2018届二轮复习化学反应速率和化学平衡学案（全国通用）

2018届二轮复习化学反应速率和化学平衡学案（全国通用）

‎1．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)①]298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)??AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ 下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。‎ a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsO)‎ c．c(AsO)/c(AsO)不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1‎ 答案　ac 解析　a项，随反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，故无法判断是否达到平衡；c项，随反应进行，c(AsO)不断增大，c(AsO)不断减小，当二者比值不变时，说明二者浓度不再改变，则反应达到平衡；d项，由图像并结合方程式可知，平衡时c(I－)＝2y mol·L－1，故当c(I－)＝y mol·L－1时，反应未达到平衡。‎ ‎2．(2017·天津理综，6)常压下羰基化法精炼镍的原理：Ni(s)＋4CO(g)??Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，固体杂质不参与反应。‎ 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；‎ 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃‎ C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)‎ 答案　B 解析　A项，增加c(CO)，平衡向正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误；B项，第一阶段，50 ℃时，Ni(CO)4为气态，易于分离，有利于Ni(CO)4的生成，正确；C项，第二阶段，230 ℃制得高纯镍的反应方程式为Ni(CO)4(g)??Ni(s)＋4CO(g)，平衡常数K1＝＝5×104，所以Ni(CO)4分解率较高，错误；D项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，错误。‎ ‎3．(2017·江苏，10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 答案　D 解析　A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1 NaOH中H2O2的分解速率比1 mol·L－1 NaOH中H2O2的分解速率快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。‎ 角度一　化学反应速率及影响因素 ‎1．对化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g)‎ ‎(1)计算公式：v(B)＝＝。‎ ‎(2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d。‎ ‎(3)注意事项 ‎①浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。‎ ‎②化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。‎ ‎2．外界条件对化学反应速率的影响 ‎3．稀有气体对反应速率的影响 ‎(1)恒容：充入“惰性气体”总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。‎ ‎(2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。‎ ‎4．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同 ‎(1)当增大反应物浓度时，v(正)增大，v(逆)瞬间不变，随后也增大；‎ ‎(2)增大压强，气体分子数减小的方向的反应速率变化程度大；‎ ‎(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；‎ ‎(4)升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；‎ ‎(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。‎ 例　已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　　快 下列有关该反应的说法正确的是(　　)‎ A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98 kJ·mol－1‎ D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)‎ ‎[解题思路]‎ 解析　H2O2的分解反应主要由慢反应决定，且I－参与慢反应，其浓度越大反应速率越快，A正确；合并题中两反应，可知I－为催化剂，而IO－为中间产物，B错误；1 mol H2O2分解时反应热为－98 kJ·mol－1，并不等于反应的活化能，C错误；根据化学计量数关系可确定v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D错误。‎ 答案　A ‎1．反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)‎ A．增加C的量 B．将容器的体积缩小一半 C．保持体积不变，充入H2O(g)，使体系的压强增大 D．保持压强不变，充入氮气，使容器的体积增大 答案　A 解析　碳单质是固体，增加碳单质的量不能影响反应物浓度，对反应速率没有影响，A项符合题意；容器的体积缩小，压强增大，气体的物质的量浓度增大，反应速率加快，B项不符合题意；体积不变，充入水蒸气，水蒸气的物质的量浓度增大，反应速率加快，C项不符合题意；压强不变，充入氮气，容器的体积增大，气体的物质的量浓度减小，反应速率减慢，D项不符合题意。‎ ‎2．已知：CaCO3＋2HCl??CaCl2＋CO2↑＋H2O　ΔH＜0。下列说法不正确的是(　　)‎ A．其他条件不变，适当增大盐酸的浓度将加快化学反应速率 B．其他条件不变，适当增加CaCO3的用量将加快化学反应速率 C．反应过程中，化学反应速率将先增大后减小 D．一定条件下反应速率改变，ΔH不变 答案　B 解析　盐酸浓度增大，H＋浓度增大，反应速率加快，A项正确；由于CaCO3是固体，若只增大其用量，而不增大其与盐酸的接触面积，化学反应速率将不变，B项错误；由于反应放热，反应过程中温度升高，反应速率会变快，但随着盐酸浓度的减小，反应速率会逐渐变慢，C项正确；反应焓变只与反应物和生成物的能量状态有关，与反应快慢无关，D项正确。‎ ‎3．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ V(O2)/mL ‎0.0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ ‎26.5‎ ‎29.9‎ 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)‎ A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1‎ B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1‎ C．反应到6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1‎ D．反应到6 min时，H2O2分解了50%‎ 答案　C 解析　2H2O22H2O＋O2↑A项，6 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝＝1×10－3 mol，依据化学方程式，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，所以0～6 min时，v(H2O2)＝≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，正确；B项，6～10 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝≈0.335×10－3 mol，依据化学方程式，消耗n(H2O2)＝0.335×10－3 mol×2＝0.67×10－3 mol,6～10 min时，v(H2O2)＝≈1.68×10－2 mol·L－1·min－1<3.3×10－2 mol·L－1·min－1，正确；C项，反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，剩余n(H2O2)＝0.40 mol·L－1×0.01 L－2×10－3 mol＝2×10－3 mol，c(H2O2)＝＝0.20 mol·L－1，错误；D项，反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，n(H2O2)总＝4×10－3 mol，所以H2O2分解了50%，正确。