【化学】10-11学年同步学案（人教版选修4）：第二章 第三节 化学平衡

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第三节　化学平衡
重难点一 化学平衡状态
1．化学平衡状态的特征
化学平衡状态的特征可以概括为：逆、等、动、定、变。
(1)“逆”——研究对象是可逆反应。
(2)“等”——化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v正＝v逆，这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
(3)“动”——指化学反应已达到化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，只是正反应速率等于逆反应速率，即v正＝v逆≠0，所以化学平衡状态是动态平衡状态。
(4)“定”——在一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大的程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持一定而不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
(5)“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)，而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始达到平衡，也可以从逆反应方向开始达到平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡也会发生相应的变化。
2．化学平衡状态的判断方法
(1)直接判定：v正＝v逆(实质)
①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。
(2)间接判定：
①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。
②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
③若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强(恒温、恒容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、恒压)保持不变。
④反应物的转化率、产物的产率保持不变。
总之，能变的量保持不变说明已达平衡。(如下表所示)
例举反应 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g) 是否平衡状态
混合物体21世纪教育网系中各成分的量21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网21世纪教育网 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 是21世纪教育网[来源:21世纪教育网]21世纪教育网21世纪教育网
②各物质的质量或各物质的质量分数一定 是
③各气体的体积或体积分数一定 是
④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定 不一定
正反应速率与逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正＝v逆 是
②在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v正＝v逆 是
③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定
④在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆，v正不一定等于v逆 不一定
压强 ①若m＋n≠p＋q，总压强一定(其他条件不变) 是
②若m＋n＝p＋q，总压强一定(其他条件不变) 不一定
平均相对分子质量 ①r一定，只有当m＋n≠p＋q时 是
②r一定，但m＋n＝p＋q时 不一定
温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定时 是
体系的密度 密度一定 不一定
特别提醒　①化学平衡的实质是v(正)＝v(逆)≠0时，表现为平衡体系中各组分的物质的量或物质的量分数不再变化，因此v(正)＝v(逆)＞0是化学平衡判断的充要条件。
②运用v(正)＝v(逆)≠0时，注意方向和数量关系。
③学会“变”与“不变”判断。“变”就是到达平衡过程中量“变”，而到达平衡后“不变”。否则，不一定平衡。
重难点二 化学平衡的移动及勒夏特列原理(平衡移动原理)
1．外界条件对化学平衡的影响
条件变化 速率变化 移动方向 移动结果
增大c(反)或减小c(生) v(正)增大或v(逆)减小，v(正)>v(逆) 正反应方向 c(反)、c(生)均增大或c(反)、c(生)均减小
减小c(反)或增大c(生) v(正)减小或v(逆)增大，v(正)＜v(逆) 逆反应方向 c(反)、c(生)均减小或c(反)、c(生)均增大
增大压强 v(减)、v(增) 均增大，v(减) ＞v(增) 气体体积减小的方向 体系压强减小但比原来大
减小压强 v(减)、v(增) 均增大，v(碱) ＜v(增) 气体体积增大的方向 体系压强增大但比原来小
升高温度 v(吸)、v(放)均增大，v(吸)＞v(放) 吸热反应方向 体系温度降低但比原来高
降低温度 v(吸)、v(放)均减小，v(吸)＜v(放) 放热反应方向 体系温度升高但比原来低
充入稀有气体 体积不变时v(正)、v(逆)不变 不移动，但气体的体积分数减小(稀有气体计入了总体积)
压强不变时，v(正)、v(逆) 均减小，相当于减小压强 气体体积增大的方向 与减小压强相同
加催化剂 v(正)、v(逆)均加快，v(正)＝v(逆) 不移动，缩短达到平衡的时间
2.浓度、压强和温度对化学平衡影响的图像
总结　①只要增大浓度、增大压强、升高温度，新平衡都在原平衡的上方，v′正=v′逆>v正=v逆；只要减小浓度、降低压强、降低温度，新平衡都在原平衡下方，v″正＝v″逆②只要是浓度改变，一个速率一定是在原平衡的基础上改变；两个速率同时增大或减小(中间断开)一定是压强或温度改变。
③加入催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，平衡不移动。
3．勒夏特列原理
(1)勒夏特列原理
如果改变影响平衡的条件之一(如浓度、温度以及气体反应的压强)，平衡将向着减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理。
(2)对勒夏特列原理的理解
勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解，其中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下。
①若将体系温度从50℃升高到80℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，则体系的温度降低，达到新的平衡状态时50℃②若对体系N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，移动的结果使体系的压强减小，达到新的平衡时30 MPa③若增大平衡体系Fe3＋＋3SCNFe(SCN)3中Fe3＋的浓度，如由0.01 mol/L增至0.02 mol/L，则在新平衡状态下，0.01 mol/L特别提醒　勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据平衡移动原理进行判断。例如，N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，同时加压、升温，平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温，则平衡向正反应方向移动。勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
重难点三 化学平衡图像
1．化学平衡图像题的主要特点
该类题目的主要特点是通过多种图像，对化学反应速率和化学平衡的有关知识、规律进行分析考查。题目往往是灵活性强、迷惑性大，涉及内容多，要求高，特别注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查。
2．解答化学平衡图像题的方法
(1)化学平衡图像题的解答步骤
①看图像：一看面(即纵坐标与横坐标的意义)，二看线(即线的走向和变化趋势)，三看点(即起点、折点、交点、终点)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。
②想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
③作判断：根据图像中表现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断。
(2)化学平衡图像题的解答原则
以可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)为例说明。
①“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。
②“先拐先平，数值大”原则
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A)或表示的压强较大(如图B)。
A．表示T2＞T1，正反应是放热反应。
B．表示p1＜p2，A是反应物，正反应为气体总体积缩小的反应，即a＋b＞c。
重难点四 化学平衡常数
1．使用化学平衡常数应注意的问题：
(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“l”而不代入公式(联想化学反应速率一节固体和纯液体的处理)。
(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。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。
2．化学平衡常数的应用
(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大，可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
(2)可以利用平衡常数的值，判断正在进行的可逆反应是否平衡以及不平衡时向何方进行建立平衡。如对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在任意时刻反应物与生成物的浓度有如下关系：
Qc＝，Qc叫做该反应的浓度商。
(3)利用K可判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
重难点五 等效平衡
1．等效平衡
