- 化学平衡
- 共20016题
（14分）T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示，3分钟时达到平衡；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。
（1）容器中发生的反应可表示为______ ________ ________ __
（2）该反应的△H 0（填“＞”、“＜”或“＝”）
判断理由是：______ ________ ________ ________ ____ ________ __。
（3）反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率 v(X)＝____________
（4）保持其他条件不变，升高温度，该反应的化学平衡常数K将____________（填“变大”、“减小”或“不变”）
（5）①若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是____________
②一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高气体Y的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。
a．高温高压 b．加入催化剂 c．增加X的浓度 d．增加气体Y的浓度
正确答案
（1）3X(g)+ Y (g) 
（3）0.1 mol/(L∙ min) （2分） （4）变大（2分）
（5）①加入催化剂 （2分） ② a c （2分）
（1）根据特异性1可知，XY的物质的量分别减少了2.0mol－1.4mol＝0.6mol、1.6mol－1.4mol＝0.2mol。Z的物质的量增加了0.8mol－0.4mol＝0.4mol。所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，方程式为3X(g)+Y (g)
（2）根据图像2可知，T1小于T2，温度高，Y的含量低，说明升高温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，即△H大于0.
（3）反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率 v(X)＝
（4）保持其他条件不变，升高温度，平衡平衡向正反应方向移动，平衡常数增大。
（5）①根据图像3可知，平衡状态没有改变，说明改变的条件是加入了催化剂。
②因为正反应是体积减小的、吸热的可逆反应，所以升高温度或增大压强，平衡都向正反应方向移动，转化率增大，a正确。催化剂不能改变平衡状态，b不正确。增加X的浓度，平衡向正反应方向移动，Y的转化量增大，c正确。增加Y的浓度，平衡向正反应方向移动，但Y的转化率降低d不正确，答案选ac。
（13分）在25℃时，将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：3A（g）+B(g) 
A、B的物质的量浓度之比为3:5，C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)，求：
（1）此时A的物质的量浓度是 ；
反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)= n(B)=
（2）x的值为 ；5min内B的平均反应速率 ；
（3）下列措施能使正反应速率增大的是 （不定项选择）
A. 只增大A的浓度 B.增大反应的温度
C. 向容器中通入一定体积的He，增大反应的压强 D. 使用催化剂
（4）若改用3L的密闭容器，盛放与上述相同量的A、B气体，则达到平衡后，A和B的物质的量浓度的比值 3:5（填“>”“=”“<”）。
正确答案
（13分）（1）0.75mol/L 3mol （2）0.05mol/(L·min) 2
（3） ABD （4）=
考查可逆反应的有关计算及外界条件对反应速率和平衡的影响。
（1）C的平均反应速率是0.1mol/(L·min)，则C的浓度是0.5mol/L，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知x＝2。又因为反应速率之比是相应的化学计量数之比，所以B的反应速率是0.1mol/(L·min)÷2＝0.05mol/(L·min)。
（2） 3A（g）+B(g)
起始量（mol） n n 0 0
转化量（mol） 1.5 0.5 1.0 1.0
平衡量（mol） n－1.5 n－0.5 1.0 1.0
所以有（n－1.5）︰（n－0.5）＝ 3:5
解得n＝3mol，所以A的浓度是1.5mol÷2L＝0.75mol/L
（3）在其它条件不变的情况下，增大反应物浓度或升高温度或增大压强或使用催化剂等均能加快反应速率，选项C中浓度不变，反应速率不变，所以答案选ABD。
（4）因为反应前后体积不变，所以此时的平衡是等效的，因此比值不变。
（8分）下列反应在210℃时达到平衡：
①PCl5（g）
②CO（g）+Cl2（g）
③COCl2（g）
④2SO2（g）+O2（g）
（1）反应③的平衡常数K3为 。
（2）要使反应①和反应②的K数值相等，可采取的措施是 （填序号）。
A．降低反应①、②体系中Cl2浓度 B．反应①、②选择不同的催化剂
C．反应①、反应②同时升高温度 D．反应①、反应②同时降低温度
E．反应①降低温度，反应②维持210℃
（3）在甲、乙两容器中分别发生反应④，甲恒容、乙恒压，温度相同且恒定。起始时甲中加入0.02molSO2和0.01molO2，乙中加入0.02molSO3气体，开始时两容器压强相等，最后分别达到平衡。下列有关它们达到平衡状态后的叙述正确的是 （填序号）。
A．体积：甲可能小于乙 B．SO3的物质的量：甲一定小于乙
C．压强：甲可能大于乙 D．浓度比c(SO2)/c(SO3)：甲一定小于乙