‎ ‎4．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下表实验数据：‎ 实验序号 初始浓度(c)/mol·L－1‎ 溴颜色消失所需时间(t)/s CH3COCH3‎ HCl Br2‎ ‎①‎ ‎0.80‎ ‎0.20‎ ‎0.001 0‎ ‎290‎ ‎②‎ ‎1.60‎ ‎0.20‎ ‎0.001 0‎ ‎145‎ ‎③‎ ‎0.80‎ ‎0.40‎ ‎0.001 0‎ ‎145‎ ‎④‎ ‎0.80‎ ‎0.20‎ ‎0.002 0‎ ‎580‎ 分析表中实验数据得出的结论不正确的是(　　)‎ A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B．实验②和③的v(Br2)相等 C．增大c(HCl)，v(Br2)增大 D．增大c(Br2)，v(Br2)增大 答案　D 解析　由①②两组数据可知，CH3COCH3的浓度增大，反应速率加快，溴颜色消失所用的时间缩短；由②③两组数据可知，Br2的颜色消失时间相等，则v(Br2)相等；而由①④两组数据可知，Br2的浓度与Br2的颜色消失时间成倍数关系，所以v(Br2)不变。‎ ‎[新题预测]‎ ‎5．下列由生产或实验事实引出的相应结论不正确的是(　　)‎ 选项 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快 B 工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大 C 在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)=== N2H4(l)＋H2(g)，把容积的体积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率减慢 D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率 答案　C 解析　填充瓷环可增大气液接触面积，B正确；压缩容器体积，反应物、生成物浓度增加，正、逆反应速率均加快，故C错误；氯化铁为过氧化氢分解的催化剂，D正确。‎ ‎6．在Ag＋催化作用下，Cr3＋被S2O氧化为Cr2O的机理为 S2O＋2Ag＋===2SO＋2Ag2＋　慢 ‎2Cr3＋＋6Ag2＋＋7H2O===6Ag＋＋14H＋＋Cr2O　快，‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A．反应速率与Ag＋浓度有关 B．Ag2＋也是该反应的催化剂 C．Ag＋能降低该反应的活化能和焓变 D．v(Cr3＋)＝v(S2O)‎ 答案　A 解析　在慢反应中，含有Ag＋，因而反应速率与Ag＋浓度有关；反应中Ag2＋为中间产物，不是催化剂；焓变与反应过程无关；反应总方程式为3S2O＋2Cr3＋＋7H2O===6SO＋14H＋＋Cr2O，3v(Cr3＋)＝2v(S2O)。‎ 角度二　平衡的判定与平衡移动原理 ‎1．化学平衡状态的判断标志 ‎(1)速率标志 ‎①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。‎ ‎②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。‎ ‎(2)物质的数量标志 ‎①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。‎ ‎②反应物消耗量达到最大值或生成物的量达到最大值(常用于图像分析中)。‎ ‎③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量(如物质的量、物质的量浓度、气体体积)的变化值之比等于化学计量数之比。‎ ‎(3)特殊的标志 ‎①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强(恒温恒容时)、平均相对分子质量不变。‎ ‎②有色体系的颜色保持不变。‎ ‎(4)依Q与K关系判断：若Q＝K，反应处于平衡状态。‎ ‎2．化学平衡移动的判断方法 ‎(1)依据勒夏特列原理判断 通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。‎ ‎①若外界条件改变，引起v正＞v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；‎ ‎②若外界条件改变，引起v正＜v逆，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动；‎ ‎③若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。‎ ‎(2)依据浓度商(Q)规则判断 通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。‎ ‎①若Q＞K，平衡逆向移动；‎ ‎②若Q＝K，平衡不移动；‎ ‎③若Q＜K，平衡正向移动。‎ ‎3．不能用勒夏特列原理解释的问题 ‎(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。‎ ‎(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。‎ ‎(3)当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释。‎ 例1　在绝热、恒容的密闭容器中进行反应2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g)，下列示意图正确且能表示反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(　　)‎ 解析　A项，随时间的进行，v(正)一直在变化中，t1时达到最大，没有达到平衡；B项，在绝热容器中，t1时，平衡常数不变，说明达到平衡(若没有达到平衡，反应进行中一定有热效应产生，温度改变，平衡常数改变)；C项，t1后，NO、CO2的量均变化，没有达到平衡；D项，恒容容器中，混合气体的质量和体积一直不变，所以密度也不变，不能说明达到平衡。‎ 答案　B 例2　一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)??CH3OH(g) 达到平衡，下列说法不正确的是(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/mol·L－1‎ 物质的平衡浓度/mol·L－1‎ c(H2)‎ c(CO)‎ c(CH3OH)‎ c(CH3OH)‎ Ⅰ ‎400‎ ‎0.20‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0.080‎ Ⅱ ‎400‎ ‎0.40‎ ‎0.20‎ ‎0‎ Ⅲ ‎500‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.025‎ A.该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅱ中反应物转化率比容器Ⅰ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大 ‎[解题思路]　本题需要学生通过运用对比、归纳的方法，分析图表中的信息，结合化学平衡中“等效平衡”思想，解决不同条件下同一可逆反应平衡状态的比较问题；然后再根据温度、压强等对平衡的影响，逐项判断。‎ 解析　A项为温度对化学平衡的影响，若Ⅰ、Ⅲ同温则为等效平衡，依此可判断升高温度平衡左移，该反应为放热反应。B项为压强对化学平衡的影响。C项考查不同平衡状态的比较；由表中数据计算得，达到平衡时，容器Ⅰ中c(H2)＝0.04 mol·L－1，可推知容器Ⅱ中c(H2)＜0.08 mol·L－1，容器Ⅲ中c(H2)＝0.15 mol·L－1，则＜＝＜2，错误。D项考查的温度对化学反应速率的影响，温度高，反应速率加快。‎ 答案　C ‎1．一定条件下，在一绝热恒容容器中能表示反应A(g)＋2B(g)??3C(g)＋D(s)一定达到化学平衡状态的是(　　)‎ ‎①A、B、C的物质的量之比为1∶2∶2　②A、B、C的浓度不再发生变化　③反应体系温度不变　④单位时间内生成n mol C，同时生成2n mol B　⑤混合气体的密度不变 ⑥混合气体总物质的量不变　⑦混合气体的总质量不变 ⑧D的质量不变　⑨混合气体的平均相对分子质量不变 A．①②③④⑤⑥⑦⑧⑨‎ B．②③⑤⑥⑦⑧⑨‎ C．②③④⑤⑥⑦⑧⑨‎ D．②③⑤⑦⑧⑨‎ 答案　D 解析　A、B、C的物质的量之比不能作为平衡的标志，①错；A、B、C的浓度保持不变可以作为平衡的标志，②对；绝热容器中温度一定说明反应达到平衡状态，③正确；单位时间内生成3n mol C的同时生成2n mol B，说明正、逆反应速率相等，④错；恒容容器中密度一定，说明混合气体质量一定，D为固体，则反应处于平衡状态，⑤‎ 正确；化学方程式两端的气体分子数相等，故气体总物质的量不变不能证明反应处于平衡状态，⑥错；由于D是固体，所以混合气体质量不变，可以证明反应处于平衡状态，故⑦⑧⑨正确。