等效平衡的含义：在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
如：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态，各组分物质的量分别为如下所示：
A．3 mol N2,1 mol H2,2 mol NH3
B．1.5 mol N2,0.5 mol H2,1 mol NH3
C．3 mol N2,1 mol H2,0 mol NH3
D．0 mol N2,0 mol H2,2 mol NH3
若A、B两容器T、p相同，则A、B两平衡互为等效平衡。若C、D两容器T、V相同，则C、D两平衡互为同一平衡。
2．建立等效平衡的条件
对于一定条件下的某一可逆反应，无论从正反应开始还是从逆反应开始，都能达到平衡状态。在其他条件不变的情况下，若要达到相同的平衡状态，主要取决于起始时反应物和生成物的配比。
特别提醒　①恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应，若两初始状态有相同的物料关系，则达到化学平衡后两平衡等效且实为同一平衡。此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系，换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。
②在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平衡后，两平衡互为等效平衡。此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的物
质的量之比相同。
例1　一定温度下，可逆反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变　　　　　　　　　　　　　　　
A．①④⑤⑥ B．①②③⑤ C．②③④⑥ D．以上全部
答案　A
解析　①生成n mol O2，就是消耗2n mol NO2，即生成NO2的速率等于消耗NO2的速率，能表示v正＝v逆，正确。②表示同一方向的反应速率，不能表示v正＝v逆，不正确。③只要发生反应，或者说不论反应是否达到平衡，NO2、NO、O2的速率之比就为2∶2∶1，它不能反映可逆反应是否达到平衡，不正确。④温度、体积一定，混合气体压强不再改变，对于反应前后气体体积不相等的反应，说明气体的总物质的量不变，表明已达平衡。⑤颜色的深浅决定于有色物质NO2的浓度，混合气体颜色不变，说明NO2的浓度不再改变，能说明已达到平衡，正确。⑥混合气体的平均相对分子质量(＝)不变，说明气体的总物质的量(n)不变，表明已达平衡，正确。
判断可逆反应是否达到化学平衡状态的依据和方法
可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组成的质量(或浓度)保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是 否达到化学平衡状态的核心性依据。可逆反应具备这两个特点之一，它就达到了化学平衡状态，可逆反应不具备这两个特征中的任何一个，它就未达到化学平衡状态。
例2　一定温度下可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)；ΔH<0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是(　　)
A．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大
C．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍
D．保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
答案　BD
解析　A项中，温度和活塞位置不变，甲中再加入1 mol A和2 mol B时，甲中压强比原平衡时增大，平衡左移，甲中C的浓度应小于乙中C的浓度的2倍，A错；C项中由于甲内物质的初始加入量相当于是乙内加入量的一半，当温度不变，移动活塞使甲、乙两容器容积相等时，压强对乙的影响程度大，则乙中C的体积分数不应是甲的2倍，C错。
条件改变时，v(正)、v(逆)的影响大小及由此引起的平衡移动方向常因判断不准确而得出相反结论，是解答该类问题常犯的错误。
例3　如图，下列反应中全部符合下述图像的反应是(　　)
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0
B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0
C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0
D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH＞0
答案　B
解析　由图Ⅰ可知，升高温度，生成物的浓度增大，则符合该图象的反应正反应为吸热反应，故A、C两项不正确；由图Ⅱ可知，增大压强，反应混合物的平均相对分子质量增大，而D项中混合气体的平均相对分子质量变化情况不确定，故D项不正确；B项中增大压强平衡左移，混合气体的质量不变，物质的量减小，平均相对分子质量增大，图象Ⅲ中，两条曲线的交叉点为平衡状态，增大压强后v(逆)＞v(正)，平衡向逆反应方向移动，B项也符合。
解决平衡图象问题，首先分析题意，明确如下几点：①图象中纵横坐标的含义及曲线的变化趋势；②题给化学方程式的特点：各物质的状态、气态物质反应前后化学计量之间的关系及吸、放热情况。然后将图象语言转化为外界条件对化学平衡的影响，逐一分析，作出判断。
例4　高温下，某反应达平衡，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
答案　A
解析　由平衡常数K＝。温度升高时H2浓度减小，说明在恒容时平衡正向移动，ΔH>0，A正确；恒容时反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，在增大压强时H2的浓度不变，升高温度，v正和v逆都增大。
理解化学平衡常数应注意：
(1)平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓度，其书写形式与化学方程式的书写有关。
(2)化学平衡常数与温度有关，但变化趋势与温度变化趋势视反应的吸、放热而定。对吸热反应，升高温度，平衡常数越大；反之则越小。
例5已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题：
(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol/L，c(N)＝2.4 mol/L；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)；
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝4 mol/L，c(N)＝a mol/L；达到平衡后，c(P)＝2 mol/L，a＝________；
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b mol/L，达到平衡后，M的转化率为________。
答案　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41%
解析　(1)　　M(g)　＋　N(g)P(g)＋Q(g)
始态　　　　1 mol/L　　2.4 mol/L 0　　0
变化量　1 mol/L×60% 1 mol/L×60%
因此N的转化率为：×100%＝25%
(2)由于该反应的ΔH>0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。
(3)根据(1)可求出各平衡浓度：
c(M)＝0.4 mol/L　c(N)＝1.8 mol/L
c(P)＝0.6 mol/L　c(Q)＝0.6 mol/L
因此化学平衡常数K＝
＝＝
由于温度不变，因此K不变，达到平衡后
c(P)＝2 mol/L　c(Q)＝2 mol/L
c(M)＝2 mol/L　c(N)＝(a－2)mol·L－1
K＝＝＝
解得a＝6
(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为：
c(M)＝b(1－x)mol/L　c(N)＝b(1－x)mol/L
c(P)＝bx mol/L　c(Q)＝bx mol/L
K＝
＝＝
解得x＝41%
例6　向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，发生反应：CO＋H2O(g) CO2＋H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是(　　)
A．0.5 mol CO＋2 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2
B．1 mol CO＋1 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2
C．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.4 mol CO2＋0.4 mol H2
D．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.5 mol CO2＋0.5 mol H2
答案　B
解析　在等温等体积反应前后气体数目相等的可逆反应，只需投料比例相等，则两平衡等效。A项逆推后为1.5 mol CO＋3 mol H2(g)与原平衡等效；B项逆推后，为2 mol CO＋2 mol H2O(g)，CO比例偏高，则平衡后CO体积分数也偏高；C项逆推后为0.9 mol CO＋1.9 mol H2O(g)，CO比例偏低，则平衡后CO体积分数也偏低；D项逆推后为1 mol CO＋2 mol H2O(g)与原平衡等效。
等效平衡中分四种情况，以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例
m＋n≠p＋q m＋n＝p＋q
恒容 极值等量 极值等比
恒压 极值等比 极值等比
1．上述两个实验中，化学平衡状态是否发生了改变？你是如何判断的？
点拨　化学平衡状态发生了改变，当滴加浓的FeCl3或KSCN溶液时，溶液颜色都变得更红，说明Fe(SCN)3的浓度增大，化学平衡向正反应方向移动。当向溶液中滴加NaOH溶液时，红色变浅，说明Fe(SCN)3的浓度变小。
2．从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？
点拨　通过上述实验结果，可以推知：增大反应物浓度化学平衡向正反应方向移动，减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动。
　其他条件不变时，如果减小反应物浓度或减小生成物浓度，正、逆反应速率如何变化，平衡如何移动？
