第三节化学平衡
第一课时 化学平衡状态
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[课标要求]
1．了解化学反应的可逆性。
2．了解化学平衡建立的过程。
3．理解化学平衡的特征。,
1.可逆反应“两特点”：
(1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。
(2)可逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。
2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。
3．平衡状态判断“两依据”：
(1)根本依据：v(正)＝v(逆)。
(2)直接依据：各组分的浓度保持不变。
1．可逆反应
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
2．不可逆反应
有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进行到底，一般认为这些反应不可逆。例如，H2的燃烧、酸碱中和等。
3．可逆反应的特点
(1)“三性”
(2)实例
将2 mol SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，充分反应后，容器中存在的物质有：SO2、SO3、O2。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应( )
(2)CO2与水的反应是不可逆反应( )
(3)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应( )
(4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×
2．下列各组两个反应互为可逆反应的是( )
①H2＋Cl22HCl与2HClH2↑＋Cl2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选C 可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。③、④为可逆反应。
1．概念
在一定条件下，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。
2．建立过程
图1 图2
3．特点
[特别提醒]
(1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行的最大限度。
(2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。
1．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：A(g)＋3B(g)??2C(g)，能确定上述可逆反应在一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．3v正(B)＝2v逆(C)
C．混合气体密度不再变化
D．消耗1 mol A的同时生成2 mol C
解析：选C A项，在一定温度下的某容积可变的密闭容器中发生反应时，压强始终不变，体系的压强不再发生变化，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误；B项，v正(B)∶v逆(C)＝3∶2，故2v正(B)＝3v逆(C)，表示正逆反应速率相等，错误；C项，该反应是一个气体体积变化的反应，而质量不变，故混合气体密度不再变化，能够表示已经达到了化学平衡状态，正确；D项，消耗1 mol A的同时，任何时间都生成2 mol C，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误。
2．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)??2C(g)达到平衡状态的标志是( )
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B
C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
解析：选A A项，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正反应速率与逆反应速率相等，正确；B项，生成n mol A和生成3n mol B表示的都是逆反应速率，错误；C项，无论平衡与否，A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2，错误；D项，A、B、C三物质的分子数之比等于1∶3∶2，这是一种特殊情况，而不是平衡的标志，错误。
[方法技巧]
判断可逆反应达到平衡状态的方法
1.从化学反应速率的角度判断(即v正＝v逆≠0)
有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
2.利用“变量”与“不变量”判断
(1)确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。
(2)常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。
[三级训练·节节过关]
1．下列各关系中能说明反应N2＋3H2??2NH3已达到平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C 如果用不同物质表示的v(正)与v(逆)之比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v(正)∶v′(正)或v(逆)∶v′(逆)等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。
2．制造硫酸的工艺流程反应其中之一是2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－190 kJ·mol－1。下列描述中能说明上述反应已达平衡的是( )
A．v正(O2)＝2v逆(SO3)
B．容器中气体的平均摩尔质量不随时间而变化
C．如果容器容积是固定的，那么混合气体的密度不随时间而变化
D．单位时间内生成n mol SO3的同时生成n mol O2
解析：选B A项，2v正(O2)＝v逆(SO3)反应才达到平衡，错误；B项，平均摩尔质量＝气体总质量÷总的物质的量，因为反应前后都是气体，可知气体总质量不变，结合化学方程式可知，在没有达到平衡前，气体总的物质的量一直在变化着，所以气体的平均摩尔质量不变，可以作为反应达到平衡的标志，正确；C项，密度＝气体总质量÷容器体积，因为气体总质量一直不变，容器容积固定，气体密度一直不变，因此气体密度不变，不能作为达到平衡的标志，错误；D项，生成n mol SO3的同时，生成n mol O2，反应才达平衡，错误。
3．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3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，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
解析：选B A项数据表明，题中0.2 mol·L－1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)＝0，这是不可能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L－1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，这也是不可能的。
4．下列说法中能说明2HI(g)??H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI；
(2)一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；
(3)c(HI)＝c(I2)；
(4)反应速率：v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；
(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1；
(6)温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
(7)温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
(8)条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；
(9)温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化；
(10)温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化。
解析：(1)生成n mol H2的同时生成n mol HI说明正反应速率大于逆反应速率。(2)一个H—H键断裂(逆反应方向)两个H—I键断裂(正反应方向)，即v正＝v逆。(3)平衡状态时c(HI)、c(I2)浓度不变，但不一定相等。(4)无论是否达到平衡状态都有这样的关系，未表示出正、逆反应速率。(5)平衡状态时不一定有这样的浓度关系。(6)生成物浓度不变，反应达到平衡状态。(7)无论是否达到平衡容器内的压强都不变。(8)气体的总质量不变，气体的物质的量也不变，故无论是否达到平衡状态其平均相对分子质量都不变化。(9)反应体系中颜色不变即说明c(I2)不变化，达到平衡。(10)正、逆反应的反应物都是气体且体积不变，密度始终不发生变化。
答案：(2)(6)(9)
1．在平衡体系2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O( )
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2中
解析：选D 反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)是可逆反应，在18O2投入后，在正、逆反应进行的过程中，18O存在于NO、O2、NO2中。
2．下列反应不属于可逆反应的是( )
A．SO2溶于水生成H2SO3和H2SO3分解
B．H2跟I2化合生成HI和HI分解
C．SO2跟 O2化合生成SO3和SO3分解
D．电解水生成H2与O2和H2与O2转化成水
解析：选D A项，SO2＋H2O??H2SO3，B项，H2＋I2??HI，C项，SO2＋O2SO3，上述三个反应，都属于可逆反应；电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，不属于可逆反应。
3．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得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。下列有关说法正确的是( )
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零
解析：选C 可逆反应不能进行到底，A项不正确；达到化学平衡时，反应物和生成物的物质的量浓度保持不变，而各浓度不一定相等，B项不正确，C项正确；达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，但都不为零，D项不正确。
4．一定条件下反应：2AB(g)??A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB
B．容器内三种气体AB、A2、B2共存
C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D．容器中各组分的体积分数不随时间变化
解析：选D A项，生成A2和消耗AB表示的都是正反应速率，不能表明反应是否达到平衡；B项，可逆反应无论是否达到平衡，反应物和生成物均共存，故B项不能确定反应是否达到平衡；C项，若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能说明反应达到平衡；D项，容器中各组分的体积分数不随时间变化而变化，说明反应已达到平衡状态。
5．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析：选B 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故压强不变反应不一定达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向，D错误。
6．在一定温度下，向a L密闭容器加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)??2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是( )
①容器内压强不随时间变化 ②容器内各物质的浓度不随时间变化 ③容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 ④单位时间内消耗0.1 mol X的同时生成0.2 mol Z
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选A 该反应反应前后气体体积不等，容器容积固定，压强不随时间变化，说明气体总量不再改变，各物质浓度固定，即①、②均能说明反应已达平衡状态。但达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比不一定等于化学计量数之比。单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，故不能说明反应已达平衡状态。
7．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．若单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时，反应达到化学平衡状态
D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：选B A项，根据化学方程式，当4v正(O2)＝5v逆(NO)时，表示v正＝v逆，反应达到平衡状态，错误；B项，生成n mol NO表示正反应速率，生成n mol NH3表示逆反应速率，且v正＝v逆，反应达到平衡状态，正确；C项，N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2时，反应不一定达到平衡状态，错误；D项，化学反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，错误。
8．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体总质量 ⑧混合气体总体积
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤
C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧
解析：选B 由于反应物、生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，⑦不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，②不正确，⑧不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，⑥不正确。
9．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)＋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生成m mol A同时消耗q mol D；③各组分的物质的量浓度不再改变；④体系的密度不再发生变化；⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q；⑥各组分的质量分数不再改变；⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m∶n∶p∶q。
其中一定能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．③④⑦ B．①③④⑤
C．②③⑤⑥ D．③⑥
解析：选D 判断一个可逆反应是否达到平衡状态的标志是v(正)＝v(逆)和各组分的含量保持不变。①中不知m＋n和p＋q的大小关系，故压强不能作为达到平衡状态的判断依据。②生成m mol A是指逆反应，消耗q mol D也是指逆反应，故无法判断是否达平衡。③说明反应达平衡。④ρ＝始终不变，故无法判断。⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q在任何时刻都成立，故无法判断。⑥说明反应达平衡。⑦物质的量之比为化学计量数之比不能说明化学反应达到平衡。
10．恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)，2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为__________________。
(2)x＝________。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D．A的百分含量保持不变
解析：(1)v(C)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
(2) 2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)
开始/(mol·L－1) 1 1 0
转化/(mol·L－1) 0.8 0.4 1.2
平衡/(mol·L－1) 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。
(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。
答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BD
1．在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)??3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5 mol·L－1和2.0 mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是( )
A．c(Z)＝1.5 mol·L－1 B．c(Z)＝2.4 mol·L－1
C．c(W)＝1.6 mol·L－1 D．c(W)＝2.0 mol·L－1
解析：选D 可逆反应中，反应物不可能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比1∶1反应，所以X过量，若Y完全反应，则c(Z)＝3.0 mol·L－1，c(W)＝2.0 mol·L－1。但Y不可能完全反应，所以0 mol·L－1＜c(Z)＜3.0 mol·L－1，0 mol·L－1＜c(W)＜2.0 mol·L－1。故D项肯定错误。
2．在一定条件下，可逆反应2N2O5(g)??4NO2(g)＋O2(g)中，NO2的物质的量浓度c(NO2)随时间变化的实验数据如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
c(NO2)/(mol·L－1)
0
0.020
0.032
0.038
0.040
0.040
根据表中数据判断，该反应达到平衡时c(NO2)为( )
A．0.020 mol·L－1 B．0.032 mol·L－1
C．0.038 mol·L－1 D．0.040 mol·L－1
解析：选D 根据表中数据可知，反应进行到20 min时NO2的浓度不再发生变化，所以平衡时NO2的浓度是0.040 mol·L－1。
3．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g) ΔH＜0，不能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均相对分子质量保持不变
解析：选A A中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时，不符合化学式前的化学计量数之比，所以A不能说明已达到平衡状态。
4．一个容积固定的密闭容器中进行反应N2＋3H2??2NH3，一定达到平衡状态的是( )
①1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成；②1个NN键断裂的同时，有6个N—H键形成；③N2的体积分数不再改变；④容器的压强不再改变；⑤容器内气体的密度不再改变
A．①③④ B．①②④
C．①③⑤ D．②③④
解析：选A 1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，N2的体积分数不再改变，反应达到平衡；容器的压强不再改变，说明反应物的量不再改变，反应达到平衡；容积固定，质量不变，无论是否达到平衡状态，气体密度都不变。
5．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)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
①2v(NH3)＝v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
A．①② B．②③
C．②④ D．②③④
解析：选B ①项，没有指明正、逆反应速率，不能判断是否达到平衡，错误；②项，该反应前后的Δn(气体)≠0，当总压强始终保持不变时，反应达到平衡，正确；③项，随反应进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明达到平衡状态，正确；④项，反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2∶1，氨气的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态，错误。
6．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示，下列表述正确的是( )
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：选D 由曲线可知，N物质的量减少，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2对应纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，D正确。
7．可逆反应：2NO2(g)??2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．全部
解析：选A ①中单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，①正确，②不正确；无论达到平衡与否，速率之比都等于化学计量数之比，③不正确；有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，能说明反应达到平衡，④正确；由于反应前后体积不同，故压强不变可作为平衡的标志，⑥正确；体积固定，气体质量前后守恒，密度不变，也不能说明达到平衡，⑤不正确；由于气体总质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，则说明气体中各物质的物质的量保持不变，⑦正确。
8．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．v(NO2)＝2v(O2) B．容器内压强保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2) D．容器内密度保持不变
