- 化学平衡
- 共20016题
现有反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）；△H＜0，在850℃时，平衡常数K=1．
（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K______1（用“＞、=、＜”表示）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和 xmolH2，则：
①当x=5.0时，上述平衡向______（填正反应或逆反应）方向进行．
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
正确答案
解：（1）CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）；△H＜0，在850℃时，平衡常数K=1，升温到950℃时，平衡常数随温度变化，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，K＜1；
故答案为：＜；
（2）①850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和 xmolH2，当x=5.0时，反应前后气体体积不变，可以利用物质的量代替平衡浓度计算浓度商，Q=
故答案为：逆反应；
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，满足Q＜K，Q=
故答案为：0＜x＜3；
解析
解：（1）CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）；△H＜0，在850℃时，平衡常数K=1，升温到950℃时，平衡常数随温度变化，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，K＜1；
故答案为：＜；
（2）①850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和 xmolH2，当x=5.0时，反应前后气体体积不变，可以利用物质的量代替平衡浓度计算浓度商，Q=
故答案为：逆反应；
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，满足Q＜K，Q=
故答案为：0＜x＜3；
已知某温度时，2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-Q kJ•mol-1，在相同条件下，向一密闭容器中通2mol SO2和1mol O2，达到平衡时放出热量为Q1；向另一体积相同密闭容器中通1mol SO2和0.5mol O2，达到平衡时放出热量为Q2．则下列关系正确的是（ ）
正确答案
解析
解：反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-Q kJ/mol，
由热化学方程式可知，在上述条件下反应生成2molSO3气体放热Q kJ，加入2mol SO2和1molO2，生成的三氧化硫量小于2mol，所以Q1＜Q kJ，
通入1mol SO2和0.5molO2，如果转化率与加入2mol SO2和1molO2相同，则放热为
故选C．
一定温度下，将1moLNO2气体通入体积为2L的恒容密闭容器中发生反应2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0，达到平衡，当条件改变时，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、升高温度，平衡向逆向移动，二氧化氮的浓度变大，体系颜色加深，故A错误；
B、第一次达平衡后，再通入1molNO2所到达的新平衡状态，等效为在原平衡的基础上压强增大1倍所到达的平衡，增大压强平衡向体积减小的方向移动，平衡正向移动，当达到新平衡时NO2的体积分数将减小，故B错误；
C、再加入N2O4，N2O4的反应速率增大，因该容器是一个固定容积的密闭容器，所以加入N2O4后，反应体系的压强增大；增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，NO2的物质的量减小，体积分数也减小，N2O4的体积分数将增大，故C正确；
D、压缩容器的体积，相当于增大容器的压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变深，温度不变，平衡常数不变，故D错误．
故选C．
将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H＜0．当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、正反应是气体体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，向减弱N2的浓度方向移动，但未抵消，N2的浓度变大，故A错误；
B、正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的转化率变小，故B正确；
C、充入一定量H2，平衡正向移动，H2的转化率减小，N2的转化率变大，故C错误；
D、使用适当催化剂，平衡不移动，NH3的体积分数不变，故D错误；
故选B．
将0.5mol SO2和0.2mol O2置于密闭容器中发生反应：2SO2+O2
正确答案
解析
解：A．将0.5mol SO2和0.2mol O2置于密闭容器中发生反应：2SO2+O2
B．当v正（O2）=v逆（SO2）时一定达化学平衡，但是反应速率不等于0，故B错误；
C．温度升高，反应速率会增大，故C错误；
D．该反应中有气体参与，则缩小体积增大压强，反应速率会增大，故D正确；
故选D．
已知反应：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJ/mol，生成的CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应可制得CH4．
