专题二化学平衡-2020-2021学年高二《新题速递化学》（人教版2019选择性必修一）10月刊（课堂必刷题）

20202021学年高二《新题速递·化学》10月刊专题二化学平衡考点0103考点01化学平衡状态考点02化学平衡常数考点03影响化学平衡的因素考点04化学平衡综合分析考点01化学平衡状态1．（2020·江门市第二中学月考）可逆反应N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是A．3v正(N2)=v正(H2) B．v正(N2)=3v逆(H2)C．v正(N2)=v逆(NH3) D．2v正(H2)=3v逆(NH3)【答案】D【解析】【分析】化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此分析。【详解】A．3v正(N2)=v正(H2)表示的都是正反应，不能判断反应是否为平衡状态，故A不符合题意；B．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v正(N2):v正(H2)=1:3，若v正(N2)=3v逆(H2)，即v正(N2):v逆(H2)=3:1，v逆(H2)≠v正(H2)，反应未达到平衡状态，故B不符合题意；C．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v正(N2):v正(NH3)=1:2，若v正(N2)=v逆(NH3)，v逆(NH3)≠v正(NH3)，反应未达到平衡状态，故C不符合题意；D．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v正(H2):v正(NH3)=3:2，若2v正(H2)=3v逆(NH3)，即v正(H2):v逆(NH3)=3:2，v逆(NH3)=v正(NH3)，反应处于平衡状态，故D符合题意；答案选D。2．（2020·武威第六中学月考）一密闭容器中充人1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应N2＋3H22NH3,下列有关说法正确的是（）A．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零B．当符合3u正(N2)＝u正(H2)时，反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，单位时间消耗amolN2，同时生成3amolH2D．当N2、H2、NH3的分子数比为1∶3∶2，反应达到平衡状态【答案】C【解析】A.在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，A不正确；B.选项B中3v正(N2)＝v正(H2)时，反应速率的方向是相同的，速率之比是相应的化学计量数之比，因此B中的关系始终是成立，不能判定反应是否达到平衡状态，B不正确；C.单位时间消耗amolN2，同时生成3amolH2，二者的反应速率的方向相反，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，反应达到平衡状态，C正确；D.平衡时，各种物质的浓度不再发生变化，但N2、H2、NH3的分子数比不一定为1：3：2，D不正确；答案选C。【点睛】考查可逆反应平衡状态的判断点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型和考点。试题基础性强，难易适中，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力；该题的关键是明确平衡状态的特点、特征，然后结合具体的可逆反应灵活运用即可。3．（2020·宜宾翠屏区棠湖学校月考）一定温度下，在2L的密闭容器中发生反应：xA(g)+B(g)2C(g)△H＜0，A、C的物质的量随时间变化的关系如图。下列有关说法正确的是（）A．x=1B．反应进行到1min时，反应体系达到化学平衡状态C．2min后，A的正反应速率一定等于A的逆反应速率D．2min后，容器中A与B的物质的量之比一定为2∶1【答案】C【解析】A．在化学反应中化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，由图示可知；，则，即x=2，故A不选；B．由图示可知该反应在2min达到平衡状态，故B不选；C．2min后反应处于平衡状态，则正反应速率等于逆反应速率，则A的正反应速率一定等于A的逆反应速率，故选C；D．2min后，A与B的物质的量变化量之比为2∶1，但容器中A与B的物质的量之比不一定为2∶1，故D不选。答案选C。4．（2020·宜宾翠屏区棠湖学校月考）在固定容积的密闭容器中，发生反应：2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g)，其化学平衡常数K与温度T的关系如表：T/℃70080090010001200K0.60.91.31.82.7对该反应而言，下列说法正确的是A．增大压强，平衡向正反应方向移动 B．温度不变，增加X的用量，K增大C．若K不变，则反应物的转化率一定不变 D．该反应的正反应为吸热反应【答案】D【解析】A.增大压强平衡向压强减小的一方移动，即向气体计量数之和小的一方移动，所以该反应增大压强后向逆反应方向移动，故A错误；B.K只受温度的影响，和物质的量的增加没关系，即温度不变，增加X的用量，K不变，故B错误；C.减压后平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C错误；D.根据图中内容知道：温度越高，反应的K越大，说明反应是吸热反应，故D正确；故答案为D。5．（2020·贵州平坝第一高级中学月考）目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下图表示该反应过程中能量的变化。（1）该反应为_________反应(“吸热”或“放热”)。（2）在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3mo1H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=______。反应达到平衡时CO2的转化率为_________。平衡时CH3OH的体积分数为_______。（3）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常温常压下：①2CH3OH（1）+3O2(g)=

2CO2(g)+4H2O(g)△H=1275.6kJ/mol②H2O（1）=

H2O(g)△H=+44.