解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2)BC
9．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝________。
(2)平衡时SO3的浓度是________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
解析：v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1
2SO2 ＋ O2??2SO3
开始： 5 mol 3 mol 0
变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol
平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol
则平衡时SO3的浓度为＝0.3 mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。
(4)根据反应方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
答案：(1)3 0.03 mol·L－1·min－1
(2)0.3 mol·L－1 60%
(3)6.5 (4)①③④
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(七)”
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第三课时 化学平衡常数
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[课标要求]
1．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
2．了解平衡转化率的含义。,
1．在一定温度下，当一个可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)达到化
学平衡时，其化学平衡常数的表达式为K＝。
2．化学平衡常数K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
3．K值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行的越完全，反应物的
转化率越高。
4．升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应，反之为放热反应；降低
温度，若K值增大，则正反应为放热反应，反之为吸热反应。
1．概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，简称平衡常数，用符号K表示。
2．表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，在一定温度下，K＝。
3．特点
K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
4．意义
K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，反应进行得越完全，反应物转化率越高；反之，就越不完全，转化率就越低。一般来说，当K＞105时，该反应进行得就基本完全了。
5．转化率的计算公式
某个指定反应物的转化率＝
×100%。
[特别提醒] 代入平衡常数表达式进行计算的是物质的平衡浓度而不是初始浓度和变化浓度。
1．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，其平衡常数K的表达式是什么？若保持其他条件不变，分别增大压强、增大N2浓度，平衡如何移动？平衡常数K如何变化？
提示：K＝；增大压强，增大N2的浓度，平衡均向正反应方向移动，但平衡常数K不变。
2．已知反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数是K ，则反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数是什么？反应H2(g)＋I2(g)??HI(g)的平衡常数是什么？
提示：，K。
3．催化剂能够改变化学反应速率，对化学平衡常数有什么影响？
提示：不能改变化学平衡常数。
对化学平衡常数的理解
(1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入表达式。
(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
如N2＋3H2??2NH3 K＝a，则有
2NH3??N2＋3H2 K′＝
N2＋H2??NH3 K″＝a
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度( )
(2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大( )
(3)升高温度，K值增大，则正反应为放热反应( )
(4)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关( )
(5)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2．某温度下，反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g)??2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为( )
A．2 500 B．50
C．0.02 D．0.002
解析：选C 对于反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的平衡常数K1＝，而同一温度下，反应2C(g)??2A(g)＋B(g)的平衡常数K2＝＝＝0.02。
1．判断可逆反应进行程度的大小
2．判断反应的热效应
(1)升高温度
(2)降低温度
3．判断可逆反应是否平衡及不平衡时的反应方向
对于可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：
Qc＝
4．计算反应物的转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。
1．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝___________________________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
解析：(1)依据反应的化学方程式可知K＝。
(2)从表格中数据可知，升高温度，K值增大，故该反应为吸热反应。
答案：(1) (2)吸热
2．现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2＋O2??2SO3(g)，知c始(SO2)＝0.4 mol·L－1，c始(O2)＝1 mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：
(1)当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？
(2)达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？
解析：(1) 2SO2＋O2??2SO3
开始/(mol·L－1) 0.4 1 0
转化/(mol·L－1) 0.2 0.1 0.2
转化后/(mol·L－1) 0.2 0.9 0.2
此时：Qc＝＝＝1.11＜19＝K，当SO2转化率为50%时，反应未达平衡状态，反应向正反应方向进行。
(2)设达平衡时，SO2转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则O2转化 mol·L－1，生成SO3为x mol·L－1。所以K＝≈19，x＝0.32，所以SO2的转化率为×100%＝80%。
答案：(1)否 正反应方向 (2)80%
[方法技巧]
“始、变、平”三部曲解题模式
①写出化学反应方程式(配平)。
②根据题意，依次列出各反应物和生成物的物质的量浓度(或物质的量)的起始量、变化量、平衡量，未知量可以设未知数表示。
变化量＝起始量－平衡量
③根据变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列关系式，计算出未知量。
④把平衡量(物质的量浓度)代入化学平衡常数公式求解。
[三级训练·节节过关]
1．t ℃时，某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K＝。有关该平衡体系的说法正确的是( )
A．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡
B．增大压强，各物质的浓度不变
C．升高温度，平衡常数K增大
D．增加X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动
解析：选A 根据平衡常数表达式，反应中Y为生成物且为气体，化学计量数为2，Z、W为反应物，是气体，化学计量数为1，X为固体或纯液体。A项，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应体系中X的质量不变，反应达到平衡，正确；B项，增大压强，气体物质的浓度增大，错误；C项，升温，平衡常数发生变化，但不一定增大，错误；D项，增加X的量，其浓度不变，平衡不移动，错误。
2．下列有关平衡常数的说法中，正确的是( )
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大
B．反应2NO2(g)===N2O4(g) ΔH＜0，升高温度该反应平衡常数增大
C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等
D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
解析：选D A项，改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，错误；B项，正反应是放热反应，温度升高K变小，错误；C项，对于给定可逆反应，温度一定时，因K正×K逆＝1，只有平衡常数等于1时，其正、逆反应的平衡常数才相等，错误；D项，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数表达式为K＝，正确。
3．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为( )
A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2
C．2ΔH和－2K D．－2ΔH和
解析：选D N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的反应热为ΔH，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)的反应热为－ΔH，而4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)的化学平衡常数为K，相同温度时反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)化学平衡常数为，则相同温度时反应4NH3(g)??2N2(g)＋6H2(g)化学平衡常数为2＝。
4．有科学家正在研究用碳与一氧化氮反应处理环境问题：
C(s)＋2NO(g)??CO2(g)＋N2(g) ΔH
(1)实验方案中有下列措施：①采用加热提高反应速率 ②使用催化剂提高反应速率 ③使用加压提高NO的转化率 ④使CO2转化成干冰从体系中脱离提高NO的转化率；其中你认为可行的是________________。
(2)这个反应的平衡常数表达式是________________。
(3)在恒容恒温密闭容器中，科学家得到下列实验数据：
浓度(mol·L－1)
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
求出该反应在该温度下的平衡常数K＝____________。
(4)若在(3)的实验中，30 min时开始升温，36 min时达到平衡，测得NO的转化率变为50%，则该反应的ΔH____0(填“＞”“＜”或“＝”)，判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若科学家在30 min后改变了某一条件，反应进行到40 min时达到平衡，浓度分别为c(NO)＝0.032 mol·L－1，c(N2)＝0.034 mol·L－1，c(CO2)＝0.017 mol·L－1，则改变的条件可能是________________________________________________________________________，判断的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①加热正、逆反应速率都增大，故采用加热提高反应速率可行；②催化剂能够加快反应速率，使用催化剂提高反应速率可行；③该反应反应前后气体体积相等，加压平衡不移动，使用加压提高NO转化率不可行；④分离出生成物平衡正向移动，使CO2转化成干冰从体系用脱离，提高NO的转化率可行。
(2)化学平衡常数K＝。
(3)K＝＝＝。
(4)原平衡中NO的转化率为×100%＝60%，升温后NO的转化率变为50%，说明升高温度平衡逆向移动，正反应放热，ΔH＜0。
(5)影响平衡移动的因素有温度、浓度、压强，改变了某一条件，达新的平衡时，c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大，只能是分离出部分CO2，因为降温时反应正向移动，生成物浓度都增大，加压平衡不移动，各组分浓度都增大，而分离出部分CO2，平衡正向移动，才会导致c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大。
答案：(1)①②④ (2)K＝ (3)
(4)＜ 升温后NO的转化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应放热
(5)分离出部分二氧化碳 因为降温时反应正向移动，生成物浓度都增大，加压平衡不移动，各组分浓度都增大，只能是分离出部分二氧化碳，平衡正向移动，才会导致c(NO)和c(CO2)减小，c(N2)增大
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
解析：选D 平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
2．可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在t ℃下达到平衡，其平衡常数可表示为( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D C是固体，它的浓度视为“1”，在平衡常数表达式中不出现。
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F2??2HF K＝1047
②H2＋Cl2??2HCl K＝1017
③H2＋Br2??2HBr K＝109
④H2＋I2??2HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
解析：选A 化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
4．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)??2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K。下列条件的变化中，能使K值发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强
C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂
解析：选C 化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。
5．某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数K＝，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加。下列说法中正确的是( )
A．增大c(A)、c(B)，K增大
B．降低温度，正反应速率增大
C．该反应的焓变为负值
D．该反应的化学方程式为2E(g)＋F(g)??A(g)＋2B(g)
解析：选D A项，平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，故不正确；B项，降低温度，正、逆反应速率均减小，不正确；C项，降温，F浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，不正确；D项，根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，正确。
6．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析：选C 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol·L－1×2＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
7．高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析：选A 因为该可逆反应的化学平衡常数K＝，可得出该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，D项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入稀有气体使压强增大，H2浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。
8．已知反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不正确的是( )
温度/℃
700
830
1 200
K值
1.7
1.0
0.4
A．达到平衡后，B的转化率为50%
B．增大压强，正、逆反应速率均加快
C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1
解析：选C 设平衡时B减少的物质的量浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
开始/(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.1－x x x
故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。
9．某校课外活动小组利用NO2与N2O4的反应来探究温度对化学平衡的影响。已知：
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH(298 K)＝－52.7 kJ·mol－1
(1)该化学反应的平衡常数表达式为_______________________________________。
(2)该小组的同学取了两个水槽A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个水槽中(如下图所示)，然后分别向两个水槽中加入浓硫酸和NH4NO3固体。
请回答：
①A中的现象为________________。
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向____________(填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c2(NO2)。
(2)①浓硫酸稀释时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，反应2NO2(g)??N2O4(g)是放热反应，A所在的水槽中，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2气体浓度增大，气体颜色加深，降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低，气体颜色变浅 。②由①知，降低温度，平衡向正反应方向移动。③升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小。
答案：(1)K＝c(N2O4)/c2(NO2)
(2)①A中气体的颜色加深 ②正 ③减小
10．在一定温度下，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝______，ΔH______0(填“＜”“＞”或“＝”)。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率为________。
(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，v正________v逆(填“＜”“＞”或“＝”)，平衡向________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
解析：(1)反应Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)的平衡常数K＝，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，ΔH＜0。
(2)设平衡时CO的物质的量变化为n mol，则
Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)
开始(mol)： 1 1
变化(mol)： n 1＋n
平衡(mol)： 1－n 1＋n
所以＝64，解得n＝0.6，所以v(CO2)＝＝0.006 mol·L－1·min－1，CO的平衡转化率为×100%＝60%。
(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，CO的浓度为0.09 mol·L－1，CO2的浓度为0.21 mol·L－1，此时Qc＝＜64，平衡向正反应方向移动，v正＞v逆。
答案：(1)c3(CO2)/c3(CO) ＜
(2)0.006 mol·L－1·min－1 60%
(3)＞ 正向
1．当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化，并建立了N2O4??2NO2平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值( )
A．变大 B．不变
C．变小 D．无法确定
解析：选B ＝K，温度不变，K不变。
2．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)??H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)??SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：选D K1＝，K2＝
第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
3．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③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的ΔH＞0