‎ ‎2．COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)　ΔH＞0当反应达到平衡时，下列措施：①升高温度　②恒容条件下通入惰性气体 ③增加CO的浓度　④扩大容积　⑤加催化剂　⑥恒压条件下通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)‎ A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥‎ 答案　B 解析　正反应是体积增大的吸热反应，则①升高温度，平衡向正反应方向进行，转化率增大；②恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动；③增大CO的浓度，平衡向逆反应方向移动，转化率降低；④扩大容积，压强降低，平衡向正反应方向移动，转化率增大；⑤加催化剂，平衡不移动；⑥恒压条件下通入惰性气体，体积增大，平衡向正反应方向移动，转化率增大。‎ ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．对CO(g)＋H2S(g)??COS(g)＋H2(g)达到平衡后，升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．对CO(g)＋H2S(g)??COS(g)＋H2(g)达到平衡后，通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．一定条件下反应N2＋3H2??2NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ D．对于反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，只改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变 答案　D 解析　A项，升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误；B项，通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；C项，N2＋3H2??2NH3达到平衡时，应为2v正(H2)＝3v逆(NH3)，错误。‎ ‎4．一定条件下，在密闭容器中加入镍粉后再充入一定量的CO气体，发生反应：Ni(s)＋4CO(g)??Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表：‎ 温度/℃‎ ‎25‎ ‎80‎ ‎230‎ K ‎5×104‎ ‎2‎ ‎1.9×10－5‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．上述生成Ni(CO)4的反应为吸热反应 B．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正＞v逆 C．230 ℃时反应Ni(CO)4(g)??Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数约为5.3×104‎ D．恒温恒容下，向容器中再充入少量CO，达新平衡时，CO的百分含量将增大 答案　C 解析　温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A项错误；在80 ℃时，某时刻＝8＞K＝2，反应逆向进行，v逆＞v正，B项错误；Ni(CO)4(g) ??Ni(s)＋4CO(g)为题给反应的逆反应，两个反应的平衡常数互为倒数关系，C项正确；恒温恒容下，向容器中再充入少量CO，相当于对原平衡加压，平衡正向移动，达到新平衡时，CO的百分含量将减小，D项错误。‎ ‎[新题预测]‎ ‎5．在一定条件下，将A和B各0.32 mol充入10 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：A(g)＋B(g)??2C(g)　ΔH＜0，反应过程中测定的数据如表，则下列说法正确的是(　　)‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎7‎ ‎9‎ n(B)/mol ‎0.32‎ ‎0.24‎ ‎0.22‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ A.其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32 mol A，再达到平衡时，B的转化率增大 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前，v(逆)＞v(正)‎ C．其他条件不变，起始时向容器中充入各0.64 mol A和B，平衡时n(C)＜0.48 mol D．反应前2 min的平均反应速率v(C)＝0.004 mol·L－1·min－1‎ 答案　A 解析　其他条件不变，向平衡体系中再充入0.32 mol A，平衡正向移动，B的转化率增大，A项正确；根据题意ΔH＜0，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，反应达到新平衡前，v(逆)＜v(正)，B项错误；其他条件不变，起始时向容器中充入0.64 mol A和0.64 mol B，相当于压强增大为原来的2倍(或者使体积变成原来的一半)，因为反应前后气体体积不变，而加压时平衡不移动，但各物质的物质的量会变成原来的2倍，原平衡时n(B)＝0.20 mol，n(C)＝2×(0.32 mol－0.20 mol)＝0.24 mol，因此达到新平衡时n(C)＝0.48 mol，C项错误；先求前2 min B的平均反应速率v(B)＝0.004 mol·L－1·min－1，则v(C)＝2v(B)＝0.008 mol·L－1·min－1，D项错误。‎ ‎6．在温度、初始容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物(如图所示)，发生如下反应：3X(g)＋Y(g)??2Z(g)　ΔH＜0，保持温度不变，测得平衡时的有关数据如下：‎ 恒容容器甲 恒压容器乙 Y的物质的量/mol n1‎ n2‎ Z的体积分数 φ1‎ φ2‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．平衡时容器乙的容积一定比反应前大 B．平衡时容器甲的压强一定比反应前大 C．n2＞n1‎ D．φ2＞φ1‎ 答案　D 解析　将甲中的Z完全转化为X、Y，可判断甲、乙初始状态是等效的，根据方程式的特点及乙容器的特点，可看作乙相当于在甲的基础上缩小体积，增大压强，再逐项分析，即可得出答案。‎ ‎7．工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种，其中一种是还原沉淀法，工艺流程为CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓。第①步存在平衡2CrO(黄色)＋2H＋??Cr2O(橙色)＋H2O，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．改变第①步反应的平衡体系中H＋的浓度，溶液颜色无明显变化 B．若2v(Cr2O)＝v(CrO)，说明反应①达到平衡状态 C．反应②中还原1 mol Cr2O，需要6 mol Fe2＋‎ D．FeSO4溶液呈酸性的原因是Fe2＋＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2H＋‎ 答案　C 解析　依据化学平衡影响因素分析，氢离子浓度增大平衡正向移动，溶液颜色变为橙色，氢离子浓度减小平衡逆向移动，溶液呈黄色，A项错误；各物质的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，2v(Cr2O)＝v(CrO)未表明正逆反应速率关系，不能证明反应达到平衡状态，B项错误；依据氧化还原反应中得失电子守恒知，还原1 mol Cr2O，需要6 mol Fe2＋，C项正确；亚铁离子水解程度微弱，不会有沉淀生成，且应为可逆反应，D项错误。‎ 角度三　平衡常数　转化率的判断 ‎1．化学平衡计算中常用公式 对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)在一定温度下达到化学平衡时，其计算的表达式为 ‎(1)化学平衡常数K＝(式中的浓度是指平衡状态的浓度)‎ Kp＝ 其中p(C)、p(D)分别为C、D两气体的分压，‎ 气体的分压＝气体总压×体积分数 气体体积之比＝气体物质的量之比 ‎(2)转化率计算公式 转化率(α)＝×100%‎ ‎(3)平衡常数的关系 ‎①反应1(平衡常数为K1)＋反应2(平衡常数为K2)＝反应3(平衡常数为K3)，则K3＝K1·K2。‎ ‎②若两反应互为可逆反应，其平衡常数互为倒数关系。‎ ‎③若反应系数扩大2倍，其平衡常数为原来的2次方。‎ ‎2．化学平衡常数的应用 ‎(1)平衡常数的应用 ‎①判断反应可能进行的程度；‎ ‎②判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动的方向；‎ ‎③计算反应物的转化率或产物的产率等。