0kJ/mol写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式__________。（4）某温度时，在VL密闭容器中，A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，该反应的化学方程式为_______,

用A物质表示的反应速率是______。【答案】（1）放热（2）0.225mol/(L·min)75%30％（3）CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)∆H=725.8kJ/mol（4）4A+2B3Cmol·L1·min1【解析】（1）从图分析，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应；（2）从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)==0.225mol/(L·min)；反应达到平衡时CO2的转化率为；平衡时CH3OH的体积分数为；（3）已知：①2CH3OH（1）+3O2(g)=

2CO2(g)+4H2O(g)△H1=1275.6kJ/mol②H2O（1）=

H2O(g)△H2=+44.

0kJ/mol根据盖斯定律，由①②得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)∆H=△H1△H2=725.8kJ/mol；（4）由图象可以看出，反应中A、B的物质的量减少，应为反应物，C的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到t1min时，△n（A）=1mol4mol=8mol，△n（B）=8mol4mol=4mol，△n（C）=6mol，则△n（A）：△n（B）：△n（C）=8：4：6=4：2：3，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：4A+2B⇌3C；从开始到t1min末时，用物质A表示的反应速率为v（A）==mol·L1·min1。考点02化学平衡常数1．（2020·黑山县黑山中学月考）一定温度下，向某恒容密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应:A(g)+B(g)C(s)+xD(g)ΔH>0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）。A．反应在前10min内的平均反应速率v(D)=0.15mol·L1·min1B．该反应的平衡常数表达式为K=C．若平衡时保持温度不变，压缩容器容积，则平衡向逆反应方向移动D．反应至15min时，改变的条件是降低温度【答案】D【解析】A．由图象可知，10min时到达平衡，平衡时D的浓度变化量为：3.0mol/L−0=3.0mol/L，则v(D)==0.3mol⋅L−1⋅min−1，故A错误；B．由图可知，平衡时A.

D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L，故1:x=1.5mol/L:3mol/L，所以x=2，C是固体，浓度是一个常数，不代入平衡表达式中，可逆反应A(g)+B(g)⇌C(s)+xD(g)的平衡常数表达式K=，故B错误；C．由图可知，平衡时A、D的浓度变化量分别为1.5mol/L、3mol/L，故1：x=1.5mol/L：3mol/L，所以x=2，反应前后气体的体积不变，增大压强平衡不移动，故C错误；D．由图可知，改变条件瞬间，反应混合物的浓度不变，平衡向逆反应移动，该反应正反应为吸热反应，故改变条件应是降低温度，故D正确；答案选D。2．（2020·沙坪坝·重庆一中月考）已知同温同压下，下列反应的焓变和平衡常数分别表示为（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1＝197kJ/molK1=a（2）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2＝144kJ/molK2=b（3）NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H3=mkJ/molK3=c下列说法正确的是A．m=26.5c2= B．m=53c2=C．m=26.52c=ab D．m=532c=ab【答案】A【解析】（1）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1＝197kJ/molK1=a（2）2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H2＝144kJ/molK2=b（3）NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H3=mkJ/molK3=c根据盖斯定律可知，将=（3），则△H3=，即2m=−197−(−144)，解得m=26.5；由平衡常数的表达式可知，K与化学计量数呈幂次方的关系，方程式相加即平衡常数相乘，方程式相减即平衡常数相除，故c2=；答案选A。【点睛】盖斯定律的使用方法：①写出目标方程式；②确定“过渡物质”(要消去的物质)；③用消元法逐一消去“过渡物质”。3．（2020·南昌市八一中学月考）对于如下反应，其反应过程的能量变化示意图如图：下列说法正确的是A．K3＝K1+K2B．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快C．△H3＝△H1+△H2D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变【答案】C【解析】A.