（1）850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中，通入一定量的CO和H2O（g），CO和H2O（g）浓度变化如右图所示，下列说法正确的是______（填序号）．
A．达到平衡时，反应体系最终会放出49.44kJ热量
B．第4min时，混合气体的平均相对分子质量不再变化，可判断已达到平衡
C．第6min时，若升高温度，反应平衡常数会增大
D．第8min时，若充入CO，会导致v（正）＞v（逆），平衡向正反应方向移动
（2）850℃时，若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO，3.0mol H2O，1.0mol CO2和x mol H2，浓度变化如图所示．若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是______．
正确答案
AD
x＜3
解析
解：（1）A．1.2mol水蒸气参加反应，通常条件下放出的热量为41.2kJ/mol×1.2mol=49.44kJ，故A正确；
B．由图可知4min时到达平衡，随反应进行，混合气体总质量不变，总物质的量不变，平均相对分子质量始终不变，所以不能作为平衡状态的判断依据，故B错误；
C．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，平衡常数减小，故C错误；
D．第8min时，若充入CO，反应物浓度增大，会导致v（正）＞v（逆），平衡向正反应方向移动，故D正确；
故选AD；
（2）由图可知，平衡时CO的浓度为0.08mol/L，则：
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
开始（mol/L）：0.2 0.3 0 0
变化（mol/L）：0.12 0.12 0.12 0.12
变化（mol/L）：0.08 0.18 0.12 0.12
故平衡常数k=
平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数，即 
故答案为：x＜3．
下列关于化学反应的限度的叙述中，正确的是（ ）
正确答案
解析
解：在一定条件下的可逆反应经过移动的时间后，正、逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度．
A、化学反应不同，限度不同，故A错误；
B、可以改变外界条件控制化学反应的限度，故B正确；
C、化学反应的限度与反应时间无关，故C错误；
D、当化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等，反应未停止，故D错误．
故选B．
可逆反应：3A（g）═3B（？）+C（？）（正反应吸热），随着温度的升高，气体平均相对分子质量变小，则下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：3A（g）⇌3B（？）+C（？）（△H＞0），该正反应吸热，温度升高，平衡右移，平均相对分子质量变小，气体平均摩尔质量的变化，由反应前后气体物质的量变化、混合气体的质量变化决定；
A、B和C都是固体，则体系中只有一种气体A，平均相对分子质量一直不变，故A错误；
B、若B和C都是气体，反应后气体物质的量增大，混合气体质量不变，则平均相对分子质量减小，但若B为气体，C为固体，反应前后气体物质的量不变，混合气体气体质量减小，平均相对分子质量同样减小，因此B和C不一定都是气体，故B错误；
C、B和C可能都是气体时，气体质量不变，气体物质的量增大，平均相对分子质量减小，故C正确；
D、根据以上分析，故D错误．
故选C．
某可逆反应已达到化学平衡，当改变条件使平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确是（ ）
①反应物的浓度一定降低 ②生成物的质量分数一定增加 ③反应物的转化率一定增大
④一定有能量的变化 ⑤使用了合适的催化剂 ⑥正反应速率一定大于逆反应速率．
正确答案
解析
解：①如增大反应物的浓度，平衡向正方向移动，达到平衡时，反应物的浓度比改变条件前大，故①错误；
②生成物质量增大小于混合物总质量增大，生成物的质量分数可能降低，故②错误；
③增大某一反应的浓度，平衡向正反应移动，其它反应物的转化率增大，自身转化率降低，故③错误；
④平衡移动，说明有能量的变化，故④正确；
⑤加入催化剂，正逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，故⑤错误；
⑥平衡向正反应移动，正反应速率一定大于逆反应速率，故⑥正确；
综上所述④⑥正确，故选D．
工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图1：
（1）此流程的第II步反应为：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），该反应的平衡常数随温度的变化如表：
从表中可以推断：此反应是______（填“吸”或“放”）热反应．在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H2O，则达到平衡后CO的转化率为______．
（2）在500℃，以下表的物质的量（按照CO、H2O、H2、CO2的顺序）投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应，达到平衡后下列关系正确的是______．
A．2c1=c2=c3 B．2Q1=Q2=Q3 C．α1=α2=α3 D．α1+α2=1
（3）在一个绝热等容容器中，不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是______．
①体系的压强不再发生变化②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化⑥v（CO2）正=v（H2O）逆
