新高考2021届高考化学小题必练12化学平衡移动(含答案)

高考化学小题必练
主要考查化学平衡状态的特征和判断以及外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数表达式及意义、化学平衡常数相关计算、判断典型反应的自发和非自发等内容。

1．【2020年天津卷】已知[Co(H 2O)6]2+呈粉红色，[CoCl 4]2−呈蓝色，[ZnCl 4]2−为无色。

现将
CoCl 2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
[Co(H 2O)6]2+
+4Cl
−[CoCl 4]2−
+6H 2O ，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是（ ）
A ．等物质的量的[Co(H 2O)6]2+和[CoCl 4]2−中σ键数之比为3∶2
B ．由实验①可推知ΔH <0
C ．实验②是由于c (H 2O)增大，导致平衡逆向移动
D ．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl 4]2−>[CoCl 4]2−
【答案】D
【解析】A ．1个[Co(H 2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl 4]2-中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H 2O)6]2+和[CoCl 4]2−
所含σ键数之比为18∶4=9∶2，A 错误；B ．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，∆H >0，B 错误；C ．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H 2O)6]2+、[CoCl 4]2−、Cl −浓度都减小，[Co(H 2O)6]2+、Cl −的化学计量数之和大于[CoCl 4]2−的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平衡逆向移动，C 错误；D ．实验③加入少量ZnCl 2固体，溶液变为粉红色，说明Zn 2+与Cl −结合成更稳定的[ZnCl 4]2−，导致 （新高考）小题必练12：化学平衡移动
溶液中c(Cl−)减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−，D正确；选D。

【点睛】本题有两个易错点：A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键，而且每个H2O分子中还有两个O—H σ键；C项中H2O为溶剂，视为纯液体，加水稀释，溶液体积增大，相当于利用“对气体参与的反应，增大体积、减小压强，平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。

2．【2020年浙江选考】在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2。

下列说
法不正确
．．．的是（）
A．MgCl2·nH2O(s)=MgCl2·(n-1)H2O(s)+H2O(g) ΔH＞0
B．MgCl2·2H2O(s)=Mg(OH)2(s)+2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行
C．MgCl2·H2O(s)=Mg(OH)Cl(s)+HCl(g)，升高温度，反应更易发生
D．MgCl2·4H2O(s)=MgCl2·2H2O(s)+2H2O(g)，HCl气流可抑制反应进行
【答案】D
【解析】A项、MgCl2·nH2O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH＞0，故A正确；B项、在HCl气流中，能使MgCl2·2H2O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C 项、MgCl2·H2O的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项、MgCl2·4H2O的失水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响，故D错误；故选D。

【点睛】MgCl2·6H2O加热时MgCl2能水解，在HCl气流中能抑制其水解，但对失水反应没有影响是解答易错点。

3．【2020年浙江选考】一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应。

A(g)+2B(g)3C(g)反应过程中的部分数据如下表所示：
t/min
n/mol n(A) n(B) n(C)
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是（ ）
A ．0~5min 用A 表示的平均反应速率为0.09mol·L −1·min −1
B ．该反应在10min 后才达到平衡
C ．平衡状态时，c(C)=0.6mol·L −1
D ．物质B 的平衡转化率为20%
【答案】C
【解析】A ．v(C)=110.9mol c 2L ==0.09mol t 5mi L min n
--⋅∆⋅∆，同一反应反应中反应速率之比等于计量数之比，3v(A)=v(C)，所以v(A)=0.03mol·L −1·min −1，故A 错误；B ．15min 时，n(B)=1.6mol ，消耗了2.4mol-1.6mol=0.8mol ，根据方程式可知这段时间内消耗A 的物质的量为0.4mol ，所以15min 时，n(A)=1.6mol ，与10min 时A 的物质的量相同，说明10~15min 这段时间内平衡没有移动，但无法确定是10min 时达到平衡，还是10min 前已经达到平衡，故B 错误；C ．根据B 选项分析可知平衡时消耗的B 为0.8mol ，根据方程式可知生成C 的物质的量为1.2mol ，浓度为11.2mol
c(C)=0.6mol L 2L -=⋅，故C 正确；D ．物质B 的平衡转化率为0.8mol
100%33.3%2.4mol ⨯≈，
故D 错误；故答案为C 。

