- 化学平衡
- 共20016题
在一个容积固定不变的密闭容器中进行反应：2A （g）+B （g）⇌3C （g）+D （s），已知将2mol A和1mol B充入该容器中，反应在某温度下达到平衡时，C的物质的量为w mol，C在平衡混合气体中的体积分数为n%．
（1）可认定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是______（选择序号）．
A、体系压强不再变化B、v正A=v逆B C、体系的密度不再变化D、混合气体的平均相对分子质量不再变化
（2）如果用下列情况的配比作起始物，在同样的容器和温度下达到平衡，结果：C的物质的量为2w mol，C在平衡混合气体中的体积分数仍为n%的是______．
A、4mol A+2mol B+3mol C
B、1mol A+1mol B+3mol C+1mol D
C、6mol C+4mol D
D、2mol A+1mol B+3mol C+2mol D
E、6mol A+3mol B+1mol D
（3）此反应的v-t图象如甲图，若其他条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如乙图，请用“=、＜、＞”填空：①a1______a2； ②两图中阴影部分面积：甲______乙．
正确答案
C、D
C、D
＜
=
解析
解：（1）A、反应前后气体体积不变，容积固定，体系压强自始至终不变化，不能说明达到平衡，故A错误；
B、v正A=v逆B，速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡，由于
C、根据质量守恒，随着反应进行，气体质量增加，容积固定，混合气体密度增加，当体系的密度不再变化，说明达到平衡，故C正确；
D、混合气体的总的物质的量不变化，随着反应进行，气体质量增加，平均摩尔质量增大，即混合气体的平均相对分子质量增大，混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明达到平衡状态，故D正确．
故选CD．
（2）A、C为气体，阻止平衡向正反应进行，转化率降低，平衡时，n（C）＜2w，故A错误；
B、按化学计量数转化到左边，A为3mol B为2mol，与原平衡不是等效，故B错误；
C、按化学计量数转化到左边，A为4mol B为2mol，与原平衡是等效，故C正确；
D、按化学计量数转化到左边，A为4mol B为2mol D为1mol，D为固体，不影响，与原平衡是等效，故D正确；
E、D为固体，不影响平衡，n（A）：n（B）=2：1，与原平衡是等效，AB的物质的量为原起始状态对应物质的3倍，平衡时，n（C）=3w，故E错误．
故选CD．
（3）①催化剂加快反应速率，故：①a1＜a2
②阴影部分面积表示浓度的变化量，催化剂加快反应速率，缩短到达平衡时间，不影响平衡状态，到达平衡时同一物质的浓度变化量相同，故甲=乙
故答案为：①＜；②=
已知在等温等容条件下，有如下可逆反应：2A（g）+2B（g）═3C（g）+D（g），现分别从两条途径建立平衡，途径Ⅰ：A、B的初始浓度均为2mol/L；途径Ⅱ：C、D的初始浓度分别为6mol/L和2mol/L．下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：2A（g）+2B（g）⇌C（g）+3D（g），反应前后气体的物质的量相等，
Ⅰ．A、B的起始物质的量均为2mol，
Ⅱ．C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol，相当于4molA和4molB，两种途径的物质的量比值相同，则处于相同平衡状态，则
A．Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，可生成4molA、4molB，与Ⅰ物质的量不相等，平衡状态相同，则两体系内相同气体的浓度不相等，故A错误；
B．两种途径平衡状态相同，则对应的各组分的体积分数相同，故B正确；
C．Ⅱ途径浓度大，压强大，反应速率应较大，故C错误；
D．由于途径Ⅱ的质量为途径Ⅰ的质量的2倍，则Ⅱ途径所得混合气的密度为途径Ⅰ所得混合气密度的两倍，故D正确．
故选BD．
在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2mol A 和1mol B，发生如下反应：2A（g）+B（g）⇌3C（g）+D（s），达到平衡时C的浓度为1.2mol/L．
（1）若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度为1.2mol/L的是______ （用序号填空）．
A．4mol A+2mol B C．3mol C+1mol D+1mol B
B．3mol C+2mol D D．1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C．
正确答案
解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，所以平均摩尔质量减小，温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，说明平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，
故答案为：吸热．
（2）根据等效平衡，把各物质都换算成方程式左边的物质，与初始加入的2mol A和1mol B相等即可，