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B A项，固体物质不列入平衡常数表达式，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，错误；B项，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，反应②的平衡常数K2＝c(H2O)/c(H2)，反应③的平衡常数K3＝c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O)＝K1/K2，正确；C项，对于反应③温度升高，H2浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的ΔH＜0，错误；D项，反应③恒温恒容下，增大压强，H2浓度可能增大、不变或减小，错误。
4．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，改变某一条件，下列示意图正确的是( )
解析：选C 该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。
5．工业上常利用CO与SO2反应生成固态S单质和CO2，从而消除这两种气体对大气的污染：2CO(g)＋SO2(g)??2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，下列叙述正确的是( )
A．该反应的平衡常数表达式为K＝
B．若反应开始时投入2 mol CO，则达平衡时，放出热量为a kJ
C．增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率并提高SO2的转化率
D．若单位时间内生成2 mol CO2的同时，消耗1 mol SO2，则说明反应达到平衡状态
解析：选A A项，由化学方程式知K＝c2(CO2)/c2(CO)·c(SO2)，正确；B项，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此若反应开始时投入2 mol CO，则达平衡时，放出热量小于a kJ，错误；C项，增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率，由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，可提高SO2的转化率，升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率降低，错误；D项，根据化学方程式，在反应过程中都存在若单位时间内生成2 mol CO2的同时，消耗1 mol SO2，因此不能说明反应达到平衡状态，错误。
6．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)??4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是( )
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加B，B的平衡转化率增大
解析：选B A项，C是固体，浓度视为常数，不能写入平衡常数表达式，错误；B项，B的转化率为1.6×2/(4×2)×100%＝40%，正确；C项，化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，错误；D项，增加B，虽然平衡右移，但B的总量也增加，B的转化率降低，错误。
7．已知A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1。下列说法正确的是( )
A．4 s时c(B)为0.76 mol·L－1
B．830 ℃达平衡时，A的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)??A(g)＋B(g)的平衡常数的值为0.4
解析：选B A项，4 s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol·L－1，则Δc(B)＝0.02 mol·L－1，则4 s时c(B)＝－0.02 mol·L－1＝0.38 mol·L－1，错误；B项，设830 ℃时，A的平衡转化率为x，则
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
起始/(mol·L－1) 0.1 0.4 0 0
转化/(mol·L－1) 0.1x 0.1x 0.1x 0.1x
平衡/(mol·L－1) 0.1(1－x) 0.4－0.1x 0.1x 0.1x
K＝＝1，x＝80%，正确；C项，由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，错误；D项中的反应是题干中已知反应的逆反应，故1 200 ℃时，K逆＝＝＝2.5，错误。
8．如图所示为气相直接水合法制乙醇C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)( )
A．0.082 B．0.072
C．0.072 MPa－1 D．0.082 MPa－1
解析：选C 设C2H4、H2O的起始物质的量分别为1 mol，A点乙烯转化率为20%，故参加反应的乙烯为0.2 mol，则：
C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)
起始(mol) 1 1 0
转化(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol) 0.8 0.8 0.2
乙醇占＝，乙烯和水各占＝，则乙醇的分压为7.8 MPa×1/9＝0.87 MPa，乙烯和水的分压分别为7.8 MPa×4/9＝3.47 MPa，所以Kp＝＝＝0.072 MPa－1
9．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
(2)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。
(3)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则下一时刻，反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。
解析：当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时温度由表中数据可知为830 ℃。判断反应进行的方向时，可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q＝＝＝1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
答案：(1)BC (2)830 (3)逆向
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第二课时 化学平衡的移动
————————————————————————————————————— [课标要求]
1．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响。
2．了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,
1.增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
2．升高温度，平衡向吸热的方向移动；降低温度，平衡向放热的方向移动。
3．对于有气体参与或生成的反应，增大压强，平衡向气体物质体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体物质体积增大的方向移动。
4．催化剂能够同等程度地增大正、逆反应速率，对化学平衡移动没有影响。
5．勒夏特列原理是指如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等)，平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。
实验探究浓度对化学平衡的影响
[实验1]
(1)实验依据：依据K2Cr2O7溶液中存在的平衡：
Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋
(橙色) (黄色)
(2)填写下表。
实验步骤
实验现象
橙黄色变为橙色
橙黄色变为黄色
结论
c(H＋)增大，平衡向逆反应方向移动
NaOH溶液使c(H＋)变小，平衡向正反应方向移动
[实验2]
(1)实验依据Fe3＋与SCN－存在的平衡：
Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3
(红色)
(2)填写下表。
实验(1)步骤
现象
溶液颜色变深
溶液颜色变深
实验(2)步骤
向试管①中滴加0.01 mol·L－1 NaOH溶液
向试管②中滴加0.01 mol·L－1 NaOH溶液
现象
溶液颜色变浅
溶液颜色变浅
结论
对可逆反应Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3，分别增大c(Fe3＋)和c(SCN－)后，Fe(SCN)3的浓度均增大，即化学平衡均向正反应方向移动。滴加NaOH溶液，由于3OH－＋Fe3＋===Fe(OH)3↓，减小了Fe3＋的浓度，Fe(SCN)3的浓度也减小，即化学平衡向逆反应方向移动了
[特别提醒] 工业生产上常采用增大廉价反应物的浓度，来提高贵重物质转化率的措施，从而降低生产成本。
1．密闭容器中进行合成氨的反应，当一定温度下，反应达平衡后，增大N2的浓度，平衡怎样移动？N2、H2的转化率如何变化？
提示：平衡向正反应方向移动；H2的转化率增大，N2的转化率降低。
2．对于可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)，增加固体C的用量，化学平衡是否发生移动？
提示：增加固体或纯液体的量，由于其浓度不变，所以化学平衡不发生移动。
1．在其他条件不变的情况下，改变参与反应物质的浓度对化学平衡的影响
(1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，使得v(正)大于v(逆)，化学平衡向正反应方向移动。
(2)减小反应物浓度或增大生成物浓度，使得v(正)小于v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动。
2．平衡移动图像(v-t图)
(1)平衡正向移动
(2)平衡逆向移动
1．如图所示是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是( )
A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析：选C 由题给图像可以看出，平衡态Ⅰ改变的瞬间，逆反应速率未改变，正反应速率突然增大，可知为增大反应物的浓度，B项正确，C项不正确；由于平衡向正反应方向移动，可知两平衡状态同一种反应物的浓度不相等，D项正确；反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，A项正确。
2．在水溶液中橙红色的Cr2O与黄色的CrO有下列平衡关系：Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋，把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成的稀溶液是橙色的。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈________色，因为________________________________________________________________________。
(2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈________色，因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)，则平衡________(填“向左移动”或“向右移动”)，溶液颜色将________________________________。
解析：加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c(CrO)增大；加酸使平衡左移，溶液中的c(Cr2O)增大；加Ba(NO3)2溶液发生的反应为Ba2＋＋CrO===BaCrO4(黄色)↓，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。
答案：(1)黄 OH－与H＋结合生成水，使平衡向右移动，CrO浓度增大，溶液由橙色变为黄色
(2)橙 c(H＋)增大，平衡向左移动，Cr2O浓度增大，溶液又由黄色变为橙色
(3)向右移动 逐渐变浅，直至无色
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＜0
条件
降低温度
升高温度
平衡移动的
方向
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
结论
升高温度，化学平衡向着吸热方向移动；降低温度，化学平衡向着放热方向移动
[特别提醒] 任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，因此，改变温度，化学平衡一定发生移动。
已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ·mol－1，探究改变反应温度对化学平衡的影响。
[问题思考]
1．圆底烧瓶A中气体的颜色如何变化？其原因是什么？
提示：颜色变深，原因是A中温度高，平衡逆向移动，c(NO2)增大，颜色加深。
2．圆底烧瓶B中气体的颜色如何变化？其原因是什么？
提示：颜色变浅，原因是B中温度低，平衡正向移动，c(NO2)减小，颜色变浅。
1．在其他条件不变的情况下，温度对化学平衡的影响
(1)升高温度，平衡向吸热的方向移动。
(2)降低温度，平衡向放热的方向移动。
2．平衡移动图像(v-t图)
(1)若aA＋bB??cC＋dD ΔH＜0
(2)若aA＋bB??cC＋dD ΔH＞0
1．反应A(g)＋3B(g)??2C(g) ΔH<0达平衡后，将反应体系的温度降低，下列叙述中正确的是( )
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
解析：选C 降低温度，v(正)、v(逆)均减小，平衡向放热方向移动，即平衡正向移动。
2．在一密闭烧瓶中，在25 ℃时存在着平衡：2NO2??N2O4(正反应放热)。把烧瓶置于100 ℃的水中，则下列几项性质中不会改变的是( )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强
⑤密度
A．①和③ B．②和④
C．④和⑤ D．③和⑤
解析：选D 升高温度，化学平衡向着吸热方向移动，对于化学平衡2NO2??N2O4，平衡向逆反应方向移动；①二氧化氮的浓度增大，颜色加深；②混合气体总的物质的量增大，其质量不变，根据M＝m/n可知，混合气体的平均相对分子质量减小；③反应混合物都是气体，根据质量守恒定律，混合气体总的质量不变；④升高温度，化学平衡向左移动，混合气体总的物质的量增大，容器内压强增大；⑤反应混合物都是气体，混合气体总的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度不变。
N2(g)＋3H2(g)??
2NH3(g)
2SO3(g)??2SO2(g)＋
O2(g)
增大压强
对NH3、
SO3的
影响
随反应体系压强增大，平衡时混合气体中NH3的体积分数增大
随反应体系压强增大，平衡时SO3的分解率减小
平衡移动
的方向
平衡向正反应方向移动
平衡向逆反应方向移动
结论
增大反应体系的压强、平衡向气体体积减小的方向移动
[特别提醒] 无气态物质存在的化学平衡，由于改变压强不能改变化学反应速率，所以改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。
450 ℃时，在一密闭容器中，可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在不同压强条件下，测得平衡时混合气体中NH3的体积分数如表所示：
压强/MPa
1
5
10
30
60
100
NH3%
2.0
9.2
16.4
35.5
53.6
69.4
[问题思考]
1．从表格中的数据判断减小压强，氨气的体积分数如何变化？从而说明平衡怎样移动？
提示：减小压强，氨的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动。
2．对于反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，增大压强，平衡是否发生变化？为什么？
提示：平衡不发生移动；原因是该反应前后气体物质的量不变，增大压强，正、逆反应速率改变的程度相同。
1．压强改变与化学反应速率、化学平衡移动间的关系
2．在其他条件不变的情况下压强对化学平衡的影响
(1)增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动。
(2)减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。
3．平衡移动图像(v-t图)
以mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)为例
(1)若m＋n＞p＋q
(2)若m＋n＜p＋q
(3)若m＋n＝p＋q
1．在常温下，下列可逆反应体系的气体颜色变化不受压强变化影响的是( )
①2NO2??N2O4
②2NO2??2NO＋O2
③2HI??H2＋I2
④FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选C ①和②，压强改变化学平衡移动，气体颜色变化；③常温下，I2为固体，压强的变化虽能使平衡移动，但气体无颜色变化；④是在溶液中进行的反应，压强对平衡无影响。
2．已知化学反应2A(？)＋B(g)??2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是( )
A．A是气体，C是固体 B．A、C均为气体
C．A、C均为固体 D．A是固体，C是气体
解析：选D 增大压强，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是气体体积减小的反应，故C为气体，A不是气体(如固体)。
1．催化剂与化学平衡
(1)催化剂对化学平衡的影响
因为催化剂能同等程度的改变正、逆反应的化学反应速率，所以加入催化剂只能改变化学反应速率，化学平衡不移动。
(2)图像(v-t图)
2．勒夏特列原理(又称为平衡移动原理)
(1)内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
(2)适用范围：适用于任何动态平衡体系(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不适用。
(3)平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。
1．下列因素不可能影响化学平衡移动的是( )
A．温度 B．催化剂
C．反应物的浓度 D．压强
解析：选B 催化剂只能改变化学反应速率，不会使化学平衡发生移动。
2．下列不能用勒夏特列原理解释的事实是( )
A．棕红色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B．氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D．合成氨工业使用高压以提高氨的产量
解析：选B A项，涉及NO2与N2O4的平衡转化，不符合题意；B项，加压后平衡不移动，但体积缩小，浓度增大使颜色变深，符合题意；C项，光照后，次氯酸见光分解，使氯气与水反应的平衡向右移动，不符合题意；D项，合成氨工业加压使化学平衡向右移动，不符合题意。
[三级训练·节节过关]
1．CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g) ΔH＜0，若其他条件不变，只改变下列条件，能使混合气体颜色变深的是( )
A．降低温度 B．使用催化剂
C．增大CO的浓度 D．增大压强
解析：选D A项，降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度减小，混合气体颜色变浅，错误；B项，使用催化剂，正、逆反应速率增大，但平衡不发生移动，物质的浓度不变，因此混合气体颜色不变，错误；C项，增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度减小，混合气体颜色变浅，错误；D项，增大压强，物质的浓度增大，颜色加深，平衡不发生移动，正确。
2．对可逆反应2A(s)＋3B(g)??C(g)＋2D(g) ΔH＜0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变
④增大B的浓度，v(正)＞v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
解析：选B ①A是固体，增大A的量对平衡无影响，错误；②升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度更大，平衡向逆反应方向移动，错误；③压强增大平衡不移动，v(正)、v(逆)都增大，错误；④增大B的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)＞v(逆)，正确；⑤使用催化剂同等程度增大正、逆反应速率，化学平衡不发生移动，B的转化率不变，错误。
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，正确措施是( )
A．加催化剂同时增大压强 B．加催化剂同时升高温度
C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强
解析：选A A项，催化剂不改变平衡状态，但反应速率加快，增大压强，平衡正向移动，NO的转化率增大，正确；B项，催化剂不改变平衡状态，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率降低，错误，C项，升高温度平衡逆向移动，NO的转化率降低，充入N2平衡逆向移动，NO的转化率降低，错误；D项，降低温度同时增大压强，平衡向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，错误。
4．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”或“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”)，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？____(填“有”或“无”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)由图像可知该反应是一个能量降低的反应，所以属于放热反应。
(2)反应为放热反应，当反应达到平衡时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的浓度增大，转化率减小。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热无影响，因为催化剂能改变反应的活化能，促进反应速率的改变，但不改变反应物总能量和生成物总能量之差，即反应热不变。
(4)其他条件不变时，在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，减小了反应的活化能，即E1和E2都减小。
答案：(1)放热
(2)减小 该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动
(3)无 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