【点睛】同一反应中不同物质的速率之比等于化学计量数之比。

1．日本京东大学发明的UT-3循环是产生卤化物的典型反应，其反应之一为
2CaO(s)+2Br 2(g)
2CaBr 2(s)+O 2(g)，改变下列条件，能提高反应速率的是（ ） A ．升高温度
B ．增大容器容积
C ．恒温恒容条件下，充入一定量的He
D ．再加入一定量的CaO
【答案】A
【解析】A ．升高温度，活化分子数增多，反应速率加快，故A 正确；B ．增大容器容积，气体浓度减小，反应速率减小，故B 错误；C ．恒温恒容条件下，充入一定量的He ，各反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，故C 错误；D ．CaO 是固体，再加入一定量的CaO 不改变浓度，反应速率不变，故D 错误；故选A 。

2．5mL 0.1mol/L KI 溶液与1mL 0.1mol/L FeCl 3溶液发生反应：2Fe 3+(aq)+2I −(aq)
2Fe 2+ (aq)+I 2(aq)，达到平衡。

下列说法不正确．．．的是（ ）
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数
()
()()
22+
23+2
c Fe
K=
c Fe c I-
⨯
【答案】D
【解析】A．加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A 正确；B．将5mL 0.1mol/L KI溶液与1mL 0.1mol/L FeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I−物质的量之比为1∶1，反应后I−一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B 正确；C．加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，C正确；D．该
反应的平衡常数K=
22+
2
23+2-
(Fe)(I)
(Fe)(I)
c c
c c
⋅
⋅
，D错误；答案选D。

3．（双选）化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果，下列图象描述正确的是（）
A．图①可以表示某化学平衡体系改变温度后，反应速率随时间的变化
B．图②中a、b曲线分别表示反应CH2＝CH2(g)+H2(g)→CH3CH3(g) ΔH＜0未使用和使用催化剂时，反应过程中的能量变化
C．图③表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，且乙的压强大
D．图④中曲线表示反应2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＜0逆反应的平衡常数K随温度的变化
【答案】CD
【解析】A．升高温度正逆反应速率均增大，同样降低温度正逆反应速率均降低，A不正确；B．催化剂能降低反应的活化能，所以a曲线表示的是使用催化剂，B不正确；C．乙达到平衡的时间的少，压强高反应速率快，达到平衡的时间少，因此乙曲线表示的压强大，C 正确；D．正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数降低，因此逆反
应的平衡常数增大，D正确；答案选CD。

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1.7倍，下列叙述正确的是（）
A．A的转化率变小 B．平衡向正反应方向移动
C．D的物质的量变多 D．再次平衡时的逆反应速率小于原平衡的正反应速率【答案】A
【解析】反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不移动，D的浓度变为原来的2倍，而当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.7倍，说明体积减小、压强增大，平衡向着逆向移动。

A．由分析可知，平衡逆向移动，A的转化率变小，故A正确；B．根据分析可知平衡向逆反应方向移动，故B错误；C．根据分析可知平衡向着逆向移动，D的物质的量减少，故C错误；D．将气体体积压缩到原来的一半，虽然平衡逆向移动，但各物质的浓度依然变大，所以再次平衡时的逆反应速率大于原平衡的正反应速率，故D错误；综上所述答案为A。

