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1、2.2 化学平衡分层解读题型一化学平衡状态1.对于可逆反应M+N 达到平衡时，下列说法正确的是A.M、N、Q 三种物质的量浓度一定相等B.M、N 全部变成了 QC.反应混合物各成分的百分含量不再变化D.反应已经停止【答案】C【解析】A.反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化的程度，所以平衡时 M、N、Q 三种物质的量浓度不一定相等，故 A错误；B.该反应是可逆反应，所以反应物不可能完全转化为生成物，存在反应限度，故 B错误；C.反应混合物各成分的百分含量不再变化是化学平衡状态的判断依据，故 C 正确；D.反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但反应速率不为0,反应不停
2、止，故 D 错误；故选C。2.如图所示，下列有关反应的叙述错误的是B.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零L 前，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大C.D.反应到达ti时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止反应在L 之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态【答案】C【解析】A.反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，故 A 正确；B.随着反应的进行，反应物的浓度降低，则 ti前正反应速率逐渐减小，生成物的浓度增大,则逆反应速率逐渐增大，故 B正确；C.反应到达t i时，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，反应
3、没有停止，故C错误；D.反应在t i之后，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，达到化学平衡状态，故D正确；故选C o3.对可逆反应4 N H s(g)+5 O 2(g)4 N O(g)+6 H 2 O(g),下列叙述正确的是A.达到化学平衡时，4 V正(C h)=5 v虱N O)B.若单位时间内生成n m o l N O的同时，消耗n m o l N R，则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D.化学反应速率关系是：2 Vl e(N HJ)=3V逆(出0)【答案】A【解析】A.化学反应速率之比等于化学计量数之比,5 va(N O)=4 va(
4、O 2)=4 v,：(O 2),反应达到化学平衡，A叙述正确；B.单位时间内生成n m o l N O的同时，必然消耗n m o l N外,无法判断反应是否达到平衡状态，B叙述错误；C.达到化学平衡时，若增加容器体积，反应体系中各物质的浓度增大，则正反应速率增大，逆反应速率增大，C叙述错误；D.化学反应速率之比等于化学计量数之比，化学反应速率关系是：3 v ：(N H 3)=2 v鼠氏0),D叙述错误；答案为A o4.工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为C O(g)+H 2 O(g 1C O 2(g)+H 2(g),下列能说明反应达到平衡状态的是()A.恒温恒容条件
5、下，混合气体的压强不再发生变化B.两个H O键断裂的同时有两个C=O键断裂C.在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化D.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化【答案】B【解析】A由C O(g)+H 2 O(g F e C O 2(g)+H 2(g)反应可知，该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应,恒温恒容条件下，混合气体的压强不变，所以混合气体的压强不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，故A错误；B.两个H-O键断裂表示的是正反应速率，两个C=O键断裂表示的是逆反应速率，正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态，故B正确；C.在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终
6、不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，故 c 错误；D.该反应是反应前后气体的物质的量不变的可逆反应，根 据 而=,可知混合气体的平均摩尔质量始终n不发生变化，所以混合气体的平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡状态，故 D 错误；故答案：Bo5.在容积为2L的密闭容器中加入0.4mol水蒸气和足量粉末状的碳，一定温度下，发生反应C(s)+H2O(g)C O(g)+H2(g),平衡时水蒸气的转化率为40%。下列说法不能表明该反应达到化学平衡状态的是()A.反应体系中气体的密度不再变化 B.C(H2O)=C(CO)=C(H2)C.c(C O)=0.08m ol-E D