依据化学平衡常数的计算表达式列式计算分析，K3==K2×K1，故A错误；B.催化剂改变反应速率，但不改变化学平衡和反应焓变，加催化剂，反应①的反应热不变，反应速率加快，故B错误；C.已知：①A（g）B（g）+C（g）△H1②B（g）+C（g）D（g）△H2③A（g）D（g）△H3依据盖斯定律①+②得到反应③的△H3=△H1+△H2，故C正确；D.平衡常数随温度变化，增大压强不改变平衡常数，平衡常数都不变，故D错误；故答案选C。4．（2020·沙坪坝·重庆一中月考）已知①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)ΔH1=+akJ/molKp1；②2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH2=+bkJ/molKp2。在某温度下，向一固定体积密闭容器中，投入足量NH4I固体(忽略体积)，达到化学平衡时，测得P(H2)=5Kpa、P(HI)=40Kpa，请填写以下空白：（1）请写出NH4I(s)分解为H2(g)、I2(g)和NH3(g)的热化学反应方程式__(系数最简整数比)。该反应的平衡常数表达式为Kp=__(用Kp1和Kp2表示)；该温度下，Kp1为___。（2）在相同温度下，在如图的装置中达到化学平衡。若缓慢将体积扩大至2V，反应②向__移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；若迅速缩小体积至，体系颜色变化情况__(提示：瞬间、过程、最终)。该动作引起的系列颜色变化，从最终结果上来看，__勒夏特列原理(填“符合”或“不符合”)。【答案】（1）2NH4I(s)2NH3(g)＋H2(g)+I2(g)ΔH=+(2a+b)kJ·mol－1K2p1·Kp22000(Kpa)2（2）正向迅速压缩体积的瞬间，颜色变深，然后颜色逐渐变浅，最终恢复到和原来的颜色一样深不符合【解析】（1）已知①ΔH1=+akJ/molKp1；②ΔH2=+bkJ/molKp2；NH4I(s)分解为H2(g)、I2(g)和NH3(g)的热化学反应方程式可由反应①×2+反应②得，故该反应的热化学方程式为：2NH4I(s)2NH3(g)＋H2(g)+I2(g)ΔH=+(2a+b)kJ·mol1；该反应的平衡常数表达式为Kp=K2p1·Kp2；该温度下，向一固定体积密闭容器中，投入足量NH4I固体(忽略体积)，达到化学平衡时，测得P(H2)=5Kpa、P(HI)=40Kpa，根据反应②可知，参与反应的碘化氢，P(HI)=10Kpa，又反应后P(HI)=40Kpa，则反应①中：P(HI)=50Kpa，P(NH3)=50Kpa，则达到平衡时，P(H2)=5Kpa、P(HI)=40Kpa，P(NH3)=50Kpa，；故答案为：2NH4I(s)2NH3(g)＋H2(g)+I2(g)ΔH=+(2a+b)kJ·mol－1；K2p1·Kp2；2000(Kpa)2；（2）在相同温度下，反应达到化学平衡；若缓慢将体积扩大至2V，体系压强减小，反应①正向移动，碘化氢增大，反应②正向移动；若迅速缩小体积至，迅速压缩体积的瞬间，颜色变深，然后颜色逐渐变浅，最终恢复到和原来的颜色一样深；该动作引起的系列颜色变化，从最终结果上来看，不符合勒夏特列原理；故答案为：正向；迅速压缩体积的瞬间，颜色变深，然后颜色逐渐变浅，最终恢复到和原来的颜色一样深；不符合。5．（2020·武威第六中学月考）在容积固定的密闭容器中，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6请回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=______________；（2）该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”。)（3）能判断该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。a．容器中总压强不变b．混合气体中c(CO)不变c．H2消耗的速率与H2O消耗的速率相等d．c(CO2)=c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。（5）830℃时：若起始时c(CO)＝2mol•L﹣1，c(H2O)＝3mol•L﹣1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为_______。若只将起始时c(H2O)改为6mol•L﹣1，则水蒸气的转化率为_______。某时刻混合体系中各气体的浓度为c(CO2)＝0.4mol•L﹣1、c(CO)＝0.6mol•L﹣1、c(H2O)＝3mol•L﹣1，c(H2)＝2mol•L﹣1请判定该体系中反应进行的方向：_______(填“正向进行”“逆向进行”或“达到平衡”)。【答案】（1）（2）吸热（3）b、c（4）830（4）40%25%逆向进行【解析】【分析】平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，温度升高平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动；化学平衡状态的特征正逆反应速率；有关转化率的计算用三段式法；通过Qc与K的比较判断反应向哪个方向进行。【详解】（1）平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，则K=；故答案为：；（2）温度升高平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故答案为：吸热；（3）a．因该反应为反应前后气体体积不变的反应，故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据，故a不符合；b．c（CO）不变，说明各组分浓度都不变，反应达到平衡状态，故b符合；c．H2消耗的速率与H2O消耗的速率相等，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故c符合；d．CO2和CO的浓度是否相等，与平衡状态无关，决定于开始加入的多少，故d不符合；故答案为：bc。（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)＝c(CO)c(H2O)，则此时K=1，由表中数据可判断温度为830℃；故答案为：830℃；（5）830