5．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）
A．NaOH溶液使酯水解比稀H2SO4使酯水解更彻底
B．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
C．二氧化硫催化氧化时，通入过量氧气
D．压缩H2(g)、I2(g)和Hl(g)平衡体系，体系颜色加深
【答案】D
【解析】A．NaOH溶液使酯水解比稀H2SO4使酯水解更彻底，是因为氢氧化钠消耗量酯水解生成的酸，降低了反应物浓度，促进反应正向进行，能用勒夏特列原理解释，故不选A 项；B．氯气溶于水存在可逆反应Cl 2+H2O HClO+HCl，饱和食盐水中含有大量氯离子，促进平衡左移，抑制Cl2的溶解，能用勒夏特列原理解释，故不选B项；C．二氧化硫催化氧化时，通入过量氧气，平衡右移，产率提高，能用勒夏特列原理解释，故不选C项；D．H2+I2=2HI，反应前后体积不变，增加压强不能使平衡发生移动，混合气体颜色变深的原因是：I2的浓度增大，不能用勒夏特列原理解释，故选D项；故选D。

6．如图所示为接触法制硫酸的设备和工艺流程，其中关键步骤是SO2的催化氧化：2SO2+O22SO3ΔH<0。

下列说法正确的是（）
A．反应后气体分子数减少，增大反应容器内压强一定有利于提高生产效益
B．反应放热，为提高SO2转化率，应尽可能在较低温度下反应
C．工业生产要求高效，为加快反应速率，应使用催化剂并尽可能提高体系温度
D．沸腾炉流出的气体必须经过净化，并补充适量空气，再进入接触室
【答案】D
【解析】A．反应后气体分子数减少，增大反应容器内压强，有利于平衡正向移动，但由于增大压强对设备要求和动力要求很高，成本太高，效率不佳，故A错误；B．反应放热，为提高SO2转化率，应尽可能在较低温度下反应，但反应速率太慢，经济效率低，故B错误；C．工业生产要求高效，为加快反应速率，应使用催化剂，还需要考虑催化剂的最佳活性温度，不一定温度越高反应速率越大，故C错误；D．沸腾炉流出的气体含有许多粉尘和有害气体，会导致催化剂中毒，因此必须经过净化，第一阶段反应，氧气含量下降明显，因此净化后要补充适量空气，再进入接触室，故D正确。

综上所述，答案为D。

7．一定条件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是（）
A．生成乙烯的速率：v(M)一定小于v(N)
B．化学平衡常数：K N＞K M
C．当温度高于250℃时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低
D．若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7％
【答案】D
【解析】A．M点的温度低于N点的温度，但M点的催化效率高于N点的，所以生成乙烯的速率：v(M)不一定小于v(N)，A错误；B．升高温度，CO2的平衡转化率降低，说明升温，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则化学平衡常数：K N<K M，B错误；C．催化剂的催化效率在一定温度下最高，平衡向逆反应方向移动，与催化剂的催化效率降低无关，C错误；D．若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1，则图中M点时，CO2的平衡转化率是50%，
6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
起始量（mol） 3a a 0 0
变化量（mol） 1.5a 0.5a 0.25a a
平衡量（mol） 1.5a 0.5a 0.25a a
则乙烯的体积分数为0.25a/（1.5a+0.5a+0.25a+a）×100%=7.7％，D正确；答案选D。

8．（双选）合成氨工业的反应原理为N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a kJ/mol，1mol N2和3mol H2在不同条件下发生反应，测得平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。

下列说法正确的是（）
A．p1＜p2
B．a>0
C．在q点时，固定容器的体积，并投入N2、H2各0.25mol，NH31.5mol后，反应速率变为v（正）>v（逆）
D．q点N2的转化率为50 %
【答案】AC
【解析】由图可知，q点时，氮气的体积分数为10%，设反应消耗amol氮气，由题意建立如下三段式： N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量（mol） 1 3 0
变化量（mol） a 3a 2a
平衡量（mol） 1-a 3-3a 2a
由氮气的体积分数为10%可得
1-
42
a
a
×100%=10%，解得a=
3
4
，则平衡时，N2、H2和NH3
分别为0.25mol 、0.75mol 和1.5mol ，设容器的体积为V ，平衡常数K =231.5V 0.250.75V V
（）
（）⨯=21.3V 2。

