【精品课时同步附带解析】 高二化学人教版选修4 第2.3.1 化学平衡状态

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人教版《选修四》第二章第三节
化学平衡状态
一、选择题
1．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是(　　)
A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
2．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器中，恒温下发生反应H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　
ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是(　　)
A．a>b
B．a＝b
C．aD．无法确定
3．在密闭容器中，一定条件下，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，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是(　　)
A．加催化剂同时升高温度
B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2
D．降低温度同时增大压强
4．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0。当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO的浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)
A．①②④
B．①④⑥
C．②③⑤
D．③⑤⑥
5．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)nY(g)　
ΔH＝Q
kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：
下列说法正确的是(　　)
A．m>n
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
6．已知H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1
mol，乙中加入HI
0.2
mol，相同温度下分别达到平衡浓度。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是(　　)
A．甲、乙提高相同温度
B．甲中加入0.1
mol
He，乙不变
C．甲降低温度，乙不变
D．甲增加0.1
mol
H2，乙增加0.1
mol
I2
7．在一个固定体积的密闭容器中，放入3
L
X(气)和2
L
Y(气)，在一定条件下发生下列反应：4X(气)＋3Y(气)2Q(气)＋nR(气)，达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小，则该反应方程式中的n值是(　　)
A．3
B．4
C．5
D．6
8．有一处于平衡状态的反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH<0，为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是(　　)
①高温　②低温　③高压　④低压　⑤加催化剂⑥分离出Z
A．①③⑤　
B．②③⑤　
C．②③⑥　
D．②④⑥
9．将2
mol
A与2
mol
B混合于2
L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)，若2分钟后达到平衡，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25
mol/(L·min)，则下列推断正确的是(　　)
A．v(C)＝0.2
mol/(L·min)
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．C的体积分数约为28.6%
10．恒温恒压条件下，a
mol
A和b
mol
B在一个容积可变的容器中发生反应A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n
mol
C。则下列说法中正确的是(　　)
A．物质A、B的转化率之比为a∶b
B．当v正(A)＝2v逆(B)时，可确定反应达到平衡状态
C．起始时刻和达平衡后容器中的压强之比为(a＋b)∶
D．若起始时放入2a
mol
A和2b
mol
B，则达平衡时生成2n
mol
C
11．在恒温时，一固定容积的容器内充人1
mol
NO2(g)，发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入1
mol
NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，容器内的压强
(　　)
A．不变
B．增大不到原来2倍
C．增大到原来2倍
D．无法判断
12．在一密闭容器中进行以下可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋2L(？)。在不同的条件下P的百分含量(P%)的变化情况如图所示，则该反应
(　　)
A．正反应放热，L是固体
B．正反应放热，L是气体
C．正反应吸热，L是气体
D．正反应放热，L是固体或气体
13．如图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反应的影响L(s)＋G(g)2R(g)(正反应吸热)。在图中，纵轴是指(　　)
A．平衡时混合气体中R的百分含量
B．平衡时混合气体中G的百分含量
C．G的转化率
D．L的转化率
二、非选择题
14．现有反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
(1)该反应的逆反应为________热反应，且m＋n______p(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(2)减压时，A的质量分数__________。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)
(3)若容积不变加入B，则A的转化率__________，B的转化率__________。
(4)若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比c(B)/c(C)将__________。
(5)若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量__________。
(6)若B是有色物质，A、C均无色，则加入C(体积不变)时混合物颜色__________；而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色__________。(填“变深”、“变浅”或“不变”)
15．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：
NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)①
2HI(g)H2(g)＋I2(g)②
当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5
mol·L－1，c(HI)＝4
mol·L－1。试回答：
(1)计算平衡时NH3、I2的浓度：c(NH3)＝________，c(I2)＝________。
(2)增大压强，容器内I2的物质的量n(I2)________(填“增大”、“减小”或“不变”下同)，NH4I的物质的量n(NH4I)________。
16．在10
℃和4×105
Pa的条件下，当反应aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后，维持温度不变，容器容积可变，逐步增大体系的压强，在不同压强下该反应建立平衡后，物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其他副反应发生)：
压强/Pa
4×105
6×105
1×106
2×106
D的浓度/（mol·L-1）
0.085
0.126
0.200
0.440
(1)压强从4×105
Pa增加到6×105
Pa时平衡应向　　　　(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)压强从1×106
Pa
增加到2×106
Pa时，平衡向　　　(填“正”或“逆”)反应方向移动。此时平衡向该方向移动的两个必要条件是①　　　　　，②　　　　　　　　　　　　。
17．在容积不同的密闭容器内，分别充入等量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，并分别在t
s时测定其中NH3的体积分数，绘图如图所示。
(1)A、B、C、D、E五点中，尚未达到化学平衡状态的点是　　　　　　。
(2)此可逆反应的正反应是　　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)AC段的曲线是增函数，CE段曲线是减函数，试从反应速率和平衡角度说明理由：　　　　　　　　　　　　　　　　。
人教版《选修四》第二章第三节
化学平衡状态
参考答案及解析
1.