A.4mol A+2mol B 与初始2mol A 和1mol B不同，不属于等效平衡，故A错误；
B.3molC+l mol D+1mol B换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、2mol，与初始浓度不同，故B错误；
C.3mol C+2mol D 换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、1mol，D是固定，对气体无影响，故C正确．
D.1.6mol A+0.8mol B+0.6molC换算成A、B，没有D，C不能反应，与初始A、B的物质的量不相同，故D错误；
故答案为：C．
解析
解：（1）根据质量守恒定律及反应方程式知，该反应反应前后气体的物质的量不变，气体的质量变小，所以平均摩尔质量减小，温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，说明平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，
故答案为：吸热．
（2）根据等效平衡，把各物质都换算成方程式左边的物质，与初始加入的2mol A和1mol B相等即可，
A.4mol A+2mol B 与初始2mol A 和1mol B不同，不属于等效平衡，故A错误；
B.3molC+l mol D+1mol B换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、2mol，与初始浓度不同，故B错误；
C.3mol C+2mol D 换算成A、B，A、B浓度分别为2mol、1mol，D是固定，对气体无影响，故C正确．
D.1.6mol A+0.8mol B+0.6molC换算成A、B，没有D，C不能反应，与初始A、B的物质的量不相同，故D错误；
故答案为：C．
某温度下，容积同为2L的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下
（已知某温度下2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+AkJ•mol-1 K=4.0）
（1）根据上表回答问题
①c1、c3的关系式为______
②a、b的关系式为______
③p2、p3的关系式为______
④a1与a2的关系式为______
（2）甲容器中：该反应的平衡常数表达式为______．
（3）乙容器中：反应在开始2分钟后达平衡状态，则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1
（4）丙容器中：反应开始时V正______V逆（填“小于”、“等于”或“大于”）
正确答案
解：（1）2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）该反应中反应前后气体体积不变，则压强不影响平衡，甲、乙、丙都互为等效平衡，达到平衡时各组分的含量、反应物转化率一定相等，其中甲与乙为完全等效平衡，各组分的浓度、百分含量完全相同，而丙中达到平衡时各组分的浓度为甲和乙的2倍，
①甲和丙互为等效平衡，由于丙中相当于加入了4mol碘化氢，则达到平衡时c1、c3的关系式为：2c1=c3，
故答案为：2c1=c3；
②甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则达到平衡时a、b的关系式为：a+b=A，
故答案为：a+b=A；
③甲和乙为完全等效平衡，则丙的初始反应物的物质的量相当于乙的2倍，则达到平衡时p2、p3的关系式为：2p2=p3，
故答案为：2p2=p3；
④甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则甲中转化率与乙中转化率之和一定为1，即α1与α2的关系式为：α1+α2=1，
故答案为：α1+α2=1；
（2）反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的平衡常数表达式为：K=
故答案为：K=
（3）设得到平衡状态时HI的浓度变化为x，
2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）
开始 0 0.5 0.5
变化 x 0.5x 0.5x
平衡 x 0.5-0.5x 0.5-0.5x
根据该温度下化学平衡常数K=4可得：K=
则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为：v（HI）=
故答案为：0.1mol•L-1•min-1；
（4）丙中达到平衡时吸收ckJ，反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+A kJ•mol-1为吸热反应，所以开始时丙向右移动，则正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：大于．
解析
解：（1）2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）该反应中反应前后气体体积不变，则压强不影响平衡，甲、乙、丙都互为等效平衡，达到平衡时各组分的含量、反应物转化率一定相等，其中甲与乙为完全等效平衡，各组分的浓度、百分含量完全相同，而丙中达到平衡时各组分的浓度为甲和乙的2倍，
①甲和丙互为等效平衡，由于丙中相当于加入了4mol碘化氢，则达到平衡时c1、c3的关系式为：2c1=c3，
故答案为：2c1=c3；
②甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则达到平衡时a、b的关系式为：a+b=A，
故答案为：a+b=A；
③甲和乙为完全等效平衡，则丙的初始反应物的物质的量相当于乙的2倍，则达到平衡时p2、p3的关系式为：2p2=p3，
故答案为：2p2=p3；
④甲和乙为从两个方向进行的完全等效平衡，则甲中转化率与乙中转化率之和一定为1，即α1与α2的关系式为：α1+α2=1，
故答案为：α1+α2=1；
（2）反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的平衡常数表达式为：K=
故答案为：K=
（3）设得到平衡状态时HI的浓度变化为x，
2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）
开始 0 0.5 0.5
变化 x 0.5x 0.5x
平衡 x 0.5-0.5x 0.5-0.5x
根据该温度下化学平衡常数K=4可得：K=
则该反应在这2分钟内用HI表示的平均反应速率为：v（HI）=
故答案为：0.1mol•L-1•min-1；
（4）丙中达到平衡时吸收ckJ，反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H=+A kJ•mol-1为吸热反应，所以开始时丙向右移动，则正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：大于．
在恒温恒容条件下，将4molA和2molB放入一密闭容器中2A（g）+B（g）⇌2C（g）+D（s），达到平衡时，C的体积分数为a；在相同条件下，按下列配比分别投放A、B、C、D，达到平衡时，C的体积分数不等于a的是（ ）
正确答案
解析
解：该反应在恒温恒容下，达到平衡后，C的体积分数仍为a，说明两反应为等效平衡，只要按照按化学计量数将各物质的量转化到左边，满足n（A）=4mol，n（B）=2mol即可，
A.4mol、2mol、0mol、2mol，D是固体不考虑，相当于加入了4molA、2molB，两个平衡为完全等效平衡，达到平衡时C的体积分数仍为a，故A错误；
B.2mol、1mol、2mol、2mol，固体剩余无影响，按照化学计量数转化成反应物，相当于加入了4molA、2molB，两个平衡为完全等效平衡，达到平衡时C的体积分数仍为a，故B错误；
C.2mol、1mol、2mol、1mol，按照化学计量数转化成反应物，相当于加入了4molA、2molB，两个平衡为完全等效平衡，达到平衡时C的体积分数仍为a，故C错误；
D.2mol、1mol、0mol、1mol，D是固体不考虑，相当于加入了2molA、1molB，与原反应中4molA、2molB不互为等效平衡，达到平衡时C的体积分数不等于a，故D正确；
故选D．
在相同温度和压强下，对反应CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见表：
上述四种情况达到平衡后，n（CO）的大小顺序是（ ）
正确答案
解析
解：该反应是一个气体体积不变的反应，等效平衡条件是采用“一边倒”方法转化后对应物质成比例即可．
甲和乙均只有反应物，不需转化，对丙和丁进行“一边倒”转化，
假设丙、丁中的CO、H2O（g）全部转化为CO2、H2，再与甲、乙比较：
CO2（g）+H2（g）
丙开始时 0mol 0mol amol amol
丙假设全转化 amol amol 0mol 0mol
丁开始时 amol 0mol amol amol
丁假设全转化 2amol amol 0mol 0mol
经转化后，甲、丙的起始浓度一样，乙、丁的起始浓度一样，且乙、丁的CO2的物质的量大于甲、丙的CO2的物质的量，相当于在甲或丙的基础上增加二氧化碳的浓度，使平衡正向移动，因此乙、丁平衡时的CO物质的量比甲、丙大．
故选：C．
在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）．已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol•L-1时，达平衡时HI的浓度为0.16mol•L-1．若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L-1，则平衡时H2的浓度（mol•L-1）是（ ）
正确答案
解析
解：H2（g）+I2（g）
起始浓度0.10mol•L-1 0.10mol•L-1 0
反应浓度0.08mol•L-1 0.08mol•L-1.16mol•L-1
平衡浓度0.02mol•L-1 0.02mol•L-1 0.16mol•L-1
化学平衡常数K=
当H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L-1时，设则平衡时H2的浓度为x（mol•L-1），
则氢气的反应浓度为（ 0.20-x）mol•L-1．
H2（g）+I2（g）
起始浓度 0.20mol•L-1 0.20mol•L-1 0
反应浓度 （ 0.20-x）mol•L-1 （ 0.20-x）mol•L-1 2（0.20-x）mol•L-1
平衡浓度 x x 2（0.20-x）mol•L-1
化学平衡常数K=
x=0.04 mol•L-1
故选：C
（1）若初始投入amolSO2、bmolO2和cmolSO3，在相同条件下，要达到与甲相同的化学平衡，则a、c与b、c间应满足的代数关系式为______、______．