(4)减小 减小
1．反应2A(g)??2B(g)＋E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是( )
A．加压 B．减压
C．减少E的浓度 D．降温
解析：选D 正反应速率降低，可能是减压或降温，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，只能是降温。
2．下列化学平衡一定发生移动的是( )
A．平衡混合物中各组分的浓度发生改变
B．正、逆反应速率发生改变
C．组分中某物质的转化率发生改变
D．体系的压强增大
解析：选C A项，平衡混合物中各组分浓度发生改变平衡不一定移动，如缩小容器体积时，平衡H2(g)＋I2(g)===2HI(g)不移动，错误；B项，正、逆反应速率发生改变，平衡不一定移动，如加入催化剂，错误；D项，体系的压强增大，平衡不一定移动，如平衡CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，错误。
3．反应X(g)＋Y(g)??2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D A项，题给反应为反应前后气体分子数不变的反应，减小容器体积压强增大，平衡不移动，错误；B项，催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，Z的产率不变，错误；C项，两种反应物中，增大一种物质的用量提高另一种物质的转化率，本身转化率降低，增大c(X)，X的转化率降低，错误；D项，该反应是放热反应，降温平衡正向进行，Y的转化率增大，正确。
4．已知反应：2NO2(g)??N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用止水夹夹住橡胶管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是( )
A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大
C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D．反应2NO2(g)??N2O4(g)的逆反应为放热反应
解析：选D A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，正确；B项，B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，正确；C项，容器的容积不变，混合气体的质量不变，A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变，正确；D项，放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g)??N2O4(g)的正反应为放热反应，错误，D项符合题意。
5.对可逆反应：A(g)＋B(g)??C(s)＋2D(g) ΔH＞0，如图所示为正逆反应速率(v)与时间(t)的关系，如果在t1时刻改变以下条件：
①加入A ②加入催化剂 ③加压 ④升温 ⑤移走C。符合图示条件的是( )
A．②③ B．①②
C．③④ D．④⑤
解析：选A 使用催化剂只同倍增加正、逆反应速率，对化学平衡无影响；对于有气体参加的气体体积不发生变化的反应，改变压强平衡不移动。
6．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g) ΔH＜0，欲提高CO的转化率，可采取的措施是( )
①增加Fe2O3的量 ②移出部分CO2 ③提高反应温度 ④减小容器的容积 ⑤加入合适的催化剂 ⑥降低反应温度
A．①③ B．②⑥
C．②④ D．④⑥
解析：选B ①氧化铁是固体，增加Fe2O3的量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；②移出部分CO2，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，正确；③该反应的正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率降低，错误；④反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；⑤加入合适的催化剂，平衡不移动，错误；⑥该反应正反应是放热反应，降低反应温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，正确。
7．COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入稀有气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入稀有气体，能提高COCl2转化率的是( )
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑤ D．③⑤⑥
解析：选B 该反应为吸热反应，升温平衡正向移动，反应物转化率提高，①正确；恒容时，通入稀有气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，②错误；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，③错误；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，④正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，⑤错误；恒压时，通入稀有气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体增加的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，⑥正确。
8．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡正向移动的是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)(正反应为放热反应)
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)(正反应为放热反应)
C．2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)(正反应为吸热反应)
D．SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)(正反应为放热反应)
解析：选A A项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动；B项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动；C项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动；D项，增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。
9．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C，平衡________，c(CO2)________。
(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡______，c(CO2)________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c(CO2)________。
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡______，c(CO)________。
解析：(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。
(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c(CO2)增大。
(3)通入N2，容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。
(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。
答案：(1)不移动 不变 (2)向左移动 增大 (3)不移动 不变 (4)向右移动 增大
10．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
n(NO)/mol
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
(1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是____________；升高温度，NO的浓度增大，则该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效催化剂
解析：(1)平衡时，n(NO)＝0.007 mol，c(NO)＝＝0.003 5 mol·L－1。升高温度，c(NO)增大，则平衡左移，正反应是放热反应。
(2)a项达没达到平衡都成立，因为反应速率之比等于化学计量数之比。反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)的反应前后气体分子数目不相等，压强随反应的进行发生改变，b项中压强已保持不变，说明b项已达平衡状态。根据平衡状态的定义，正、逆反应速率相等可得c项也达平衡状态。密度等于质量除以体积，该反应的反应物和生成物均为气体，质量不变，而容器的体积2 L，也不发生变化，所以任何条件下密度都不发生改变，d项不能说明反应是否达到平衡状态。
(3)分离出NO2气体，反应速率减慢，加入催化剂，平衡不移动，升高温度该反应向逆反应方向移动，所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，c正确。
答案：(1)0.003 5 mol·L－1 放热
(2)b、c (3)c
1．在固定容积的密闭容器中，可逆反应2X(？)＋Y(g)??Z(s)已达到平衡，此时升高温度则气体的密度增大。下列叙述正确的是( )
A．正反应为放热反应，X可能是气态、液态或固态
B．正反应为放热反应，X一定为气态
C．若X为非气态，则正反应为吸热反应
D．若加入少量的Z，该平衡向左移动
解析：选A 固定容积的密闭容器中，升高温度气体的密度增大，说明气体质量增加，平衡向逆反应方向移动，所以正反应放热，平衡逆向移动，Y(g)的质量增加，所以不管X是气态、液态或固态，气体的密度都增大，故A正确。
2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有下列平衡Br2＋H2O??HBr＋HBrO，当加入AgNO3(s)后溶液颜色变浅
B．2NO2(g)??N2O4(g)(正反应放热)，升高温度可使体系颜色加深
C．反应CO＋NO2??CO2＋NO(正反应放热)，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应N2＋3H2??2NH3(正反应放热)中使用催化剂
解析：选D A项，加入硝酸银，Ag＋和Br－反应生成AgBr沉淀，平衡正向移动，颜色变浅，正确；B项，升高温度平衡逆向移动，正确；C项，升高温度，平衡逆向移动，正确；D项，催化剂的使用改变反应速率，不影响移动，错误。
3．对于反应2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡后，在温度不变时欲使c(NO2)/c(N2O4)比值增大，可以采取( )
A．体积不变，增加NO2的量
B．体积不变，增加N2O4的量
C．使体积扩大到原来的2倍
D．使体积不变充入N2
解析：选C 体积不变，增加NO2、N2O4的量相当于加压，NO2的转化率增大，c(NO2)/c(N2O4)减小，A、B项错误；使体积扩大到原来的2倍，压强减小，平衡左移，NO2的转化率减小，c(NO2)/c(N2O4)增大，C项正确；使体积不变充入N2，平衡不移动，c(NO2)/c(N2O4)不变，D项错误。
4．在一个固定容积的密闭容器中，放入3 L X(气)和2 L Y(气)，在一定条件下发生下列反应：4X(g)＋3Y(g)??2Q(g)＋nR(g)，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1/3，则该反应方程式中的n值是( )
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：选D 因为X的浓度减小1/3，说明平衡向正反应方向移动，压强比原来增加5%，根据压强和物质的量成正比，说明生成物气体计量数之和应大于反应物气体计量数之和，从四个选项中判断，只有n＝6符合上述判断，故D选项正确。
5.在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g) ΔH＜0。达到平衡后，改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是( )
选项
X
Y
A
再加入B
B的转化率
B
再加入C
A的体积分数
C
增大压强
A的转化率
D
升高温度
混合气体平均摩尔质量
解析：选C A项，增加一种反应物的浓度，该反应物的转化率降低，另一种反应物的转化率提高，错误；B项，加入C，因为只有一种生成物，相当于对反应加压，平衡正向移动，A的体积分数减小，错误；C项，加压，平衡正向移动，A的转化率增大，正确；D项，该反应ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，混合气体平均摩尔质量减小，错误。
6．在密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)??cZ(g)＋dW(g)
反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动 B．(a＋b)＞(c＋d)
C．Z的体积分数变大 D．X的转化率变小
解析：选D 将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不发生移动，W的浓度为原平衡的2倍；由W的浓度变为原平衡状态的1.8倍，可知化学平衡向逆反应方向移动。所以(a＋b)＜(c＋d)，Z的体积分数减小，X的转化率变小。
7．可逆反应A(g)＋B??C(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，D不一定是有颜色的气体
C．升高温度，C质量分数减少，说明正反应为放热反应
D．增大压强，平衡不移动，说明B、D一定是气体
解析：选D 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，A正确；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D是否有颜色，B正确；升高温度后，平衡向吸热方向移动，C的质量分数减少，说明平衡向逆反应方向移动，则说明正反应方向是放热反应，C正确；增大压强平衡不移动，则说明平衡两边的气体体积相等，但B和D可以同时是气体，也可以同时不是气体，D错误。
8.在容积一定的密闭容器中发生可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g) ΔH＞0；平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．p1＜p2，纵坐标指A的质量分数
B．p1＞p2，纵坐标指C的质量分数
C．p1＜p2，纵坐标指A的转化率
D．p1＜p2，纵坐标指混合气体的平均摩尔质量
解析：选B A项，升高温度，平衡正向移动，A的质量分数减小，错误；B项，升高温度，平衡正向移动，C的质量分数增大，压强减小，平衡逆向移动，C的质量分数减小，正确；C项，升高温度，A的转化率增大，压强增大，A的转化率也增大，错误；D项，升高温度，平均摩尔质量增大，加压，平衡正向移动，平均摩尔质量应增大，错误。
9．(1)已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??qC(g)在密闭容器中进行。如图所示为反应在不同时间t，温度T和压强p与反应物B的体积分数的关系曲线。根据图像填空：
①化学计量数的关系：m＋n______q(填“＞”“＜”或“＝”)；
②该反应的正反应为______反应(填“吸热”或“放热”)；
③升高温度正反应速率________，逆反应速率________(填“加快”或“减慢”)，但v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)在FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl的平衡体系中，回答下列问题(填“正向”“逆向”或“不”)：
①在溶液中加入少量的KSCN固体，平衡________移动。
②在溶液中加入少量的KCl固体，平衡________移动。
解析：(1)①温度相同时，比较压强，即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2，根据先拐先平，先出现拐点先达到平衡，对应的曲线表示的压强高，所以p1＜p2。由图知压强越大，B的含量越高，所以平衡向逆反应进行，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，m＋n＜q。②压强相同时，比较温度，即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2，根据先拐先平，先出现拐点先达到平衡，对应的曲线表示的温度高，所以T1＞T2。由图知温度越高，B的含量越低，所以平衡向正反应移动，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应。③升高温度正反应速率和逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热的方向移动，故平衡向正反应方向移动，因此v(正)＞v(逆)。
(2)①加入少量KSCN固体，反应中SCN－浓度增大，平衡向正反应方向移动。②加入少量KCl固体，溶液中Fe3＋、SCN－浓度不变，K＋和Cl－不参加反应，平衡不移动。
答案：(1)①＜ ②吸热 ③加快 加快 ＞
(2)①正向 ②不
10．在固定容积为1.00 L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ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________________________________________________________________________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是
________________________________________________________________________；
②100 ℃时达到平衡后，向容器中再充入0.20 mol NO2气体，新平衡建立后，NO2的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)升高温度，混合气体的颜色变深，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，即ΔH＞0，反应速率等于变化浓度和时间的比值，v(N2O4)＝(0.1－0.04)/60 mol·L－1·s－1＝0.001 0 mol·L－1·s－1。
(2)①改变温度，c(N2O4)降低，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，应是升高温度，即T＞100 ℃；②恒容状态下，再充入NO2，相当于在原来的基础上加压，平衡应向体积减小的方向移动，即NO2的体积分数减小；(3)容积减小一半，压强增大，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向体积减小方向进行，平衡向逆反应方向移动。
答案：(1)大于 0.001 0 mol·L－1·s－1
(2)①大于 正反应方向吸热，平衡向吸热方向移动，故温度升高 ②减小
(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
课件42张PPT。逆正橙黄变深变深
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(八)”
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第四课时 化学反应速率和化学平衡图像
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[课标要求]
1．通过图像理解浓度、压强、温度等外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。
2．能准确识别平衡的图像，理解平衡图像的内在含义。,
1.正逆反应速率相等时，可逆反应到达平衡状态。反应速率变化，平衡不一定移动，速率变化后不相等，平衡才发生移动。
2．增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变。
3．对于有气体参加的可逆反应，增大反应体系压强，正逆反应速率均增大，但是
对于正反应方向气体体积增大的反应，逆反应速率增加的更多。对于反应前后
气体体积不变的反应，正逆反应速率增加的程度相同。
4．使用催化剂，正逆反应速率均增大，且二者增大的程度相同，即平衡后使用催
化剂，平衡不移动。
1．“渐变”类v-t图——浓度对化学反应速率的影响
图像Ⅰ中，v′(正)突变，而v′(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，平衡正向移动。
图像Ⅱ中，v′(正)渐变，v′(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v′(逆)突变，平衡正向移动。
2．“断点”类v-t图——温度(或压强)对化学反应速率的影响
图像Ⅰ中，v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)＞v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。
图像Ⅱ中，v′(正)、v′(逆)都是突变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)＞v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。
3．“平台”类v-t图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响
图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。
1．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)??2Z(g) ΔH＜0。如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。下列说法中正确的是( )
A．t2时一定加入了催化剂
B．t3时减小了压强
C．t5时可能升高了温度
D．t4～t5时间内转化率最低
解析：选C A项，由图可知，t2时刻改变条件，正逆反应速率增大且相等，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，A错误；B项，若减小压强，平衡不发生移动，t3时刻改变条件，正逆反应速率均减小，且正反应速率大于逆反应速率，与图像不符，错误；C项，t5时刻改变条件，正逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合，正确；D项，催化剂对平衡移动无影响，t3～t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5～t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5～t6时间内转化率比t4～t5时间内转化率低，错误。