【答案】A
【解析】升温，无论是正反应，还是逆反应，速率均加快，A项错误；催化剂可以加快化学反应速率，B项正确；达到平衡后，各组分的速率保持不变，C项正确；由于CO和CO2的计量系数相等，故当两者同时消耗的量相等时，反应即达到平衡，D项正确。
【题型】选择题
2.
【答案】A
【解析】两反应的温度不同，后者为绝热条件，相对于前者相当于升高了温度，Br2的转化率减小。
【题型】选择题
【难度】容易
3.
【答案】B
【解析】加催化剂，能提高化学反应速率，升高温度使NO的转化率降低，A项错误；增大压强，能使平衡向体积减小的方向移动，故使平衡正向移动，NO的转化率增大；B项正确；充入N2
后，各物质的浓度不变，平衡不移动；C项错误；降低温度虽然能提高NO的转化率，但也降低了反应速率，D项错误。
【题型】选择题
【难度】容易
4.
【答案】B
【解析】要提高COCl2的转化率，平衡需正向移动。已知可逆反应的正反应是一个气体化学计量数之和增大、吸热的反应。故①升温符合；②恒容通入惰性气体平衡不移动，不符合要求；③增加CO的浓度，平衡逆向移动；④减压平衡正向移动；⑤催化剂不影响化学平衡；⑥恒压下通入惰性气体相当于减压，平衡正移，故正确答案为B。
【题型】选择题
【难度】容易
5.
【答案】C
【解析】升温，c(Y)增大，平衡右移，所以，Q>0，B、D错误；气体体积增大，若平衡不动，c(Y)应减小为一半，现c(Y)比一半大，即减压平衡向右移动，m【题型】选择题
【难度】一般
6.
【答案】C
【解析】在相同体积和温度的条件下，甲、乙两容器是等效体系，平衡时两容器中各组分的浓度相同。若提高相同的温度，甲、乙两体系平衡移动的情况相同，A项不正确；若向甲中加入一定量的He，平衡不移动，B项不正确；若向甲中加0.1
mol
H2和向乙中加0.1
mol
I2，甲、乙两体系平衡移动的效果相同，D项不正确；而降低甲的温度会使平衡向正向移动，c(HI)提高，答案选C。
【题型】选择题
【难度】一般
7.
【答案】D
【解析】①常规解法：
因为反应开始和达到平衡状态时，温度和体积不变，所以气体物质的量浓度可当作它的物质的量或体积(升)来进行计算。
　　4X(气)＋3Y(气)2Q(气)＋nR(气)
起始
3
2
0
0
变化
3×
平衡
2
1.25
0.5
0.25n
根据阿伏加德罗定律，压强增加为原来的1.05倍(即比原来增加5%)，气体的物质的量也增加为原来的1.05倍。则有：2＋1.25＋0.5＋0.25n＝(3＋2)×1.05解得：n＝6。
②巧解法：
依题意，反应开始和达到平衡时，容器的体积和温度不变，混合气体的压强增大了，这说明平衡状态时，混合气体的总物质的量较反应前增大了，因此在上述方程式中，各生成物系数之和应大于各反应物系数之和。即(2＋n)>(4＋3)，n>5，从题中选项看，只有D符合上述关系。
【题型】选择题
【难度】一般
8.
【答案】C
【解析】使化学平衡正向移动，应增大压强。因正向是放热反应，所以降温平衡正向移动。减小Z的浓度，平衡也正向移动。符合题意的有②③⑥。
【题型】选择题
【难度】容易
9.
【答案】D
【解析】
2A(g)＋3B(g) 2C(g)＋zD(g)
起始浓度（mol/L）1
1
0
0
转化浓度（mol/L）0.5
0.75
0.5
0.25z
平衡浓度（mol/L）0.5
0.25
0.5
0.25z
C的平均反应速率为0.5mol/L÷2min＝0．2
5mol·L－1·min－1，A项错误；v(D)＝0.25
mol/(L·min)，因为化学反应速率之比等于化学计量数之比，则z=2，B项错误；B的转化率为(0.75/1)×100%=75%，C项错误；
C的体积分数约为[0.5/(0.5+0.75+0.5+0.5)]×100%=28.6%，D项正确。
【题型】选择题
【难度】一般
10.