A ．该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氮气的体积分数减小，由图可知，压强为p 1时氮气体积分数大于p 2时氮气体积分数，则p 2>p 1，故A 正确；
B ．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，由图可知，温度升高，氮气的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，a ＜0，故B 错误；
C ．在q 点时，固定容器的体积，并投入N 2、H 2各0.25mol ，NH 3 1.5mol ，则由三段式数据可知，N 2、H 2和NH 3分别变
为0.5mol 、1.0mol 和3mol ，则浓度熵Q c =233.0V 0.51V V （
）（）⨯=6V 2＜K =21.3V 2，平衡向正反应方向移动，反应速率v （正）>v （逆），故C 正确；D ．由三段式数据可知，q 点N 2的转化率为3mol 4
1mol
×100%=75%，故D 错误；故选AC 。

9．温度为T 1时，在三个容积均为1L 的恒容密闭容器中仅发生反应：
2NO 2(g)
2NO(g)+O 2(g)(正反应吸热)。

实验测得：v 正=v(NO 2)消耗=k 正c 2(NO 2)，v 逆=v(NO)消耗=2v(O 2)消耗=k 逆c 2(NO)·c(O 2)，k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。

容器 编号 物质的起始浓度(mol·L −1) 物质的平衡浓度
(mol·L −1)
c(NO 2) c(NO) c(O 2) c(O 2)
I 0.6 0 0 0.2
II 0.3 0.5 0.2
III 0 0.5 0.35
下列说法不正确的是（ ）
A ．达平衡时，容器I 与容器II 中的总压强之比为4∶5
B ．达平衡时，容器II 中c(O 2)/c(NO 2)比容器I 中的小
C ．达平衡时，容器III 中NO 的体积分数小于50%
D ．当温度改变为T 2时，若k 正=k 逆，则T 2>T 1
【答案】A
【解析】I 中的反应：2NO 2(g)2NO(g)+O 2(g) 起始量（mol ） 0.6 0 0 变化量（mol ） 0.4 0.4 0.2 平衡量（mol ） 0.2 0.4 0.2 化学平衡常数K=2222c (NO)c(O )c (NO )⨯=22
0.40.20.2⨯=0.8；容器体积为1L ，则平衡时I 中气体总物质的量=1L×(0.2+0.4+0.2)mol/L=0.8mol，恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比，如果平衡时I 、II 中压强之比为4∶5，则II 中平衡时气体总物质的量为1mol ，II 中
开始时浓度商Qc=2222c (NO)c(O )c (NO )⨯=22
0.50.20.3⨯=59＜0.8，则平衡正向移动，平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大，所以达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于4∶5，故A 错误；B ．如果II 中平衡时 c(NO 2)=c(O 2)，设参加反应的c(NO 2)=x mol/L ，则
0.3-x=0.2+0.5x ，x=
115
，平衡时c(NO 2)=c(O 2)=730mol/L ，c(NO)=0.5mol/L+115mol/L=1730mol/L ，II 中Qc=2222c (NO)c(O )c (NO )⨯=221773030730
⨯（）（）≈1.3＞0.8，说明II 中平衡时应该存在c(NO 2)＞c(O 2)，容器I 中22c(O )c(NO )=1，所以达平衡时，容器Ⅱ中22c(O )c(NO )
小于1，则比容器Ⅰ中的小，故B 正确；C ．如果III 中NO 和氧气完全转化为二氧化氮，则c(NO 2)=0.5mol/L ，且容器中还有 c(O 2)=0.1mol/L 剩余，与I 相比，III 是相当于增大压强，平衡逆向移动，二氧化氮和氧气之和所占体积比大于50%，则达平衡时，容器Ⅲ中NO 的体积分数小于50%，故C 正确；
D ．v 正=v(NO 2)消耗=k 正c 2(NO 2)，v 逆=v(NO)消耗=2v(O 2)消耗=k 逆c 2(NO)·c(O 2)，达到平衡状态时正逆反应速率相等，则k 正c 2(NO 2)=k 逆c 2(NO)·c(O 2)，且k 正=k 逆，则c 2(NO 2)=c 2(NO)·c(O 2)，化学平衡常数K 等于1，该温度下的K 大于0.8，且该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以T 2＞T 1，故D 正确；故答案为A 。

