第51练　化学平衡状态 课时作业（含答案）2026届高三化学一轮总复习

第51练　化学平衡状态
一、 单项选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1. 一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。Qc表示某时刻的浓度商，K为该温度下的平衡常数。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是(　　)
A. Qc＝K
B. 体系内物质的总质量保持不变
C. SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4同时在容器中存在
D. 单位时间内消耗2n mol SiHCl3，同时生成n mol SiH2Cl2
2. (2025·盐城五校联考)德国化学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是(　　)
A. 若生成3 mol H—H的同时生成6 mol N—H，说明该反应已处于平衡状态
B. 达到化学平衡状态时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C. 达到化学平衡状态时，N2、H2和NH3的反应速率之比为1∶3∶2
D. 达到化学平衡状态时，正反应和逆反应速率都为0
3. (2025·响水中学高三月考)恒温下，在一恒容密闭容器中进行反应：A(g)＋3B(g)2C(g)，下列情况一定能说明反应已经达到平衡状态的是(　　)
A. 每消耗1 mol A同时有2 mol C生成
B. v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶3∶2
C. 混合气体的总压不再变化
D. 气体的密度不随时间而变化
二、 非选择题
4. (2024·苏州高三下三模)工业上还可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)＋CH4(g)===CS2(g)＋2H2S(g)，某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是__________(填序号)。
a. 气体密度 b. 气体总压
c. CH4与S2体积比 d. CS2的体积分数
5. (2024·盐城联盟校高三上第二次联考)一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应。
下列能说明反应达到平衡状态的是__________
a. 混合气体颜色保持不变
b. 容器内气体密度不变
c. SO3和NO的体积比为1∶1而且保持不变
d. 每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO
6. NO2与CO在催化剂条件下的反应为：4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)，下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是__________(填字母)。
A. CO2(g)和N2(g)的比例保持不变
B. 恒温恒容，混合气体的颜色不再变化
C. 恒温恒压，气体的体积不再变化
D. v(NO2)正＝2v(N2)正
7. (2024·宿迁期中)下列可证明反应：I2(g)＋H2(g2HI(g)已经达到平衡状态的是__________(填序号)。
A. 1个I—I断裂的同时有2个H—I断裂
B. 反应速率：2v(H2)＝v(HI)
C. 温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化
D. 条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化
8. (2024·南京、盐城二模)二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1＝－91 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－24 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝－41 kJ·mol－1
新工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)　ΔH
(1)总反应平衡常数表达式为__________________；ΔH＝__________。
(2)增大压强，CH3OCH3的产率__________(选填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数将__________。
(3)原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是___________________________________________________________________________。
(4)当上述反应体系在恒温恒容条件下达到平衡时，下列各项叙述正确的是__________(选填编号)。
a. 反应室内气体密度保持不变
b. 反应速率之比存在关系：3υ(CO)生成＝υ(CO2)消耗
c. 反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变
d. c(CO)∶c(H2)一定等于1∶1
(5)为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列试验，每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，试验结果如图。
CO转化率随温度变化的规律是_________________________________________________________，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
第51练　化学平衡状态
1. A　解析：Qc＝K，说明反应达到平衡状态，A正确；根据质量守恒，体系内物质的总质量保持不变，不能说明反应达到平衡状态，B错误；根据可逆反应的特征，SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4同时在容器中存在，不能说明反应达到平衡状态，C错误；两种表达方式都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，D错误。故选A。
