合题意；
绝热容器平衡后充入CO，平衡右移使温度升高，平衡常数减小，D不符合题意
【分析】 A.升高温度正逆反应速率都会增大；
B.恒温恒压下充入氦气，相当于减小压强，结合压强对反应速率和化学平衡的影响进行判断；
C.该反应为气体不变的反应，改变压强平衡不移动，反应物的转化率不变；
D.绝热容器中，放出的热量会使平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
8．（2020高二上·华宁期末）已知反应3A(g)＋B(g) 2C(g)＋2D(g) ΔH＜0，图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采用的措施是（ ）
①增大A的浓度 ②升高温度 ③增大D浓度 ④加入催化剂 ⑤恒温下，缩小反应容器体积 ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变
A．①②③ B．④⑤
C．③④⑤ D．④⑤⑥
【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】3A(g)＋B(g) 2C(g)+2D(g) △H＜0，该反应为反应前后分子数不变的且正反应为放热的反应，从图可以看出，当采用措施我D的百分含量并不发生改变，而且到达平衡的时间缩短了；增大A的浓度，反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故①不符合题意；升高温度反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故②不符合题意；增大D的浓度反应速率加快，但是D的百分含量与原来的不一样，故③不符合题意；加入催化剂，催化剂可以加快化学反应速率，且不改变化学的平衡点，故④符合题意；恒温下，缩小反应容器的体积，因为该反应为反应前后分子数不变的反应，故压强的改变并不会引起平衡的移动，故恒温下，缩小反应容器的体积加快化学反应速率，且不改变化学的平衡点，故⑤符合题意；加入稀有气体，保持容器内压强不变，相对于减小压强，而化学反应速率变小，故⑥不符合题意
故答案为：B。
【分析】通过图中曲线b变为曲线a时，反应速率加快且平衡没有移动，方程式为等体积反应； ①增大A的浓度 、②升高温度 、③增大D浓度平衡发生移动； ⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 ，容器体积增大，浓度减小速率减慢。
9．（2019高二上·辽源期中）一定条件下，可逆反应2AB＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是（ ）
选项 正反应速率 逆反应速率
A vA＝2 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1
B vA＝2 mol·L－1·min－1 vC＝2 mol·L－1·min－1
C vA＝1 mol·L－1·min－1 vB＝2 mol·L－1·min－1
D vA＝1 mol·L－1·min－1 vC＝1.5 mol·L－1·min－1
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A．A物质的正反应速率υA=2mol/（l·min），逆反应速率υB=2mol/（l·min），则逆反应速率υA=4mol/（l·min），A的正逆反应速率不相等，所以该反应未达到平衡状态，故A不符合题意；
B．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是2mol/（L·min），C的逆反应速率为2mol/（L·min），A的逆反应速率为 mol/（L·min），所以A的正逆反应速率不等，故B不符合题意；
C．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol/（L·min），B的逆反应速率为2mol/（L·min），A的逆反应速率为4mol/（L·min），所以A的正逆反应速率不等，故C不符合题意；
D．同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，A物质的正反应速率是1 mol/（L·min），C的逆反应速率为1.5mol/（L·min），A的逆反应速率为1mol/（L·min），所以A的正逆反应速率相等，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】化学平衡状态的判断，根据给出的相关选项能否得出正逆反应速率相等或者物质的含量保持不变。
10．（2019高二上·肥东期中）某密闭容器中发生如下反应：X（g）+3Y（g） 2Z（g）；△H＜0．上图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中错误的是（ ）
A． 时加入了催化剂 B． 时降低了温度
C． 时增大了压强 D． 时间内转化率最高
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，故改变条件为使用催化剂，故A不符合题意；
B.t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡向正反应移动，故可能为降低温度，故B不符合题意；
C.t5时刻，改变条件，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率增大更多，平衡向逆反应移动，该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，故改变条件为升高温度，故C符合题意；
D.t2时刻，使用催化剂，平衡不移动，X的转化率不变，t3时刻，降低温度，平衡向正反应移动，X的转化率增大，t5时刻，升高温度，平衡向逆反应移动，X的转化率降低，则t4～t5内转化率最高，故D不符合题意；
本题故答案为：C。
【分析】A.正逆反应速率相等，且都增大，平衡不移动，加入催化剂；
B.反应速率减小，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动；
C.增大压强平衡向正反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率；
D.根据改变反应条件后平衡移动方向，确定转化率的变化。
11．（2019高二上·肥东期中）如图所示的各图中，表示2A（g）+B（g） 2C（g）（△H＜0）这个可逆反应的正确图像为（注：Φ（C）表示C的体积分数，P表示气体压强，C表示浓度）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 温度高，反应速率加快，先到达平衡；升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，C的体积分数降低，A项符合题意；
B. 压强增大，正逆反应速率都增大，B项不符合题意；
C. 使用催化剂，加快反应，到达平衡的时间短，但不影响平衡的移动，平衡时C的浓度不变，C项不符合题意；
D. 增大压强反应向体积减小方向移动，即向正反应方向移动，A的转化率增大；升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，A的转化率降低，D项不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.升高温度反应速率增大，到达平衡需要的时间变短，平衡向逆反应方向移动，C的体积分数降低；
B.随压强的增大，正逆反应速率都增大；
C.催化剂不能是平衡发生移动，只能改变反应速率；
D.相同压强下温度越高A的转化率越低。
二、综合题
12．（2019高二上·辽源期中）反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
（1）该反应是 反应（填“吸热”“放热”）。
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”），原因 。