点拨　对于已经达到化学平衡状态的可逆反应，减小反应物浓度正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动；增大反应物浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。
1．正、逆反应速率相等，反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变
2．K＝　
点拨　K＝＝＝
3．反应混合物各组分的百分含量　浓度、温度、压强(反应前后气体的物质的量有变化的反应)　同等程度地改变正、逆反应　不能使
4．(1)该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3，所以反应放出的热量总是小于92.4 kJ
(2)适当降低温度，增大压强。
点拨　降低温度，增大压强，均可使化学平衡正向移动。
5．BCD
点拨　B项消耗a mol A，生成3 a mol C，均为正反应速率，概括反应方程式的特点：反应前后气态物质的化学计量数之和相等，即自始至终，气态物质的物质的量不变，压强也不变，不能将物质的量和压强作为平衡状态的判据。
6．CD
点拨　当把容积扩大到原来两倍时，A浓度应减小一半，变为0.25 mol/L，再达到平衡时，A浓度为0.3 mol/L，说明化学平衡逆向移动了，因此B的转化率降低，C的体积分数下降。
7．C　点拨　减小压强时，正逆反应速率都减小，但平衡向气体体积增大的方向(即逆反应方向)移动。
8．C　点拨　方法①，根据等效平衡的方法进行判断；方法②，根据平衡常数进行判断。
9．解：设CO的消耗浓度为x。
则K＝＝＝9.4，直接开方，舍去负值，＝3.066，x＝0.00754。
CO的转化率为：＝75.4%
答：一氧化碳在此反应条件下的转化率为75.4%。
1．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的浓度分别为：0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．SO2为0.4 mol/L，O2为0.2 mol/L
B．SO2为0.25 mol/L
C．SO2、SO3均为0.15 mol/L
D．SO3为0.4 mol/L
答案　B
解析　将该时间的量理解为起始量，利用平衡时各种物质的量不为0的规则，分别代入。
若A成立，则此时c(SO3)＝0 mol/L，假设不成立；
若B成立，c(O2)＝0.125 mol/L，
c(SO2)＝0.15 mol/L，假设成立；
若C成立，则
c(SO2)＋c(SO3)＝0.30 mol/L<0.4 mol/L，假设不成立；
若D成立，则c(SO2)＝0，假设不成立。
2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．光照新制的氯水时，溶液的pH逐渐减小
B．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D．增大压强，有利于SO2与O2反应生成SO3
答案　B
解析　勒夏特列原理只能解释化学平衡移动造成的结果，B项中使用催化剂可使正、逆反应速率同等倍数的改变，化学平衡状态并不改变。
3．在一定条件下体积不变的密闭容器中，反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)达到平衡状态的标志是(　　)
A．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D
B．容器内压强不随时间而变化
C．单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5n mol C
D．容器内混合气体密度不随时间而变化
答案　A
解析　单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D，则v(正)＝v(逆)，反应达平衡状态；单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5n mol C，都是表示的逆反应速率，不能判断反应是否达平衡状态；因为反应前后气体总体积不变，不论反应开始进行，还是达到平衡，体系的压强始终不变，故压强不能作为判定依据；该反应是一个气态反应，在恒容条件下，无论起始还是达到平衡，混合气体的密度始终不变，故密度也不能作为判定依据。
4．在容积不变的密闭容器中进行如下反应：H2O(g)＋C(s)H2(g)＋CO(g)　ΔH＞0，达到平衡后，改变下列反应条件，相关叙述正确的是(　　)
A．加入H2O(g)，平衡向正反应方向移动，体系压强减小
B．加入少量C，正反应速率增大
C．降低温度，平衡向正反应方向移动
D．加入CO，混合气体的密度增大
答案　D
解析　从题给化学方程式看：该反应为气体体积增大的吸热反应，A项加入H2O(g)平衡右移，体系压强增大；B项C为固体，改变其用量不影响反应速率；C项中降低温度，平衡向放热反应方向移动，即向逆反应方向移动；D项加入CO，平衡向逆反应方向移动，结合勒夏特列原理可知，达新平衡后气体的总物质的量比原平衡物质的量大，气体总质量也增大，由于容器容积不变，故混合气体的密度增大。
5．已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)；ΔH＝－1 025 KJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　)
答案　C
解析　由于该反应为放热反应，升高温度平衡左移，NO的含量降低，因此A正确、C错；又由于该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡左移，因此压强越大，NO的含量越低，故B正确；而催化剂只能提高反应速率，不会引起平衡的移动，因此D正确。
6．对于平衡CO2(g)CO2(aq)；ΔH＝－19.75 kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A．升温增压 B．降温减压 C．升温减压 D．降温增压
答案　D
解析　由平衡CO2(g)CO2(aq)；
ΔH＝－19.75 kJ·mol－1，可见此反应是放热反应且气体减小，因此加压和降温使平衡正向移动，只有D正确。
7．对于反应2A(气)＋xB(气)4C(气)达到平衡时，C的浓度为1.2 mol/L，当其它条件不变，把体积扩大1倍时，测得C的浓度为0.7 mol/L，则x的值为(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
答案　A
解析　对原平衡状态，当体积增大1倍时，若平衡不移动，C的浓度应为0.6 mol/L，但事实上C的浓度为0.7 mol/L，即减小压强平衡向正反应方程移动，则2＋x＜4，x＝1。
8．在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为a mol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a mol/L的是(　　)
A．4 mol A＋2 mol B
B．2 mol A＋1 mol B＋3 mol C＋1 mol D
C．3 mol C＋1 mol D＋1 mol B
D．3 mol C＋1 mol D
答案　D
解析　对于一般可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。假设2 mol A和1 mol B能够完全反应，则应生成3 mol C＋1 mol D，所以如果维持容器体积和温度不变，开始时向容器中加入3 mol C＋1 mol D，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，则C的浓度仍为a mol/L。所以正确答案为D。
9．830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0
试回答下列问题：
(1)若起始时c(CO)＝2 mol/L，c(H2O)＝3 mol/L，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝____________。
(2)在相同温度下，若起始时c(CO)＝1 mol/L，c(H2O)＝2 mol/L，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol/L，则此时该反应是否达到平衡状态________(填“是”或“否”)，此时v(正)Ev(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)，你判断的依据是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若降低温度，该反应的K值将________，该反应的化学反应速率将E(均填“增大”“减小”或“不变”)。
答案　(1)1　(2)否　大于
因为Qc＝＝＝＜1，此时平衡向右移动
(3)增大　减小
解析　(1)该反应中CO的转化率为60%，根据三段式计算可得平衡时各物质的浓度：
　　　　　　 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
起始浓度(mol/L)　2　　　　3　　　　　0　　　0
转化浓度(mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度(mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2
则K＝＝
＝1
(2)根据题意，当H2的浓度为0.5 mol/L时，
c(CO2)＝c(H2)＝0.5 mol/L，c(CO)＝0.5 mol/L ，c(H2O)＝1.5 mol/L，此时的Qc＝＝1/3，由于Qc＜K，未达平衡，向正反应方向建立平衡，即v正＞v逆。
(3)由于该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，K的表达式中分子增大，分母减小，K值增大，但反应速率减小。
10．在常压和500℃时把O2和SO2按1∶2的体积比混合，如果混合前O2为10 mol，平衡混合气体中SO3占总体积的91%。求：
(1)平衡时有多少摩尔O2
(2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是多少？
(3)SO2的转化率是多少？
答案　(1)0.62 mol　(2)6.0%　(3)93.8%
解析　设有物质的量为x的 O2转化
　2SO2(g)　　＋　　O2(g)?2SO3(g)
起始 20 mol 10 mol 0
转化 2x x 2x
平衡 20 mol－2x 10 mol－x 2x
则×100%＝91%
(1)n(O2)平＝10 mol－9.38 mol＝0.62 mol
(2)×100%＝6.0%
(3)α(SO2)＝×100%＝93.8%
第1课时　化学平衡
1．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的(　　)