（4）丙容器为容积不变的反应容器，要求通过调节体系的温度使反应④达到平衡时，保持容器内气体总物质的量为15mol。现向容器中加入xmolSO2，6.5mol O2，2.0molSO3。
①若x=5.5，需要 （填“降低”“升高”或“保持”）体系温度，使反应在平衡时达到题设要求；
②欲使起始反应维持向逆反应方向移动，则x的取值范围为 。
正确答案
（共8分）
（1）K3 = 2×10-5 mol·L-1 （2）C （1分）
（3）B （1分） （4）①升高 （2分） ②5.5< x <6.5
（1） K3=1/ K2 （2）要注意K值只和温度有关，所以排除AB选项；对于D项，同时降温，K1更小，K2更大，不符合题意，答案C完全正确。
（3）乙容器在达到平衡前相当于加压；
（4）①若x=5.5，则初始状态反应混合物的物质的量之和为14 mol，为了达到平衡时要求的15mol，则反应应该向逆反应方向移动，即升高温度。
②若平衡左移,SO3全部转化为反应物，极限情况是:2.0+x+6.5+2/2=15,x=5.5；又因为若使起始反应向逆向进行，则：x+6.5+2<15，即x<6.5,所以5.5< x <6.5
化学学科中的化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。
请回答下列问题：
CH3CH2OH（g）＋H2O（g）。请写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
（2）常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的六种溶液的pH如下表：
①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是________。
②根据表中数据，浓度均为0.01 mol·L－1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是________（填字母）；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是________（填字母）。
A．HCN B．HClO C．H2SO4 D．CH3COOH E．H2CO3
③把CO2气体通入饱和碳酸钠溶液中，可以观察到的现象为________，原因为________（用离子方程式表示）。
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为____________。
（3）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是_______。
A．加入适量BaCl2（固体）可以使溶液由d点变到c点
B．通过加水稀释可以使溶液由b点变到a点
C．d点无BaSO4沉淀生成
D．a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
正确答案
（1）
（2）①CO32- ②C A
③溶液变浑浊 CO32-＋2Na＋＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓
④2Cl2＋CO32-＋H2O=CO2↑＋2Cl－＋2HClO
（3）B
（1）根据化学平衡常数的定义，结合化学方程式，可写出K＝
。（2）据“越弱越水解”，酸性顺序为：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCN＞HCO3-，酸越弱，其阴离子结合质子能力越强。硫酸为强酸，浓度均为0.01 mol·L－1的五种物质的溶液中，硫酸的酸性最强；稀释100倍后，弱酸还能继续电离，故pH变化最小的是HCN；据酸性顺序，碳酸钠溶液只能跟盐酸反应，而不与HClO反应。（3）a点、c点达平衡状态，对应c（Ba2＋）和c（SO42-）的乘积等于Ksp，它只受温度影响；a点、c点对应的Ksp相等，D项正确；b点、d点均未达平衡状态，由于d点对应c（Ba2＋）和c（SO42-）的乘积小于BaSO4的Ksp，故无BaSO4沉淀生成，C项正确；通过加水稀释后c（Ba2＋）和c（SO42-）同时减少，不能使溶液由b点变到a点，B项错误。
接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：
2SO2(g)＋O2(g)
（1)该反应450℃时的平衡常数 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（2)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0. 10molO2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18mol，则
正确答案
大于 ； 0.036；向正反应方向
试题分析：正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，故生成物的浓度变小，反应物的浓度增大，因此450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数；由v=Δc/Δt可得，v（SO3）=0.18mol÷0.5min÷5L="0.072" mol.L-1.min-1，故v（O2）=0.036mol.L-1.min-1；若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2，因容器体积不变，故压强增大，平衡向气体分子数减小的方向移动，则反应向正反应方向移动。
点评：化学平衡是历年高考重中之重，考生一定要系统备考此知识点。难度较大。
用氮化硅(Si3N4)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：
