2014届高考化学三轮复习题：第六章 第二节 化学平衡状态 化学平衡常数(含解析)

一、单项选择题 1．反应NO 2(g)＋SO 23(g)＋NO(g)。

一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
A ．体系压强保持不变
B ．混合气体颜色保持不变
C ．SO 3和NO 的体积比保持不变
D ．每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2
解析：反应NO 2(g)＋SO 23(g)＋NO(g)的特点是体积不变的、吸热的可逆反应，因此A 项不能说明。

颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即说明NO 2的浓度不再发生变化，因此B 项可以说明；SO 3和NO 是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满足11，C 项不能说明；SO 3和NO 2一个作为生成物，一个作为反应物，因此在任何情况下每消耗1 mol SO 3的同时必然会生成1 mol NO 2，因此D 项也不能说明。

答案：B
1题变式
1－1.一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋
＋D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B 的物质的量浓度 ⑤混合气体的摩尔质量
A ．①④⑤
B ．②③
C ．②③④
D ．只有④
解析：①反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已达到平衡状态；②反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；③反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；④由于容积恒定，B 的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态；⑤反应前后质量不相等，质量不变时，反应达到平衡，气体物质的量不变，故混合气体的摩尔质量不变，说明反应达平衡。

答案：A
1－2.向2 L 固定容积的密闭容器中加入一定量的NH 3、H 2和N 2三种气体。

一定条件下发生反应2NH 32＋3H 2，能证明反应达到平衡状态的是( )
A ．容器内压强不再发生变化
B ．生成1 mol N 2同时生成3 mol H 2
C ．容器内气体质量不再发生变化
D ．容器内气体密度不再发生变化
高温
解析：该反应为气体体积增大的可逆反应，A项正确；生成1 mol N2和生成3 mol H2同为正反应过程，不管是否达到平衡，均满足，B项错误；根据质量守恒定律可知，C、D 项无论反应是否达到平衡，均不发生改变。

答案：A
2．在一定温度下，向2 L体积固定的密闭容器中加入1 mol HI，2＋I2ΔH＞0，H2的物质的量随时间的变化如右图所示，下列说法正确的是()
A．该温度下，反应的平衡常数是1
16
B．0～2 min内的HI的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
C．恒压下向该体系中加入N2，平衡不移动，反应速率不变
D．升高温度，平衡向正反应方向移动，只有正反应速率加快
解析：2＋I2
起始(mol·L－1)0.500
转化(mol·L－1)0.10.05 0.05
平衡(mol·L－1)0.40.05 0.05
该温度下，平衡常数为0.052/0.42＝1/64，A项不正确；恒压下通入N2，容器体积增大，平衡不移动，但是反应速率降低，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，D项不正确。

答案：B
3．在25
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋，其平衡常数为1 600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：X、Y的反应量分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1，Z的生成量为0.1 mol·L－1，
则该反应的化学方程式为X＋。

显然X的转化率为50%；平衡常数K＝
(0.1)2 0.05×(0.05)3
＝1 600；平衡常数仅受温度的影响，不受压强、浓度的影响，所以C项错误。

故选C项。

答案：C
4．在100 ℃时，把0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。

反应进行到2 s 时，NO 2的浓度为0.02 mol·L －
1。

在60 s 时，体系已达平衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍。

下列说法正确的是( )
A ．前2 s 以N 2O 4的浓度变化表示的反应速率为0.01
mol·L －1·s －1
B ．在2 s 时体系内的压强为开始时的1.1倍
C ．在平衡时体系内含N 2O 4 0.25 mol
D ．平衡时，N 2O 4的转化率为40%
解析：N 2O 4和NO 2之间存在如下转化关系：
N 2O 4(g) 2NO 2(g)
起始(mol) 0.5 0
反应(mol) 0.05 0.02×5
2s 时(mol) 0.5－0.05 0.02×5
v(N 2O 4)＝0.05 mol 2 s ×5 L
＝0.005 mol·L －1·s －1 气体总的物质的量为
0．5 mol －0.05 mol ＋0.02 mol·L －1×5 L ＝0.55 mol
2 s 时的压强与开始时压强之比为p 2s ∶p 始＝0.55∶0.5＝1.1∶1。