（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响
【答案】（1）放热
（2）减小；因为正反应放热，升温平衡逆向移动，所以A的转化率减小
（3）无
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)由反应过程中的能量变化图可以知道，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应为放热反应；(2)该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，A的转化率减小；(3)加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，但催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变，所以对该反应的反应热无影响。
【分析】（1）反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；
（2）升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低；
（3）催化剂不改变平衡的移动。
13．（2019高二上·辽源期中）t℃时，将3mol A和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），发生反应：3A(g) + xB(g) C(g)，4min时反应达到平衡状态（温度不变），剩余0.4 mol B，并测得C的浓度为0.4mol/L。请填写下列空白：
（1）x= 。
（2）用A表示该反应的速率为 mol/(L·min)。
（3）若继续向平衡混合物的容器中通入少量氦气（氦气和A、B、C都不反应）后，下列说法中正确的是______________________（填写下列选项字母符号）。
A．化学平衡向正反应方向移动
B．化学平衡向逆反应方向移动
C．化学平衡不会发生移动
D．正、逆反应的化学反应速率将发生同等程度的改变
【答案】（1）2
（2）0.3
（3）C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】据三段式解题法，求出反应混合物各组分的物质的量的变化量、平衡时组分的物质的量；平衡时，C的物质的量为0.4mol/L×2L=0.8mol；
3A(g) + xB(g) C(g)
起始 3 2 0
转化 2.4 0.8x 0.8
平衡 0.6 0.4 0.8
⑴根据以上分析可知，2-0.8x=0.4，x=2；
⑵用A表示该反应的速率为[2.4mol/2L]÷4min=0.3 mol/(L·min)；
⑶恒容容器中，向容器中通入少量氦气，总压增大，分压不变，不影响反应混合物各组分的浓度，正逆反应速率不变，平衡不移动，
故答案为：C。
【分析】（1）各物质的速率之比等于化学计量数之比；
（2）化学反应速率计算的核心是计算在一定时间内的浓度变化量，各物质的速率之比等于化学计量数之比，固态或者纯液态物质量的变化不影响化学反应速率；
（3）体积不变，浓度不变，平衡不移动。
14．（2019高二上·肥东期中）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
（1）反应的△H 0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段，反应速率v(N2O4)为 mol L-1 s-1反应的平衡常数K1为 。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T 100℃（填“大于”“小于”），判断理由是 。
②列式计算温度T是反应的平衡常数K2
（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断理由是 。
【答案】（1）大于；0.001；0.36 mol·L—1
（2）大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1 c（N2O4）=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1 K2=0.160mol·L-1）2/0.020mol·L-1=1.3mol·L-1
（3）逆反应；对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1）根据题意知，随温度升高，混合气体的颜色变深，二氧化氮的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动；当其他条件不变时，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，说明正反应为吸热反应，故△H大于0。根据题给图像知，0-60s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L-1，根据公式v=△c/△t计算，v (N2O4)= 0.060 mol·L-1/60s=0.001 mol·L-1·s-1；分析题给图像知，二氧化氮的平衡浓度为0.120 mol·L-1，四氧化二氮的平衡浓度为0.040 mol·L-1，K1= [NO2]2/[N2O4]=0.36 mol·L-1；
（2）①根据题意知，改变反应温度为T后，c(N2O4)以0.0020 mol L-1 s-1的平均速率降低，即平衡向正反应方向移动，又反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故为温度升高，T大于100℃，答案为：大于；反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高；
②根据题意知，平衡时，c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1，c（N2O4）=0.040 mol·L-1-0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1，K2=（0.160mol·L-1）2/0.020mol·L-1=1.3mol·L-1；
（3）温度为T时，反应达平衡，将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质平衡向气体物质系数减小的方向移动，即向逆反应方向移动，答案为：逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动。
【分析】（1）四氧化二氮是无色气体，二氧化氮是棕红色气体，升高温度颜色加深，平衡向正反应方向移动，据此判断焓变；根据四氧化二氮浓度变化计算其反应速率；根据平衡常数的定义试计算该温度下的平衡常数；
（2）改变温度，四氧化二氮的平均反应速率降低，平衡向正反应方向移动；
（3）容器的容积减小一半，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动。
15．（2020高二上·荆州期末）已知化学反应①：Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)，其化学平衡常数为K2，在温度973 K和1 173 K的情况下，K1、K2的值分别如下：
温度 K1 K2
973 K 1.47 2.38
1 173 K 2.15 1.67
请填空：
（1）反应①的K1表达式是 。
（2）现有反应③：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，该反应的平衡常数K3，根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为 ，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是 （填写字母序号）。
A．压强不随时间改变