‎ ‎(2)注意事项 ‎①化学平衡常数K只是温度的函数，温度不变，K不变，即改变浓度、压强等引起平衡移动，K不变。‎ ‎②可逆反应中反应物及生成物为固态或纯液态时，则该物质不计入平衡常数表达式中。‎ 例1　在一定温度下，反应H2(g)＋X2(g)??HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．5% B．17%‎ C．25% D．33%‎ ‎[解题思路]　破题的关键是根据正、逆反应平衡常数的关系，计算出HX分解反应的平衡常数，再用三段式法求平衡转化率。‎ 解析　H2(g)＋X2(g)??HX(g)的平衡常数K1为10，那么HX(g)??H2(g)＋X2(g)的平衡常数K2为，2HX(g)??H2(g)＋X2(g)的平衡常数K3＝K＝()2＝0.01。设HX(g)分解x mol·L－1，‎ ‎2HX(g)??H2(g)＋X2(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 1 0 0‎ 转化浓度(mol·L－1) x 平衡浓度(mol·L－1) 1－x K3＝＝0.01，得到x＝0.17，则该温度时HX(g)的最大分解率接近于17%。‎ 答案　B 例2　在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)??M(g)＋N(g)，所得实验数据如表：‎ 实验编号 温度/℃‎ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X)‎ n(Y)‎ n(M)‎ ‎①‎ ‎700‎ ‎0.40‎ ‎0.10‎ ‎0.090‎ ‎②‎ ‎800‎ ‎0.10‎ ‎0.40‎ ‎0.080‎ ‎③‎ ‎800‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ a ‎④‎ ‎900‎ ‎0.10‎ ‎0.15‎ b 下列说法正确的是(　　)‎ A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol·L－1·min－1‎ B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0‎ C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%‎ D．实验④中，达到平衡时，b＞0.060‎ ‎[解题思路]　破题关键是需要学生对表中数据进行归纳，根据单一变量原则对比分析表中实验；解题核心是运用三段式法进行化学平衡常数和转化率的计算；化学反应速率计算时注意将物质的量转化为浓度。‎ 解析　A项，考查反应速率的计算，根据实验①的数据可计算v(N)＝1×10－3 mol·L－1·min－1；B项，应用实验②数据和“三段式”法计算平衡浓度，代入平衡常数公式得K＝1.0；C项，考查平衡常数与转化率的转化计算，实验③与实验②的温度相同，则K＝1.0，应用“三段式”法计算X的转化率为60%，正确；D项，根据“三段式”可求得，在700 ℃，K≈2.6，则温度升高，K减小，该反应为放热反应，若实验④的温度为800 ℃，此时与实验③为等效平衡，b＝0.060，但实验④的温度为900 ℃，则平衡逆向移动，b＜0.060，D错误。‎ 答案　C ‎1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：‎ 反应①　O3??O2＋[O]　ΔH>0　平衡常数为K1；‎ 反应②　[O]＋O3??2O2　ΔH<0　平衡常数为K2；‎ 总反应：2O3??3O2　ΔH<0　平衡常数为K。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．降低温度，K减小 B．K＝K1＋K2‎ C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，K2减小 答案　C 解析　降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1＝、K2＝、K＝＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应速率增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。‎ ‎2．(2017·漳州二模)一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数。在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便。下列说法不正确的是(　　)‎ A．对于C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝ B．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)??2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。若此时A、B和C均增加1 mol，平衡正向移动 C．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1 mol，若此时再充入3 mol N2，则平衡正向移动 D．对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度有关 答案　C 解析　A项，C2H4(g)＋H2O(g)??C2H5OH(g)，在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均为1 mol，Kp＝＝，故A正确；B项，如A、B和C的物质的量之比按照2∶1∶2的比值增加，则平衡不移动，而“均增加1 mol”时相当于在原来的基础上多加了B，则平衡向右移动，故B正确；C项，恒温恒压下，Kp＝＝＝，加入3 mol N2后，Qp＝＝，Qp＝Kp，平衡不移动，故C错误；D 项，对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和平衡分压表示的平衡常数，表示方法不同其数值不同，但意义相同，平衡常数只与温度有关，与压强、浓度变化无关，故D正确。‎ ‎3．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1，下列判断正确的是(　　)‎ A．平衡常数约为0.3‎ B．B的转化率为60%‎ C．从反应开始至平衡，A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1‎ D．若混合气体的密度不变，则表明该反应达到平衡状态 答案　C 解析　平衡时D的浓度是0.8 mol÷2 L＝0.4 mol·L－1，则x∶2＝0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1，故x＝1。‎ ‎　　　　　　　　 3A(g)＋B(g)??C(g)＋2D(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 1.5 0.5 0 0‎ 平衡浓度(mol·L－1) 0.9 0.3 0.2 0.4‎ 将平衡时各物质的浓度代入平衡常数表达式，计算得K约为0.15，选项A错误；B的转化率是0.2 mol·L－1÷0.5 mol·L－1×100%＝40%，选项B错误；从反应开始至平衡，A的平均反应速率是0.6 mol·L－1÷2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，选项C正确；各物质均是气体，总质量不变，且容器体积固定，故无论反应是否达到平衡，混合气体的密度都是定值，选项D错误。‎ ‎4．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)??3Z(g)。‎ 平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．m＝2‎ B．两次平衡时化学平衡常数之比为1∶1‎ C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1‎ D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1‎ 答案　D 解析　在平衡体系中加入1 mol Z，在容器体积不变的情况下，相当于增大压强，但新平衡中各物质体积分数保持不变，说明此反应为反应前后气体体积保持不变的反应，所以m＝2，A正确；两次平衡时温度保持不变，所以化学平衡常数不变，B正确；由于X和Y的化学计量数之比为1∶2，投料比也为1∶2，所以，两者的平衡转化率之比为1∶1，C正确；‎ X(g)　＋　2Y(g)　??　3Z(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 0.5 1 0‎ 转化浓度(mol·L－1) a 2a 3a 平衡浓度(mol·L－1) 0.5－a 1－2a 3a 因为X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%，所以有＝，计算得a＝0.05，所以第一次平衡时Z的浓度为0.15 mol·L－1；当在体系中再增加1 mol Z，换算成X和Y，相当于起始投入 mol X、 mol Y，为第一次投料的倍，所以达到平衡时，Z的平衡浓度也为第一次平衡浓度的倍，为0.15 mol·L－1×＝0.2 mol·L－1，D错误。