K时，若起始时c(CO)=2

mol•L1，c(H2O)=3

mol•L1，平衡时CO的转化率为60%，则反应中消耗的c(CO)=2mol/L×60%=1.2mol/L，根据方程式知，消耗的c(H2O)=c(CO)(消耗)=1.2mol，水蒸气的转化率=；将起始时c(H2O)改为6mol•L﹣1，设消耗的c(H2O)=xmol/L：，温度不变化学平衡常数不变，化学平衡常数K==，解得x=1.5，水蒸气的转化率=；某时刻混合体系中各气体的浓度为c(CO2)＝0.4mol•L﹣1、c(CO)＝0.6mol•L﹣1、c(H2O)＝3mol•L﹣1，c(H2)＝2mol•L﹣1，浓度商Qc=，Qc>K，则反应正向移动，故答案为：40%；25%；逆向进行。【点睛】考查化学平衡计算，明确化学平衡常数计算方法、化学平衡常数与温度关系是解本题关键，会根据浓度商与K的相对大小判断反应方向。6．（2020·义县高级中学月考）I可逆反应：，试根据图回答：的转化率表示为、A的含量表示为（1）压强______填或；（2）计量系数______填或；（3）温度______填或。II在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示，回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=____________。（2）该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。（3）某温度下，平衡浓度符合下式：，试判断此时的温度为________℃。该温度下加入1molCO2(g)和1molH2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为___________。（4）800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol/L，c(H2)为1.5mol/L，c(CO)为1mol/L，c(H2O)为3mol/L，则反应________(填“正向进行”“逆向进行”或“处于平衡状态”)。【答案】＜＜＞放热830℃50%逆向进行【解析】I.（1）由图A可知，P2较先达到平衡状态，则P2＞P1，故答案为：＜；（2）P2＞P1，压强越大，A的转化率越低，说明增大压强平衡向逆方向移动，则(a+b)比(c+d)小，故答案为：＜；（3）由图B可知t1先达到平衡状态，则t1＞t2，故答案为：＞；II．（1），反应的平衡常数K=，故答案为：；（2）图表中平衡常数随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，正反应是放热反应；故答案为：放热；（3）某温度下，平衡浓度符合下式：，即K=1，由表格中数据可知此时温度为：830℃；该温度下加入1molCO2(g)和1molH2(g)，充分反应，达到平衡，三段式如下：K===1，解得x=0.5，故CO2的转化率为；故答案为：830℃；50%；（4）800℃，固定容器的密闭容器中，放入混合物，其始浓度为c(CO2)=2mol/L，c(H2)=1.5mol/L，c(CO)=1mol/L，c(H2O)=3mol/L，Qc==>K=0.9，故反应逆向进行，故答案为：逆向进行。【点睛】注意把握图象曲线的变化趋势，结合温度、压强对平衡移动的影响分析；化学平衡有关计算主要采用三段式，主要是平衡常数影响因素和计算分析，掌握基础是关键。考点03影响化学平衡的因素1．（2020·宜宾翠屏区棠湖学校月考）已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与生成物C在混合气体中的体积分数[φ(C)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（）A．T1<T2，p1>p2，m＋n>p，△H<0B．T1>T2，p1<p2，m＋n>p，△H<0C．T1<T2，p1>p2，m＋n<p，△H>0D．T1>T2，p1<p2，m＋n<p，△H>0【答案】B【解析】【分析】根据“先拐先平，数值大”原则，采取“定一议二”得到温度和压强的大小关系，根据图示，结合压强和C的含量的关系判断方程式前后的系数和大小关系，根据温度和C的含量的关系，确定化学反应的吸放热情况。【详解】根据可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)可知，在压强相同时，温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短。根据①、②可知，温度：T1＞T2；由图可知：温度越高，C的含量越低，说明升高温度，化学平衡向正反应进行，故正反应为吸热反应，△H>0；在温度相同，压强越大，反应速率越快，反应达到平衡所需要的时间越短。根据②、③可知，压强：p1＜p2；由图可知：在温度相同时，压强越大，C的含量越低，说明增大压强，化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，所以方程式系数m＋n>p；根据以上分析得出：T1＞T2，p1＜p2，m+n＜p，△H>0，故答案为B。