60 s 达到平衡时，设有x mol N 2O 4反应。

则有
N 2O 4(g) 2NO 2(g)
起始(mol) 0.5 0
反应(mol) x 2x
平衡(mol) 0.5－x 2x
平衡时，气体总的物质的量为0.5 mol －x mol ＋2x mol ＝(0.5＋x)mol ，所以有(0.5＋x )mol 0.5 mol
＝1.6，解得x ＝0.3。

平衡体系中含0.2 mol N 2O 4，N 2O 4的转化率为0.3 mol 0.5 mol
×100 %＝60%。

答案：B
5．t ℃时，某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质，此温度下该反
应的平衡常数表达式为K ＝c (X )·c 2(Y )c 2(Z )·c 2(W )
，有关该平衡体系的说法正确的是( ) A ．升高温度，平衡常数K 一定增大
B ．增大压强，W(g)质量分数增加
C ．该反应的化学反应方程式为X ＋＋2W
D ．增大X(g)浓度，平衡向逆反应方向移动
解析：根据平衡常数的定义可知该反应为2Z ＋＋2Y ；增大压强，平衡向右移动，W(g)质量分数减小；不知该反应是吸热还是放热，故无法判断温度对平衡常数的影响；增大生成物X(g)浓度，平衡向逆反应方向移动。

故选D 项。

答案：D
6．(2013·惠州模拟)温度一定时，在密闭容器中发生可逆反应：mA(g)＋，
达到平衡后，若将混合气体的体积压缩到原来的12
，当再次达到平衡时，C 的浓度为原平衡时C 的浓度的1.9倍，则下列叙述中，正确的是( )
A ．平衡向逆反应方向移动
B ．
C 气体的体积分数增大
C ．气体A 的转化率升高
D ．m ＋n ＞p
解析：解答本题时应注意以下两点：(1)体积缩小的倍数与浓度增大的倍数之间的关系；
(2)外界条件改变地化学平衡的影响规律。

假设压缩气体的体积时平衡不发生移动，则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍，现在只有1.9倍，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，可得m＋n<p，同时可得C气体的体积分数变小、气体A的转化率也减小，故选A。

答案：A
二、双项选择题
7．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋
＋D(g)，5 min后达到平衡。

已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()
A．a＝1 B．a＝2
C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%
解析：温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a＝1，A项正确，B项错误；设达平衡时，B的改变量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2－x) mol、(3－x) mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平
衡常数K＝1＝x2
(2－x)(3－x)
，解得：x＝1.2，B的转化率＝1.2÷3＝40%，所以C项正确，D 项错误。

答案：AC
7题变式
7－1.某温度下，H2(g)＋CO22O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝9/4，该温度下在甲、
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．反应开始时，丙中的反应速率最慢，甲中的反应速率最快
答案：CD
7－2.放热反应CO(g)＋H22(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。

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．K2和K1的单位均为mol/L
B．K2＜K1
C．c2(CO)＝c2(H2O)
D．c1(CO)＞c2(CO)
解析：平衡常数数学表达式的分子和分母分别为两个浓度的乘积，因此K的单位不可能为mol/L；该反应是放热反应，升高温度平衡左移，所以K2＜K1，B是正确的；本反应是等摩尔的CO和H2O(g)起反应，因此无论温度升降、压强变化，c(CO)＝c(H2O)，选项C也正确；升高温度平衡左移，因此c2(CO)比c1(CO)大，D项错误。

答案：BC
8．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH ＝a kJ·mol－1
A．该反应的正反应为吸热反应，即a＞0
B．当v正(H2)＝v正(H2O)时该反应达到化学平衡状态
C．当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动
D．当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时的温度为830 ℃
解析：t越大K越大，说明该反应为吸热反应，即a＞0，A正确；v正(H2)＝v逆(H2O)时该反应才达到化学平衡状态，B错误；方程式左右两边的计量数之和相等，压强对该反应平衡无影响，缩小体积以增大压强，平衡不移动，C错误；830 ℃时，K＝1，故c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，D正确。

答案：AD
三、非选择题
9．(2013·惠州调研)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO(g)＋2H23OH(g)，现模拟并分析该反应：
(1)能够说明该反应已达到平衡的是________(填字母)。

a．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化
b．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗2 mol H2的同时生成1 mol CH3OH
(2)下图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线。