A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中
C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中
答案　D
解析　化学平衡是动态平衡，18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
2．在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再发生变化时，表明反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡状态的是(　　)
A．混合气体的密度　　　　　　 B．混合气体的总物质的量
C．混合气体的压强 D．混合气体的总体积
答案　A
解析　本题主要考查学生对化学平衡的涵义的理解。分析题干时要了解判断化学反应达到平衡状态的标志，因此，理解各物理量的变化与化学反应是否达到平衡状态的关系是解题的切入点。根据各物理量的变化，分析平衡的变化，从而分析得出结论。这是一个反应前后气体体积不变的反应，不管何时反应后混合气体的总物质的量始终不变，混合气体的压强也始终不变，不能作为反应是否达到平衡状态的标志。混合气体密度ρ＝，由于平衡向左移动，气体质量m减小，V不变，ρ变小，所以平衡时ρ不变，不平衡时ρ要变，故A选项正确。
1．下列有关可逆反应的说法不正确的是(　　)
A．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
B．2HI,H2＋I2是可逆反应
C．2H2＋O2,2H2O与2H2O,2H2↑＋O2↑互为可逆反应
D．只有可逆反应才存在化学平衡
答案　C
解析　C项中两个反应是在不同的条件下进行的，故不能称之为可逆反应。
2．在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是(　　)
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变
D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变
答案　B
解析　化学平衡建立过程中，反应物浓度减小，故正反应速率减小，生成物浓度增大，故逆反应速率增大，当二者相等时达平衡状态，但不为零。
3．可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在一定条件下于10 L的密闭容器中发生，若开始时加入2 mol N2、2mol H2、0 mol NH3，反应达到平衡时NH3的浓度不可能达到的值是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A．0.1 mol/L B．0.02 mol/L C．0.05 mol/L D．0.15 mol/L
答案　D
解析　可逆反应的特点为不能彻底转化。若反应为不可逆反应，NH3的浓度为 mol/L，故c(NH3)＜ mol/L。
4．下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态(　　)
A．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键形成
B．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键断裂
C．一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键形成
D．一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键断裂
答案　AD
解析　N≡N键断裂、N—H键形成都代表正反应速率，不能用于判断反应是否达到平衡。A、D两项中H—H键形成、N—H键断裂代表逆反应速率，而且正、逆反应速率符合化学计量数之比，可以用于证明该反应已达到平衡状态。
5．一定条件下的密闭容器中，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是(　　)
速率 A B C D
v正/mol/(L·min) v(A)＝2 v(A)＝1 v(A)＝1 v(A)＝2
v逆/mol/(L·min) v(B)＝2 v(B)＝1.5 v(C)＝1.5 v(A)＝2
答案　CD
解析　对于C项：v正(A)∶v逆(C)＝2∶3，与化学计量数之比相等，说明v(正)＝v(逆)；对于D项：v正(A)＝v逆(A)，即有v(正)＝v(逆)。
6．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义，对于密闭容器中的反应：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g),673 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大
答案　AD
解析　本题通过图象来考查学生对化学反应速率、化学平衡状态的判断，化学平衡移动的影响因素等知识的掌握情况，侧重考查学生灵活运用所学知识的能力和抽象思维能力。根据反应速率与浓度的关系，a点时H2的浓度大，反应速率大，A正确；因图象纵坐标表示NH3和H2的物质的量，所以C点仅表示此时n(NH3)＝n(H2)，并没达到平衡，B错；点d(t1时刻)和点e(t2时刻)曲线水平，表明已达到平衡，说明两点处n(N2)应一样大，C错；因该反应的正反应为放热反应，所以773 K时H2的转化率小于673 K时的转化率，所以D正确。
7．在一定温度下向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是(　　)
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间内消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z
答案　AB
解析　该反应不是等体积反应，只要压强不变，各物质的量浓度也不变，可证明平衡已建立；故A、B选项均正确；而平衡时，X、Y、Z的物质的量之比并不一定是1∶2∶2，C选项错误；单位时间消耗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，故也不能判断该平衡已建立。
8．一定条件下，对于反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若起始时浓度分别为c1、c2、c3(不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L和0.08 mol/L，则下列判断不合理的是(　　)
A．c1∶c2＝1∶3
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3
C．X和Y的转化率相等
D．c1的取值范围为0答案　B
解析　分析浓度变化关系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)
c起始/mol/L c1 c2 c3
c平衡/mol/L 0.1 0.3 0.08
反应方程式中反应物计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y必然以1∶3消耗，因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A正确；平衡时Y和Z的生成速率之比应该和方程式计量数之比相等，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，B错误；由于起始时反应物是按方程式计量数之比配料，故X和Y转化率相等，C正确；运用极限法，假设Z完全转化为反应物，c1的极限值0.14 mol/L，而题设c1>0，反应又是可逆的，故D也正确。
9．在200℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时，由于c(H2)＝E，c(I2)＝E，而c(HI)＝E，所以化学反应速率____________最大，而________最小(为零)；
(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)E，c(I2)________，而c(HI)__________，从而化学反应速率v正____________，而v逆________；
(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。
答案　(1) mol/L　 mol/L　0　v正　v逆
(2)减小　减小　增大　减小　增大
(3)相等　保持不变
10．689K时，在1L密闭容器中进行的反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡，图甲表示当起始物为1 mol/L H2和1 mol/L I2时，容器内各物质的浓度c的变化与时间t的关系的示意图。
(1)请在图乙中画出当起始物为2 mol/L HI时，容器中各物质的浓度变化与时间关系的示意图。
(2)由图中的事实说明化学平衡具有的特征是
________________________________________________________________________。
答案　(1)如下图所示。
(2)①动态平衡；②v(正)＝v(逆)≠0；③平衡时各组分浓度保持不变；④一定条件下平衡的建立与途径无关
第2课时　影响化学平衡的因素及化学平衡移动
1．下列说法正确的是(　　)
A．其他条件不变，增大某一反应物的浓度，反应物的转化率一定都增大
B．对于有气体参加的反应，其他条件不变，增大压强，体积缩小，体系中各气体的浓度一定增大
C．对于有气体参加的反应，改变压强使平衡向右移动，生成的气体的浓度一定增大
D．增大反应物的浓度，平衡向右移动，生成物的体积分数一定增大
答案　B
解析　A项错误，因增大某一反应物的浓度，该物质本身的转化率不一定增大；C项并未指出是增压还是减压；D项增大反应物的浓度，平衡右移，生成物是比原来增多，但体积分数不一定增大；B项通过缩小体积而增大压强，不管平衡如何移动，各气体浓度一定增大(压强引起的浓度变化大于平衡移动的影响)。
2．下列反应达到化学平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是(　　)
A．2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0
B．C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＞0
C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0
D．H2S(g)H2(g)＋S(s)　ΔH＞0
答案　B
解析　增大压强平衡向逆反应方向移动，即反应物中气体的计量数之和小于生成物中气体的计量数之和，据此可排除D项；降温平衡也向逆反应方向移动，则正反应为吸热反应，结合A、B、C三项吸、放热情况，确定答案为B。