2．（2020·沙坪坝·重庆一中月考）重庆一中化学组张长林老师说：“昨天才讲了，你怕不得错哟”。反应N2(g)+3H2(g)2ΝΗ3(g)ΔH=92.4kJ·mol1，在反应过程中，正反应速率随条件改变的变化如图，下列说法错误的是（）A．t1时增大了生成物浓度B．t2时降低了温度C．t2时减少了压强D．t3时使用了催化剂【答案】C【解析】A．t1时正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡逆向移动，根据时间速率图像可知，反应速率瞬间不变，则为增大了生成物浓度，A正确；BC．t2时正反应速率减小，平衡正向移动，反应速率瞬间减小，则应为降低了温度或增大压强，B正确，C错误；D．t3时刻，平衡不移动，使用了催化剂，故D正确；故答案选：C。3．（2021·北京昌平·临川学校月考）如图是一定条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图．下列叙述与示意图不相符合的是()A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态ⅡC．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等D．该反应达到平衡态Ⅰ后，升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢【答案】D【解析】A选项，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达平衡，故A正确；B选项，该反应达到平衡态Ⅰ后，根据图象，正反应速率突变，逆反应速率不变，后来趋于平衡，因此是增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ，故B正确；C选项，平衡态Ⅰ到平衡态Ⅱ，正向移动，因此同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等，故C正确；D选项，该反应达到平衡态Ⅰ后，升高温度正反应速率加快，逆反应速率也加快，故D错误；答案为D。【点睛】“增增减减”即增加浓度、温度、压强、催化剂，反应速率都增加，减小浓度、温度、压强、催化剂，反应速率都减小。4．（2020·赤峰二中月考）某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是A．图d中，若m+n=p，则曲线a一定增大了压强B．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热C．由图b可知，该反应m+n<pD．由图a可知，T1>T2，该反应的逆反应为吸热反应【答案】D【解析】A．图d中，若m+n=p，该反应为气体体积不变的反应，图中a、b平衡状态相同，则a曲线可能使用了催化剂或增大压强，故A错误；B．图c是绝热条件下速率和时间的图像，可知最初随着反应进行，温度升高，速率加快，则说明此反应为放热反应，故B错误；C．由图b可知，相同温度下，压强越大对应C%含量高，则增大压强平衡正向移动，则m+n＞p，故C错误；D．由图a可知，T1先达到平衡，且T1对应C%含量低，则T1>T2，升高温度平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故D正确；故答案为D。5．（2020·伊美区第二中学月考）I．一密闭体系中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，如图是某一时间段内反应速率与时间的关系曲线图。请回答下列问题：（1）处于平衡状态的时间段有：________、________、________、________。（2）t1、t3、t4时刻体系中分别发生变化的条件是____、____、_____。（3）下列各时间段中，氨的百分含量最高的是________。A．t0～t1B．t2～t3C．t3～t4D．t5～t6II．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示:T(℃)70080083010001200K0.60.91.01.72.6（4）该反应的化学平衡常数表达式为K=__________。（5）该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。（6）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。【答案】（1）t0～t1t2～t3t3～t4t5～t6（2）升高温度使用了催化剂减小压强（3）A（4）（5）吸热（6）830【解析】（1）从平衡状态的本质和特征分析，可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，时间处于t0～t1，t2～t3，t3～t4，t5～t6时间段内，正、逆反应速率相等，说明这些时间段内反应达到平衡状态，故答案为：t0～t1，t2～t3，t3～t4，t5～t6；（2）由图可知，t1时正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，改变条件应为升高温度；t3时正、逆反应速率同等程度的增大，改变条件应为使用了催化剂；t4时正逆反应速率均减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，改变条件应为减小压强，故答案为：升高温度；使用了催化剂；减小压强；（3）随着反应的进行，生成的氨气逐渐增多，氨气的百分含量逐渐增大，反应进行到t0时达到平衡；根据（3）的分析，t1时平衡逆向移动，氨的百分含量减小，t3平衡不移动，t4时平衡逆向移动，氨的百分含量减小，因此氨的百分含量最高的是t0～t1，故答案为：A；（4）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K=，故答案为：；（5）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应为吸热反应，故答案为：吸热；（6）c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)，则K==1.0，对应温度为830℃，故答案为：830。