7、.压强不再发生变化【答案】B【解析】A.该反应为气体体积增大的反应，而容器容积不变，随着反应进行，气体的总质量逐渐增大，故气体的密度逐渐增大，直至达到化学平衡，选项A 不符合题意；B.反应体系中凡 0)=。(0 3)=凡)是反应进行到一定程度的特殊点，与平衡无关，选项B符合题屈、；C(s)+也 0(g)士 C 0(g)+“2(g)起 始 量(mol)0.40 0变 化 量(mol)0.160.16 0.16平 衡 量(mol)0.240.16 0.16故平衡时，c(C O)0.16mol 八 c c 1=-=0.08mol2LL-,选项C不符合题意：D.该反应为气体体积增大的反应，故压强不变时
8、，反应达到平衡状态，选项D 不符合题意。答案选B。6.用氮化硅(Si3Na)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下:3SiC14(g)+2N2(g)+6H2(g)亘生Si3N4(s)+12HCl(g)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是A.3V 1E(N2)=V 正(压)B.v iE(HCl)=4v MSiCL)C.混合气体密度保持不变D.C(N2)：C(H2)：c(HCl)=l：3：6【答案】c【解析】A.3v 1I：(N2)=v,1；(H2),都是正反应速率，不能作为平衡的标志，选项A 错误；
9、B、v,l;(HCl)=4v,l;(SiCU),都是正反应速率，不能作为平衡的标志，选 项 B错误：C、该反应中有固体参与，所以气体的质量一直变化，则气体的密度在变化，达平衡时混合气体密度保持不变，选项C 正确；D、C(N2)：C(H2)：C(HCD=1：3：6 时不能说明正逆反应速率相等，不能判断达到平衡状态，选 项 D 错误。答案选C。题型二化学平衡常数7.最近，各国科学家联合成功研制的一种新型催化剂，可在常压下将二氧化碳与氢气的混合气体转化为甲烷。在容积为VL的容器中进行该转化，相关情况如图所示。下列有关说法不正确的是lOlKPa、120时，该反应的平衡常数表达式为K=c(CHjC(C
10、O2).C4(H2)B.断 裂 lmolC=O键、2moiHH键所吸收的能量小于形成2moic H键、2moiOH键所释放的能量C.300时，从反应开始到达到平衡的这段时间，平均反应速率v(H2)=a _ m o l L minV，tAD.其他条件不变，缩小容器容积，二氧化碳的平衡转化率增大，平衡常数不变【答案】A【解析】A根据题目信息，可推知发生的反应为C O 2+4 H 2 C H 4+2 H 2。，由于101匹 2、120C(C H4)C2(H,O)时，水为气态，故此时该反应的K=七宗A错误；B.结合图像可知，温度较高时，CH&c(CO2)c(H J的平衡物质的量较小，说明该反应的正反应
11、为放热反应，故断裂lm o lC =。键、2 moi H H 键所吸收的能量小于形成2 m o ic-H 键、2 moi O-H 键所释放的能量，B正确；C.300C时，从反应开始到达到平衡的这段时间，平均反应速率v(C H j=T 替 m oL L-m inT ,故V-tAv(H2)=:-m o l L-1 min-C 正确;D.其他条件不变，缩小容器容积，体系中各物质浓度均增大，相当于加压，平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，温度不变，平衡常数不变，D正确。答案选A。8.1 0 0 0 K 时，反应C（s）+2 H 2（g）iCH4（g）的 K=8.2 8 x l 0 7,当 H 2、
12、C H i 气体物质的量浓度分别为0.7 m o l-L-1、0.2 m o l-L 1时，上述反应A.正向移动 B.逆向移动 C.达到平衡 D.不一定【答案】A【解析】当H 2、CH气体物质的量浓度分别为0.7 m o L L i、0.2 m o L L 1 0 t,2=0-4141.6mok 0.8m ol,平衡时气体总的物质的量为6moix=4.8m oL 故 D 为气体，C 不为气体.C 不为气体,故 C 不能出现在平衡常数的表达式中，故错误；反应的B 的物质的量为0.8m ol,故 B的平衡转化率0 8为Y-xl(X)%=40%,故错误；反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右
13、移动；平衡常数与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故正确；C 不为气体，故增加C 的量，平衡不移动，故 A、B转化率不变，故正确；故说法中正确的是，答案选C。1 3.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(固)+C 0(气)UFe(固)+C 02(气)AH0（1）则该反应中平衡常数表达式K=（2）已知110（TC时 K=0.263。温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO?和 CO的体积比值平衡常数K值 一（均填增大，减小或不变）.（3）1100。时测得高炉中c（C02）=0.025m dL r,c（CO）=0.1 m o lL r,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态（选填是或