（2）该温度下此反应的平衡常数值为______，若在相同温度条件下起始投入0.1molSO2、0.1molO2、0.3molSO3，则反应开始时正逆反应速率的大小关系是V正______V 逆
（3）三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是______
A．α1+α2=1 B．Q1+Q2=196 C．α3＜α1
D．P3＜2P1=2P2E．n2＜n3＜3.2mol F．Q3=2Q1
（4）如图表示甲反应在t1时刻达到化学平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况，则t2时刻改变的条件可能是______或______．
正确答案
a+c=2
b+
80
＜
ABD
降低温度
充入氧气
解析
解：（1）若初始投入amolSO2、bmolO2和cmolSO3，在相同条件下，要达到与甲相同的化学平衡，
则amolSO2、bmolO2和cmolSO3相当于2molSO2和1molO2，达到同一平衡状态，
则 2SO2（g）+O2（g）
状态1：2mol 1mol 0
状态2：amol bmol cmol
则应有a+c=2，b+
故答案为：a+c=2； b+
（2）达到平衡时，平衡时n（SO3）=1.6mol，
则 2SO2（g）+O2（g）
起始：2mol 1mol 0
转化：1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡：0.4mol 0.2mol 1.6mol
则：k=
若在相同温度条件下起始投入0.1molSO2、0.1molO2、0.3molSO3，
则Qc=
故答案为：80；＜；
（3）甲容器反应物投入2molSO2、1molO2与乙容器反应物投入2mol SO3在保持恒温、恒容情况下是等效平衡，平衡时SO3的物质的量n2=1.6mol、p1=p2、α1+α2=1、Q1+Q2能量总变化相当于2molSO2、1molO2完全转化成2mol SO3的能量，即吸放热Q1+Q2数值上就等于196kJ；甲容器反应物投入量2molSO2、1molO2与丙容器反应物投入量4molSO2 2molO2，若恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器也是等效平衡，然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器，我们可以当成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下，体积受到了压缩，原反应正向气体体积减少，由平衡移动原理，则相较于甲容器（或假设状况）而言，丙容器平衡向正向移动，也就是说，丙容器的转化率比甲容器还要高一些．
因此α1+α2=1、Q1+Q2=196；α3＞α1；P3＜2P1=2P2、n3＞3.2mol、Q3＞2Q1，故答案为：ABD；
（4）t2时平衡向正反应方向移动，三氧化硫浓度增大，二氧化硫浓度减小，可减低温度或充入氧气能实现反应的转化关系，
故答案为：降低温度；充入氧气．
在相同温度和体积均为1L的三个密闭容器中，保持温度和容积不变，以三种不同的投料方式进行反应，平衡时有关数据如下（已知相同条件下2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=-196kJ/mol），下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：恒温恒容条件下，甲与乙为等效平衡，丙加入的氧气的物质的量大于甲，所以丙中二氧化硫达到转化率、三氧化硫的物质的量及放出的热量大于甲的，
A．由于不知达到平衡时二氧化硫的转化率情况，无法比较Q1与Q2的大小；丙中加入的氧气的物质的量比甲多1mol，所以二氧化硫的转化率丙的大于甲的，反应放出的热量Q3＞Q1，故A错误；
B．达到平衡时，甲和乙中三氧化硫的物质的量相等，即n2=n1，丙中二氧化硫的转化率大于甲，所以丙中三氧化硫的物质的量大于甲的，即n3＞n1=n2，故B错误；
C．甲和乙是从不同的反应方向进行的等效平衡，且二氧化硫和三氧化硫的化学计量数相等，所以一定满足二者的转化率之和等于1，即 α1+α2=1，故C正确；
D．由于甲和乙为等效平衡，则达到平衡时甲和乙中气体的总物质的量相等，所以容器内的总压强一定相等，即p1=p2；由于丙中进入的氧气的物质的量比甲多出1mol，所以达到平衡时丙中压强最大，即p3＞p1=p2，故D错误；
故选C．
相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.6kJ/moL．实验测得起始、平衡时有关数据如下表：下列叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、把容器②中，0.2molNH3转化为0.1molN2和0.3molH2，则容器①、②是等效平衡，达平衡时状态完全相同，故A正确；
B、①容器中放出23.15kJ热量，则N2的转化率为
C、②中含有0.2molNH3相当在①的基础上加入氨气，抑制平衡正向移动，则平衡时放出的热量小于23.15kJ，故C正确；
D、若向容器①加入2molN2、6molH2，相当于在原来的基础上又加入了1molN2、3molH2，压强增大平衡正向移动，平衡时放出的热量大于2×23.15kJ，故D错误．
故选D．
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