10．已知C 2H 4(g)+H 2(g)C 2H 6(g) ΔH ＜0，在3个体积相等的恒容容器发生反应，结果
如下表。

下列说法正确的是（ ）
容器编号 温度/K 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol H 2(g) C 2H 4(g) C 2H 6(g)
C 2H 6(g) Ⅰ
T 1 0.10 0.10 0 0.05 Ⅱ
T 1 0.10 0.10 0.10 Ⅲ
T 2 0 0 0.10
0.06 A ．T 1<T 2
B ．容器II 达平衡时
C 2H 4(g)物质的量约为0.078mol
C ．T 1时，容器I 的平衡常数K =20
D ．容器II 中起始反应速率：v (正)＜v (逆)
【答案】B
【解析】A ．若容器Ⅲ的温度也是T 1的话，则达到的平衡与容器I 互为等效平衡，故平衡时C 2H 6(g)的物质的量也应该为0.05mol ，但现在为0.06mol ，说明改变温度后平衡正向移动了，反应ΔH ＜0，故T 1＞T 2，A 错误；B ．根据平衡三段式进行计算平衡时，n(C 2H 4)=n(H 2)=n(C 2H 6)=0.05mol 设容器体积为V L ，则T 1下容器I 的平衡常数为：
()()()262420.05C H ===200.050.05
C H H c V K V c c V V ⨯，设容器II 中有x mol 的C 2H 4转化了，则 C 2H 4(g)+H 2(g)C 2H 6(g)
起始量（mol ） 0.1 0.1 0.1
变化量（mol ） x x x
平衡量（mol ） 0.1-x 0.1-x 0.1+x
温度不变，故有：()()()26242(0.1+x)C H ===20(0.1-x)(0.1-x)
C H H c V K V c c V V
⨯，解得：x=0.022mol ，故容器II 达平衡时C 2H 4(g)物质的量约为0.1mol-x mol=0.1mol-0.022mol=0.078mol ，B 正确；
C ．由B 项分析可知：T 1时，容器I 的平衡常数K =20V ，与容器的体积有关，C 错误；
D ．由B 分析可知：x ＞0，说明反应还在向正向进行，故容器II 中起始反应速率：v (正)＞v (逆)，
D错误；故答案为：B。

11．（双选）T℃条件下，在某刚性容器中加入1mol CO2、1mol H2，发生如下反应：CO 2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH＜0。

下列相关物理量随时间变化如图所示，其中正确的是（）
A． B．
C． D．
【答案】AD
【解析】A．反应刚开始时，生成物浓度为0，所以v(CO2)逆=0，此时v(CO2)正最大，随着反应的进行，v(CO2)正不断减小，v(CO2)逆不断增大，最后达平衡时v(CO2)正=v(CO2)逆，A正确；B．因为平衡常数只受温度变化的影响，而反应温度始终为T℃，所以平衡常数始终不变，B 不正确；C．图象中，CO2与H2O的物质的量的变化量之比不等于化学计量数之比，C不正确；D．随着反应的进行，CH4的物质的量不断增大，体积分数不断增大，而CO2的体积分数始终是50%(可建立三段式进行分析)，D正确；故选AD。

12．利用碳还原NO，C(s)+2NO(g)N 2(g)+CO2(g) ∆H，可防止氮氧化物对大气的污染。

回答下列问题：
(1)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H2=+180.5kJ·mo l−1
计算：∆H=______kJ·mol−1。

(2)向c(NO)=0.1mol/L的三个体积相同的恒容密闭反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C，不同温度下发生反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)，测得两小时NO去除率如图所示：
200°C<T<490°C时，Ea(活化能)最小的反应器是____(用C、CaO/C、La2O3/C表示)。

T= 490°C时，反应速率v(NO)=____mol·(L·h)−1，欲增大该温度下两小时NO的去除率，可以采取的措施是______(写一种即可)。

(3)刚性容器中足量C(s)和NO反应，容器中NO和N2的物质的量浓度(c)变化如下表所示，测得T1°C、T2°C平衡时容器的总压强分别为p1 kPa、p2 kPa.
T 1°C时，反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡常数K p=_____(K p是平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数，分压=总压×物质的量分数)；15min后，温度调整到T2°C，物质的量浓度变化如上表所示，则T1______(填“>”“<”或“=”)T2，p1______(填“>”“<”或“=”)p2。

