第2讲 化学平衡状态 化学平衡的移动

限时规范训练[单独成册]限时50分钟A组(20分钟)1．可逆反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在体积不变的密闭容器中反应，一定达到平衡状态的标志是()A．单位时间内生成n mol O2的同时生成n mol NO2B．混合气体的颜色不再改变的状态C．v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)＝2∶2∶1的状态D．混合气体的密度不再改变的状态解析：选B。

A.单位时间生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能够证明达到平衡状态，A项不是平衡状态；B.由于NO2是红棕色气体，而O2和NO是无色气体，因此混合气体的颜色不再改变时，证明密闭容器中各物质的浓度保持不变，因此可以证明达到平衡状态；C.任何时刻，用不同物质表示化学反应速率时，速率的数值之比等于化学计量数之比，因此v(NO2)∶v(NO)：v(O2)＝2∶2∶1的状态不一定是平衡状态；D.由于反应物和生成物都是气体，根据质量守恒，反应前后气体的总质量不变，密闭容器的体积不变，因此反应前后混合气体的密度一直不变，故混合气体的密度不再改变的状态不一定是平衡状态。

2．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()解析：选C。

分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。

增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A不选；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B不选；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C条件与图像不相符；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D不选。

3．(2018·湖南长沙模拟)对于反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH＜0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。

则下列说法符合该图像的是()A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度C．t1时刻，降低了体系温度D．t1时刻，使用了催化剂解析：选D。

由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。

增大X的浓度，升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B、C错误。

使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。

4．将2 mol SO2和1 mol O2分别置于相同容积的甲、乙两密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)并达到平衡。

在该过程中，甲容器保持恒温恒容，乙容器保持恒温恒压，达到平衡时，下列说法正确的是()A．达到平衡所需的时间：甲>乙B．甲中SO2的转化率>乙中SO2的转化率C．混合气体中SO3的含量：甲>乙D．气体的总物质的量：甲<乙解析：选A。

反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)正向进行，气体物质的量减小，甲容器保持恒温恒容，则压强逐渐减小，乙容器恒压，反应中压强乙>甲，乙中反应速率大，达到平衡所需的时间为：甲>乙，A正确；压强乙>甲，则甲中SO2的转化率<乙中SO2的转化率，B错误；压强乙>甲，则平衡混合气体中SO3的含量：甲<乙，C错误；压强乙>甲，则气体总物质的量：甲>乙，D错误。

本题为典型易错题。

错因：对两平衡的不同条件不会对比分析。

纠错方法：反应2SO 2(g)＋O2(g)2SO3(g)的气体分子数减少，则随着反应的进行，甲容器中的压强小于乙容器，若对甲容器加压可使之转变为容器乙的状态，据此分析即可得出正确结论。

5．(2018·山东滨州高三期末考试)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。

改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。

下列说法正确的是()A．SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高C．a、b、c三点的平衡常数：K b>K c>K aD．b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行解析：选B。

A.根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数不一定越大，A错误；B.二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a点转化率最大，B正确；C.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，C错误；D.a、b、c均为化学平衡点，D错误，答案选B。

6．700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1)：(1)反应在t1 min内的平均速率为v(H2)＝________ mol·L－1·min－1。

(2)保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O，到达平衡时，n(CO2)＝________mol。

(3)温度升至800 ℃，上述反应的平衡常数为0.64，则正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。

(4)700 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.20 mol、2.00 mol、1.20 mol、1.20 mol，则此时该反应v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

(5)该反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件，CO和CO2浓度发生变化的情况如图所示。

图中t2时刻发生改变的条件可能是________或________。

(6)若该容器容积不变，能说明反应达到平衡的是________。

①c (CO)与c (H 2)的比值保持不变②v (CO 2)正＝v (H 2O)逆③体系的压强不再发生变化④混合气体的密度不变⑤体系的温度不再发生变化⑥气体的平均相对分子质量不变解析：(1)t 1 min 内消耗水0.4 mol ，生成氢气0.4 mol ，反应在t 1 min 内的平均速率v (H 2)＝0.4 mol 2 L ×t 1 min ＝0.2t 1mol·L －1·min －1；(2)t 1 min 时n (CO)＝0.80 mol ，t 2 min 时n (CO)＝0.80 mol ，说明t 1 min 时反应达到平衡状态，则K ＝0.2×0.20.4×0.1＝1，保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.6 mol CO 和1.20 mol H 2O ，到达平衡时设CO 2物质的量为x mol ，则⎝⎛⎭⎫x 220.60－x 2×1.20－x 2＝1，解之x ＝0.40。