①该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。

②T1和T2温度下的平衡常数：K1________(填“>”、“<”或“＝”)K2。

解析：(1)该反应为气体体积减小的反应，a正确；根据质量守恒，判断出b错误；平衡时，各成分浓度不变，c正确；消耗H2及生成CH3OH均为正反应，d错误。

(2)T2条件下，反应先达到平衡，故T2>T1，温度越高，CO转化率越低，故该反应为放热反应，即ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，故K1>K2。

答案：(1)ac(2)①<②>
10．已知：反应①Fe(s)＋CO2＋CO(g)的平衡常数为K1；反应②Fe(s)＋H2＋H2(g)
(1)从表中数据可以推断：反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。

(2)现有反应CO2(g)＋H2＋H2O(g)，写出该反应的平衡常数K3的表达式：________________________________ ________。

(3)根据反应①与②，可推导出K1、K2与K3之间的关系式。

据此关系式及表中数据，也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。

欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有________(填序号)。

A．缩小反应容器容积B．扩大反应容器容积
C．降低温度D．升高温度
E．使用合适的催化剂F．设法减少CO的量
解析：(1)反应①的平衡常数随温度的升高而增大，说明温度升高，平衡正向移动，反应①的正反应为吸热反应。

(2)K1＝c(CO)
c(CO2)
，K2＝
c(H2)
c(H2O)
，K3＝
c(CO)·c(H2O)
c(CO2)·c(H2)
＝K1/K2。

(3)当973 K时，K3＝K1
K2＝1.47
2.38≈0.62，而当1 173 K时，K3＝
K1
K2＝
2.15
1.67≈1.29，反应③
的平衡常数随温度升高而增大，故反应③的正反应为吸热反应，升高温度，可使平衡正向移动；由于该反应前后气体分子数不变，改变容器体积，不能使平衡发生移动；使用催化剂也不能使平衡发生移动；减少生成物的量，能使平衡正向移动。

答案：(1)吸(2)K3＝c(CO)·c(H2O)
c(CO2)·c(H2)
(3)DF
11．(2013·海南卷)反应＋C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol/L。

温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。

回答下列问题：
(1)上述反应的温度T1________ T2，平衡常数K(T1)________(填“大于”、“小于”或“等于”)K(T2)。

(2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：
①平衡时体系总的物质的量为__________。

②反应的平衡常数K＝__________。

③反应在0～5 min区间的平均反应速率v(A)＝__________。

解析：(1)图中显示，T2时达到平衡所用时间少，速率大所以温度高；而温度越高c(A)越小，可判断反应为吸热反应，升温K将增大。

(2)平衡问题的常规计算，略。

答案：(1)小于小于(2)①0.085mol②0.082mol/L③0.007mol/(L·min)
12．(2013·广东省汕名校质检)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H23OH(g)。

图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2 L 的密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：
(1)在图1中，曲线________(填“a ”或“b ”)表示使用了催化剂；该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)由图2知下列说法正确的是________。

A ．起始充入的CO 为2 mol
B ．增加CO 浓度，CO 的转化率增大
C ．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D ．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1 mol CO 和2 mol H 2，再次达到平衡时n (CH 3OH)/n (CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡，v (H 2)＝________；该温度下CO(g)＋2H 23OH(g)的化学平衡常数为________。

若保持其他条件不变，将反应体系升温，该反应化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)请在图3中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P 1、P 2，且P 1＜P 2)。

解析：(3) CO(g)＋ 2H 23OH(g)
起始浓度(mol/L): 1 2 0
转化浓度(mol/L): 0.75 1.5 0.75
平衡浓度(mol/L): 0.25 0.5 0.75
v (H 2)＝1.5 mol/L 10 min
＝0.15 mol·L －1·min －1， K ＝c (CH 3OH )c (CO )·c 2(H 2)＝0.750.25×(0.5)2
＝12， 该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，平衡常数减小。

(4)升温平衡左移，而升压平衡右移。

答案：(1)b 放热 (2)AC
(3)0.15 mol·L －1·min －1 12 减小
(4)
高温。