【答案】（1）-574.0
（2）CaO/C 0.0225 使用更高效的催化剂
（3）0.5625(或
9
16
) ＞＞
【解析】(1)根据盖斯定律，∆H=∆H1-∆H2=-393.5kJ·mol−1-180.5kJ·mol−1=-574kJ/mol；
(2)由图可知，C、CaO/C、La2O3/C中去除NO效果最好的是CaO/C，反应速率最快，反应的活化能最小；490 C时，NO的去除率是45%，NO的初始浓度为0.1mol/L，则转化浓度为
0.045mol/L，v(NO)=0.045mol/L
2h
=0.0225mol/(L∙h)；要增大该温度下NO的去除率可以使用
更高效的催化剂；(3) C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)
初始 1.0 0 0
反应 0.6 0.3 0.3
平衡 0.4 0.3 0.3
对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，分压平衡常数等于浓度平衡常
数.K p =K c =2
2
0.300.40
=0.5625；15min 后，温度调整到T 2°C，NO 的物质的量浓度减少，N 2的物质的量浓度增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，根据勒夏特列原理，改变条件为降温，气体的总的物质的量不变，温度降低，压强减小。

【点睛】本题为化学反应原理综合题，考查了盖斯定律、化学平衡常数的计算、勒夏特列原理进行图像的分析，难点为平衡常数的计算，巧用反应的化学方程式，进行了数据的处理，进行计算得到平衡常数。

13．汽车发动机工作时会产生包括CO 、NO x 等多种污染气体，如何处理这些气体，对保护大气环境意义重大，回答下列问题： （1）已知：2NO 2(g)
2NO(g)+O 2(g) ΔH 1=+115.2kJ·mol −1 2O 3(g)
3O 2(g) ΔH 2=-286.6kJ·mol −1
写出臭氧与NO 作用产生NO 2和O 2的热化学方程式_________________。

恒容密闭体系中NO 氧化率随()
3n O n(NO)
值的变化以及随温度的变化曲线如图所示。

NO 氧化率随
()
3n O n(NO)
值增大而增大的主要原因是_____________________________。

（2）实验测得反应2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g) ΔH <0的即时反应速率满足以下关系式：
v 正=k 正·c 2(NO)·c(O 2)；v 逆=k 逆·c 2(NO 2)，k 正、k 逆为速率常数，受温度影响。

①温度为T 1时，在1L 的恒容密闭容器中，投入0.6mol NO 和0.3mol O 2，达到平衡时O 2为0.2mol ；温度为T 2该反应达到平衡时，存在k 正=k 逆，则T 1___T 2(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②研究发现该反应按如下步骤进行： 第一步：NO+NO
11K K 正逆
N 2O 2 快速平衡
第二步：N 2O 2+O 21
K
−−
→2NO 2 慢反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v 1正=k 1正×c 2(NO)；v 1
逆
=k 1逆×c(N 2O 2)。

下列叙述正确的是___。

A ．同一温度下，平衡时第一步反应的k 1正/k 1逆越大反应正向程度越大
B ．第二步反应速率低，因而转化率也低
C ．第二步的活化能比第一步的活化能低
D ．整个反应的速率由第二步反应速率决定
（3）科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO 和NO 2两者转化为无污染气体，反应
方程式为：2NO 2(g)+4CO(g)4CO 2(g)+N 2(g) ΔH <0
某温度下，向10L 密闭容器中分别充入0.1mol NO 2和0.2mol CO ，发生上述反应，随着反应的进行，容器内的压强变化如表所示：
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 压强/kPa 75
73.4
71.95
70.7
69.7
68.75
68.75
回答下列问题：
①在此温度下，该反应达到平衡时，容器里气体的总物质的量为___，反应的平衡常数
K p =___kPa −1(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，K p 为以分压表示的
平衡常数，计算结果精确到小数点后2位)；若保持温度不变，再将CO 、CO 2气体浓度分别增加一倍，则平衡___(填“右移”或“左移”或“不移动”)；
②若将温度降低，再次平衡后，与原平衡相比体系压强(p 总)___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

