高考化学异构异模复习考案习题专题化学平衡含答案

1．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。

在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) K＝反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。

下列说法正确的是( ) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
答案 C
解析升高温度，H2S浓度增加，表明平衡逆向移动，该反应的正反应是放热反应，A项错误；通入CO后，正反应速率应该是立即增大，而不是逐渐增大，B项错误；反应前CO为10 mol，平衡后CO为8 mol，则生成COS、H2均为2 mol，消耗H2S也是2 mol，设反应前H2S
为x mol，则有
2
V
×
2
V
8
V
×
x－2
V
＝，解得x＝7，C项正确；CO的平衡转化率＝
2 mol
10 mol
×100%＝20%。

2．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。

已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。

下列说法正确的是( )
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A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动
B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为%
C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p＝总
答案 B
解析因容器体积可变，故充入惰性气体，体积增大，与反应有关的气体浓度减小，平衡正向移动，A项错误；
C(s)＋CO2(g)2CO(g)
平衡 60 40
反应 20 40
故CO2的转化率为20÷(60＋20)×100%＝%，B项正确；由图象可知T℃时，CO和CO2的体积分数相等，故充入等体积的这两种气体，平衡不移动，C项错误；K p＝p2(CO)/p(CO2)＝总)2/
总)＝总，D项错误。

3．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋
m Y(g)3Z(g)，平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。

在此平衡体系中加入
1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。

下列叙述不正确的是( )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为mol·L－1
答案 D
解析在原平衡体系中加入1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明
该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即m＝2，A项
正确；温度不变，平衡常数不变，B 项正确；起始时X 、Y 的物质的量之比等于化学计量数之比，则二者的平衡转化率相等，C 项正确；起始时加入1 mol X 和2 mol Y ，相当于3 mol Z ，平衡时Z 的物质的量为3 mo l×10%＝ mol ，在平衡体系中再加入1 mol Z ，相当于起始时共加入4 mol Z ，则新平衡时Z 的物质的量为4 mol×10%＝ mol ，其浓度为 mol/2 L ＝ mol·L
－1
，D 项错误。

4．汽车尾气中NO 产生的反应为N 2(g)＋O 2(g)
2NO(g)。

一定条件下，等物质的量的
N 2(g)和O 2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a 表示该反应在温度T 下N 2的浓度随时间的变化，曲线b 表示该反应在某一起始反应条件改变时N 2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是( )
A ．温度T 下，该反应的平衡常数K ＝4?c 0－c 1?
2
c 2
1
B ．温度T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C ．曲线b 对应的条件改变可能是加入了催化剂
D ．若曲线b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH <0 答案 A
解析 A 选项正确，达平衡时，c (N 2)＝c (O 2)＝c 1 mol·L －1
，c (NO)＝2(c 0－c 1) mol·L －1
；B 选项错误，因反应前后容器体积不变，且反应中无固态(或液态)物质参加或生成，故混合气体的密度始终不变；C 选项错误，催化剂只能改变到达平衡的时间，不会破坏平衡，即加入催化剂时氮气的平衡浓度不会改变；D 选项错误，对比曲线a 和b 到达平衡所需时间，可知曲线b 对应的条件改变是升高温度，达新平衡时c (N 2)减小，则平衡正向移动，故该反应应为吸热反应，即ΔH >0。

5．(双选)一定温度下，在三个体积均为 L 的恒容密闭容器中发生反应： 2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g)＋H 2O(g)
容器 编号 温度 (℃) 起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol) CH 3OH(g)
CH 3OCH 3 (g) H 2O(g) Ⅰ 387 Ⅱ 387 Ⅲ
207
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下列说法正确的是( ) A ．该反应的正反应为放热反应
B ．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH 3OH 体积分数比容器Ⅱ中的小
C ．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长
D ．若起始时向容器Ⅰ中充入CH 3OH mol 、CH 3OCH 3 mol 和H 2O mol ，则反应将向正反应方向进行
答案 AD
解析 由Ⅰ、Ⅲ数据分析可知，降温CH 3OH 的转化率增大，平衡向正反应方向移动，正反应为放热反应，A 项正确；B 项，Ⅰ和Ⅱ对比，CH 3OH(g)的起始浓度增大一倍，容器体积不变，相当于增大压强，而此反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，CH 3OH 体积分数不变，B 项错误；Ⅲ比Ⅰ温度低，反应更慢，到达平衡所需时间更长，C 项错误；D 项，容器Ⅰ温度为387 ℃，平衡常数K ＝
c ?CH 3OCH 3?·c ?H 2O?
c 2?CH 3OH?
＝错误!＝4，而此时浓度商Q c ＝
错误!＝错误!<4，反应向正反应方向进行，D 项正确。

6．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO ： MgSO 4(s)＋CO(g)
MgO(s)＋CO 2(g)＋SO 2(g) ΔH >0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变上图中横坐标x 的值，重新达到平衡后，纵坐标y 随x 的变化趋势合理的是( )
选项x y
A 温度容器内混合气体的密度
B CO的物质的量CO2与CO的物质的量之比
C SO2的浓度平衡常数K
D MgSO4的质量
(忽略体积)
CO的转化率
解析温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。