14、否），此时化学反应速率V,F v 逆（选填，V,=）。【答案】增大 增大 否Cco【解析】（l）FeO（固）+CO（气）=Fe（固）+CCh（气）油0,平衡常数K=二，cco故答案 为 Cco（2）已 知 1100时 K=0.263,A H 0,反应是吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动后达到新的平衡，高炉内CO?和 CO的体积比值会增大，平衡常数增大；故答案为增大；增大；0.025 mol/L（3）1100时恻得高炉中 c（C02）=0.025mol-L c（CO）=0.Imol-L ,浓度商 Q=-=0.25 K=0.263,0.1 mol/L说明平衡正向进行，反应未达到平衡，直，故答案为
15、否；。题型三化学平衡的移动及影响因素1 4.相同温度下，有体积相同的甲、乙两个容器，甲容器中充入IgN?和 IgH?,乙容器中充入2gN2和 2gH2,分别进行合成氨反应。下列叙述中错误的是A.化学反应速率：乙甲B.平衡后N2的浓度：乙甲C.4 的平衡转化率：乙甲D.平衡混合气体中压 的体积分数：乙甲【答案】D【解析】A.因为乙容器中的原料投入量正好是甲的2 倍，乙容器中压强大于甲，反应速率快，故 A 不符合题意；B.根据分析，平衡后N2+3H?T S 2NH3要向正反应方向移动,丙中N?、4、NH3的浓度分别比甲中 N2、比、NH3浓度大，容器乙中N2的浓度容器甲中N2的浓度，故 B不符合题
16、意;C.根据分析，平衡后N 2+3 H：q高温高压2 2 N R 要向正反应方向移动，出的平衡转化率：容器乙 容器甲,故 C不符合题意；D.将乙容器的体积压缩至与甲相等（如图中丙），则在此过程中化学平衡要向正反应方向移动，平衡混合气体中比的体积分数：容器甲 容器乙，故 D符合题意；答案选D。1 5.现有容积相同的两密闭容器A和 B,保持温度为423K,同时向A、B中分别加入am o k bm o l碘化氢（a b）,待反应2 H l（g）=L（g）+H 2（g）达到平衡后，下列说法正确的是（）A.从反应开始到建立平衡所需时间：t A t BB.平衡时U的浓度：CA（【2）=002）C.平衡时碘
17、蒸气在混合气体中的体积分数：A容器大于B容器D.平衡时H I 的转化率：A【答案】D【解析】A.容器A中反应物的浓度大，体系的压强大，反应速率快，达到平衡需要的时间少，则反应时间 tA8（l2），B错误；C.该反应是反应前后气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，物质的含量不变，故平衡时碘蒸气在混合气体中的体积分数相同，C错误；D.该反应是反应前后气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，平衡时H I 的转化率相同，D正确；故合理选项是D。1 6.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）铁在潮湿的空气中易生锈二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡体系，缩小容器体积后混合气体颜色加深合成氨反应，
18、为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施用钠与氨化钾共融的方法制备气态钾：N a（l）+K C 1（1）K（g）+N aC l（l）反应CO（g）+N C）2（g）UCO2（g）+NO（g）A/2(g)U C O 2(g)+NO(g)“T2 T30 0.5 1.0 p/1 0 P aB.正反应速率：v(a)v(c)、v(b)v(d)C.平衡常数：K(a)K(c)、K(b)=K(d)D.平均摩尔质量：M(a)VM(c)、M(b)M(d)【答案】C【解析】A.该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的转化率越大，则 T i VT z VR,A错误；B.由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a
19、 点 CO转化率更高，该反应为放热反应，温度越低，CO的转化率越大，故温度T 1 V T 3,温度越高，反应速率越快，故 n(a)v(d),B 错误；C.由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a 点 CO转化率更高，该反应为放热反应，故温度TI K(c),平衡常数只与温度有关，b、d 两点温度相同，平衡常数相同,则 K(b)=K(d),C 正确;D.CO转化率的越大，气体的物质的量越小，而气体的总质量不变，由M=一 可 知，M越小；则可知M(a)M(c),M(b)M(d),D 错误；答案选C。题 型 四 等 效 平 衡1 9.在 1 L密闭容器中通入2 m o i N H a，在一定温度下发生反
20、应:2 N F b=N 2+3 H 2,达到平衡状态时，N)的物质的量分数为4%,维持容器的容积和温度不变，分别通入下列几组物质，达到平衡状态时，容器内N 2的物质的量分数仍为4的是A.3 mo l H 2 和 1 mo l N H 3B.2 mo l N2 和 3 mo l H 2C.1 n w l N 2 和 3 mo i N H 3D.0.1 mo l N H j、0.95 mo l N 2、2.85 mo l H 2【答案】D【解析】根据等效平衡，按化学计量数转化到方程式的左边，满足n(N H O=2m01,则达到平衡时，容器内N 2的百分含量为a%。A.3mo H+lmo l NH与