‎ ‎[新题预测]‎ ‎5．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在T ℃下，下列反应的平衡常数的数值如下：‎ ‎2NO(g)??N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030；‎ ‎2H2(g)＋O2(g)??2H2O(g)　K2＝2×1081；‎ ‎2CO2(g)??2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．T ℃下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)‎ B．T ℃下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80‎ C．T ℃下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2‎ D．以上说法都不正确 答案　C 解析　NO分解产生O2的平衡常数表达式为K1＝，A项错误；T ℃下，水解解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，数值为5×10－82，B项错误；由于三个反应都处在T ℃下，根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，C项正确。‎ ‎6．在初始温度为500 ℃、容积恒定为10 L的三个密闭容器中，按图所示投入原料，发生反应CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1。已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等。下列分析正确的是(　　)‎ 绝热　　　　　 恒温　　　　　　恒温 ‎　　　 ‎ ‎　 　甲　　　　　　乙　　　　　　　　丙 A．刚开始反应时速率：甲＞乙 B．平衡后反应放热：甲＞乙 C．500 ℃时乙容器中反应的平衡常数K＝3×102‎ D．若a≠0，则0.9＜b＜1‎ 答案　D 解析　刚开始反应时甲和乙各组分的浓度相等，所以开始时反应速率相等，故A项错误；甲是绝热体系，随着反应的进行，反应放出热量，使得体系的温度升高，所以平衡逆向移动，乙为恒温体系，所以甲相当于乙的基础上逆向移动了，故平衡后反应放热：甲＜乙，故B项错误；设二氧化碳的转化量为x mol，则：‎ CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)‎ 起始物质的量/(mol) 1 3 0 0‎ 转化量/(mol) x 3x x x 平衡量/(mol) 1－x 3－3x x x 有＝0.55，解得x＝0.9，所以平衡常数K＝＝3×104，故C项错误；乙和丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等，此时二者建立的平衡为等效平衡，根据C项的计算分析，平衡时甲醇的物质的量为0.9 mol，则0.9＜b＜1，故D项正确。‎ ‎7．向1.0 L密闭容器中充入0.10 mol A(g)，在一定温度下发生如下反应：‎ A(g)??B(g)＋C(g)＋D(s)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1‎ 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表所示：‎ 时间t/h ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ 总压强p/(100 kPa)‎ ‎4.91‎ ‎5.58‎ ‎6.32‎ ‎7.31‎ ‎8.54‎ ‎9.50‎ ‎9.52‎ ‎9.53‎ ‎9.53‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为向容器中加入更多的A(g)‎ B．由总压强p和起始压强p0表示平衡时反应物A的转化率α(A)＝1－ C．反应的平衡常数K约为1.5‎ D．相同条件下，若该反应从逆向开始，欲达到与上述相同的平衡状态，则起始时n(D)＜0.005 9 mol 答案　C 解析　A项，该反应是气体分子数增大的反应，向1.0 L密闭容器中充入更多的A(g)，体系压强增大，A的平衡转化率降低，错误；B项，反应前气体的总物质的量为0.10 mol，令A的转化率为α(A)，改变量为0.10α(A) mol，根据差量法，气体增加0.10α(A) mol，由阿伏加德罗定律可列关系式＝，求出α(A)＝－1，错误；C项，由α(A)＝－1＝－1≈0.941，平衡浓度c(C)＝c(B)＝0.10 mol·L－1×0.941＝0.094 1 mol·L－1，c(A)＝0.10 mol·L－1－0.094 1 mol·L－1＝0.005 9 mol·L－1，K＝≈1.5，正确；D项，正向开始，平衡时c(A)＝0.005 9 mol·L－1，则从逆向开始，起始时n(D)＞0.005 9 mol，错误。‎ 角度四　化学反应速率与化学平衡图像的综合判断 ‎1．理解化学反应速率与化学平衡的5种常见图像 ‎(1)浓度(或物质的量)—时间图像 描述可逆反应到达平衡的过程，如：反应A(g)＋B(g)??AB(g)的浓度—时间图像如图所示。‎ ‎(2)体积分数—温度图像 描述平衡进程，如：在容积相同的不同密闭容器内，分别充入相同量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在某一时刻，测定NH3的体积分数，如图所示，A、B未到达平衡；C点最大，恰好到达平衡；D、E体积分数变小，是升温平衡逆向移动的结果。可推知该反应为放热反应。‎ ‎(3)速率—时间图像 描述平衡移动的本质，如：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)‎ ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在一定条件下达到化学平衡，现升高温度使平衡发生移动，正、逆反应速率(v)变化图像如图所示。‎ ‎(4)物质的量(或浓度、转化率、含量)—时间—温度(或压强)图像 描述温度(或压强)对平衡移动的影响，如：放热反应2X(g)＋Y(g)??2Z(g)，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量n(Z)与反应时间t的关系如图所示，则：T1＞T2，p1＞p2。‎ ‎(5)恒压(或恒温)线 描述反应在不同压强或温度下，平衡移动与反应特征的关系，如：mA(g)＋nB(g)??xC(g)＋yD(g)，A的转化率RA与p、T的关系如图所示，则该反应的正反应吸热，m＋n＞x＋y。‎ ‎2．速率、平衡图像题的解题模板 例1　一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压下，平衡时φ(CH4)的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的焓变ΔH＞0‎ B．图中Z的大小为a＞3＞b C．图中X点对应的平衡混合物中＝3‎ D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 解析　分析图像可知，随着温度升高CH4的体积分数逐渐减小，说明温度升高平衡正向移动，则正反应为吸热反应，反应的焓变ΔH＞0，A项正确；起始时，的值越大，则CH4的体积分数越小，则a＜3＜b，B项错误；起始时＝3，随着反应进行，CH4和H2O按等物质的量反应，故平衡时不是3，C项错误；温度不变时，加压平衡逆向移动，CH4的体积分数增大，D项错误。‎ 答案　A 例2　下图所示与对应叙述相符的是(　　)‎ A．用硝酸银溶液滴定等浓度的A－、B－、C－的混合溶液(均可以与Ag＋反应生成沉淀)，‎ 由图1可确定首先沉淀的是C－‎ B．图2表示反应中某反应物的正、逆反应速率随温度变化情况，由图可知该反应的正反应是吸热反应 C．一定条件下，X和Y反应生成Z，由图3推出该反应的方程式可表示为X＋3Y??Z D．图4表示溶液中反应：I2＋I－??I，平衡c(I)随温度变化，反应速率v正(M)＜v逆(N)‎ 解析　A项，从图像分析可知，－lg[c(X－)]越大，则c(X－)越小，越先生成沉淀，则首先生成沉淀的是A－，错误；B项，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡，但随着温度升高，逆反应速率大于正反应速率，则反应逆向移动，说明正反应为放热反应，错误；C项，当反应物的起始物质的量比等于化学计量数比时，物质的转化率相同，从图分析，当X的物质的量与Y的物质的量之比为3时，转化率相同，则二者化学计量数之比为3∶1，错误；D项，从图分析，随着温度升高，c(I)逐渐减小，说明反应逆向移动，则逆反应速率大于正反应速率，而M点对应温度低于N点，故v正(M)＜v逆(N)，正确。‎ 答案　D ‎1．