B．气体密度不随时间改变
C．H2的体积分数不随时间改变
D．单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等
（4）图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图甲中t2时刻发生改变的条件是 。
②图乙中t2时刻发生改变的条件是 。
（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡向 移动（填“不”、“逆反应方向”或“正反应方向”）
【答案】（1）
（2）K3= ；吸热
（3）C；D
（4）增大压强或使用催化剂；降低温度
（5）不
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）反应①的平衡常数；
（2）反应③的平衡常数，反应②的化学平衡常数，因此反应③的平衡常数；由表格数据可知，当温度升高时，K1增大，K2减小，故温度升高时，K3增大，说明温度升高，平衡正向移动，故正反应为吸热反应；
（3）A、该反应在反应前后气体分子数不变，因此反应过程中压强一直不变，则压强不随时间变化，不能说明正逆反应速率相等，因此不能判断处于平衡状态，A不符合题意；
B、该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应过程中混合气体的质量保持不变，由于反应前后气体分子数不变，因此反应过程中混合气体的体积不变，故反应过程中，混合气体的密度一直不变，则密度不变，不能体现正逆反应速率相等，因此不能判断反应处于平衡状态，B不符合题意；
C、反应过程中，H2的体积分数发生变化，当其不变时，说明反应达到平衡状态，C符合题意；
D、生成H2为逆反应，生成H2O(g)为正反应，若单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D符合题意；
故答案为：CD
（4）①图甲t2时，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，则改变的条件为加入催化剂；由于反应③在反应前后气体分子数不变，因此增大压强，平衡不移动；故t2时刻改变的条件为增大压强或加入催化剂；
②图乙t2时，c(CO2)增大，c(CO)减小，平衡逆向移动，由于该反应为吸热反应，因此改变的条件为降低温度；
（5）反应③为气体分子数不变的反应，因此同时增大CO2和CO的浓度为原来的两倍时，化学平衡不移动；
【分析】（1）根据反应的化学方程式书写平衡常数的表达式；
（2）结合各个反应平衡常数的表达式进行分析；根据温度对平衡移动的影响分析，确定反应的热效应；
（3） 分析所给状态是否能体现正逆反应速率相等，若能则可判断反应达到平衡状态；
（4）根据反应速率和平衡移动的影响因素进行分析；
（5）根据平衡移动的影响分析；
16．（2019高二上·长春期中）新华社报道：全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下，更快更好地发展“中国绿色村庄”，参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视，试回答下列问题：
（1）煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃、101kPa时：
①C(s)＋ O2(g)=CO(g) ΔH＝－126.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ/mol
则在25℃、101kPa时：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝ 。
（2）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) ΔH>0
已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K＝0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②1100℃时测得高炉中，c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，则在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态？ (填“是”或“否”)，其判断依据是 。
（3）目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0kJ/mol。
现向体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝ 。
②下列措施能使 增大的是 (填字母)。
A．升高温度
B．再充入H2
C．再充入CO2
D．将H2O(g)从体系中分离
E．充入He(g)，使体系压强增大
【答案】（1）＋115.4 kJ/mol
（2）增大；否；浓度商Q小于平衡常数K
（3）0.225mol/(L·min)；BD
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）①C(s)＋ O2(g)=CO(g) ΔH＝－126.4kJ/mol
②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－44kJ/mol
将①+③- ×②得：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋115.4 kJ/mol
答案为：＋115.4 kJ/mol
（2）①因为正反应为吸热反应，所以温度升高，化学平衡正向移动，移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值增大。答案为：增大
②1100℃时测得高炉中，c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，则在这种情况下，该反应没有处于化学平衡状态。答案为：否
其判断依据是Q= ，平衡正向移动。
答案为：浓度商Q小于平衡常数K
（3）
CO2(g)＋ 3H2(g) CH3OH(g)＋ H2O(g)
起始 1.00 3.00 0 0
转化 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡 0.25 0.75 0.75 0.75
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝ mol/(L·min)
答案为：0.225mol/(L·min)
②A．升高温度，平衡逆向移动，c(CH3OH)减小，c(CO2)增大， 减小，不合题意；
B．再充入H2，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2) 减小， 增大，符合题意；
C．再充入CO2，虽然平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2)增大，但c(CO2)增大的更多， 减小，不合题意；
D．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，c(CH3OH)增大，c(CO2) 减小， 增大，符合题意；
E．充入He(g)，使体系压强增大，c(CH3OH)不变，c(CO2)不变， 不变，不合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）根据盖斯定律构造目标方程式，然后计算焓变即可；
（2）根据温度对化学平衡的影响判断平衡移动方向，然后判断平衡常数的变化；根据浓度熵与平衡常数的相对大小关系判断反应进行的方向；
（3）①根据方程式计算氢气的变化物质的量，然后计算氢气的反应速率；
②增大，需要使平衡向正反应方向移动，结合平衡移动方向的影响因素进行分析即可。
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