（4）如图2表示此流程的第II步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件是______、______（写出两种）．若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线，并标明物质（假设各物质状态均保持不变）．
正确答案
解：（1）随着温度的升高，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应；
设CO的转化率为x，
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始 1mol 2mol 0 0
反应 x x x x
平衡（1-x）mol （2-x）mol xmol xmol
化学平衡常数K=
故答案：放热；66.7%；
（2）A．B、C是完全等效平衡，平衡时各组分的浓度相等，所以平衡时氢气的浓度c3=c2，但是A的投料量是B、C的2倍，达到平衡时，氢气的浓度是B（C）的2倍，即2c1=c2=c3，故A正确；
B．B、C相比，建立的平衡的方向是不一样的，2Q1＜Q2=Q3，故B错误；
C．根据等效原理，不同的投料，建立的平衡状态下，反应物的转化率α1=α3≠α2，故C错误；
D．平衡时对应各组分的含量完全相同，CO的转化率为α1，则平衡时CO的物质的量为（1-α1）mol，B中平衡时二氧化碳的转化率为α2，平衡时CO的物质的量为α2mol，故（1-α1）=α2，整理得α1+α2=1，故D正确；
故答案为：AD；
（3）在一个绝热等容的容器中，判断此流程的第Ⅱ步反应CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），达到平衡的标志是正逆反应速率相同；各组分含量保持不变；
①虽然反应前后气体体积不变，但由于绝热等容容器中反应过程中有温度变化，所以压强也在变化，体系的压强不再发生变化能判断反应达到平衡，故①符合；
②反应中混合气体质量守恒，体积不变，密度不变，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故②不符合；
③反应前后气体质量守恒，反应前后气体体积不变，物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡，故③不符合；
④各组分的物质的量浓度不再改变是平衡的标志，故④符合；
⑤体系的温度不再发生变化绝热容器温度不变，说明反应达到平衡，故⑤符合；
⑥反应速率之比等于化学方程式计量数之比，v（CO2）正=v（H2O）逆，说明水蒸气的正逆反应速率相同，故⑥符合；
故答案为：②③；
（3）在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大，平衡向正反应方向移动，且CO和CO2浓度变化有接触点，所以可以通过改变降低温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现；t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，则体积变为原来的一半，故浓度分别增大为原来的2倍，又反应前后气体系数相等，平衡不移动，所以图象仅仅是浓度分别变为原来的2倍并且保持不变，如图为
解析
解：（1）随着温度的升高，化学平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应；
设CO的转化率为x，
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始 1mol 2mol 0 0
反应 x x x x
平衡（1-x）mol （2-x）mol xmol xmol
化学平衡常数K=
故答案：放热；66.7%；
（2）A．B、C是完全等效平衡，平衡时各组分的浓度相等，所以平衡时氢气的浓度c3=c2，但是A的投料量是B、C的2倍，达到平衡时，氢气的浓度是B（C）的2倍，即2c1=c2=c3，故A正确；
B．B、C相比，建立的平衡的方向是不一样的，2Q1＜Q2=Q3，故B错误；
C．根据等效原理，不同的投料，建立的平衡状态下，反应物的转化率α1=α3≠α2，故C错误；
D．平衡时对应各组分的含量完全相同，CO的转化率为α1，则平衡时CO的物质的量为（1-α1）mol，B中平衡时二氧化碳的转化率为α2，平衡时CO的物质的量为α2mol，故（1-α1）=α2，整理得α1+α2=1，故D正确；
故答案为：AD；
（3）在一个绝热等容的容器中，判断此流程的第Ⅱ步反应CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），达到平衡的标志是正逆反应速率相同；各组分含量保持不变；
①虽然反应前后气体体积不变，但由于绝热等容容器中反应过程中有温度变化，所以压强也在变化，体系的压强不再发生变化能判断反应达到平衡，故①符合；
②反应中混合气体质量守恒，体积不变，密度不变，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故②不符合；
③反应前后气体质量守恒，反应前后气体体积不变，物质的量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡，故③不符合；
④各组分的物质的量浓度不再改变是平衡的标志，故④符合；
⑤体系的温度不再发生变化绝热容器温度不变，说明反应达到平衡，故⑤符合；
⑥反应速率之比等于化学方程式计量数之比，v（CO2）正=v（H2O）逆，说明水蒸气的正逆反应速率相同，故⑥符合；
故答案为：②③；
（3）在t2时刻CO的浓度减小、CO2浓度增大，平衡向正反应方向移动，且CO和CO2浓度变化有接触点，所以可以通过改变降低温度、增大水蒸气的量或减少氢气的量实现；t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，则体积变为原来的一半，故浓度分别增大为原来的2倍，又反应前后气体系数相等，平衡不移动，所以图象仅仅是浓度分别变为原来的2倍并且保持不变，如图为
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