【答案】（1）NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g) ΔH =-200.9kJ·mol −1
3n(O )
n(NO)
值增大，有利于平衡NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g)正向移动
（2）小于 AD
（3）0.275mol 0.04 不移动 减小 【解析】(1)已知：2NO 2(g)2NO(g)+O 2(g) ΔH 1=+115.2kJ·mol −1
①；
2O 3(g)
3O 2(g) ΔH 2=-286.6kJ·mol −1 ②，利用盖斯定律可知，②式-①式后再除以2即
得NO(g)+O 3(g)
NO 2(g)+O 2(g)，则对应的热效应ΔH =212H H ∆-∆=-1-1()
2
286.6kJ mol 115.2kJ mol -⋅+⋅-=
-200.9kJ·mol −1
，故答案为：NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g) ΔH =-200.9kJ·mol −1
；根据
平衡移动原理，增大
()
3n O n(NO)
的比值，O 3浓度增加，有利于平衡NO(g)+O 3(g)NO 2(g)+O 2(g)
正向移动，使NO 的氧化率增大，故答案为：3n(O )
n(NO)
值增大，有利于平衡NO(g)+O 3(g)
NO 2(g)+O 2(g)正向移动；(2)①温度为T 1时： 2NO(g)+O 2(g)
2NO 2(g)
起始量（mol ） 0.6 0.3 0 变化量（mol ） 0.2 0.1 0.2 平衡量（mol ） 0.4 0.2 0.2，
则温度为T 1时，平衡常数K 1=2
2
0.20.40.2
⨯=1.25，由于平衡时ν正=ν逆，不难推出平衡常数等于速率常数之比，即：K 1=
k k 正逆=1.25；温度为T 2时，该反应存在K 2=k k 正
逆
=1，显然K 2<K 1，由于该反应为放热反应，则温度越高，对应的平衡常数越小，所以T 1<T 2，故答案为：小于；②A．由①分析可知，当第一步反应达平衡状态时，v 1正= v 1逆，由于速率常数之比实际上就是平衡常数，平衡常数越大，反应正向进行的程度越大，A 正确；B ．反应速率快慢与转化率之间无因果关系，B 错误；C ．相同温度下，第一步反应快速达到平衡，第二步是慢反应，所以第二步活化能比第一步高，C 错误；D ．整个反应的化学反应速率由第二步慢反应决定，D 正确；故合理选项是AD ；(3)①向10L 密闭容器中分别充入0.1mol NO 2和0.2mol CO ，反应10min 达到平衡，体系内压强由75kPa 减少到68.75kPa ，则反应中各物质的浓度变化为
()()()()
()()()
222mol/L mol/L mol/L 0.01
0.02002x 4x 4x
2x
2NO g +4CO g =0.01-24CO g x 0.02-4x 4x
2x
+N g 变始末
根据c p =c p 始始衡衡可知，0.0375=0.03-x 6875
，解得x=0.0025mol/L ；根据公式K p=
()()()()
4222
4
2p N p CO p NO p CO ⋅⋅得出，p(A)=p(总)×
()()
n A n 总，可得K p =0.04kpa −1；若平衡后再将CO 、CO 2
的浓度增加一倍，由于方程式中两种物质的系数相同，所以Q c=K ，因此化学平衡不发生移动，故答案为：0.04；不移动；②降低温度，分子运动速率减慢，对容器的碰撞次数减小，压强降低；同时该反应的正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，导致体系内气体分
子数减小，所以总压强也会减小，故答案为：减小。

【点睛】本题考查了盖斯定律、化学反应速率和化学平衡的有关知识。

对于有多步反应的化学反应，反应的快慢由慢反应决定，可根据化学平衡常数与速率常数关系判断反应进行的程度。