已知：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＜0且压强p1＜p2，下列图像中曲线变化错误的是(　　)‎ 答案　C 解析　该反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，SO2的平衡转化率降低，A项正确；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，SO3的百分含量增大，B项正确；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，由于平衡逆向移动，故升温瞬间v逆＞v正，D项正确。‎ ‎2．臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)??N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像做出的判断正确的是(　　)‎ A 升高温度，平衡常数减小 B ‎0～3 s内，反应速率为v(NO2)＝0.2 mol·L－1‎ C t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 D 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)‎ 答案　A 解析　A项考查化学反应与能量图像，由图知，反应物的能量比生成物的高，是放热反应，升温时，平衡逆向移动，平衡常数减小，正确。B项考查化学反应速率的计算，依据化学反应速率的计算公式v(NO2)＝＝0.2 mol·L－1·s－1，不仅要看数据，还要看单位，错误。C项考查催化剂对化学反应速率和平衡的影响，使用催化剂，不能使平衡发生移动，错误。D项考查改变生成物浓度对平衡的影响，增大氧气浓度，平衡逆向移动，NO2的转化率减小，错误。‎ ‎3．在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)??3Z(g)，反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)‎ A．Q点时，Y的转化率最大 B．升高温度，平衡常数增大 C．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 D．若保持温度不变，平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数增大 答案　A 解析　分析图像，X的体积分数先减小后增大，减小到最低，这是化学平衡的建立过程，后增大，这是平衡的移动过程，升高温度，平衡向左移动，Y的转化率降低，Q点时最大，A项正确；升高温度，体积分数增大，说明升高温度，平衡向左移动，使平衡常数减小，B项错误；M点温度较高，故反应速率较快，C项错误；保持温度不变，平衡时再充入Z，达到的新平衡与原平衡是等效平衡，体积分数相等，D项错误。‎ ‎4．一定条件下，反应：6H2(g)＋2CO2(g)??C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的ΔH＞0‎ B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2)‎ C．b点对应的平衡常数K值大于c点 D．a点对应的H2的平衡转化率为90%‎ 答案　D 解析　升高温度，CO2的转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，A项错误；达平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B项错误；升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误；‎ ‎6H2(g)＋2CO2(g)??C2H5OH(g)＋3H2O(g)‎ ‎2 1 0 0‎ ‎6x 2x x 3x ×100%＝60%‎ 解得x＝0.3‎ 所以H2的平衡转化率为×100%＝90%，D项正确。‎ ‎[新题预测]‎ ‎5．一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)＋2CO2(g)??CH2==CH2(g)＋4H2O(g)，已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)‎ B．平衡常数：KM＞KN C．当温度高于250 ℃时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低 D．平衡时，其他条件不变，增大催化剂用量，反应的平衡常数将变大 答案　D ‎6．乙二醇的制备原理为CH3OOC—COOCH3(g)＋4H2(g)??HOCH2—CH2OH(g)＋2CH3OH(g)　ΔH＝－34 kJ·mol－1，下图表示一定温度下，达到平衡时乙二醇的产率随原料投料比和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5 MPa、2.5 MPa、3.5 MPa的情况，下列说法中正确的是(　　)‎ A．原料投料比越大，平衡常数K越大 B．原料投料比越大，乙二醇的产率越小 C．升高温度后，v(正)＞v(逆)‎ D．曲线丙对应的压强p(丙)＝1.5 MPa 答案　D 解析　温度不变，平衡常数K不变，A项错误；由图像可知，一定范围内原料投料比越大，乙二醇的产率越大，B项错误；该反应的正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故v(正)＜v(逆)，C项错误；该反应是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，乙二醇的产率增大，D项正确。‎ ‎7．H2S受热分解的反应为2H2S(g)??2H2(g)＋S2(g)。在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验，以H2S起始浓度均为c mol·L－1测定H2S的转化率，结果如图所示，图中a曲线表示H2S的平衡转化率与温度的关系，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间的转化率。下列叙述错误的是(　　)‎ A．985 ℃时，H2S按上述反应分解的平衡常数K＝ B．H2S的分解为吸热反应 C．图像能解释：温度升高，反应速率加快 D．如果只将上述条件中的温度改为压强，图像的形式基本不变 答案　D 解析　以H2S起始浓度均为c mol·L－1测定H2S的转化率，985 ℃时H2S的转化率为40%，则 ‎2H2S(g)??2H2(g)＋S2(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) c 0 0‎ 转化浓度(mol·L－1) 0.4c 0.4c 0.2c 平衡浓度(mol·L－1) 0.6c 0.4c 0.2c 则K＝＝，A项不符合题意；由图像可知，随着温度升高，硫化氢的转化率逐渐增大，平衡正向移动，即此反应的正反应是吸热反应，B项不符合题意；温度升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快，C项不符合题意；如果增大压强，则化学平衡逆向移动，硫化氢的转化率减小，D项符合题意。‎ 高考12题逐题特训 A组 ‎1．将BaO2放入密闭真空容器中，反应2BaO2(s)??2BaO(s)＋O2(g)达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是(　　)‎ A．平衡常数减小 B．BaO的量不变 C．氧气压强不变 D．氧气的浓度变大 答案　C 解析　平衡常数只和温度有关，因温度不变，所以平衡常数不变，A错误；缩小容器容积，平衡逆向移动，BaO的量减小，B错误；该反应的平衡常数表达式为K＝c(O2)，温度不变，平衡常数不变，所以氧气浓度不变，D错误。‎ ‎2．在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是(　　)‎ A．混合气体的压强 B．混合气体的密度 C．混合气体的平均相对分子质量 D. 答案　B 解析　该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。‎ ‎3．(2017·贵阳模拟)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p Pa，‎ 并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH＜0，下列说法正确的是(　　)‎ A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率一定加快 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快 答案　A 解析　保持容器容积不变，加入1 mol H2(g)后，c(H2)增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，加入1 mol N2(g)后，由于N2不参加反应，反应混合体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，加入1 mol N2(g)后，容器的容积增大，反应混合体系中各物质的浓度减小，反应速率减慢，C项错误；保持容器内气体压强不变，加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，容器的容积增大，反应速率不一定加快，D项错误。