3．对于xA(g)＋yB(g)zC(g)＋wD(g)的平衡体系，当升高温度时，体系的平均相对分子质量从26变为29，则下列说法中正确的是(　　)
A．x＋y>z＋w，正反应是放热反应 B．x＋y>z＋w，正反应是吸热反应
C．x＋yz＋w，逆反应是吸热反应
答案　B
解析　＝，m为定值，增大，则n减小，若x＋y>z＋w，升温，平衡向吸热反应方向移动，正反应为吸热反应；若x＋y1．可确认发生了化学平衡移动的是(　　)
A．化学反应速率发生了改变
B．有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强
C．由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变
D．可逆反应达到平衡后，使用催化剂
答案　C
解析　条件改变，化学平衡不一定移动，如使用催化剂；或对反应前后气体总体积相等的反应，改变压强，v(正)、v(逆)都同等倍数的改变，平衡不移动，故A、B、D三项中化学平衡均不移动；若v(正)、v(逆)不同程度的改变，必然引起各组分浓度发生不同程度的改变，平衡发生了移动。
2．有三支试管，分别加入下列物质后
甲：10 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液和10 mL 0.01 mol/L KSCN溶液
乙：5 mL水、10 mL 0.01 mol/L FeCl3溶液5 mL 0.01 mol/L KSCN溶液
丙：10 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液和10 mL 0.1 mol/L KSCN溶液
观察这三支试管的颜色，其中颜色最浅的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．甲试管 B．乙试管 C．丙试管 D．无法判断
答案　B
解析　三个试管中存在如下平衡体系：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(红色)，由于乙试管中Fe3＋和SCN－的浓度最小，故颜色最浅。
3．对于反应：2X＋Y2Z(正反应为放热反应)，若升高温度则能使(　　)
A．反应速率不变，Z的产量减少 B．反应速率增大，Z的产量增大
C．反应速率增大，Y的转化率降低 D．反应速率减小，Z的产量增大
答案　C
解析　该反应为放热反应，升高温度平衡向吸热反应方向移动即向逆反应方向移动，Y的转化率降低。
4．在密闭容器中发生下列反应aA(g)cC(g)＋dD(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，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是(　　)
A．平衡向正反应方向移动 B．a＜c＋d
C．D的体积分数变大 D．A的转化率变大
答案　B
解析　气体体积压缩到原来的一半，即压强增大到原来的2倍，若平衡不移动，D的浓度应为原来的2倍，但事实上D的浓度为原来的1.8倍，即平衡向逆反应方向移动，则有a＜c＋d，从而使A的转化率减小，D的体积分数减小。
5．对于密闭容器中的可逆反应：mX(g)＋nY(s)pZ(g)　ΔH＜0，达化学平衡后，改变条件，下列表述不正确的是(　　)
A．增大压强，化学平衡不一定发生移动
B．通入氦气，化学平衡不一定发生移动
C．增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动
D．其它条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动
答案　C
解析　由于该反应体积变化不明确，故改变压强不能确定化学平衡是否移动，A项正确；在恒容条件下充入氦气，没有改变平衡体系各物质的浓度，平衡不移动，B项正确；由于Y为固体，改变其用量不影响化学平衡，C项不正确；对任何反应改变温度，均改变平衡状态，故D正确。
6．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，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．a答案　A
解析　由于该反应ΔH<0，即该反应为放热反应，绝热条件下，反应过程中放出的大量的热使体系的温度升高，平衡向左移动，Br2(g)的转化率降低，因此a>b。
7．一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z，下列说法正确的是(　　)
A．以X浓度变化表示的反应速率为0.001 mol/(L·s)
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH>0
答案　A
解析　v(X)＝2v(Z)＝2×＝0.001 mol/(L·s)；体积变为20 L，平衡要发生移动，Z的浓度比原来的要小；加压平衡右移，Y的转化率增大；升温X的体积分数增大，平衡左移，ΔH<0。
8．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”)。
答案　(1)放　＞　(2)增大　(3)增大　减小　(4)变小　(5)不变　(6)变深　变浅
9．如图所示，
有两只密闭容器A和B，A容器有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为2∶1的SO2与O2的混合气体，并使A和B容积相等(如图)。在保持400℃的条件下使之发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，填写下列空格。
(1)达到平衡时所需的时间A容器比B容器　　　　，A容器中SO2的转化率比B容器　　　　。
(2)达到(1)所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量氩气，A容器化学平衡　　　　　移动，B容器化学平衡　　　　移动。
(3)达到(1)所述平衡时，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器中SO3的体积分数比原平衡　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)；B容器中SO3的体积分数比原容器　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案　(1)短　大　(2)逆向　不　(3)不变　增大
解析　(1)A容器保持恒压，B容器保持恒容，2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)正向体积缩小，所以，反应开始后，p(A)>p(B)，则v(A)>v(B)，t(A)(2)通入氩气，A容器气体体积增大，平衡混合物的分压减小，平衡左移，B不移动。
(3)若再通入等量的原反应气体，由于A容器压强不变，所以，SO3的体积分数不变；对于B容器，相当于压缩气体为原平衡的一半，则平衡右移，SO3的体积分数增大。
第3课时　化学平衡图象
1．下图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
答案　C
解析　根据题给图象可以看出：由平衡态Ⅰ到平衡态Ⅱ的转化正反应速率增大，所以C是错误的，因为减小反应物的浓度时正反应速率也减小。
2.
反应mA(s)+nB(g)??pC(g)　ΔH<0，在一定温度下，平衡对B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
①m＋n>p ②x点表示的正反应速率大于逆反应速率 ③n>p ④x点比y点时的反应速率慢 ⑤若升高温度，该反应的平衡常数增大
A．①②⑤ B．只有②④ C．只有①③ D．①③⑤
答案　B
解析　由图可知增大压强B%增大，即正反应为体积增大的反应，即n3．在某一容积可变的密闭容器中，可逆反应A(g)＋B(g)??xC(g)　ΔH，符合图象(Ⅰ)所示关系。由此推断，对图象(Ⅱ)的说法不正确的是(　　)
A．p3>p4，Y轴表示A的转化率
B．p3>p4，Y轴表示B的质量分数
C．p3>p4，Y轴表示混合气体的密度
D．p3>p4，Y轴表示混合气体的平均相对分子质量
答案　B
解析　根据图Ⅰ中三个状态下到达平衡的时间可知T1>T2，p1描述与图Ⅱ不符，A、C、D项描述正确。
1．下图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况。由此可推断(　　)
A．正反应是放热反应 B．若A、B是气体，则D是液体或固体
C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体
答案　AB
解析　由图象知，降低温度v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应；增大压强，v″正＞v″逆，平衡向正反应方向移动，即该反应为气体体积减小的反应，若A、B为气体，则D一定为固体或液体，C可以是任意状态。
2．T℃时，将5 mol A和7 mol B气体通入体积为10 L的密闭容器中(容积不变)，反应过程中A、B、C浓度变化如下图1所示。若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如下图2所示：
则下列结论正确的是(　　)
A．T℃时，将4 mol A,4 mol B和2 mol C气体通入体积为10 L的密闭容器中(容积不变)，达到平衡时，C的浓度为0.4 mol/L
B．保持其他条件不变，在(t1＋10) min时，加入催化剂，平衡向正反应方向移动
C．保持其他条件不变，在(t1＋10) min时，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动
D．保持其他条件不变，升高温度，正逆反应速率均增大，A的转化率也增大
答案　A
解析　由图1可知反应为A＋3B2C，由图2可知T1>T2，升高温度，B的体积分数增大，则正反应放热。即A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0；加入催化剂平衡不移动；温度和体积不变时通入惰性气体，平衡不移动；升高温度A的转化率减小。
3.
上图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中，X的转化率随时间t变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采用的措施是(　　)
A．升高温度 B．加大X的投入量 C．加催化剂 D．增大体积
答案　C
解析　由题给图示可知，当改变条件使反应过程中X的转化率由按a曲线进行变为按b曲线进行时，在时间相同时，X的转化率增大，而加大X的投入量可使X的转化率降低，可排除B；在达到化学平衡前要使X的转化率增大，则必增大化学反应的速率，而增大体积只可降低化学反应速率。又由图示可知，达到平衡时两者的转化率相等，故二者达到的为同一平衡状态，而升高温度一定使化学平衡发生移动，所以本题的答案为C。
4.