(3)温度升至800 ℃，上述反应平衡常数为0.64，平衡常数减小，则正反应为放热反应。

(4)Q ＝0.6×0.61×0.6<1，则此时该反应v (正)>v (逆)。

(5)该反应在t 1时刻达到平衡，在t 2时刻c (CO 2)逐渐增大，c (CO)逐渐减小，说明平衡正向移动，改变条件可能是降温、增大c (H 2O)或减小c (H 2)。

(6)①CO 是反应物，H 2是生成物，c (CO)与c (H 2)的比值保持不变，一定平衡；②v (CO 2)正＝v (H 2O)逆，正、逆反应速率相同，一定平衡；③由于反应前后气体的物质的量不变，则体系的压强是一恒量，压强不变反应不一定平衡；④根据ρ＝m V，密度为恒量，混合气体的密度不变不一定平衡；⑤该反应放热，体系的温度不再发生变化，一定平衡；⑥根据M ＝m (总)n (总) ，平均相对分子质量为恒量，气体的平均相对分子质量不变不一定平衡。

本题作为化学反应速率与平衡的综合性题目，由于综合性强、计算量大导致难度上升，易错填空为(2)(4)两空。

错因与纠错方法：K 只与温度有关，温度不变则K 值不变，无论初始反应物的物质的量如何；而v (正)与v (逆)的大小关系，要通过Q c 与K 的大小比较进行判断。

答案：(1)0.2t 1(2)0.40 (3)放热 (4)> (5)降温 增大c (H 2O)或减小c (H 2) (6)①②⑤ B 组(30分钟)7．反应CaSO 4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO 2(g)＋CO 2(g)在常压下进行，向体积可变的密闭容器中加入足量的固体CaSO 4和CaO ，通入1 mol CO ，且向容器中通入一定量N 2，如图表示温度和投料比M 对CO 平衡转化率的影响。

⎣⎡⎦⎤M ＝n (N 2)n (CO )，下列说法正确的是( )A ．A 、B 两点对应的平衡常数：K A >K BB ．投料比：M 1>M 2>M 3C ．反应速率：A >CD ．混合气体平均相对分子质量：C >B解析：选B 。

分析图中三条曲线，随温度的升高，CO 的转化率均增大，则该反应为吸热反应，温度越高，化学平衡常数越大，故K A <K B ，A 项错误；在压强不变的情况下，充入N 2，相当于对该反应体系减压，平衡正向移动，CO 的转化率增大，故M 1>M 2>M 3，B 项正确；A 、C 点温度相同，A 点时充入N 2多，反应体系分压小，反应物浓度小，反应速率小，C 项错误；B 点对应温度比C 点高，B 点CO 转化率大，SO 2和CO 2的百分含量大，混合气体的平均相对分子质量大，D 项错误。

8．如图为一定温度下容积不变的密闭容器中，氨的催化氧化4NH 3(g)＋5O 2(g)4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH ＝－905 kJ·mol －1平衡体系中NO 的体积分数随O 2物质的量增加的变化曲线，下列说法正确的是( )A ．平衡常数K A <K BB ．A 点反应速率v (正)>v (逆)C ．NH 3的转化率B >C >AD ．B 点时n (NH 3)∶n (O 2)＝4∶5解析：选D 。

温度不变，化学平衡常数不变，A 项错误；图中曲线上的点均处于平衡状态，任意一点都存在v (正)＝v (逆)，B 项错误；增大O 2的浓度，可使NH 3转化率增大，故NH 3的转化率C >B >A ，C 项错误；当n (NH 3)∶n (O 2)＝4∶5时，NH 3转化率和O 2转化率相等，此时NO 体积分数最大，D 项正确。

9．(2018·辽宁师范大学附属中学高三上学期期末考试)T 1℃时，向容积为2 L 的密闭容器中充入一定量的A 气体和B 气体，发生如下反应：A(g)＋2B(g)C(g)。