3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)
完成下列填空：
(1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为________mol/(L·min)；该反应的平衡常数表达式K＝________。
(2)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是________。
a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小
b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小
c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动
d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动
(3)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逆(N2)＝v正(H2)
b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
c．混合气体密度保持不变
d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比________m/n(填“>”、“＝”或“<”)。
正确答案
(1)0.02
(2)bd (2)ac (4)<
(1)反应达到平衡后，Δn(Si3N4)＝2.80/140＝0.02 mol ，故
v(H2)＝
(2)平衡常数是温度的函数，与压强无关，故a错误；温度升高，平衡逆向移动，K减小，故b正确；增大固体物质的物质的量，平衡不移动，故c错误；增大n(HCl)，平衡逆向移动K减小，故d正确。
(3)a项，表示v正＝v逆，故正确；b项，均为v正，故错误；c项，由于容器密闭恒容，且该反应前后气体的物质的量发生改变，当混合气体的密度不变时，则各气体的物质的量不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故正确；d项，当各物质的浓度比等于化学计量数之比时，不能表示反应已达到平衡状态，故错误。
(4)温度降低，平衡正向移动，n(H2)减小，n(HCl)增大，故达到新平衡时
在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为____________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为______________。平衡时A的转化率为__________，列式并计算反应的平衡常数K__________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n(总)＝____ mol，n(A)＝________ mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是________________________________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为__________ mol·L－1。
正确答案
(1)升高温度、降低压强
(2)
A(g)
0.10 0 0
10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝
(3)①0.10×
(1)要提高A的转化率，实际就是使平衡正向移动，根据方程式的特点正反应为气体物质的量增大的反应，且为吸热反应，可确定采取的措施。
(2)由阿伏加德罗定律推论可知，在恒温、恒容条件下，压强与物质的量成正比，将压强变化转化为物质的量变化，从而解决压强与转化率的关系。
所以
α(A)＝(
平衡时A的转化率＝(
(3)①与(2)思路相似，应用阿伏加德罗定律推论
由方程式特点，应用差量法可知，反应过程增加的气体的物质的量，恰好等于反应的A的物质的量。
即：0.1－n(A)＝n(总)－0.1
解得n(A)＝0.2－0.1×
②从上表读出4 h时p＝7.31
计算得n(A)＝0.2－0.1×
依据此表中相邻两数据的差，即可得出规律。
在一定条件下，在一容积可变的密闭容器中，将SO2和O2混合发生反应：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－92.3KJ/mol，反应过程中，SO2、O2、SO3的物质的量(mol)的变化如下表（0～4min时，容器气体压强为0.1MPa）：
回答下列问题：
（1）___________________________时段，反应处于平衡状态。
（2）第5min时，从同时提高速率和转化率两个方面分析，改变的外界条件是_____________；平衡向____________方向移动。（填“正”、“逆”或“不”）
（3）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。，Fe2O3和NiO作催化剂均能使S02的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的 主要优点是_____________。
（4）科研小组在3800C Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比n(O2):n(SO2)对S02转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(O2):n(SO2)=1:2时，SO2转化率的预期变化曲线。
正确答案