2．下图为反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，在某段时间t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是( )
A．t0～t1 B．t2～t3
C．t3～t4 D．t5～t6
解析：选A 可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＜0，该反应为气体体积减小的放热反应，t0～t1，正、逆反应速率相等，平衡不移动；t1～t2，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，导致氨气的含量降低，故氨气含量较t0～t1时间段大于t2～t3时间段；t3～t4，正、逆反应速率都同等程度的增大，平衡不移动，氨气的含量不变，氨气含量与t2～t3时间段相同；t4～t5，正、逆反应速率都降低，但逆反应速率大于正反应速率，导致平衡向逆反应方向移动，氨气的含量降低；t5～t6时间段内氨气含量较t3～t4低；所以平衡混合物中氨的百分含量最低的时间段是t5～t6，最高的一段时间是t0～t1，A项正确。
1．百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
(1)图像展示
(2)解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。
2．百分含量(或转化率)－压强－温度图像
(1)图像展示
(2)解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
1．对于可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(s)＋qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示，请判断下列说法正确的是( )
A．降温，化学平衡向正反应方向移动
B．使用催化剂可使D%有所增加
C．化学方程式中气体的化学计量数m＋n＞q
D．C的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动
解析：选A 由“先拐先平，数值大”可知，T2＞T1、p2＞p1；升高温度，D%减小，平衡逆向移动，正反应放热，A项正确；催化剂不能使平衡发生移动，B项错误；增大压强，D%减小，平衡逆向移动，m＋n＜q，C项错误；固体颗粒的大小不影响平衡移动，D项错误。
2．对于反应：2A(g)＋B(g)??2C(g) ΔH<0，下列图像正确的是( )
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D 该反应的特点是气体物质分子数目减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的含量减小，C的物质的量分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，B的物质的量分数增大，C的物质的量分数减小，达到平衡的时间短，故①、④正确。
[方法技巧]
化学平衡图像题的解题流程
[三级训练·节节过关]
1．如图中曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)??Z(g)＋N(s)进行过程中X的转化
率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是( )
A．升高温度 B．加大X的投入量
C．使用催化剂 D．缩小体积
解析：选C 升高温度，X的转化率降低，A项不正确；加大X的投入量，则X的转化率降低，B项不正确；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，A的转化率不变，C项正确；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高，D项不正确。
2．如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)
ΔH＜0。NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)＞v(逆)的点是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：选C 线上的点为平衡点，所以a、b点是平衡点，c点对应的平衡点在c点上方，说明NO的转化率变大才能达到平衡，反应应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率，正确；d点反应应向逆向进行，正反应速率小于逆反应速率。
3.反应L(s)＋aG(g)??bR(g)达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示，图中，压强p1＞p2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。据此可判断( )
A．上述反应正方向是吸热反应
B．上述反应正方向是放热反应
C．a＞b
D．a＋1＜b
解析：选A 由图像知，相同压强下，温度越高，G的体积分数越小，即升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应；相同温度时，压强越大，G的体积分数越大，即增大压强，平衡逆向移动，因L为固体，所以a＜b。
4．一定条件下，A(g)＋B(g)??C(g) ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断：
(1)升高温度，达到新平衡的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”，下同)，新平衡中C的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)减小压强，达到新平衡的是________，A的转化率________。
(3)减小C的量，达到新平衡的是____________。
(4)增加A的量，达到新平衡的是________，此时B的转化率________，A的转化率________。
(5)使用催化剂，达到新平衡的是________，C的质量分数________。
解析：(1)升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动，此反应中向逆反应方向移动，图像B符合，因为向逆反应方向移动，消耗C，则C的体积分数减小；(2)减小压强，正、逆反应速率都降低，平衡向逆反应方向移动，图像C符合，A的转化率减小；(3)减小C的量，减小生成物的浓度，反应物的浓度不变，平衡向正反应方向移动，图像E符合；(4)增加A的量，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，图像A符合，B的转化率增大，A的转化率减小；(5)催化剂对化学平衡无影响，使化学反应速率升高，图像D符合，C的质量分数不变。
答案：(1)B 减小 (2)C 减小 (3)E (4)A 增大 减小 (5)D 不变
1．可逆反应：2AB3(g)??A2(g)＋3B2(g) ΔH＞0，下列图像正确的是( )
解析：选D A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，交叉点后，正反应速率大于逆反应速率，错误；B项，升高温度，平衡向正反应方向移动，B2%增大，错误；C项，当温度一定时，增大压强，AB3%降低，平衡应正向移动，而实际上增大压强，平衡逆向移动，错误；D项，当温度一定时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，AB3%增大，符合题意；当压强一定时，升高温度，平衡向正反应方向移动，AB3%降低，符合题意，正确。
2．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q，同时符合下列两图中各曲线的规律的是( )
A．a＋b＞c＋d T1＞T2 Q＞0
B．a＋b＜c＋d T1＞T2 Q＞0
C．a＋b＜c＋d T1＜T2 Q＜0
D．a＋b＞c＋d T1＜T2 Q＜0
解析：选D 对于左图，先拐先平衡，说明反应速率快，即T2＞T1，随温度的升高，生成物的浓度减小，平衡向吸热反应方向移动，即正反应是放热反应，即Q＜0；对于右图，v正和v逆相交后，随压强的增大，平衡向正反应方向移动，a＋b＞c＋d，D选项正确。
3．对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)??xC(g) ΔH＝？在不同温度及压强(p1、p2)条件下，反应物A的转化率如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH＞0，m＋n＞x B．ΔH＞0，m＋n＜x
C．ΔH＜0，m＋n＜x D．ΔH＜0，m＋n＞x
解析：选D 根据图像(1)，p1先拐说明p1＞p2，增大压强A的转化率升高，说明增大压强平衡向正反应方向移动，m＋n＞x；根据图像(2)，升高温度，A的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即此反应的正反应ΔH＜0，D正确。
4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或者增大压强，速率的变化都符合示意图的反应是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔΗ＜0
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g) ΔΗ＜0
C．H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔΗ＞0
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔΗ＜0
解析：选B 由图像知增大压强或升高温度后，v正、v逆都增大，由于v逆增大的多，平衡逆向移动。A项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误；B项，该反应的正反应为气体体积增大的放热反应，增大压强，化学平衡逆向移动，升高温度，化学平衡逆向移动，正确；C项，该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应，增大压强，平衡不移动，错误；D项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误。
5．对于mA(s)＋nB(g)??eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)和压强(p)的关系如图，下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，加入催化剂，则C%增大
B．达到平衡后，若升温，平衡逆向移动
C．化学方程式中n＜e＋f
D．达到平衡后，增加A的量，平衡正向移动
解析：选B A项，加入催化剂平衡不移动，错误；B项，由图知，升高温度，C的百分含量(C%)减小，平衡向左移动，正确；C项，由图知，增大压强，C的百分含量(C%)增大，平衡向正向移动，n＞e＋f，错误；D项，A为固体，增加固体的量平衡不发生移动，错误。
6．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A．t1时增大了压强 B．t2时充入了稀有气体
C．t3时升高了温度 D．t4时降低了温度
解析：选A A项，t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，应为增大压强，正确；B项，t2时正逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，错误；C项，t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，为减小压强，错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，错误。
7．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
解析：选B 若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A项不正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B项正确；观察图Ⅲ，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D项不正确。
8.在一定条件下，向某一密闭容器中，加入一定量的HI或加入一定量的PCl5，反应达到平衡后，在t时刻改变条件，其反应速率与时间的变化关系均可用如图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是( )
A．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的HI
B．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的HI
C．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5
D．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3
解析：选B 保持温度和体积不变，再加入一定量的HI，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，A错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的HI，t1时刻正反应速率大于平衡速率，逆反应速率小于平衡速率，平衡正向移动，B正确；保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，C错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3，平衡逆向移动，D错误。
9．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)在密闭容器中进行，右图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是( )
A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
解析：选D 分析图像，可以分两个层次考虑(如图将三条曲线分别标为①②③)。从①②曲线可知，当压强相同(为p2)时，②先达平衡，说明T1＞T2；又因为T2低，φ(B)大，即降低温度，平衡逆向移动，说明逆向放热，正向吸热。从②③曲线可知，当温度相同(为T1)时，②先达平衡，说明p2＞p1；又因为p2大，φ(B)大，即增大压强，平衡逆向移动，说明逆方向为气体体积减小的方向，m＋n＜p。综合以上分析结果：T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，正反应为吸热反应。
10．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＜0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝__________________________________。
(2)降低温度，该反应K值________，二氧化硫转化率________，化学反应速度________。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间段是________________________________________________________________________。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a．加了催化剂 B．扩大容器体积
c．降低温度 D．增加SO3的物质的量
解析：(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K＝。
(2)正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，该反应K值增大，二氧化硫转化率增大，化学反应速度减小。
(3)平衡时各种物质的浓度不再发生变化，反应处于平衡状态的时间段是15～20 min和25～30 min。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，O2的浓度瞬间增大，而其余物质的浓度不变，曲线发生变化的原因是增加了O2的量。10 min到15 min时曲线的斜率增大，反应速率加快，但没有达到平衡状态，所以曲线变化的原因可能是使用了催化剂。
答案：(1) (2)增大 增大 减小
(3)15～20 min和25～30 min
(4)增加了O2的量 a
1．对于可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g)(正反应为吸热反应)，下列各图正确的是( )
解析：选D 随压强增大，v(正)、v(逆)都增大，所以，A图不正确；反应达平衡后，升温，v(逆)＜v(正)，B图不正确；温度高，反应速率大，到达平衡所用时间短，先到达平衡，曲线先拐，C图不正确。
2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)??CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g)??CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)??2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
解析：选A 观察图像可知，达到平衡用的时间短说明反应速率快，T2＞T1、p1＞p2。升高温度水蒸气含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH＜0；增大压强水蒸气含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A项中的反应符合要求。
3．可逆反应aX＋2Y(g)??2Z(g)在一定条件下达到平衡后，t1和t2时各改变某一种外界条件，化学反应速率(v)－时间(t)图像如图。
则下列说法中正确的是( )
A．若X是固体，则t1时一定是增大了容器的压强
B．若X是气体，则t2时不可能是减小容器压强
C．若X是固体，则t1时可能是增大了X的质量
D．若t2时采用了降温措施，则该反应的正反应方向ΔH＞0
解析：选B A项，若X为固体，增大压强，平衡不移动，若使用催化剂，平衡也不移动，错误；B项，若X为气体，t2时正、逆反应速率都减小，不可能是减小容器压强，因为减小压强，平衡逆向移动，而图像中是正向移动，正确；C项，若X为固体，t1时若增大了X的量，平衡不移动，反应速率不变，错误；D项，t2时若采用降温，正逆反应速率都减小，平衡正向移动，说明正反应为放热反应，ΔH小于0，错误。
4．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(s) ΔH＝Q kJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是( )
A．T1＜T2，Q＞0
B．增大压强，B的转化率减小
C．当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化
D．a＋b＞c＋d
解析：选C A项，由左图可知，T2时反应首先达到平衡，故T1＜T2，T1→T2，温度升高，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Q＜0，错误；由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，即反应向正反应方向移动，故a＋b＞c，B的转化率增大，B、D项错误；C项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，正确。
5.对于反应A(s)＋2B(g)??3C(g) ΔH＞0，C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是( )
A．X表示温度，Y表示压强，且Y1＞Y2＞Y3
B．Y表示压强，X表示温度，且Y3＞Y2＞Y1
C．X表示压强，Y表示温度，且Y1＞Y2＞Y3
D．Y表示温度，X表示压强，且Y3＞Y2＞Y1
解析：选D A项，根据曲线走向，随温度的升高C%降低，说明随温度升高，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，错误；B项，分析和A选项一样，错误；C项，根据曲线走向，随压强增大，C%降低，说明平衡向逆反应方向移动，平衡向生成B的方向移动，然后作等压线，随温度的升高，平衡应向正反应方向移动，C%应增大，与图像不符，错误；D项，根据C的分析，正确。
6．下列图示与对应叙述相符合的是( )
A．图Ⅰ：反应H2＋I2??2HI达平衡后，升高温度时反应速率随时间的变化
B．图Ⅱ：反应2SO2＋O2??2SO3达平衡后，缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C．图Ⅲ：反应N2＋3H2??2NH3在恒温情况下，反应速率与压强的关系
D．图Ⅳ：反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0，水蒸气含量随时间的变化
解析：选B A项，升高温度，平衡发生移动，正、逆速率变化不相等，图像与实际不相符；B项，缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO3的物质的量增大，SO2与O2的物质的量减小，图像与实际相符合；C项，增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率增大更多，图像中逆反应速率增大更多，图像与实际不相符；D项，由图可知，温度T2先到达平衡，则温度T2＞T1，升高温度，平衡向正反应方向移动，水蒸气的含量增大，图像中温度越高，水蒸气的含量越低，图像与实际不相符。
7．固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。
(1)a点正反应速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(2)下列时间段平均反应速率最大的是________。
A．0～1 min B．1～3 min
C．3～8 min D．8～11 min
(3)平衡时CO2的转化率为________，该条件下的平衡常数K＝________。
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是________，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是________。
解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。
(2)分别计算不同时间段内的反应速率：0～1 min内，v(H2)＝＝1 mol·L－1·min－1；1～3 min内，v(H2)＝＝0.75 mol·L－1·min－1；3～8 min内，v(H2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。所以0～1 min内反应速率最大，A项符合题意。
(3)由图可知，8 min时，反应达到平衡，平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气为8 mol－2 mol＝6 mol，氢气的浓度变化量为＝3 mol·L－1，则：