‎ ‎4．将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－??2Fe2＋＋I2”的是(　　)‎ 实验编号 实验操作 实验现象 ‎①‎ 滴入KSCN溶液 溶液变红色 ‎②‎ 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成 ‎③‎ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成 ‎④‎ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 A.①和② B．②和④‎ C．③和④ D．①和③‎ 答案　D 解析　0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，如果不存在可逆反应，Fe3＋完全被还原为Fe2＋，同时溶液里I－过量。①滴入KSCN溶液，溶液显红色，说明仍有Fe3＋；②滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I－存在；③滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀生成，说明有Fe2＋存在；④滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明有I2存在；实验①②说明反应物存在，实验③④说明生成物存在，因反应中I－过量，故I－和I2同时存在不能说明溶液中存在化学平衡，D项正确。‎ ‎5．一定温度下，在三个体积均为1.0 L恒容密闭容器中发生反应： 容器编号 温度/℃‎ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol H2(g)‎ Ⅰ ‎380‎ ‎0.10‎ ‎0.060‎ ‎0.060‎ Ⅱ ‎380‎ ‎0.20‎ Ⅲ ‎230‎ ‎0.10‎ ‎0.050‎ ‎0.050‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应为放热反应 B．达到平衡时，容器Ⅰ中的H2体积分数比容器Ⅱ中的小 C．容器Ⅰ中反应达到平衡所需的时间比容器Ⅲ中的长 D．若起始时向容器Ⅲ中充入0.10 mol 、0.10 mol 和0.10 mol H2，则反应向逆反应方向进行 答案　D 解析　根据Ⅰ、Ⅲ可知，在其他条件相同时，升高温度，平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，A项错误；在其他条件不变时，增大反应物的浓度，也就增大了压强，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以平衡逆向移动，因此达到平衡时，容器Ⅰ中的H2体积分数比容器Ⅱ的大，B项错误；升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，所以容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的短，C项错误；容器Ⅲ在230 ℃时的化学平衡常数K＝＝＝0.050，＝0.10＞K，所以反应将向逆反应方向进行，D项正确。‎ ‎6．活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，反应方程式为NO＋C??E＋F(未配平)。当温度为T时，经过5 min达到平衡，测得平衡时各物质的物质的量如下表：‎ 活性炭 NO E F 初始时/mol ‎2.050‎ ‎0.200‎ ‎0‎ ‎0‎ 平衡时/mol ‎2.000‎ ‎0.100‎ ‎0.050‎ ‎0.050‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的平衡常数为 B．增加活性炭的量，能缩短达到平衡所用的时间 C．容器中压强不变可以说明该反应达到平衡状态 D．达到平衡时，用E表示该反应的速率为0.01 mol·L－1·min－1‎ 答案　A 解析　根据表格数据，此反应的化学反应方程式为C(s)＋2NO(g)??CO2(g)＋N2(g)，平衡常数K＝＝＝，A项正确；活性炭是固体，浓度视为常数，增加活性炭的量，平衡不移动，B项错误；反应前后气体体积不变，压强始终都相等，因此压强不变不能作为该反应达到平衡的标志，C项错误；v(E)＝＝＝0.005 mol·L－1·min－1，D项错误。‎ ‎7．T ℃时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如图。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 mol·L－1·s－1‎ B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则反应的ΔH＜0‎ C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%‎ D．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v正＞v逆 答案　D 解析　由题图数据可知前50 s内，Δn(PCl3)＝0.16 mol，v(PCl3)＝＝0.001 6 mol·L－1·s－1，A项错误；由题图数据可知，平衡时n(PCl3)＝0.20 mol，保持其他条件不变，升高温度重新达到平衡时，c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，则n′(PCl3)＝0.11 mol·L－1×2.0 L＝0.22 mol＞0.20 mol，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，B项错误；起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，与起始加入2.0 mol PCl5是等效平衡，与原平衡相比压强增大，则平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl5转化率较原平衡低，故平衡时PCl3的物质的量小于0.40 mol，即参加反应的PCl3的物质的量大于1.60 mol，故达到新的平衡时PCl3‎ 的转化率大于×100%＝80%，C项错误；起始时PCl5的浓度为0.5 mol·L－1，根据图像平衡时PCl3的浓度为＝0.10 mol·L－1，则 PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 0.50 0 0‎ 转化浓度(mol·L－1) 0.10 0.10 0.10‎ 平衡浓度(mol·L－1) 0.40 0.10 0.10‎ 所以平衡常数K＝＝0.025，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，起始浓度分别为0.50 mol·L－1、0.10 mol·L－1、0.10 mol·L－1，此时＝0.02＜K＝0.025，说明平衡向正反应方向移动，达到平衡前v正＞v逆，D项正确。‎ ‎8．在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g) ??CH3OH(g)　ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化如图所示，p2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是(　　)‎ p2和195 ℃时n(H2)‎ t/min ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ ‎5‎ n(H2)/mol ‎8‎ ‎5‎ ‎4‎ ‎4‎ A.p2和195 ℃时，0～3 min，反应速率v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1‎ B．p1＜p2，ΔH＞0‎ C．在p2和195 ℃时，该反应的平衡常数为25‎ D．195 ℃、p2时，在B点：v正＞v逆 答案　C 解析　A项，0～3 min，Δn(H2)＝4 mol，Δc(H2)＝＝0.2 mol·L－1，v(H2)＝，则v(CH3OH)≈0.033 mol·L－1·min－1，错误；B项，由任意一条曲线知，随温度升高，CO转化率减小，故ΔH＜0，由于增大压强时，平衡右移，故p1＜p2，错误；C项，达到平衡时，CO、H2、CH3OH的平衡浓度分别为0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1，则平衡常数K＝ ‎＝＝＝25，正确；D项，从B点到A点，CO转化率减小，故v正＜v逆，错误。‎ B组 ‎1．一定温度下，二氧化硫与氧气反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1。现向5 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol SO2和0.5 mol O2，反应一段时间后达到平衡，恢复到原来的温度，测得此过程中体系向外界共释放了78.4 kJ的热量。下列说法正确的是(　　)‎ A．上述反应达到平衡时，SO2和O2的转化率都是20%‎ B．