由可逆反应测绘出图象如图，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量f，下列对该反应的判断正确的是(　　)
A．反应物中一定有气体 B．生成物中一定有气体
C．正反应一定是放热反应 D．正反应一定是吸热反应
答案　BD
解析　定一议二。温度不变时，增大压强，生成物的百分含量降低，说明平衡逆向移动，逆向为体积缩小方向，而题中未给出具体的可逆反应，但是可以确定生成物中一定有气体；压强不变时，升高温度，生成物的百分含量增大，说明平衡正向移动，正向为吸热反应。
5．可逆反应：A2(？)＋B2(？)?2AB(？)　ΔH＝－Q kJ/mol，当温度和压强改变时n(AB)的变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．A2、B2及AB均为气体，Q＞0
B．AB为气体，A2、B2至少有一种为非气体，Q＞0
C．AB为气体，A2、B2有一种为非气体，Q＜0
D．AB为固体，A2、B2有一种为非气体，Q＞0
答案　B
解析　由图象知，AB的物质的量300℃时大于500℃时，即升高温度n(AB)减小，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，Q＞0；对于曲线b，t3时增大压强，n(AB)减小，平衡向逆反应方向移动，故该反应为气体体积增大的反应，即AB为气体，A2、B2至少有一种为非气体。
6．可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数φ(C)在不同温度(T)和不同压强(p)的条件下随时间(t)的变化关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．达到平衡后，若使用催化剂，φ(C)将增大
B．当平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动
C．化学方程式中，n>e＋f
D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
答案　B
解析　解答这类图象题时，必须要抓住纵坐标(变量)即φ(C)与外界条件变化的关系，分析得出相应正确的结论。从图(1)中应先判断出T1与T2的大小关系。在其他条件不变时，温度升高，反应速率变大，达到平衡时间越短。由此可知，T2>T1。从图(1)分析可知温度较高时φ(C)变小，说明升高温度时，平衡向逆反应方向移动，所以该正反应是放热反应，B项是正确的；从图(2)中，应先判断出p1与p2的大小关系。在其他条件不变情况下，压强越大，达到平衡的时间就越短，由此可知p2>p1。从图中可知，压强增大时φ(C)变小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是气体体积减小的方向，即n备课资源　对于可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0，下列各图正确的是(　　)
答案　A
解析　升温平衡左移，w(C)减小，加压v正、v逆均增大，但v正增大的倍数多；催化剂不能改变平衡；加压A的转化率升高，温度升高，A的转化率减小。
7.
在一定条件下，固定容积的密闭容器中有如下反应：2NO2(g)O2(g)＋2NO(g)　ΔH>0，达到平衡。当改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是(　　)
A．当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量
B．当X表示压强时，Y表示NO2的转化率
C.当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度
D．当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量
答案　AB
解析　升高温度，平衡向正反应方向移动，NO2的物质的量减小，A正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小，B正确；达到平衡后，随着时间的变化，混合气体的密度不变，C不正确；增大NO2的物质的量，使容积固定的密闭容器中NO2的浓度增大，平衡向正反应方向移动，O2的物质的量也增大，D不正确。
8．在密闭容器中投入一定量的A和B发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。
(1)若开始时加入A物质m mol，欲使A与B的转化率相等，则加入B物质　　　　mol。
(2)相同的压强下，充入一定量的A、B后，在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示。则T1(填“＞”“＜”或“=”) T2，该反应正反应方向的ΔH(填“＞”“＜”或“=”) 0。
(3)一定条件下，从正反应开始到达化学平衡的过程中，混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图2所示，测得达到平衡时A、B、C、D的物质的量均为1 mol。
①若在恒温恒容的条件下，向该平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol，则体系中气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)　　　　　。
②若恒温恒压的条件下，向原平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol，则体系中气体的密度(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)　　　　　。
答案　(1)n　(2)＞　＞　(3)①增大　②不变
解析　(1)反应过程中体系中各物质的变化量与方程式中各物质的化学计量数成正比。若使A、B的转化率相同，即需要按方程式中A、B的计量数之比投料，故当加入m mol A时，应加入n mol B。
(2)根据“先拐先平”，T1＞T2，T1时C%大于T2时，即升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，ΔH＞0。
(3)由图2可知，随着反应的进行混合气体平均式量增大，由于反应体系中各物质均为气体，故m+n＞p+q，①在恒温恒容时再加入A、B、C、D各1 mol，同时将体系中各物质的浓度同时增加一倍，即相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，增大。②在恒温恒压时，再加入A、B、C、D各1 mol，气体体积增加一倍，压强不变，平衡不移动，不变。
9．一定条件下，将SO2和O2充入一密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示：回答下列问题
(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值将E，二氧化硫转化率E，化学反应速度E(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．缩小容器体积　　c．降低温度　　d．增加SO3的物质的量
答案　(1)　(2)增大　增大　减小
(3)15～20 min　(4)充入O2　ab
解析　(2)由于该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数表达式中，分子增大，分母减小，平衡常数增大。
(3)由图象可知15～20 min，各物质的物质的量不变，即为平衡状态。
(4)20 min时，SO2、SO3的物质的量无明显变化，而O2的物质的量瞬间增大，即充入了O2；对0～10 min和10～15 min曲线的斜率可知，前一时间段速率小于后一时间段，由于三条曲线变化情况相同，故只可能使用了催化剂或者缩小容器体积(增大压强)。
第4课时　化学平衡常数　化学平衡计算
1．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．K越大，反应程度越大 B．K越大，反应程度越小
C．K的大小与反应程度无关 D．升高温度，K增大
答案　A
解析　对于给定的可逆反应体系，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，A项正确；化学平衡常数与温度升降的关系视具体反应而定，对放热反应，温度越高，K越小；对于吸热反应，温度越高，K越大。
2．合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在某温度下达平衡时，各物质的浓度是c(N2)＝3 mol/L，c(H2)＝9 mol/L，c(NH3)＝4 mol/L，求该温度时的平衡常数和N2、H2的起始浓度。
答案　7.32×10－3 mol－2·L2　5 mol/L　15 mol/L
解析　由题意知　　N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
c起始/(mol/L) x y 0
c转化/(mol/L) a 3a 2a
c平衡/(mol/L) 3 9 4
即K＝＝7.32×10－3 mol－2·L2
由题意得，解得a＝2，x＝5，y＝15。
1．对于3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
答案　D
解析　平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入常数计算式中。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．已知450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K＝50，由此推测在450℃时，反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为(　　)
A．50 B．0.02 C．100 D．无法确定
答案　B　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．一定温度下，反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时，n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶3∶4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8 mol，n(SO3)＝1.4 mol，此时SO2的物质的量应是(　　)
A．0.4 mol B．0.6 mol C．0.8 mol D．1.2 mol
答案　A
解析　　　　　2SO2＋　　O2　　2SO3
(平衡1)始 2a 3a 4a
　变 2a－n(SO2) 3a－0.8 1.4－4a
(平衡2)平 n(SO2) 0.8 mol 1.4 mol
则[2a－n(SO2)]∶(3a－0.8)∶(1.4－4a)＝2∶1∶2
解得a＝0.3 mol　n(SO2)＝0.4 mol
4．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol/L，其平衡常数为K1。其他条件不变升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则(　　)
A．若增大CO浓度，K2和K1都增大 B．K2＞K1
C．c2(CO)＝c2(H2O) D．c1(CO)＞c2(CO)
答案　C
解析　因放热反应，升高温度，平衡常数变小，平衡左移，故B、D错误；改变体系中任一物质的浓度，平衡常数不变，A项错误；由于原平衡中c(CO)＝c(H2O)，两者在反应中计量数相等，故升高温度达到新的平衡，二者浓度依然相等，故C项正确。