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
开始/(mol·L－1) 3 4 0 0
变化/(mol·L－1) 1 3 1 1
平衡/(mol·L－1) 2 1 1 1
平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%。
K＝＝＝0.5。
(4)曲线Ⅰ反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线Ⅰ是升高温度；曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强。
答案：(1)大于 (2)A (3)33.3% 0.5 (4)升高温度
增大压强
课件28张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十)”
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课时跟踪检测（七） 化学平衡状态
1．在平衡体系2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O( )
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2中
解析：选D 反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)是可逆反应，在18O2投入后，在正、逆反应进行的过程中，18O存在于NO、O2、NO2中。
2．下列反应不属于可逆反应的是( )
A．SO2溶于水生成H2SO3和H2SO3分解
B．H2跟I2化合生成HI和HI分解
C．SO2跟 O2化合生成SO3和SO3分解
D．电解水生成H2与O2和H2与O2转化成水
解析：选D A项，SO2＋H2O??H2SO3，B项，H2＋I2??HI，C项，SO2＋O2SO3，上述三个反应，都属于可逆反应；电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，不属于可逆反应。
3．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得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。下列有关说法正确的是( )
A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零
解析：选C 可逆反应不能进行到底，A项不正确；达到化学平衡时，反应物和生成物的物质的量浓度保持不变，而各浓度不一定相等，B项不正确，C项正确；达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，但都不为零，D项不正确。
4．一定条件下反应：2AB(g)??A2(g)＋B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A．单位时间内生成n mol A2，同时消耗2n mol AB
B．容器内三种气体AB、A2、B2共存
C．AB的消耗速率等于A2的消耗速率
D．容器中各组分的体积分数不随时间变化
解析：选D A项，生成A2和消耗AB表示的都是正反应速率，不能表明反应是否达到平衡；B项，可逆反应无论是否达到平衡，反应物和生成物均共存，故B项不能确定反应是否达到平衡；C项，若AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍，才能说明反应达到平衡；D项，容器中各组分的体积分数不随时间变化而变化，说明反应已达到平衡状态。
5．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ·mol－1，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析：选B 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故压强不变反应不一定达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向，D错误。
6．在一定温度下，向a L密闭容器加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)??2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是( )
①容器内压强不随时间变化 ②容器内各物质的浓度不随时间变化 ③容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 ④单位时间内消耗0.1 mol X的同时生成0.2 mol Z
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选A 该反应反应前后气体体积不等，容器容积固定，压强不随时间变化，说明气体总量不再改变，各物质浓度固定，即①、②均能说明反应已达平衡状态。但达到平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比不一定等于化学计量数之比。单位时间内消耗X和生成Z，描述的是同一反应方向，不存在v正和v逆的关系，故不能说明反应已达平衡状态。
7．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，则下列叙述中正确的是( )
A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)
B．若单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH3，则反应达到平衡状态
C．若N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2时，反应达到化学平衡状态
D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)
解析：选B A项，根据化学方程式，当4v正(O2)＝5v逆(NO)时，表示v正＝v逆，反应达到平衡状态，错误；B项，生成n mol NO表示正反应速率，生成n mol NH3表示逆反应速率，且v正＝v逆，反应达到平衡状态，正确；C项，N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2时，反应不一定达到平衡状态，错误；D项，化学反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，错误。
8．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体总质量 ⑧混合气体总体积
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤
C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧
解析：选B 由于反应物、生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，⑦不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，②不正确，⑧不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，⑥不正确。
9．一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(g)＋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生成m mol A同时消耗q mol D；③各组分的物质的量浓度不再改变；④体系的密度不再发生变化；⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q；⑥各组分的质量分数不再改变；⑦反应混合物中各物质的物质的量之比为m∶n∶p∶q。
其中一定能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．③④⑦ B．①③④⑤
C．②③⑤⑥ D．③⑥
解析：选D 判断一个可逆反应是否达到平衡状态的标志是v(正)＝v(逆)和各组分的含量保持不变。①中不知m＋n和p＋q的大小关系，故压强不能作为达到平衡状态的判断依据。②生成m mol A是指逆反应，消耗q mol D也是指逆反应，故无法判断是否达平衡。③说明反应达平衡。④ρ＝始终不变，故无法判断。⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q在任何时刻都成立，故无法判断。⑥说明反应达平衡。⑦物质的量之比为化学计量数之比不能说明化学反应达到平衡。
10．恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)，2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol·L－1。
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为__________________。
(2)x＝________。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D．A的百分含量保持不变
解析：(1)v(C)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
(2)2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)
开始/(mol·L－1) 1 1 0
转化/(mol·L－1) 0.8 0.4 1.2
平衡/(mol·L－1) 0.2 0.6 1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，所以x＝3。
(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。
答案：(1)0.6 mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BD
1．在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)??3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5 mol·L－1和2.0 mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是( )
A．c(Z)＝1.5 mol·L－1 B．c(Z)＝2.4 mol·L－1
C．c(W)＝1.6 mol·L－1 D．c(W)＝2.0 mol·L－1
解析：选D 可逆反应中，反应物不可能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比1∶1反应，所以X过量，若Y完全反应，则c(Z)＝3.0 mol·L－1，c(W)＝2.0 mol·L－1。但Y不可能完全反应，所以0 mol·L－1＜c(Z)＜3.0 mol·L－1，0 mol·L－1＜c(W)＜2.0 mol·L－1。故D项肯定错误。
2．在一定条件下，可逆反应2N2O5(g)??4NO2(g)＋O2(g)中，NO2的物质的量浓度c(NO2)随时间变化的实验数据如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
c(NO2)/(mol·L－1)
0
0.020
0.032
0.038
0.040
0.040
根据表中数据判断，该反应达到平衡时c(NO2)为( )
A．0.020 mol·L－1 B．0.032 mol·L－1
C．0.038 mol·L－1 D．0.040 mol·L－1
解析：选D 根据表中数据可知，反应进行到20 min时NO2的浓度不再发生变化，所以平衡时NO2的浓度是0.040 mol·L－1。
3．在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g) ΔH＜0，不能说明反应已达到平衡状态的是( )
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均相对分子质量保持不变
解析：选A A中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时，不符合化学式前的化学计量数之比，所以A不能说明已达到平衡状态。
4．一个容积固定的密闭容器中进行反应N2＋3H2??2NH3，一定达到平衡状态的是( )
①1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成；②1个NN键断裂的同时，有6个N—H键形成；③N2的体积分数不再改变；④容器的压强不再改变；⑤容器内气体的密度不再改变
A．①③④ B．①②④
C．①③⑤ D．②③④
解析：选A 1个NN键断裂的同时，有3个H—H键形成，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，N2的体积分数不再改变，反应达到平衡；容器的压强不再改变，说明反应物的量不再改变，反应达到平衡；容积固定，质量不变，无论是否达到平衡状态，气体密度都不变。
5．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)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
①2v(NH3)＝v(CO2)
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中氨气的体积分数不变
A．①② B．②③
C．②④ D．②③④
解析：选B ①项，没有指明正、逆反应速率，不能判断是否达到平衡，错误；②项，该反应前后的Δn(气体)≠0，当总压强始终保持不变时，反应达到平衡，正确；③项，随反应进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明达到平衡状态，正确；④项，反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2∶1，氨气的体积分数始终不变，不能说明达到平衡状态，错误。
6．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示，下列表述正确的是( )
A．反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：选D 由曲线可知，N物质的量减少，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2对应纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，D正确。
7．可逆反应：2NO2(g)??2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．全部
解析：选A ①中单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，①正确，②不正确；无论达到平衡与否，速率之比都等于化学计量数之比，③不正确；有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，能说明反应达到平衡，④正确；由于反应前后体积不同，故压强不变可作为平衡的标志，⑥正确；体积固定，气体质量前后守恒，密度不变，也不能说明达到平衡，⑤不正确；由于气体总质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，则说明气体中各物质的物质的量保持不变，⑦正确。
8．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平衡速率v＝________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A．v(NO2)＝2v(O2) B．容器内压强保持不变
C．v逆(NO)＝2v正(O2) D．容器内密度保持不变
解析：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007 mol，此时n(NO2)＝0.013 mol，其浓度变化量为0.006 5 mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 (2)BC
9．一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。
(1)反应生成了________ mol SO3，v(SO2)＝________。
(2)平衡时SO3的浓度是________，SO2的转化率是________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________ mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
解析：v(SO2)＝＝＝0.03 mol·L－1·min－1
2SO2 ＋ O2??2SO3
开始： 5 mol 3 mol 0
变化： 3 mol 1.5 mol 3 mol
平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol
则平衡时SO3的浓度为＝0.3 mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol＋1.5 mol＋3 mol＝6.5 mol。
(4)根据反应方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
答案：(1)3 0.03 mol·L－1·min－1
(2)0.3 mol·L－1 60%
(3)6.5 (4)①③④
课时跟踪检测（九） 化学平衡常数
1．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关
A．①② B．②③
C．③④ D．①③
解析：选D 平衡常数K是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。
2．可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在t ℃下达到平衡，其平衡常数可表示为( )
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
解析：选D C是固体，它的浓度视为“1”，在平衡常数表达式中不出现。
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F2??2HF K＝1047
②H2＋Cl2??2HCl K＝1017
③H2＋Br2??2HBr K＝109
④H2＋I2??2HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
解析：选A 化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
4．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)??2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K。下列条件的变化中，能使K值发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强
C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂
解析：选C 化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。
5．某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数K＝，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加。下列说法中正确的是( )
A．增大c(A)、c(B)，K增大
B．降低温度，正反应速率增大
C．该反应的焓变为负值
D．该反应的化学方程式为2E(g)＋F(g)??A(g)＋2B(g)
解析：选D A项，平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，故不正确；B项，降低温度，正、逆反应速率均减小，不正确；C项，降温，F浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，不正确；D项，根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，正确。
6．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析：选C 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为
0.5 mol·L－1×2＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
7．高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析：选A 因为该可逆反应的化学平衡常数K＝，可得出该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，D项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入稀有气体使压强增大，H2浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。
8．已知反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不正确的是( )
温度/℃
700
830
1 200
K值
1.7
1.0
0.4
A．达到平衡后，B的转化率为50%
B．增大压强，正、逆反应速率均加快
C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1
解析：选C 设平衡时B减少的物质的量浓度为x mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
开始/(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化/(mol·L－1) x x x x
平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.1－x x x
故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。
9．某校课外活动小组利用NO2与N2O4的反应来探究温度对化学平衡的影响。已知：
2NO2(g)??N2O4(g) ΔH(298 K)＝－52.7 kJ·mol－1
(1)该化学反应的平衡常数表达式为_______________________________________。
(2)该小组的同学取了两个水槽A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个水槽中(如下图所示)，然后分别向两个水槽中加入浓硫酸和NH4NO3固体。
请回答：
①A中的现象为________________。
②由上述实验现象可知，降低温度，该反应化学平衡向____________(填“正”或“逆”)反应方向移动。
③升高温度，该反应的化学平衡常数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)平衡常数表达式K＝c(N2O4)/c2(NO2)。