7．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
答案 D
解析对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，压强改变平衡不移动，A项错误；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，B项错误；两种气态物质发生的可逆反应，增大一种物质的浓度，另一种物质的转化率增大，自身的转化率减小，C项错误；降低温度，平衡向放热反应方向移动，D项正确。

8．(双选)一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反应放热。

现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO
和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 ℃条件下开始反应。

达到平衡时，下列说法正确的是( )
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1
答案CD
解析因为容器绝热，所给反应的正反应为放热反应，容器Ⅰ的温度升高，容器Ⅱ的温度降低，故反应速率Ⅰ中比Ⅱ中快，A项错误；由于容器Ⅲ中加入的反应物多，放出的热量也多，容器内温度比Ⅰ高，故二者的平衡常数不同，B项错误；因容器Ⅰ的温度高，故相当于平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项正确；如果容器Ⅰ和容器Ⅱ在温度相同的情况下达到平衡，CO、CO2转化率之和等于1，但容器Ⅰ的温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，容器Ⅱ温度降低，CO2的转化率也降低，D项正确。

9．某温度下，向 L恒容密闭容器中充入 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表：
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时间/s 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0
A．反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)＝mol/(L·s)
B．若保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝ mol/L，则反应的ΔH<0
C．相同温度下，起始时向该容器中充入 mol PCl3、 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
D．相同温度下，起始时向该容器中充入 mol PCl5、 mol PCl3和 mol Cl2，达到平衡前v(正)>v(逆)
答案 D
解析本题考查化学平衡的有关计算、影响化学平衡的因素，意在考查考生的分析判断能力和计算能力。

由表中数据可得反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)＝错误!＝mol/(L·s)，故A项错误；升高温度，平衡时c(PCl3)＝mol·L－1，大于题表中PCl3的平衡浓度：错误!＝ mol/L，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，故B项错误；
由表中信息可知原平衡时PCl3的物质的量为 mol，根据“三段式”得
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度(mol/L) 0 0
转化浓度(mol/L)
平衡浓度(mol/L)
平衡常数K＝错误!＝，则逆反应的平衡常数K′＝40。

相同温度下，起始时向容器中充入 mol PCl3、 mol Cl2，设达到平衡时消耗PCl3的物质的量浓度为x mol/L，根据“三段式”得
PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)
起始浓度(mol/L) 1 1 0
转化浓度(mol/L) x x x
平衡浓度(mol/L) 1－x 1－x x
K′＝
x
?1－x?2
＝40，x≈，PCl3的转化率约为85%，故C项错误；相同温度下，起始时向
该容器中充入 mol PCl5、 mol PCl3和 mol Cl2，PCl5、PCl3、Cl2的起始浓度分别为 mol/L、mol/L、 mol/L，浓度商Q c＝错误!＝<K＝，故达到平衡前反应正向进行，v(正)>v(逆)，D项正确。

10．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。

利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1<0
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2<0
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3>0
回答下列问题：
(1)反应①的化学平衡常数K表达式为__________________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_________(填曲线标记字母)，其判断理由是_______________。

(2)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。

α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是_____________；图2中的压强由大到小为________，其判断理由是____________________。

答案(1)K＝
c?CH3OH?
c?CO?·c2?H2?⎝
⎛⎭⎪⎫
或K p＝
p?CH3OH?
p?CO?·p2?H2?
a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小
(2)减小升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3>p2>p1相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO 的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。

故增大压强时，有利于CO的转化率升高
解析(1)反应①为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，曲线a正确。

11．在容积为 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________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。

(2) 100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。

①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是
______________________________________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2___________________。

(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。

平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是
______________________________________________________。

答案(1)大于mol·L－1
(2)①大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高②平衡时，c(NO2)＝mol·L－1＋mol·L－1·s－1×10 s×2＝mol·L－1，c(N2O4)＝mol·L－1－mol·L－1·s－1×10 s
＝mol·L－1，K2＝c2?NO2?
c?N2O4?
＝
? mol·L－1?2
mol·L－1
＝mol·L－1
(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
解析本题考查化学平衡的影响因素、化学反应速率、化学平衡常数的计算以及化学平衡图象的分析等。

(1)升高温度混合气体的颜色加深，说明N2O4(g)2NO2(g)平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH大于0；0～60 s时，反应速率v(N2O4)＝错误!＝mol·L－1·s－1；
N2O4(g)2NO2(g)
c开始/mol·L－10 c平衡/mol·L－1
K1＝c2?NO2?
c?N2O4?
＝
? mol·L－1?2
mol·L－1
＝mol·L－1
(2)改变条件后反应正向进行，正反应是吸热反应，说明温度升高，则T大于100 ℃。

N2O4(g)===2NO2(g)
c开始/mol·L－1
c平衡/mol·L－1
K2＝c2?NO2?
c?N2O4?
＝
? mol·L－1?2
mol·L－1
＝mol·L－1
(3)容积减小，反应体系压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动。