21、初始量2mo i N H j 不相同，则不属于等效平衡，达到平衡时，容器内N 2的百分含量不是a%,故 A错误；B.2mo lN 2+3mo lH 2按化学计量数转化到方程式的左边可得：n(N H 3)=2mo k n(N 2)=lmo l.不属于等效平衡，故 B错误；C.lmo lN 2+3mo lN H a 与初始量2mo i N H 3不相同，则不属于等效平衡，达到平衡时，容器内N 2的百分含量不是a%,故 C错误;D.0.1 mo lN H 3+0.95mo lN2+2.85mo lH 2,按化学计量数转化到方程式的左边，满足n(N H 3)=2mo l,属于等效平衡，故 D正确；故
22、选 D。20.在某一恒温、容积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)=2C(g)”n【答案】C【解析】A.由题图可知，0 彳时，反应正向进行，V正v逆，彳弓时，反应达到平衡，丫正=丫逆，A错误；B.弓时刻改变条件后达到新平衡时，逆反应速率不变，说明和原平衡等效，平衡不移动，A 的体积分数：I=IL B错误；C.向容积可变的密闭容器中加入C,逆反应速率瞬间增大，正反应速率瞬间减小，因为是等温、等压条件，再次建立的平衡与原平衡等效平衡不移动，符合图像，C 正确；D.%时刻改变条件后达到新平衡时逆反应速率不变，说明和原平衡等效，所 以 I、II两过程达到平衡时,平衡常数不变，D 错误；故选
23、C。2 1.如图所示，隔 板 I 固定不动，活塞n 可自由移动，M、N 两个容器中均发生反应：X(g)+3Y(g)=2Z(g)AH=-192kJ mol-|向 M、N 中都通入amolX和 bmolY的混合气体，初始时M、N 两容器的容积相同，保持两容器的温度相同且恒定不变。下列说法一定正确的是 乂 N 二)A.平衡时，X 的体积分数：MNC.若 a：b=l：3,当 M 中放出172.8kJ热量时，X 的转化率为90%D.若 a=1.2,b=l,并且N 中达到平衡时体积为2 L,此时含有0.4molZ,则再通入0.36molX时，u(正)(逆)【答案】D【解析】A.N 中为恒压，M 中随反应进
24、行压强减小，反应过程中N 中压强大于M 中压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，故平衡时，X 的体积分数：M N,故 A项错误；B.向 N 中再充入am olX 和 bmolY后达到平衡时的状态与未充入X、Y 前相同，即互为等效平衡，根据A 的分析可以知道，平衡时X 的转化率；M K,故反应应向逆反应方向进行，则通入 0.36 mol X 时，u(正)、z 应满足的关系为x+)=zA.B.C.D.【答案】A【解析】在容器中充入Im oH 和 2moiBn达到平衡后生成am oH Br.在相同条件下，若起始时加入H?、Br?、HBr分别为xmol、ymol、zm ol(均不为0),达到平衡时，各
25、组分百分含量和原平衡相同，则建立的是等效平衡；由于该反应是气体体积不变的反应，将所有量按照反应转化成H?(g)和 Br?(g),只要满足n(H?)：n(Bn)=1 mol：2mol=l：2 即可。根据极限转化的思想，将 zmol的 HBr极限转化为反应物，ZZ要实现等效平衡的建立，则相当于的投料符合：氢气：x+-=l.溟单质：y+-=2,整理得到：4x+z=2y,故正确；反应两边气体的体积不变，在容器中充入ImolFL和 2moiBr?达到平衡后气体的物质的量还是3m ol,则 溟 化 氢 的 百 分 含 量 为 加 入 Hz、Bri HBr分别为xmol、ymok zmol(均不为0),达到
26、平衡X a时两个平衡中溟化氢的百分含量相等，设达到平衡时HBr物质的量为X,则二 ，一=；，所 以 X=x+y+z 3(y+z)am ol,即达到平衡时HBr物质的量为()amo h故正确；根据的分析可知达到平衡时溪化氢的物质的量为：(+z)amol,x+y+z不一定等于3,故错误；根据可知，4x+z=2y,所 以 x+y不一定等于z,故错误；根据分析可知，正确的为，故选A。23.在等温等容的条件下，已知可逆反应2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)=kJ-m of(Q,0),起始时各物质的物质的量如表所示:序号ABCD2 mol1 mol0 mol0 mol4 mol2 mol0 mol
27、0 mol1 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol0 mol1 mol3 mol1 mol0 mol0 mol3 mol1 mol(1)上述各反应达到平衡时，互为等效平衡的是。互为等效平衡的反应达到平衡后，相同的物理量有。(2)达到平衡后，放出的热量为Q?k J,吸收的热量为Q 3 kJ,则Q 1、Q 2、Q 3 的定量关系为。【答案】各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数【解析】根据上述分析可知，(1)恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即AWO的体系)，改变起始加入物质的物质的量，等价转化后，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等，即对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，则达平衡后与原平衡等效，互为等效平衡；互为等效平衡的反应达到平衡后，各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数相同，故答案为：；各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数；(2)反应与反应是等效平衡，因此反应放出的热量与反应吸收的热量之和为该反应的反应热，即 Q+Q=。