(2)①浓硫酸稀释时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，反应2NO2(g)??N2O4(g)是放热反应，A所在的水槽中，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO2气体浓度增大，气体颜色加深，降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2浓度降低，气体颜色变浅 。②由①知，降低温度，平衡向正反应方向移动。③升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小。
答案：(1)K＝c(N2O4)/c2(NO2)
(2)①A中气体的颜色加深 ②正 ③减小
10．在一定温度下，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝______，ΔH______0(填“＜”“＞”或“＝”)。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率为________。
(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，v正________v逆(填“＜”“＞”或“＝”)，平衡向________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
解析：(1)反应Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)的平衡常数K＝，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，
ΔH＜0。
(2)设平衡时CO的物质的量变化为n mol，则
Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)
开始(mol)： 1 1
变化(mol)： n 1＋n
平衡(mol)： 1－n 1＋n
所以＝64，解得n＝0.6，所以v(CO2)＝＝0.006 mol·L－1·min－1，CO的平衡转化率为×100%＝60%。
(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，CO的浓度为0.09 mol·L－1，CO2的浓度为0.21 mol·L－1，此时Qc＝＜64，平衡向正反应方向移动，v正＞v逆。
答案：(1)c3(CO2)/c3(CO) ＜
(2)0.006 mol·L－1·min－1 60%
(3)＞ 正向
1．当把晶体N2O4放入密闭容器中汽化，并建立了N2O4??2NO2平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值( )
A．变大 B．不变
C．变小 D．无法确定
解析：选B ＝K，温度不变，K不变。
2．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)??H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)??SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：选D K1＝，K2＝
第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
3．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③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的ΔH＞0
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B A项，固体物质不列入平衡常数表达式，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，错误；B项，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，反应②的平衡常数K2＝c(H2O)/c(H2)，反应③的平衡常数K3＝c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O)＝K1/K2，正确；C项，对于反应③温度升高，H2浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的ΔH＜0，错误；D项，反应③恒温恒容下，增大压强，H2浓度可能增大、不变或减小，错误。
4．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，改变某一条件，下列示意图正确的是( )
解析：选C 该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。
5．工业上常利用CO与SO2反应生成固态S单质和CO2，从而消除这两种气体对大气的污染：2CO(g)＋SO2(g)??2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，下列叙述正确的是( )
A．该反应的平衡常数表达式为K＝
B．若反应开始时投入2 mol CO，则达平衡时，放出热量为a kJ
C．增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率并提高SO2的转化率
D．若单位时间内生成2 mol CO2的同时，消耗1 mol SO2，则说明反应达到平衡状态
解析：选A A项，由化学方程式知K＝c2(CO2)/c2(CO)·c(SO2)，正确；B项，由于该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此若反应开始时投入2 mol CO，则达平衡时，放出热量小于a kJ，错误；C项，增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率，由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，可提高SO2的转化率，升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率降低，错误；D项，根据化学方程式，在反应过程中都存在若单位时间内生成2 mol CO2的同时，消耗1 mol SO2，因此不能说明反应达到平衡状态，错误。
6．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)??4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是( )
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加B，B的平衡转化率增大
解析：选B A项，C是固体，浓度视为常数，不能写入平衡常数表达式，错误；B项，B的转化率为1.6×2/(4×2)×100%＝40%，正确；C项，化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，错误；D项，增加B，虽然平衡右移，但B的总量也增加，B的转化率降低，错误。
7．已知A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1。下列说法正确的是( )
A．4 s时c(B)为0.76 mol·L－1
B．830 ℃达平衡时，A的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)??A(g)＋B(g)的平衡常数的值为0.4
解析：选B A项，4 s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol·L－1，则Δc(B)＝0.02 mol·L－1，则4 s时c(B)＝－0.02 mol·L－1＝0.38 mol·L－1，错误；B项，设
830 ℃时，A的平衡转化率为x，则
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
起始/(mol·L－1) 0.1 0.4 0 0
转化/(mol·L－1) 0.1x 0.1x 0.1x 0.1x
平衡/(mol·L－1) 0.1(1－x) 0.4－0.1x 0.1x 0.1x
K＝＝1，x＝80%，正确；C项，由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，错误；D项中的反应是题干中已知反应的逆反应，故1 200 ℃时，K逆＝＝＝2.5，错误。
8．如图所示为气相直接水合法制乙醇C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)( )
A．0.082 B．0.072
C．0.072 MPa－1 D．0.082 MPa－1
解析：选C 设C2H4、H2O的起始物质的量分别为1 mol，A点乙烯转化率为20%，故参加反应的乙烯为0.2 mol，则：
C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)
起始(mol) 1 1 0
转化(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡(mol) 0.8 0.8 0.2
乙醇占＝，乙烯和水各占＝，则乙醇的分压为7.8 MPa×1/9＝0.87 MPa，乙烯和水的分压分别为7.8 MPa×4/9＝3.47 MPa，所以Kp＝＝＝0.072 MPa－1
9．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
(2)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。
(3)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为
2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则下一时刻，反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。
解析：当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时温度由表中数据可知为830 ℃。判断反应进行的方向时，可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q＝＝＝1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
答案：(1)BC (2)830 (3)逆向
课时跟踪检测（八） 化学平衡的移动
1．反应2A(g)??2B(g)＋E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是( )
A．加压 B．减压
C．减少E的浓度 D．降温
解析：选D 正反应速率降低，可能是减压或降温，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，只能是降温。
2．下列化学平衡一定发生移动的是( )
A．平衡混合物中各组分的浓度发生改变
B．正、逆反应速率发生改变
C．组分中某物质的转化率发生改变
D．体系的压强增大
解析：选C A项，平衡混合物中各组分浓度发生改变平衡不一定移动，如缩小容器体积时，平衡H2(g)＋I2(g)===2HI(g)不移动，错误；B项，正、逆反应速率发生改变，平衡不一定移动，如加入催化剂，错误；D项，体系的压强增大，平衡不一定移动，如平衡CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，错误。
3．反应X(g)＋Y(g)??2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D A项，题给反应为反应前后气体分子数不变的反应，减小容器体积压强增大，平衡不移动，错误；B项，催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡，Z的产率不变，错误；C项，两种反应物中，增大一种物质的用量提高另一种物质的转化率，本身转化率降低，增大c(X)，X的转化率降低，错误；D项，该反应是放热反应，降温平衡正向进行，Y的转化率增大，正确。
4．已知反应：2NO2(g)??N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用止水夹夹住橡胶管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是( )
A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大
C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D．反应2NO2(g)??N2O4(g)的逆反应为放热反应
解析：选D A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，正确；B项，B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大，正确；C项，容器的容积不变，混合气体的质量不变，A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变，正确；D项，放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g)??N2O4(g)的正反应为放热反应，错误，D项符合题意。
5.对可逆反应：A(g)＋B(g)??C(s)＋2D(g) ΔH＞0，如图所示为正逆反应速率(v)与时间(t)的关系，如果在t1时刻改变以下条件：
①加入A ②加入催化剂 ③加压 ④升温 ⑤移走C。符合图示条件的是( )
A．②③ B．①②
C．③④ D．④⑤
解析：选A 使用催化剂只同倍增加正、逆反应速率，对化学平衡无影响；对于有气体参加的气体体积不发生变化的反应，改变压强平衡不移动。
6．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)??Fe(s)＋CO2(g) ΔH＜0，欲提高CO的转化率，可采取的措施是( )
①增加Fe2O3的量 ②移出部分CO2 ③提高反应温度 ④减小容器的容积 ⑤加入合适的催化剂 ⑥降低反应温度
A．①③ B．②⑥
C．②④ D．④⑥
解析：选B ①氧化铁是固体，增加Fe2O3的量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；②移出部分CO2，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，正确；③该反应的正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率降低，错误；④反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；⑤加入合适的催化剂，平衡不移动，错误；⑥该反应正反应是放热反应，降低反应温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，正确。
7．COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH＞0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入稀有气体 ③增加CO浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入稀有气体，能提高COCl2转化率的是( )
A．①②④ B．①④⑥
C．②③⑤ D．③⑤⑥
解析：选B 该反应为吸热反应，升温平衡正向移动，反应物转化率提高，①正确；恒容时，通入稀有气体，反应物与生成物浓度不变，平衡不移动，②错误；增加CO浓度，平衡逆向移动，反应物转化率降低，③错误；该反应正反应为气体分子数增大的反应，减压时平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高，④正确；催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡状态，⑤错误；恒压时，通入稀有气体，容器体积增大，反应物与生成物浓度降低，平衡向气体增加的方向移动，即向正反应方向移动，反应物转化率提高，⑥正确。
8．在下列可逆反应中，增大压强或降低温度，均可使平衡正向移动的是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)(正反应为放热反应)
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)(正反应为放热反应)
C．2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)(正反应为吸热反应)
D．SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)(正反应为放热反应)
解析：选A A项，增大压强，平衡向正反应方向移动；降低温度，平衡也向正反应方向移动；B项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向正反应方向移动；C项，增大压强，平衡向逆反应方向移动；降低温度，平衡向逆反应方向移动；D项，增大压强，平衡不移动；降低温度，平衡向正反应方向移动。
9．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C，平衡________，c(CO2)________。
(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡______，c(CO2)________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡________，c(CO2)________。
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡______，c(CO)________。
解析：(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。
(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，c(CO2)增大。
(3)通入N2，容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。
(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。
答案：(1)不移动 不变 (2)向左移动 增大 (3)不移动 不变 (4)向右移动 增大
10．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
n(NO)/mol
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
(1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是____________；升高温度，NO的浓度增大，则该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效催化剂
解析：(1)平衡时，n(NO)＝0.007 mol，c(NO)＝＝0.003 5 mol·L－1。升高温度，c(NO)增大，则平衡左移，正反应是放热反应。
(2)a项达没达到平衡都成立，因为反应速率之比等于化学计量数之比。反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)的反应前后气体分子数目不相等，压强随反应的进行发生改变，b项中压强已保持不变，说明b项已达平衡状态。根据平衡状态的定义，正、逆反应速率相等可得c项也达平衡状态。密度等于质量除以体积，该反应的反应物和生成物均为气体，质量不变，而容器的体积2 L，也不发生变化，所以任何条件下密度都不发生改变，d项不能说明反应是否达到平衡状态。
(3)分离出NO2气体，反应速率减慢，加入催化剂，平衡不移动，升高温度该反应向逆反应方向移动，所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，c正确。
答案：(1)0.003 5 mol·L－1 放热
(2)b、c (3)c
1．在固定容积的密闭容器中，可逆反应2X(？)＋Y(g)??Z(s)已达到平衡，此时升高温度则气体的密度增大。下列叙述正确的是( )
A．正反应为放热反应，X可能是气态、液态或固态
B．正反应为放热反应，X一定为气态
C．若X为非气态，则正反应为吸热反应
D．若加入少量的Z，该平衡向左移动
解析：选A 固定容积的密闭容器中，升高温度气体的密度增大，说明气体质量增加，平衡向逆反应方向移动，所以正反应放热，平衡逆向移动，Y(g)的质量增加，所以不管X是气态、液态或固态，气体的密度都增大，故A正确。
2．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有下列平衡Br2＋H2O??HBr＋HBrO，当加入AgNO3(s)后溶液颜色变浅
B．2NO2(g)??N2O4(g)(正反应放热)，升高温度可使体系颜色加深
C．反应CO＋NO2??CO2＋NO(正反应放热)，升高温度可使平衡向逆反应方向移动
D．合成氨反应N2＋3H2??2NH3(正反应放热)中使用催化剂
解析：选D A项，加入硝酸银，Ag＋和Br－反应生成AgBr沉淀，平衡正向移动，颜色变浅，正确；B项，升高温度平衡逆向移动，正确；C项，升高温度，平衡逆向移动，正确；D项，催化剂的使用改变反应速率，不影响移动，错误。
3．对于反应2NO2(g)??N2O4(g)达到平衡后，在温度不变时欲使c(NO2)/c(N2O4)比值增大，可以采取( )
A．体积不变，增加NO2的量
B．体积不变，增加N2O4的量
C．使体积扩大到原来的2倍
D．使体积不变充入N2
解析：选C 体积不变，增加NO2、N2O4的量相当于加压，NO2的转化率增大，c(NO2)/c(N2O4)减小，A、B项错误；使体积扩大到原来的2倍，压强减小，平衡左移，NO2的转化率减小，c(NO2)/c(N2O4)增大，C项正确；使体积不变充入N2，平衡不移动，c(NO2)/c(N2O4)不变，D项错误。
4．在一个固定容积的密闭容器中，放入3 L X(气)和2 L Y(气)，在一定条件下发生下列反应：4X(g)＋3Y(g)??2Q(g)＋nR(g)，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1/3，则该反应方程式中的n值是( )
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：选D 因为X的浓度减小1/3，说明平衡向正反应方向移动，压强比原来增加5%，根据压强和物质的量成正比，说明生成物气体计量数之和应大于反应物气体计量数之和，从四个选项中判断，只有n＝6符合上述判断，故D选项正确。
5.在密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g) ΔH＜0。达到平衡后，改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合图中曲线的是( )
选项
X
Y
A
再加入B
B的转化率
B
再加入C
A的体积分数
C
增大压强
A的转化率
D
升高温度
混合气体平均摩尔质量
解析：选C A项，增加一种反应物的浓度，该反应物的转化率降低，另一种反应物的转化率提高，错误；B项，加入C，因为只有一种生成物，相当于对反应加压，平衡正向移动，A的体积分数减小，错误；C项，加压，平衡正向移动，A的转化率增大，正确；D项，该反应ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，混合气体平均摩尔质量减小，错误。
6．在密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)??cZ(g)＋dW(g)