2. A　解析：生成3 mol H—H的同时生成6 mol N—H，即生成3 mol H2的同时又生成2 mol NH3，说明该反应已处于平衡状态，A正确；达到化学平衡状态时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不一定相等，不能说明该反应已处于平衡状态，B错误；反应过程中，N2、H2和NH3的反应速率之比始终为1∶3∶2，不能说明该反应已处于平衡状态，C错误；达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等但不为0，D错误。
3. C　解析：消耗A和生成C均为正反应，不能说明反应已经达到平衡状态，A错误；化学反应速率之比始终等于化学计量数之比，不能说明反应已经达到平衡状态，B错误；当反应正向进行时，气体总物质的量不断减小，压强也随之减小，而当反应逆向进行时，总物质的量不断增大，压强随之增大，所以混合气体总压不变时，总物质的量不变，说明反应已经达到平衡状态，C正确；容器容积不变，气体质量不变，气体的密度为定值，不能说明反应已经达到平衡状态，D错误。
4. d　解析：恒容容器，质量不变，故密度一直不变，故密度不变不一定平衡，a错误；反应前后气体的物质的量不变，故压强也一直不变，故压强不变一定平衡，b错误；CH4与S2体积比一直为1∶2，故不一定平衡，c错误；CS2的体积分数说明反应已经达到了平衡，d正确。
5. ad　解析：该反应是气体颜色变浅的反应，混合气体颜色保持不变，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故a正确；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则容器内密度保持不变，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故b错误；由方程式可知，生成物SO3和NO的体积比始终为1∶1，则SO3和NO的体积比始终为1∶1且保持不变，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故c错误；由方程式可知，每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故d正确。故选ad。
6. BC　解析：由4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)反应可知CO2(g)和N2(g)的比例保持不变，不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故A不符合题意；由4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)反应可知，恒温恒容，混合气体的颜色不再变说明NO2(g)浓度不在变化，所以能作为判断达到化学平衡状态的依据，故B符合题意；由4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)反应可知，恒温恒压，气体的体积不再变化说明各物质的浓度不在变化，所以能作为判断达到化学平衡状态的依据，故C符合题意；由4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)反应可知，v(NO2)正＝2v(N2)正都表示正反应速率，所以不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故D不符合题意；故答案BC。
7. AC　解析：下列可证明反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是：一个I—I键断裂的同时有两个H—I键断裂，说明正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故A正确；反应速率2v(H2)＝v(HI)，未指明正反应速率和逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化，则I2(g)的浓度不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；该反应的反应前后气体的物质的量不变再结合质量守恒可知，条件一定时，该反应混合气体的平均相对分子质量一直不变，不能说明反应达到平衡，故D错误；故符合题意的是：AC。
8. (1)　K＝　－247 kJ·mol－1
(2)增大　不变
(3)反应③消耗了反应②中的产物水，使反应②的化学平衡向正向移动，从而提高CH3OCH3的产率
(4)ac
(5)温度低于240 ℃时，CO的转化率随温度升高而增大，温度高于240 ℃时，CO的转化率随温度升高而减小　较低温度时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大，在较高温度时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡逆向移动，CO的转化率减小
解析：(1)总反应平衡常数表达式为K＝；将方程式①两倍加上方程式②，再加上方程式③得到ΔH＝(－91×2－24－41)kJ·mol－1＝－247 kJ·mol－1。
(2)根据总反应方程式分析，增大压强，平衡正向移动，CH3OCH3的产率增大，由于温度未变，因此平衡常数将不变。
(3)新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物水，使反应②的化学平衡向正向移动，从而提高CH3OCH3的产率。
(4)气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，当反应室内气体密度保持不变，故a正确；达到平衡时：υ(CO)消耗＝3υ(CO2)消耗，故b错误；达到平衡时，各物质的量保持不变，反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变，故c正确；c(CO)和c(H2)起始量不确定，最终浓度比不能确定，故d错误。
(5)根据图中信息分析，开始温度低，反应速率较慢，还未达到平衡，随着温度升高，速率加快，到240 ℃，转化率达到最大值，后来温度升高，速率加快，由于该反应是放热反应，身高温度，平衡逆向移动了，转化率降低，因此CO转化率随温度变化的规律是温度低于240 ℃时，CO的转化率随温度升高而增大，温度高于240 ℃时，CO的转化率随温度升高而减小；其原因是较低温度时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大，在较高温度时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡逆向移动，CO的转化率减小。