第22講化學(xué)平衡狀態(tài)

A組基礎(chǔ)題組

1.(2017北京東城期末,5)用Ch生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物HC1,利用下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)

利用：4HCl(g)+02(g)2ck(g)+2H2(g)AH—115.6kj/mol,恒溫恒容的密閉容器中，充入一定量的反應(yīng)

物發(fā)生上述反應(yīng),能充分說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()

A.氣體的質(zhì)量不再改變

B.氯化氫的轉(zhuǎn)化率不再改變

C.斷開4molH—Cl鍵的同時(shí)生成4molH—0鍵

D.n(HCl)：n(02)：n(Cl2)：n(H20)=4：1：2：2

2.一定溫度下,在容積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),

表明反應(yīng)已達(dá)平衡的是()

①混合氣體的密度②混合氣體的壓強(qiáng)③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體的總物質(zhì)的量

A.①②B.②③C.①③D.①④

3.對(duì)可逆反應(yīng)N2(g)+3H?(g)2NH3(g)AH=-92.4kJ?moL,下列敘述正確的是()

A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),若擴(kuò)大容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大

B.若單位時(shí)間內(nèi)生成xmolNz的同時(shí),消耗2xmolNH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),2v正(H2)=3V逆(NH3)

D.加入催化劑,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率不變

4.一定條件下，在體積為10L的密閉容器中，1molA和1molB進(jìn)行反應(yīng):2A(g)+B(g)2c(g),達(dá)到平衡

時(shí)生成0.6molCo下列說法正確的是()

A.當(dāng)容器內(nèi)氣體密度保持不變時(shí),可以判斷反應(yīng)已達(dá)平衡

B.其他條件不變，將容器體積變?yōu)?L,C的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?倍

C.其他條件不變,若增大壓強(qiáng),則物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小

D.達(dá)到平衡時(shí),C的體積百分含量為0.353

5.(2017北京房山期末，12)高爐煉鐵的主要反應(yīng)為3co(g)+Fe?03(s)3c0?(g)+2Fe(s),已知該反應(yīng)在不同

溫度下的平衡常數(shù)如下表。下列說法正確的是()

溫度/℃100011501300

平衡常數(shù)4.03.73.5

A.增加FezOs固體可以提高CO的轉(zhuǎn)化率

B.減小容器體積既能提高反應(yīng)速率又能提高平衡轉(zhuǎn)化率

C.該反應(yīng)的正反應(yīng)的AH<0

D.當(dāng)容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí),不能標(biāo)志該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

6.(2017北京房山期末,18)在一定條件下，將壓與CO2分別按n(Hj：n(C02)=1.5、2投入某恒壓密閉容器

中，發(fā)生反應(yīng):6壓+2C0CH50H+3H2。,測(cè)得不同溫度時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下圖中兩條曲線：

C070%|----------1------1-----------1---------1-------1----------1------1----------1

662?I?????I?

平60%|--------—|--------------1---1---1-——1---1-——1

僚?????????

550%|---------1---H------------------1---------1-----1------1-----1

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20%卜——I-F——I----------------------1

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??????曲線U??

01----------1------1-----------1---------1-------1---------1-------1----------1

500600700800溫度(K)

下列說法不正確的是()

A.達(dá)平衡時(shí)，6v正(H2)=2V逆(C02)

B.正反應(yīng)的反應(yīng)熱：AH<0

C.平衡常數(shù):Kb〈K0

D.曲線I的投料:n?)：n(C02)=2

7.將一定量純凈的氨基甲酸鏤置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)),

在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NHzCOONHKs)2NH3(g)+C02(g)?實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如下表：

溫度(℃)15.020.025.030.035.0

平衡總壓強(qiáng)(kPa)5.78.312.017.124.0

平衡氣體總濃度

2.43.44.86.89.4

(X103mol?L-1)

⑴可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

A.2v(NH3)=V(C02)

B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C.密閉容器中混合氣體的密度不變

D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

⑵取一定量的氨基甲酸鏤固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫

下壓縮容器體積，氨基甲酸鍍固體的質(zhì)量將o(填“增大”“減小”或“不變”)

(3)氨基甲酸鏤分解反應(yīng)的焰變AH0,贈(zèng)變AS0。(填，’或“=”)

8.(2017北京昌平期末,17)在一個(gè)10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),測(cè)得平衡常數(shù)和溫

度的關(guān)系如下：

溫度/℃70080083010001200

平衡常數(shù)1.71.1K0.60.4

回答下列問題：

⑴AH0(填或“>”)o

(2)830℃時(shí)，向一個(gè)10L的密閉容器中充入1molA和1molB,貝U:

①反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),n(D)=0.5mol,則A的平衡轉(zhuǎn)化率為;

②該溫度下平衡常數(shù)K=o

⑶判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為?

a.c(A)不再改變

b.混合氣體的密度不再改變

c.體系內(nèi)壓強(qiáng)不再改變

d.單位時(shí)間內(nèi)生成C和消耗D的物質(zhì)的量相等

(4)1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)為0

B組提升題組

9.為了控制溫室效應(yīng),工業(yè)上可用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下,在體積為1L的恒容密閉容器中充入1mol

CO2和3moi電發(fā)生如下反應(yīng):CC)2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H20(g)△H〉0,下列說法正確的是()

A.升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

B.當(dāng)v(COz)：V(H2)=1：3時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡

C.當(dāng)C(CH30H)=1mol?L時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡

D.平衡后再充入一定量的C02,甲醇的體積分?jǐn)?shù)一定增大

10.已知反應(yīng)2cH30H(g)CH30cH3(g)+H2(g)在某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在2L的密閉容器

中加入amolCH3OH,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O

濃度/(mol?L-1)0.440.60.6

下列說法正確的是()

A.a=l.64

B.此時(shí)刻正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率

C.若起始時(shí)加入2amolCH3OH,則達(dá)到平衡時(shí)CH30H的轉(zhuǎn)化率增大

D.若混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化,則說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

11.將0.2mol?L的KI溶液和0.05mol?L-1F1(SO,溶液等體積混合后,取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn),

能說明溶液中存在化學(xué)平衡“2F/+2「2Fe*+L”的是()

實(shí)驗(yàn)編

實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

號(hào)

?滴入KSCN溶液溶液變紅色

②滴入AgNQ,溶液有黃色沉淀生成

滴入K3[Fe(CN)e]溶

③有藍(lán)色沉淀生成

液

④滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色

A.①和②B.②和④C.③和④D.①和③

12.碳、氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問題：

⑴用CH,催化還原NO*可以消除氮氧化物的污染。例如：

1

CH4(g)+4N02(g)4N0(g)+CO2(g)+2H20(g)AHi=-574kJ-mol

CH4(g)+4N0(g)2N2(g)+CO2(g)+2壓0(g)AH2

若2molCH,還原NO?至N”整個(gè)過程中放出的熱量為1734kJ,貝！IAH2=

⑵據(jù)報(bào)道，科學(xué)家在一定條件下利用FeQ與甲烷反應(yīng)可制取“納米級(jí)”的金屬鐵。其反應(yīng)如下:

Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3C0(g)+6H2(g)AH>0

①若反應(yīng)在5L的密閉容器中進(jìn)行，1min后達(dá)到平衡，測(cè)得FeG在反應(yīng)中質(zhì)量減少3.2g。則該段時(shí)間

內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為o

②若該反應(yīng)在恒溫恒壓容器中進(jìn)行,能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填序號(hào))o

a.CH4的轉(zhuǎn)化率等于CO的產(chǎn)率

b.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

c.v(C0)與v(H,的比值不變

d.固體的總質(zhì)量不變

③該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)某物理量隨溫度的變化如圖所示,當(dāng)溫度由「升高到Tz時(shí),平衡常數(shù)KAKB(填

“〉,，或縱坐標(biāo)可以表示的物理量有哪些?____________。

a.比的逆反應(yīng)速率

b.CH4的體積分?jǐn)?shù)

c.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量

d.CO的體積分?jǐn)?shù)

(3)工業(yè)合成氨氣需要的反應(yīng)條件非常高且產(chǎn)量低,而一些科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞

的實(shí)現(xiàn)氨的電化學(xué)合成,從而大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率。電化學(xué)合成氨過程的總反應(yīng)

式:廂3比2加3,該過程中還原反應(yīng)的方程式為。

答案精解精析

A組基礎(chǔ)題組

l.BA項(xiàng),反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量始終不變;B項(xiàng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變時(shí),一定是平衡狀態(tài);C項(xiàng),斷開

H-C1鍵與生成H-0鍵描述的均是正反應(yīng),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);D項(xiàng),投料量未知,平衡時(shí)各物質(zhì)

的物質(zhì)的量之間無必然聯(lián)系。

2.C①當(dāng)容器中氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí),說明容器中氣體的總質(zhì)量不變,則反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀

態(tài);②該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),容器中的壓強(qiáng)始終不發(fā)生變化;③B的物質(zhì)的量濃度不變

能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);④該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng),無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，

混合氣體的總物質(zhì)的量均不變。

3.CA項(xiàng)，擴(kuò)大容器體積即減小壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率都減小;B項(xiàng),N2的生成和NL的消耗均表示逆反應(yīng)