5．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，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为(　　)
A．9 B．16 C．20 D．25
答案　C
解析　根据反应②：2HI(g)H2(g)＋I2(g)消耗的c(HI)＝2c(H2)＝1 mol/L，再结合反应①：NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)知c(NH3)＝c(HI)＝1 mol/L＋4 mol/L＝5 mol/L，因此该温度下，反应①的平衡常数：
K＝c(NH3)·c(HI)＝5 mol/L×4 mol/L＝20 mol2·L－2。
6．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于(　　)
A．33% B．40% C．50% D．65%
答案　D
解析　设X、Y的初始物质的量均为1 mol，转化的物质的量分别为a mol、2a mol、2a mol，由方程式
　　　　　X　　＋　　2Y2Z
开始(mol) 1 1 0
转化(mol) a 2a 2a
平衡(mol) 1－a 1－2a 2a
由题意得＝
求得：a＝，因此Y的转化率为×100%，最接近65%。
7．一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．16.7% B．20.0% C．80.0% D．83.3%
答案　A
解析　假设反应起始状态，N2、H2物质的量分别为a mol、b mol，生成NH3物质的量为x mol
N2　＋　3H2　2NH3
起始点 a b 0
转化 0.5x 1.5x x
平衡 a－0.5x b－1.5x x
×100%＝20%
x＝ mol
平衡后n(总)＝a＋b－x＝ mol
反应后体积缩小百分率×100%＝16.7%
8．某体积可变的密闭容器，盛有适量A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A＋3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L，其中C气体的体积分数为10%，下列推断正确的是(　　)
①原混合气体的体积为1.2V L
②原混合气体的体积为1.1V L
③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L
④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L　　　　　　　　　　　　　　　　
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
答案　A
解析　由于平衡时容器体积为V L，所以C为0.1V L，A、B共(V－0.1V) L＝0.9V L。因为反应A＋3B2C中，A、B、C的体积比为1∶3∶2，则反应中的体积变化为0.05V L、0.15V L和0.1V L，A、B共消耗0.05V L＋0.15V L＝0.2V L，原混合气体的体积为0.2V L＋0.9V L＝1.1V L。
9．氨是重要的氮肥，合成原理为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol。回答下列问题：
(1)写出平衡常数K的表达式______________，如果降低温度，该反应K值E，化学反应速率________，N2的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、20 MPa时，将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：
1 10 min内以NH3表示的平均反应速率：
________________________________________________________________________。
②在10～20 min内：NH3浓度变化的原因可能是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．加了催化剂 B．缩小容器体积 C．降低温度 D．增加NH3物质的量
③第1次平衡的时间为：____________，第2次平衡的时间为：____________，第1次平衡：平衡常数K1＝
________________________________________________________________________
(带数据的表达式)，第2次平衡时NH3的体积分数__________；
④在反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因：
________________________________________________________________________，
达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2EK1，(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案　(1)K＝　增大　减小　增大
(2)①v(NH3)＝0.005 mol/(L·min)　②AB
③20～25 min　35～40 min　　45.5%
④移走0.1 mol NH3　等于
10．在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol/L，求：
(1)以H2的浓度变化表示的该反应的速率
(2)达平衡时CO的转化率
(3)该温度下的K
答案　(1)v(H2)＝0.8 mol/(L·min)
(2)50%
(3)0.028
解析　设CO反应的浓度为x，则H2反应的浓度为2x，由题意可得：
c(起始H2)＝5 mol/0.5L＝10 mol/L，
c (起始CO)＝2 mol/0.5L＝4 mol/L，
　　 2H2(g)　＋CO(g)??CH3OH(g)
起始浓度：10 mol/L　4 mol/L　　　0
反应浓度：2x x 2 mol/L
平衡浓度：10～2x 4－x 2 mol/L
解得：x＝2 mol/L　10－2x＝6 mol/L　4－x＝2 mol/L
(1)v(H2)＝Δc(H2)/t＝4 mol/L/5 min＝0.8 mol/(L·min)
(2)α(CO)＝c(反应CO)/c(起始CO)×100%＝2 mol/L/4 mol/L×100%＝50%
(3)K＝c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)＝2/(2×62)＝0.028
第5课时　等效平衡
1．在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：
(1)若a＝0，b＝0，则c＝__________；
(2)若a＝0.5，则b＝________，c＝________；
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：
________________________________________________________________________、
____________________。
答案　(1)2　(2)0.25　1.5　(3)a＋c＝2　2b＋c＝2
解析　设反应在题设条件(2 mol SO2和1 mol O2为起始反应物)达平衡时生成的SO3的物质的量为x，则
2SO2(g)　　＋　　O2(g)　　2SO3(g)
起始时 2 1 0
平衡时 2－x 1－0.5x x
设SO2、O2和SO3为起始反应物，其物质的量分别为a mol、b mol和c mol，达化学平衡时生成的SO3的物质的量为y mol，则
2SO2(g)　　＋　　O2(g)　　2SO3(g)
起始时 a b c
平衡时 a－y b－0.5y y＋c
由于上述两个化学平衡是等价的，下列关系应当成立：
联立上述方程可以得到：a＋c＝2,2b＋c＝2
以上是第三问的结论，如将相应数据代入，可得到第一、二问的解。
2．在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)，已知加入1 mol N2和4 mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3(见下表)。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对表中编号①～③的状态，填写表中的空白。
已知编号 起始状态物质的量/mol 平衡时NH3的物质的量/mol
N2 H2 NH3 a
1 4 0
① 1.5 6 0
② 1 0.5a
③ m g(g≥4m)
答案　①1.5a　②0　0.5　③2(g－4m)　(g－3m)a
解析　①因题干n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝1∶4∶a＝1.5∶6∶1.5a，故n(NH3)平衡＝1.5a mol。
②起始状态时有1 mol NH3，则N2和H2分别为0.5 mol和1.5 mol，按1∶4∶a，可得0.5∶2∶0.5a，故N2和H2原有物质的量分别应为0和2 mol－1.5 mol＝0.5 mol。
③设起始n(NH3)为x，则N2和H2总物质的量分别为：
m mol＋和g mol＋，则
(m mol＋)∶(g mol＋)＝1∶4
解得：x＝2(g－4m) mol
设n(NH3)平衡为y，可得4∶a mol＝(g mol＋)∶y
所以y＝(g－3m)a mol。
3．在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200℃，发生反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，反应达到平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为m%，若在相同的温度和相同的容器中，起始时加入2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是(　　)
A．m>n　 　B．m答案　B
解析　设计如下等效平衡模型：
在上述模型中，①和②互为等效平衡，平衡混合气体中PCl5的体积分数为m%。③达到平衡时，PCl5体积分数为n%，从②到③，由于增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以，PCl5在平衡混合气体中的体积分数增大。即：n>m，B选项正确。
1．在1 L密闭容器中通入2 mol NH3，在一定温度下发生反应：2NH3N2＋3H2，达平衡时，N2的物质的量分数为a%，维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达到平衡时，容器内N2的物质的量分数仍为a%的是(　　)
A．3 mol H2和1 mol NH3
B．2 mol NH3和1 mol N2
C．2 mol N2和3 mol H2
D．0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2
答案　D
解析　由题意可知，是在恒温恒容下的等效平衡，应满足投料相等，利用极限转化法可将各项中物质转化成第一种情况中NH3的物质的量来比较：A.1 mol NH3　3 mol H2　B．2 mol NH3　1 mol N2　C．2 mol NH3　1 mol N2　D中2 mol NH3，故答案为D。
2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是(　　)
A．2 mol C
B．2 mol A、1 mol B和1 mol He(不参加反应)