【答案】D
【解析】设转化了x
mol
A，则转化了2x
mol
B，A、B的转化率之比为∶＝b∶2a，A项错误；应当是v正(A)＝v逆(B)时，反应达到平衡状态，B项错误；题中说明为恒压条件下的反应，所以反应前后压强不变，C项错误；在恒压条件下，反应物加倍后与原反应等效故生成物加倍，D项正确。
【题型】选择题
【难度】一般
11.
【答案】B
【解析】化学平衡的移动遵循勒夏特列原理。可以假设是两个相同的反应，如果把它压入一个容器中，则平衡向体积减小的方向移动，达到新平衡后压强小于原来的2倍。
【题型】选择题
【难度】容易
12.
【答案】B
【解析】比较曲线Ⅰ和Ⅱ，两者压强相同，但Ⅱ的温度较高，所以反应速率Ⅱ>Ⅰ，但达到平衡时P%却是Ⅰ>Ⅱ，这说明升高温度时P%降低，因而平衡应向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，则该反应的正反应为放热反应；比较曲线Ⅱ和Ⅲ，二者温度相同，但压强Ⅲ>Ⅱ，这时P%却是Ⅱ>Ⅲ，这说明增大压强P%降低，即平衡向逆反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，由此判断L一定为气体，答案选B。
【题型】选择题
【难度】一般
13.
【答案】B
【解析】本题所给反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，温度升高时平衡向正反应方向移动，R的百分含量应升高，G的百分含量应降低；压强增大时，平衡向逆反应方向移动，G的百分含量应升高，R的百分含量应降低，所以图中曲线应与选项B相对应，即y轴指的是平衡时气体G的百分含量。而G(或L)的转化率都应随温度的升高而增大，显然与曲线表示的不相符。
【题型】选择题
【难度】一般
14.
【答案】(1)放　＞　(2)增大　(3)增大　减小
(4)减小　(5)不变　(6)变深　变浅
【解析】升高温度，B的转化率增大，说明正反应吸热，则逆反应放热；减小压强，C的质量分数减小，则说明平衡左移，则m＋n>p。据此可对上述诸问题作出分析。（2）压强减小，平衡逆向移动，A的质量分数增大；（3）容积不变，加入B，平衡正向移动，A的转化率增大，但是B的转化率减少；（4）该反应的而正反应方向为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，B的浓度减小，C的浓度增大，故两者的比值减小；（5）加入催化剂，平衡不发生移动，混合物的物质的量不变；（6）体积不变是加入C
生成物的浓度增大，平衡逆向移动，B的浓度增大，颜色加深，压强不变时充入氖气，混合物的体积增大，Q＞K平衡左移，但
是B的浓度仍然减小，混合物的颜色变浅。
【题型】填空题
【难度】容易
15.
【答案】(1)5
mol·L－1　0.5
mol·L－1　(2)减小　增大
【解析】(1)列式并设如下：平衡时NH3的浓度为x，I2的浓度为y。
NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)
　　　　
x　　
　x－2y
2HI(g)H2(g)＋I2(g)
2y　　　
y　　　y
则有：y＝0.5
mol·L－1＝c(H2)＝c(I2)
x－2y＝c(HI)＝4
mol·L－1
得x＝5
mol·L－1
(2)增大压强，平衡向化学计量数小的方向移动，反应①平衡向逆反应方向移动使得反应②平衡也向逆反应方向移动，故n(I2)减小，n(NH4I)增大。
【题型】填空题
【难度】一般
16.
【答案】(1)逆　加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数
(2)正　①a>d　②生成物E在该条件下的状态为非气态
【解析】压强从4×105
Pa增加到6×105
Pa时压强增大1.5倍，容器体积缩小，D的浓度应增加到1.5×0.085
mol·L-1=0.127
5
mol·L-1，平衡时D的浓度小于0.127
5
mol·L-1，所以平衡向逆反应方向移动，aPa
增加到2×106
Pa时，D的浓度应增加到0.4
mol·L-1，平衡时D的浓度大于0.4
mol·L-1，说明加压平衡向正反应方向移动，正反应又变成了气体体积减小的反应，这与(1)的结论矛盾，唯一合理的解释是加大压强使气体E转变为液体或固体了。
【题型】填空题
【难度】容易
17.
【答案】(1)A、B
(2)放热
(3)C点前，反应开始v(正)>v(逆)，反应向右进行生成NH3；C：已达平衡，c点后，升温使平衡左移，NH3的体积分数减小
【解析】由图判断可知，C点是第一个平衡点，则A、B两点尚未达到平衡状态。C点以后，
【难度】容易
随温度升高，NH3百分含量降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应。
【题型】填空题