6．（2020·南昌市八一中学月考）甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：i.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=90.1kJ·mol1另外：ii.2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH=566.0kJ·mol1iii.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=572.0kJ·mol1若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：iv.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH=+41.1kJ·mol1（1）甲醇的燃烧热为_______kJ·mol1。（2）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(ⅳ)对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是______。a.增大b.减小c.无影响d.无法判断（3）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：①由图像可知，较低温度时，CO转化率对______(选填“温度”或“压强”)敏感。②由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是______。（4）在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的H2，在一定条件下发生反应i。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试判断t8时改变的条件可能是__________。②若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线__________。【答案】（1）764.9（2）d（3）温度温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的合成；压强较高，消耗能量越多，对设备的要求越高（4）加入了催化剂【解析】（1）甲醇的燃烧热指1mol甲醇完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)所放出的能量，已知：i.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=90.1kJ·mol1，ii.2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH=566.0kJ·mol1，iii.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH=572.0kJ·mol1，根据盖斯定律，ii×+iiii可得CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=[(566.0)×+(572.0)(90.1)]kJ·mol1=764.9kJ·mol1；（2）在密闭恒容绝热容器中进行CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH=90.1kJ·mol1，随着反应的进行，气体的温度逐渐升高，一氧化碳的转化率减小，但反应（iv）为吸热反应，又能够使温度降低，有利于提高一氧化碳的转化率，因此无法判断反应（iv）对合成甲醇反应中CO的转化率的影响，故选d；（3）①由图像可知，不管压强多大，只要温度较低，则转化率均较高，故转化率对温度较敏感；②一般情况下，化学反应速率与温度和压强呈正比，由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，若温度较低，化学反应速率较低，不利于工业合成效率，因此采用300～400℃合成提高生产效率，虽然CO转化率随压强增大而升高，但随着压强的增大，对合成仪器的抗压要求越高，并且耗能也越高，因此采用10MPa的原因是控制成本；（4）①由图像可知，t8时刻，逆反应速率上升，并且后续未发生突变，因此t8时刻改变的条件增加了化学反应速率且不影响化学平衡，故t8时刻改变的条件可能为加入催化剂；②若t4时降压，逆反应速率将突然降低，平衡将逆向移动，后续逆反应速率将逐渐降低，直至t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，t6改变反应物浓度瞬间，甲醇浓度并未改变，因此t6瞬间逆反应速率不变，正反应速率增大，平衡将正向移动，甲醇浓度逐渐上升，逆反应速率将逐渐升高直至达到新平衡，因此图像如图所示：。考点01化学平衡综合分析1．