反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述正确的是( )
A．平衡向正反应方向移动 B．(a＋b)＞(c＋d)
C．Z的体积分数变大 D．X的转化率变小
解析：选D 将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不发生移动，W的浓度为原平衡的2倍；由W的浓度变为原平衡状态的1.8倍，可知化学平衡向逆反应方向移动。所以(a＋b)＜(c＋d)，Z的体积分数减小，X的转化率变小。
7．可逆反应A(g)＋B??C(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，D不一定是有颜色的气体
C．升高温度，C质量分数减少，说明正反应为放热反应
D．增大压强，平衡不移动，说明B、D一定是气体
解析：选D 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，A正确；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D是否有颜色，B正确；升高温度后，平衡向吸热方向移动，C的质量分数减少，说明平衡向逆反应方向移动，则说明正反应方向是放热反应，C正确；增大压强平衡不移动，则说明平衡两边的气体体积相等，但B和D可以同时是气体，也可以同时不是气体，D错误。
8.在容积一定的密闭容器中发生可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g) ΔH＞0；平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．p1＜p2，纵坐标指A的质量分数
B．p1＞p2，纵坐标指C的质量分数
C．p1＜p2，纵坐标指A的转化率
D．p1＜p2，纵坐标指混合气体的平均摩尔质量
解析：选B A项，升高温度，平衡正向移动，A的质量分数减小，错误；B项，升高温度，平衡正向移动，C的质量分数增大，压强减小，平衡逆向移动，C的质量分数减小，正确；C项，升高温度，A的转化率增大，压强增大，A的转化率也增大，错误；D项，升高温度，平均摩尔质量增大，加压，平衡正向移动，平均摩尔质量应增大，错误。
9．(1)已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??qC(g)在密闭容器中进行。如图所示为反应在不同时间t，温度T和压强p与反应物B的体积分数的关系曲线。根据图像填空：
①化学计量数的关系：m＋n______q(填“＞”“＜”或“＝”)；
②该反应的正反应为______反应(填“吸热”或“放热”)；
③升高温度正反应速率________，逆反应速率________(填“加快”或“减慢”)，但v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)在FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl的平衡体系中，回答下列问题(填“正向”“逆向”或“不”)：
①在溶液中加入少量的KSCN固体，平衡________移动。
②在溶液中加入少量的KCl固体，平衡________移动。
解析：(1)①温度相同时，比较压强，即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2，根据先拐先平，先出现拐点先达到平衡，对应的曲线表示的压强高，所以p1＜p2。由图知压强越大，B的含量越高，所以平衡向逆反应进行，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，m＋n＜q。②压强相同时，比较温度，即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2，根据先拐先平，先出现拐点先达到平衡，对应的曲线表示的温度高，所以T1＞T2。由图知温度越高，B的含量越低，所以平衡向正反应移动，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应。③升高温度正反应速率和逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热的方向移动，故平衡向正反应方向移动，因此v(正)＞v(逆)。
(2)①加入少量KSCN固体，反应中SCN－浓度增大，平衡向正反应方向移动。②加入少量KCl固体，溶液中Fe3＋、SCN－浓度不变，K＋和Cl－不参加反应，平衡不移动。
答案：(1)①＜ ②吸热 ③加快 加快 ＞
(2)①正向 ②不
10．在固定容积为1.00 L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ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为_________________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是
________________________________________________________________________；
②100 ℃时达到平衡后，向容器中再充入0.20 mol NO2气体，新平衡建立后，NO2的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)升高温度，混合气体的颜色变深，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，即ΔH＞0，反应速率等于变化浓度和时间的比值，v(N2O4)＝(0.1－0.04)/
60 mol·L－1·s－1＝0.001 0 mol·L－1·s－1。
(2)①改变温度，c(N2O4)降低，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，应是升高温度，即T＞100 ℃；②恒容状态下，再充入NO2，相当于在原来的基础上加压，平衡应向体积减小的方向移动，即NO2的体积分数减小；(3)容积减小一半，压强增大，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向体积减小方向进行，平衡向逆反应方向移动。
答案：(1)大于 0.001 0 mol·L－1·s－1
(2)①大于 正反应方向吸热，平衡向吸热方向移动，故温度升高 ②减小
(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
课时跟踪检测（十） 化学反应速率和化学平衡图像
1．可逆反应：2AB3(g)??A2(g)＋3B2(g) ΔH＞0，下列图像正确的是( )
解析：选D A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，交叉点后，正反应速率大于逆反应速率，错误；B项，升高温度，平衡向正反应方向移动，B2%增大，错误；C项，当温度一定时，增大压强，AB3%降低，平衡应正向移动，而实际上增大压强，平衡逆向移动，错误；D项，当温度一定时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，AB3%增大，符合题意；当压强一定时，升高温度，平衡向正反应方向移动，AB3%降低，符合题意，正确。
2．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q，同时符合下列两图中各曲线的规律的是( )
A．a＋b＞c＋d T1＞T2 Q＞0
B．a＋b＜c＋d T1＞T2 Q＞0
C．a＋b＜c＋d T1＜T2 Q＜0
D．a＋b＞c＋d T1＜T2 Q＜0
解析：选D 对于左图，先拐先平衡，说明反应速率快，即T2＞T1，随温度的升高，生成物的浓度减小，平衡向吸热反应方向移动，即正反应是放热反应，即Q＜0；对于右图，v正和v逆相交后，随压强的增大，平衡向正反应方向移动，a＋b＞c＋d，D选项正确。
3．对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)??xC(g) ΔH＝？在不同温度及压强(p1、p2)条件下，反应物A的转化率如图所示，下列判断正确的是( )
A．ΔH＞0，m＋n＞x B．ΔH＞0，m＋n＜x
C．ΔH＜0，m＋n＜x D．ΔH＜0，m＋n＞x
解析：选D 根据图像(1)，p1先拐说明p1＞p2，增大压强A的转化率升高，说明增大压强平衡向正反应方向移动，m＋n＞x；根据图像(2)，升高温度，A的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即此反应的正反应ΔH＜0，D正确。
4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或者增大压强，速率的变化都符合示意图的反应是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔΗ＜0
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g) ΔΗ＜0
C．H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔΗ＞0
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔΗ＜0
解析：选B 由图像知增大压强或升高温度后，v正、v逆都增大，由于v逆增大的多，平衡逆向移动。A项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误；B项，该反应的正反应为气体体积增大的放热反应，增大压强，化学平衡逆向移动，升高温度，化学平衡逆向移动，正确；C项，该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应，增大压强，平衡不移动，错误；D项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误。
5．对于mA(s)＋nB(g)??eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)和压强(p)的关系如图，下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，加入催化剂，则C%增大
B．达到平衡后，若升温，平衡逆向移动
C．化学方程式中n＜e＋f
D．达到平衡后，增加A的量，平衡正向移动
解析：选B A项，加入催化剂平衡不移动，错误；B项，由图知，升高温度，C的百分含量(C%)减小，平衡向左移动，正确；C项，由图知，增大压强，C的百分含量(C%)增大，平衡向正向移动，n＞e＋f，错误；D项，A为固体，增加固体的量平衡不发生移动，错误。
6．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A．t1时增大了压强 B．t2时充入了稀有气体
C．t3时升高了温度 D．t4时降低了温度
解析：选A A项，t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，应为增大压强，正确；B项，t2时正逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，错误；C项，t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，为减小压强，错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，错误。
7．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
解析：选B 若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A项不正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B项正确；观察图Ⅲ，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D项不正确。
8.在一定条件下，向某一密闭容器中，加入一定量的HI或加入一定量的PCl5，反应达到平衡后，在t时刻改变条件，其反应速率与时间的变化关系均可用如图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是( )
A．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的HI
B．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的HI
C．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5
D．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3
解析：选B 保持温度和体积不变，再加入一定量的HI，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，A错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的HI，t1时刻正反应速率大于平衡速率，逆反应速率小于平衡速率，平衡正向移动，B正确；保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，C错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3，平衡逆向移动，D错误。
9．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)在密闭容器中进行，右图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是( )
A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
解析：选D 分析图像，可以分两个层次考虑(如图将三条曲线分别标为①②③)。从①②曲线可知，当压强相同(为p2)时，②先达平衡，说明T1＞T2；又因为T2低，φ(B)大，即降低温度，平衡逆向移动，说明逆向放热，正向吸热。从②③曲线可知，当温度相同(为T1)时，②先达平衡，说明p2＞p1；又因为p2大，φ(B)大，即增大压强，平衡逆向移动，说明逆方向为气体体积减小的方向，m＋n＜p。综合以上分析结果：T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，正反应为吸热反应。
10．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＜0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝__________________________________。
(2)降低温度，该反应K值________，二氧化硫转化率________，化学反应速度________。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间段是____________________________。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a．加了催化剂 b．扩大容器体积
c．降低温度 d．增加SO3的物质的量
解析：(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K＝。
(2)正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，该反应K值增大，二氧化硫转化率增大，化学反应速度减小。
(3)平衡时各种物质的浓度不再发生变化，反应处于平衡状态的时间段是15～20 min和25～30 min。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，O2的浓度瞬间增大，而其余物质的浓度不变，曲线发生变化的原因是增加了O2的量。10 min到15 min时曲线的斜率增大，反应速率加快，但没有达到平衡状态，所以曲线变化的原因可能是使用了催化剂。
答案：(1) (2)增大 增大 减小
(3)15～20 min和25～30 min
(4)增加了O2的量 a
1．对于可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g)(正反应为吸热反应)，下列各图正确的是( )
解析：选D 随压强增大，v(正)、v(逆)都增大，所以，A图不正确；反应达平衡后，升温，v(逆)＜v(正)，B图不正确；温度高，反应速率大，到达平衡所用时间短，先到达平衡，曲线先拐，C图不正确。
2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)??CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g)??CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)??2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
解析：选A 观察图像可知，达到平衡用的时间短说明反应速率快，T2＞T1、p1＞p2。升高温度水蒸气含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH＜0；增大压强水蒸气含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A项中的反应符合要求。
3．可逆反应aX＋2Y(g)??2Z(g)在一定条件下达到平衡后，t1和t2时各改变某一种外界条件，化学反应速率(v)－时间(t)图像如图。
则下列说法中正确的是( )
A．若X是固体，则t1时一定是增大了容器的压强
B．若X是气体，则t2时不可能是减小容器压强
C．若X是固体，则t1时可能是增大了X的质量
D．若t2时采用了降温措施，则该反应的正反应方向ΔH＞0
解析：选B A项，若X为固体，增大压强，平衡不移动，若使用催化剂，平衡也不移动，错误；B项，若X为气体，t2时正、逆反应速率都减小，不可能是减小容器压强，因为减小压强，平衡逆向移动，而图像中是正向移动，正确；C项，若X为固体，t1时若增大了X的量，平衡不移动，反应速率不变，错误；D项，t2时若采用降温，正逆反应速率都减小，平衡正向移动，说明正反应为放热反应，ΔH小于0，错误。
4．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(s) ΔH＝Q kJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是( )
A．T1＜T2，Q＞0
B．增大压强，B的转化率减小
C．当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化
D．a＋b＞c＋d
解析：选C A项，由左图可知，T2时反应首先达到平衡，故T1＜T2，T1→T2，温度升高，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Q＜0，错误；由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，即反应向正反应方向移动，故a＋b＞c，B的转化率增大，B、D项错误；C项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，正确。
5.对于反应A(s)＋2B(g)??3C(g) ΔH＞0，C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是( )
A．X表示温度，Y表示压强，且Y1＞Y2＞Y3
B．Y表示压强，X表示温度，且Y3＞Y2＞Y1
C．X表示压强，Y表示温度，且Y1＞Y2＞Y3
D．Y表示温度，X表示压强，且Y3＞Y2＞Y1
解析：选D A项，根据曲线走向，随温度的升高C%降低，说明随温度升高，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，错误；B项，分析和A选项一样，错误；C项，根据曲线走向，随压强增大，C%降低，说明平衡向逆反应方向移动，平衡向生成B的方向移动，然后作等压线，随温度的升高，平衡应向正反应方向移动，C%应增大，与图像不符，错误；D项，根据C的分析，正确。
6．下列图示与对应叙述相符合的是( )
A．图Ⅰ：反应H2＋I2??2HI达平衡后，升高温度时反应速率随时间的变化
B．图Ⅱ：反应2SO2＋O2??2SO3达平衡后，缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C．图Ⅲ：反应N2＋3H2??2NH3在恒温情况下，反应速率与压强的关系
D．图Ⅳ：反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0，水蒸气含量随时间的变化
解析：选B A项，升高温度，平衡发生移动，正、逆速率变化不相等，图像与实际不相符；B项，缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO3的物质的量增大，SO2与O2的物质的量减小，图像与实际相符合；C项，增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率增大更多，图像中逆反应速率增大更多，图像与实际不相符；D项，由图可知，温度T2先到达平衡，则温度T2＞T1，升高温度，平衡向正反应方向移动，水蒸气的含量增大，图像中温度越高，水蒸气的含量越低，图像与实际不相符。
7．固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝
－49.0 kJ·mol－1，某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。
(1)a点正反应速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(2)下列时间段平均反应速率最大的是________。
A．0～1 min B．1～3 min
C．3～8 min D．8～11 min
(3)平衡时CO2的转化率为________，该条件下的平衡常数K＝________。
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是________，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是________。
解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。
(2)分别计算不同时间段内的反应速率：0～1 min内，v(H2)＝＝
1 mol·L－1·min－1；1～3 min内，v(H2)＝＝0.75 mol·L－1·min－1；3～8 min内，v(H2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。所以0～1 min内反应速率最大，A项符合题意。
(3)由图可知，8 min时，反应达到平衡，平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气为8 mol－2 mol＝6 mol，氢气的浓度变化量为＝3 mol·L－1，则：
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
开始/(mol·L－1) 3 4 0 0
变化/(mol·L－1) 1 3 1 1
平衡/(mol·L－1) 2 1 1 1
平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%。
K＝＝＝0.5。
(4)曲线Ⅰ反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线Ⅰ是升高温度；曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强。
答案：(1)大于 (2)A (3)33.3% 0.5 (4)升高温度
增大压强