C．1 mol B和1 mol C
D．2 mol A、3 mol B和3 mol C
答案　AB
解析　将选项中的各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行对比分析：
起始时物
质的量（mol）　2A(g)＋　B(g)??3C(g)　平衡时φ(A)
已知 2 2 0 a%
A 0 >a%
B 2 1 0 >a%
C 0 D 4 4 0 ＝a%
由于是在恒容条件下，所以B选项中的1 mol He对平衡无影响。由于反应2A(g)＋B(g)3C(g)是一个气体体积不变的反应，因此当n(A)∶n(B)＝1∶1时即与“已知”构成等效平衡，平衡时φ(A)＝a%，如选项D；当n(A)∶n(B)>1时，必然A的体积分数增加，φ(A)>a%，如选项A、B；当n(A)∶n(B)<1时，B的体积分数增加，φ(A)3．在恒温、恒容的条件下，有反应2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡，途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol/L；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L，以下叙述正确的是(　　)
A．两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同
B．两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同
C．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率v(A)等于途径Ⅱ的反应速率v(A)
D．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的密度为途径Ⅱ所得混合气体的密度的1/2
答案　AD
解析　该反应前后化学计量数之和相等，则途径Ⅰ、Ⅱ极值等比，符合等效平衡的特征，但Ⅱ的浓度较大，相当于4 mol/L的A和4 mol/L的B。故Ⅱ中速率大，密度大。
4．对反应2NO2(g) N2O4(g)，在恒温的容器中，欲使比值增大，在温度不变时应采取(　　)
A．体积不变，增加NO2物质的量 B．体积不变，增加N2O4物质的量
C．使体积扩大到原来的2倍 D．使压强不变充入N2
答案　CD
解析　无论是增加NO2物质的量还是增加N2O4的物质的量，从效果上来讲，都相当于增大压强，平衡右移，NO2相对含量减小，N2O4相对增多，故A、B错；C项等效于减小压强；D项充入与反应无关的气体，但维持压强不变相当于扩大容器体积，效果同C项一致，答案选CD。需要注意的是B项单从平衡移动角度看，因c(N2O4)变大，使v正5．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平行混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是(　　)
A．均减半　　　　　　　　 B．均加倍
C．均增加1 mol D．均减少1 mol
答案　C
解析　由题意可知，本题为恒温恒压的等效平衡，要求投料时为等比。由于A、B等比例加入各物质，则平衡不移动。将C、D拆解分析。
若按比例、增加、减少投料：
C增加：2A(g)　＋　B(g) 2C(g)
1 mol 0.5 mol 1 mol
再加0.5 mol B平衡右移。
D减少：2A(g)　＋　B(g) 2C(g)
1 mol 0.5 mol 1 mol
再减少0.5 mol B，则平衡左移。
6．一定条件下将2 mol SO2和2 mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，平衡时SO3 n mol。在相同温度下，分别按下列配比在上述容器中放入起始物质。平衡时SO3的物质的量可能大于n的是(　　)
A．2 mol SO2＋1 mol O2
B．4 mol SO2＋1 mol O2
C．2 mol SO2＋1 mol O2＋2 mol SO3
D．3 mol SO2＋1 mol O2＋3 mol SO3
答案　CD
解析　本题可利用恒温恒容下的等效平衡分析问题：将题干中SO3转化成SO2，即：投料可理解为4 mol SO2、1 mol O2，再将各选项转化：A.2 mol SO2　1 mol O2　B．4 mol SO2　1 mol O2　C．4 mol SO2　2 mol O2　D．6 mol SO2　2.5 mol O2。故平衡时，A中小于n，B中等于n，C、D中均大于n。
7．在一密闭的容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．只能为2 B．只能为3
C．可能为2，也可能为3 D．无法确定
答案　C
解析　这是一道关于在恒温恒容条件下的等效平衡问题，应该包括两种情况。若x等于3，则这一反应是一个前后气体体积不变的类型，因此只要满足第二种投料方式中按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与第一种投料方式相等即可达到等效平衡。若x不等于3，则须满足第二种投料方式中通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与第一种投料方式完全相等，才能使两平衡等效。
8．在相同温度下(T＝500 K)，有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1 g SO2和1 g O2，乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述中错误的是(　　)
A．化学反应速率：乙>甲 B．平衡时O2的浓度：乙>甲
C．平衡时SO2的转化率：乙>甲 D．平衡时SO2的体积分数：乙>甲
答案　D
解析　浓度越大反应速率越快，故A正确；分析B、C、D则要进行平衡的比较，常用画图法(将乙分装于两个与乙同体积的容器中，再压缩成与乙等体积)：
9．在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr，在相同条件下，保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对①～③的状态，填写表中的空白。
编号 起始状态物质的量/mol 平衡HBr物质的量/mol
H2 Br2 HBr
1 2 0 a
① 2 4 0
② 1 0.5a
③ m n(n≥2m)
答案　①2a　②0　0.5　③2(n－2m)　(n－m)a
解析　①因题干中已经明确指出当反应物H2和Br2是1 mol和2 mol时，反应达成平衡状态时产物为a mol，故n(HBr)＝2a mol；②起始状态时，有1 mol HBr，可以认为是在以H2和Br2为起点的反应过程中，已经消耗H2和Br2各 mol，按已知中1∶2∶a的关系，起始时H2与Br2的物质的量应为0.5 mol、1 mol，平衡时溴化氢为0.5a，因此，此时H2与Br2的物质的量分别为0 mol、0.5 mol；③设起始HBr的物质的量为x mol，则H2与Br2的物质的量分别为(m＋x/2)mol、(n＋x/2)mol，两者之比为1∶2，解之得x＝2(n－2m) mol，若设平衡时HBr的物质的量为y mol,2∶a＝(n＋x/2)∶y，进而y＝(n－m)a mol。
10．Ⅰ.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)＋B(g)C(g)
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成 a mol C，这时A的物质的量为________mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则 x＝____ mol，y＝E mol。平衡时，B的物质的量E(选填一个编号)。
(甲)大于2 mol
(乙)等于2 mol
(丙)小于2 mol
(丁)可能大于、等于或小于 2 mol
做出此判断的理由是
________________________________________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是________。
Ⅱ.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较________(选填一个编号)。
(甲)a＜b
(乙)a＞b
(丙)a＝b
(丁)不能比较a和b的大小
做出此判断的理由是
________________________________________________________________________。
答案　(1)1－a　(2)3a　(3)2　3－3a　丁
若3a＞1，B的物质的量小于2 mol；
若3a＝1，B的物质的量等于2 mol；
若3a＜1，B的物质的量大于2 mol
(4)
(5)乙　因为(5)小题中容器容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强，有利于逆向反应，故反应达到平衡后a＞b
解析　Ⅰ.(1)由反应A(g)＋B(g)??C(g)知，反应达到平衡后，若有a mol的C生成，则必有a mol的A物质消耗，此时剩余A的物质的量为(1－a) mol。
(2)在恒温、恒压下，若投放3 mol A和3 mol B，则所占有的体积为(1)中体积的3倍，由于A、B的投放比例与(1)相同，所达到的平衡状态与(1)相同，C的物质的量为(1)的3倍即3a mol。
(3)由于达平衡时C的物质的量为3a mol，说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡，则若把C的起始量完全转化为A和B，A、B的物质的量应与(2)完全相等。
　　　　 A(g)　＋　B(g)　C(g)
起始： x mol 2 mol 1 mol
(x＋1) mol 3 mo l 0
平衡后： y (3－3a)mol 3a mol
根据题意有：(x＋1) mol＝3 mol　x＝2
y＝(3－3a) mol，显然平衡时，B的物质的量亦为(3－3a) mol，若投入A、B、C三种物质后，平衡不移动，C的物质的量不变，即3a＝1 mol时，B的物质的量为(3－3a) mol＝2 mol；若平衡向右移动，则3a＞1 mol，B的平衡量小于 2 mol；若平衡向左移动，则3a＜1 mol，B的平衡量大于2 mol。
(4)在(3)的平衡中，再加入3 mol C，所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态，因此C的物质的量分数为：＝
＝
Ⅱ.(5)因为此时容器的容积不变，而(1)中容器的容积缩小，(5)小题中容器相当于在(1)的基础上减小压力，使所给平衡向逆反应方向移动，故反应达到平衡后a＞b。
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
△
催化剂
高温
催化剂
高温
催化剂
加热
△
点燃
电解
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
催化剂
△
催化剂
△
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
高温
催化剂
△
催化剂
△
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
催化剂
△
催化剂
△
催化剂
△
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
催化剂
△
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