（2020·赤峰二中月考）已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY，反应初始4s内v(X)＝0.005mol/(L·s)。下列说法正确的是温度/℃70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4A．4s时容器内c(Y)＝0.78mol/LB．达平衡时，X的转化率为80%C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D．1200℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K＝0.4【答案】B【解析】A.v(X)＝0.005mol/(L·s)，则v(Y)＝0.005mol/(L·s)，4s内Y的减少量为0.02mol/L，4s时容器内c(Y)＝0.02mol/L=0.38mol/L，A项错误；B.830℃达平衡时，平衡常数为1，应有c(X)·c(Y)=c(R)·c(Q)，设有amol/L的X参与反应，则消耗Y为amol/L，生成Q和R分别都为amol/L，(0.1a)(0.4a)=a2，a=0.08mol/L，，转化率为80%，B项正确；C.反应达平衡后，升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，C项错误；D.1200℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝=2.5，D项错误；答案选B。2．（2020·南昌市八一中学月考）近年来，雾霾已经给人类的生产生活带来了极大的危害。据分析，雾霾主要成分为灰尘、SO2、NOx、有机碳氢化合物等粒子。据研究，烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。Ⅰ．可用氨气作为脱硝剂，其脱硝原理是NH3与NO反应生成两种无毒的物质。已知：①2NO(g)=N2(g)+O2(g)△H=akJ•mol1②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=bkJ•mol1（1）写出该氨气脱硝反应的热化学反应方程式：_________。（2）已知反应②在高温时自发，低温时非自发，则b______0(假设各物质在反应过程中状态均不发生变化，且均为气态)。(填“＜”或“＞”或“无法确定”)Ⅱ．臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为：2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)，不同温度下，在两个恒容容器中发生该反应，相关信息如下表及图所示，回答下列问题：容器甲乙容积/L11温度/KT1T2起始充入量1molO3和2molNO21molO3和2molNO2（3）T1_____T2(填“＜”或“＞”或“无法确定”)，该反应的△H______0(填“＜”“＞”)（4）在恒温恒容条件下，下列条件能够证明该反应已经达到平衡的是______。a．混合气体密度不再改变b．消耗2nmolNO2的同时，消耗了nmolO3c．O2浓度不再改变d．混合气体的平均相对分子质量不再改变e．容器内混合气体压强不再改变f．2υ正(NO2)=υ逆(O2)（5）其他条件一定，且反应时间相同，NO2的转化率与温度、压强的关系如图所示。据此，回答下列问题：②p1______p2，(填“＜”或“＞”或“无法确定”)；②a点的正逆反应速率的关系为：υa正______υa逆(填“＜”或“＞”或“无法确定”)【答案】（1）（2）>（3）<<（4）cde（5）>>【解析】【分析】按盖斯定律可以计算热化学方程式；平衡状态的判断方法有：①对同一个物质而言正反应速率和逆反应速率相等，如υ正(O2)=υ逆(O2)，若选用不同物质的速率，则如不同物质的正反应和逆反应速率等于化学计量数之比，如2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)中，υ正(NO2)=2υ逆(O2)，则说明已平衡，②各成分的含量、也可以是物质的量或浓度保持定值、不再改变了，③选定的某个物理量，一开始会随着反应的发生而变化，而当这个量不再改变的时候，就达到化学平衡状态；从提供的表格、化学平衡的图象中提取数据和必要的信息，结合勒夏特列原理，“先拐先平”原则解答；【详解】Ⅰ.（1）已知：①2NO(g)=N2(g)+O2(g)H=akJ•mol1，②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)H=bkJ•mol1按盖斯定律知：得到该氨气脱硝反应的热化学反应方程式：；（2）已知反应②S>0，满足在高温时自发，低温时非自发，则b>0；Ⅱ.（3）由图知，T1达到平衡时间长、速率慢，T2时达到平衡时间段、速率快，则T1<T2，T1时N2O5平衡浓度大，T2时N2O5平衡浓度小，则降低温度，使2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)平衡右移，该反应的H<0；（4）在恒温恒容条件下，a.反应前后气体质量和体积不变，混合气体密度始终不改变，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b.消耗2nmolNO2的同时，消耗了nmolO3，只能说明反应正向进行，不能证明反应达到平衡状态，故b错误；c.O2浓度不再改变，是平衡标志，故c正确；d.反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，混合气体的平均相对分子质量不再改变，能说明反应达到平衡状态，故d正确；e.反应前后气体物质的量变化，容器内混合气体压强不再改变，说明反应达到平衡状态，故e正确；f.