（1）3～4min(2分) 7～9min(2分)（2）增大压强(2分)；正(2分)
（3）Cr2O3 (2分) Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率。（2分）
（4）（3分）（标注1分，转折点1分，平台1分）
试题分析：（1）由表格中的数据分析知，3～4min和7～9min时SO2、O2、SO3的物质的量保持不变，为化学平衡状态；（2）从表中数据分析，第5min时，SO2和O2的物质的量减小，SO3的物质的量增大，说明平衡向正向移动，该反应为放热反应，改变的条件可能为增大压强或降低温度，而降温反应速率变慢，从同时提高速率和转化率两个方面分析，改变的外界条件只能是增大压强；（3）由图像可知，当其他条件相同时，2600C以Cr2O3作催化剂，SO2的转化率最大，反应速率最快；对比分别以Fe2O3和NiO作催化剂的图像知，以Fe2O3作催化剂时，能在较低的温度下使SO2达到较高的转化率，因此选择Fe2O3；（4）分析图像b知，当SO2的物质的量相同时，O2的物质的量越大，达平衡的时间越短，反应速率越快，SO2的平衡转化率越大，以此可画出n(O2):n(SO2)=1:2时SO2转化率的预期变化曲线。
（17分）氨的合成原理为：N2（g）+3H2（g）
回答下列问题：
（1）10 min内以NH3表示的平均反应速率 ；
（2）在10 ~20 min内：NH3浓度变化的原因可能是 ；
（3）第1次平衡的时间范围为： ，第2次平衡的时间范围为： ，
第1次平衡：平衡常数K1 = （带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数 ；
（4）在反应进行至25 min时：
①曲线发生变化的原因：
②达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2 K1（填“大于”、“等于”、“小于”）；
（5）在25~40 min时，计算合成氨过程中的反应热△H= 。
（6）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：
N2（g） + 3H2O（1）
进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：
①此合成反应的a 0；ΔS 0，（填“＞”、“＜”或“＝”）
②已知：N2（g） + 3H2（g）
2H2（g） + O2（g） = 2H2O（l） = －571．6kJ·mol—1
则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为：
正确答案
（17分）（1）v = 0.005 mol·L-1 ·min-1 ；（1分） （2）AB（1分）
（3）20~25 min （1分） 35~40 min （1分）
K =（0.15）2 0.125×（0.075）3 （带数据的表达式），（1分） 45．5 % ；（1分）
（4）①移走0．1 mol NH3，（2分）②等于（1分）
（5）△H= —2．31 KJ·mol-1。（2分） （6） ①＞、＞ （各1分）
②2N2（g） + 6H2O（1） = 4NH3（g） + 3O2（g） ΔH="+1530" kJ·mol-1 （2分）或
N2（g） + 3H2O（1） = 2NH3（g） +
（1）根据图像可知，10min时氨气的物质的量是0.1mol，浓度是0.05mol/L，所以其反应速率是0.05mol/L÷10min＝ 0.005 mol·L-1 ·min-1。
（2）根据图像可知，在10 ~20 min内氨气的生成速率增大，再20min时反应达到平衡状态，所以改变的条件应该是使用了催化剂会缩小了容器容积，答案选AB。
（3）反应进行到25min是物质的浓度又方式变化，所以第1次平衡的时间范围为20~25 min；同样根据图像可知，第2次平衡的时间范围为35~40 min；第1次平衡时氨气、氮气和氢气的浓度分别是（mol/L）0.15、0.125和0.075，所以K =（0.15）2 0.125×（0.075）3；第2次平衡时氨气、氮气和氢气的物质的量分别是（mol）0.25、0.225、0.075，所以氨气的体积分数是
（4）①根据图像可知，25min是氨气的物质的量降低到0.2mol，而氮气和氢气的物质的量逐渐减小，所以改变的条件是移走0.1 mol NH3。
②温度不变，所以平衡常数是不变的。
（5）感觉图像可知，在25~40 min时，又生成0.05mol氨气，所以放出的热量是0.05mol×92.4kJ/mol÷2＝2.31kJ。
（6）①根据表中数据可知，随着温度的升高，氨气的物质的量逐渐增加，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应；根据方程式可知，气体的分子数增加，所以熵值是增加的。
②根据盖斯定律可知，该反应的热化学方程式是2N2（g） + 6H2O（1） = 4NH3（g） + 3O2（g），所以反应热△H＝－92 ．4kJ·mol—1×2＋3×571．6kJ·mol—1＝+1530 kJ·mol-1。
在一恒定容积的容器中充入2 molA和1molB发生反应：2A(g) + B(g)
正确答案
3或4
到平衡后C的体积分数仍为W%，说明平衡是等效的。1.2molC可以看作是2.4/xmolA和1.2/xmolB，则此时AB的物质的量分别就是（1.4＋2.4/x）mol和（0.7＋1.2/x）mol。因为是容积和温度不变的，所以要满足平衡等效，则（1.4＋2.4/x）mol＝2mol或（0.7＋1.2/x）mol＝1ml，就是x＝4。又因为如果反应前后体积不变，即x＝3时，要使平衡等效，只要满足（1.4＋2.4/x）︰（0.7＋1.2/x）＝2︰1即可，因此答案是3或4。
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