方向,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);C項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,根據(jù)化學(xué)方程式

可知2v正(H2)=3V正(NH3),達(dá)平衡時(shí)v正(NH3)=V逆(NH3),所以平衡時(shí)2v正(H2)=3v逆(NH3);D項(xiàng)，催化劑能同等

程度地改變正、逆反應(yīng)速率。

4.DA項(xiàng),容器體積恒定,氣體總質(zhì)量恒定,所以氣體密度始終不變;B項(xiàng),縮小容器體積,平衡正向移動(dòng),C

的平衡濃度大于原來的2倍;C項(xiàng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率增大;D項(xiàng),據(jù)三段式可知,平衡時(shí)

0.6

n(A)=0.4mol,n(B)=0.7mol,故C的體積百分含量為。4+0.6+O.7=o.353。

5.CA項(xiàng),增加FezOs固體,平衡不移動(dòng),則CO的轉(zhuǎn)化率不變;B項(xiàng),減小容器體積,反應(yīng)速率加快，但平衡不

移動(dòng),不能提高平衡轉(zhuǎn)化率;C項(xiàng)，由表格中數(shù)據(jù)可知,溫度越高,平衡常數(shù)越小，則升高溫度平衡逆向移動(dòng),

故正反應(yīng)的AH〈0;D項(xiàng)，容器內(nèi)氣體密度恒定時(shí)，氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化，則該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。

6.AA項(xiàng),達(dá)到平衡時(shí),2V正儂)=6v逆(CO2);B項(xiàng)，由圖可知,隨溫度升高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明升高

溫度平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AH〈0;C項(xiàng),對(duì)于放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)減小，又b點(diǎn)溫

度高于c點(diǎn),所以Kb〈K0;D項(xiàng),其他條件一定時(shí),n(Hj：n(COj越大,則二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越大,故曲線I的

投料:n(Hz)：n(C02)=2?

7.答案⑴BC(2)增大(3)>>

解析(1)A項(xiàng)，未指明反應(yīng)方向,且倍數(shù)關(guān)系不正確;該反應(yīng)中NHEOONM為固體,當(dāng)壓強(qiáng)或氣體密度不變

時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B、C項(xiàng)正確;D項(xiàng)，由于得到的氣體中NHs與CO?的體積比恒為2：1,且體系中只有

這兩種氣體,故NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變。

(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),縮小容器體積即增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng)，固體質(zhì)量增大。

⑶由表中數(shù)據(jù)可看出，隨著溫度的升高,氣體的總濃度增大,即升高溫度,平衡正向移動(dòng),則該反應(yīng)為吸

熱反應(yīng)，AH〉0;反應(yīng)體系中NH2COONH4為固體，而Nit、CO?為氣體，該反應(yīng)的正反應(yīng)為燧增反應(yīng)，即AS>0?

8.答案(1)<(2)①50%②1(3)ad(4)2.5

解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,平衡常數(shù)減小，即平衡逆向移動(dòng),說明AH<0?

0.5mol

(2)①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),n(D)=0.5mol,反應(yīng)的A為0.5mol,則A的平衡轉(zhuǎn)化率為ImolX1OO%=5O%;

0.05x0.05

②平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量均為0.5mol,濃度均為0.05mol/L,該溫度下平衡常數(shù)K=005乂0.05=10

(3)a項(xiàng),c(A)不再改變,說明達(dá)到了平衡狀態(tài);b項(xiàng),容器的體積不變,氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的密度始

終不變;c項(xiàng),該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，體系內(nèi)壓強(qiáng)始終不變;d項(xiàng),單位時(shí)間內(nèi)生成C和消耗

D的物質(zhì)的量相等,說明正、逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到了平衡狀態(tài)。

(4)1200℃時(shí)反應(yīng)以近+?(8”(或+8(8)的平衡常數(shù)與八(近+13(近(：(,+口(或的平衡常數(shù)互為倒數(shù),因此

1

C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)為04=2.5?

B組提升題組

9.AA項(xiàng)，AH〉0,升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大;B項(xiàng),任意時(shí)刻均有

v(CO2)：v(壓)=1：3;C項(xiàng)，已知反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,故c&MOH)不可

能等于1mol?L'D項(xiàng)，平衡后再充入一定量的C0〃甲醇的體積分?jǐn)?shù)減小。

0.6x0.6

2

10.BA項(xiàng)，a=(0.44+2X0.6)X2=3.28;B項(xiàng),Qc=044=1.86〈K=400,反應(yīng)正向進(jìn)行，所以v正8逆;C項(xiàng)，

若起始時(shí)加入2amolCH3OH,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),CH3O