上述反应达到平衡后，向容器中充入1.0 mol Ar，平衡正向移动 C．起始时向容器中充入1.0 mol SO3，保持温度不变，达到平衡时共吸收19.6 kJ的热量 D．起始时向容器中充入2.0 mol SO3、0.5 mol SO2和0.25 mol O2，反应达到平衡前，v正＜v逆 答案　C 解析　当2 mol SO2和1 mol O2完全反应转化为SO3时，放出196 kJ的热量，则放出78.4 kJ热量时，有0.8 mol SO2和0.4 mol O2反应转化为SO3，故SO2和O2的转化率均为80%，A项错误；平衡后向容器中充入稀有气体，平衡体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，B项错误；C项中平衡与原平衡是等效平衡，原平衡中最终SO3的物质的量为0.8 mol，则C项中平衡时只有0.2 mol SO3分解，吸收的热量为19.6 kJ，C项正确。‎ ‎2．将FeCl3溶液和KI溶液混合，发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)??2Fe2＋(aq)＋I2(aq)。‎ 下列各项能判断上述可逆反应达到平衡状态的是(　　)‎ A．溶液颜色不再变化 B．c(K＋)不再变化 C．c(Fe3＋)与c(Fe2＋)之和不再变化 D．v正(I－)＝2v正(I2)‎ 答案　A 解析　A项，溶液颜色不再变化，说明Fe3＋、Fe2＋及I2的浓度不再变化，反应达到平衡状态；B项，钾离子浓度始终不变，因此c(K＋)不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；C项，由铁元素守恒知，铁离子和亚铁离子的浓度之和始终不变，因此c(Fe3＋)与c(Fe2＋)之和不变不能用于判断反应是否达到平衡状态；D项，v正(I－)和v正(I2)同为正反应速率，v正(I－)＝2v正(I2)不能用于判断反应是否达到平衡状态。‎ ‎3．D2O可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质。可采用双温交换法生成HDO，HDO再经过一系列过程生成D2O。H2O转化为HDO的反应为H2O(l)＋HDS(g)??HDO(l)＋H2S(g)　ΔH。在容积为2 L的恒容密闭容器中分别加入足量的水(忽略所占体积)和1 mol HDS(g)，‎ 在不同温度下发生上述反应，测得体系中H2S的物质的量如表所示：‎ ‎ t /min n /mol T/K ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ T1‎ ‎0‎ ‎0.15‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.45‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ ‎0.60‎ T2‎ ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.35‎ ‎0.45‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ ‎0.50‎ 下列推断正确的是(　　)‎ A．上述反应中，T1＜T2，ΔH＞0‎ B．容器内压强不再变化时，反应达到平衡状态 C．温度为T1时，题给反应的平衡常数K为1.5‎ D．温度为T2时，0～2 min内HDS的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1‎ 答案　C 解析　该可逆反应的特点是反应前后气体分子数相等。分析数据表知，起始反应物的浓度相同，反应2 min时，温度为T1的容器中H2S的生成速率小于温度为T2的容器中H2S的生成速率，故T1＜T2。观察平衡时H2S的物质的量，温度为T2的容器中H2S的物质的量较少，说明升高温度，上述平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应，ΔH＜0，A项错误；对于反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容容器中压强始终不变，不能根据压强不变来判断反应是否达到平衡状态，B项错误；温度为T1，反应达平衡时，c(HDS)＝0.2 mol·L－1，c(H2S)＝0.3 mol·L－1，K＝＝＝1.5，C项正确；温度为T2时，反应在0～2 min内HDS的平均反应速率为v(HDS)＝v(H2S)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，D项错误。‎ ‎4．一定条件下，密闭容器中发生如下反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，反应中的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应体系中加入催化剂可增大焓变 B．加压可使化学平衡正向移动 C．升温可使化学平衡正向移动 D．增大H2浓度可使达到新平衡时CO的体积分数增大 答案　C 解析　由图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，正反应为吸热反应。A 项，加入催化剂，焓变不发生变化，A错；B项，该反应前后气体总物质的量不变，加压，化学平衡不移动，B错；C项，正反应吸热，升温平衡正向移动，C正确；D项，增大H2浓度，虽然平衡正向移动，但达到新平衡时CO的体积分数减小，D错。‎ ‎5．如图表示可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0达平衡后，改变某一反应条件，反应速率随时间变化的情况。根据曲线判断下列说法中正确的是(　　)‎ A．t1时降低了温度，平衡向正反应方向移动 B．t1时增大了压强，平衡向正反应方向移动 C．t1时增大了N2的浓度同时减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动 D．t1时可能使用了催化剂 答案　C 解析　根据图像可知，t1时刻正反应速率突然增大，达新平衡后正反应速率比第一次平衡时小，说明t1时刻逆反应速率减小。A项，t1时降低温度，v正将减小；B项，t1时增大压强，达新平衡后v正应比第一次平衡时大；D项，t1时使用催化剂，v正增大且平衡不移动。‎ ‎6．在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)＋3H2(g)?? CH3OH(g)＋H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的正反应为吸热反应 B．压强大小关系为p1＜p2＜p3‎ C．M点对应平衡常数K的值约为1.04×10－2‎ D．在p2及512 K时，图中N点v正＜v逆 答案　C 解析　压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，A项错误；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时甲醇的物质的量增大，则p3＜p2＜p1，B项错误；M点时，n(CH3OH)＝0.25 mol ‎，据此计算出各物质的平衡浓度分别为c(CO2)＝0.75 mol·L－1，c(H2)＝2 mol·L－1，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.25 mol·L－1，K＝≈1.04×10－2，C项正确；在p2及512 K时，图中N点甲醇的物质的量比平衡时的物质的量小，反应正向移动才能达到平衡，此时v逆＜v正，D项错误。‎ ‎7．采用NH3作还原剂，除去烟气中的氮氧化物，反应原理为NO(g)＋NO2(g)＋2NH3(g)??2N2(g)＋3H2O(g)。下图是烟气以固定的流速通过两种不同催化剂①和②时，测量相同时间得到的烟气脱氮率图像。根据该图像，下列说法中正确的是(　　)‎ A．上述反应的正反应为吸热反应 B．催化剂①、②分别适合于250 ℃和450 ℃左右脱氮 C．催化剂②比①脱氮效果好，说明催化剂②能导致该反应平衡向右移动程度更大 D．相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响 答案　B 解析　分析图像知脱氮率随温度的升高先逐渐增大，后逐渐减小，表明脱氮率达最高点之前是建立平衡的过程，后温度高，平衡逆向移动，正向是放热反应，A错误；由图像分析可知催化剂①、②分别适合于250 ℃和450 ℃左右脱氮，B正确；催化剂不能使平衡发生移动，C错误；该反应为非等体积反应，压强的改变必定会影响脱氮率，所以D错误。‎ ‎8．在常温下，碳酸的电离常数Ka1＝4.3×10－7、Ka2＝5.6×10－11，如图所示的装置中，若活塞下移，则下列图像不正确的是(　　)‎ 答案　B 解析　碳酸溶液中存在二氧化碳的溶解平衡，活塞下移，压强增大，二氧化碳溶于水的平衡向右移动，所以二氧化碳分子在水中溶解数目增多，故A项正确；碳酸溶液中存在电离平衡，压强增大，导致活塞下移，碳酸的电离平衡正向移动，溶液的酸性增强，pH减小，最后会小于7，故B项错误；水解平衡常数只受温度影响，温度不变，水解平衡常数不变，故C项正确；碳酸溶液中存在电离平衡，压强增大，导致活塞下移，碳酸的电离平衡正向移动，溶液中阴、阳离子数目都增大，故D项正确。‎