速率之比等于化学方程式计量数之比，υ正(NO2)=2υ逆(O2)说明氧气正逆反应速率相同，2υ正(NO2)=υ逆(O2)不能说明反应达到平衡状态，故f错误；故答案为：cde；（5）①图象分析，一定温度下，压强越大，平衡正向进行NO2的转化率增大，p1>p2；②图象分析可知，压强都是p2时，b点才是在相同时间达到平衡的点，a点由于温度较b点低，所以没有达到平衡，K>Qc，所以a点的正逆反应速率的关系为：υa正>υa逆。3．（2020·南昌市八一中学月考）雾霾严重危害人类健康和生态环境，开发稳定高效的脱硫脱硝工艺是当前国内外研究的热点。（1）天然气中含有的微量H2S会腐蚀管道和设备，在1200℃下进行脱硫处理，H2S会被氧气氧化为SO2，并产生水蒸气。化学键HSO=OHOSO2中共价键键能/(kJ▪mol1)3394984641083请写出该反应的热化学方程式：__________________。（2）利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝，将NO、SO2氧化为硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，、溶液pH对脱硫脱硝的影响如下图所示：①从图a和图b中可知脱硫脱硝最佳是_______、最佳pH是________。②图b中SO2的去除率随pH的增大而增大，而NO的去除率在pH＞5.5时反而减小，请解释NO去除率减小的可能原因___________________。（3）臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)，不同温度下，在体积为1L的甲、乙两个恒容密闭容器中均充入lmolO3和2molNO2，相关信息如下图所示，请回答下列问题：①0~15min内乙容器中反应的平均速率：v(NO2)=__________。(保留2位有效数字)②下列措施能提高容器乙中NO2转化率的是________(填字母标号)A．向容器中充入氦气，增大容器的压强B．升高容器的温度C．向容器中再充人一定量的NO2D．向容器中再充入lmolO3和2molNO2【答案】（1）2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H=1172kJ▪mol1（2）6：15.5~6.0pH＞5.5以后，随着pH增大，NO的还原性降低；或H2O2和NaClO2氧化性减弱，不能将NO氧化为硝酸（3）0.053mol·L1·min1D【解析】（1）由题意可知，2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)，△H=反应物键能总和生成物键能总和=(2×2×339+3×498464×2×22×1083)kJ▪mol1=1172kJ▪mol1；（2）①脱硫脱硝去除率最高时脱硫脱硝最佳，由图可知=6：1时最佳，pH在5.5～6.0是NO、SO2去除率最高的位置；②NO、SO2氧化为硝酸和硫酸而除去，NO的去除率在pH＞5.5时反而减小，可能在此条件下pH＞5.5以后，随着pH增大，NO的还原性减弱，或H2O2和NaClO2氧化性减弱，不能将NO氧化为硝酸；（3）①由图中数据可知△c(N2O5)=0.4mol•L1，根据v(N2O5)=≈0.027mol•L1•min1，根据化学方程式化学速率之比等于化学计量数之比，则v(NO2)=2v(N2O5)=2×0.027mol•L1•min1=0.053mol•L1•min1；②A．向容器中充入氦气，增大容器的压强，但各物质的浓度不变，平衡不移动，则NO2转化率不变，A错误；B．由图可知，乙容器先达到平衡，说明乙容器中温度高于甲容器，升高温度c(N2O5)降低，说明升高温度化学平衡逆向移动，则NO2转化率减小，B错误；C．向容器中再充入一定量的NO2，平衡正向移动，由于转化量增大的倍数小于起始时NO2物质的量增大的倍数，因此NO2转化率减小，C错误；D．向容器中再充入lmolO3和2molNO2，相当于增大压强，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，则NO2转化率增大，D正确；故答案为D。4．（2020·南昌市八一中学月考）CH4CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2)，有利于减少温室效应。催化重整时还存在以下反应：积碳反应：CH4(g)＝C(s)+2H2(g)△H＝+75kJ·mol1消碳反应：CO2(g)+C(s)＝2CO(g)△H＝+172kJ·mol1回答下列问题：（1）写出CH4CO2催化重整反应的热化学方程式_____________。（2）在刚性容器中，当投料比＝1.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。①由图可知：压强p1__________2MPa(填“大于”、“小于”或“等于”)。②当温度为T3、压强为2MPa时，A点的v正______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。③起始时向容器中加入1molCH4和1molCO2，根据图中点B(T4，0.5)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。（3）在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]0.5(k为速率常数)。①在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)，pb(CO2)，pc(CO2)从大到小的顺序为_________。②_________(填“增大”或“减小”)投料比有助于减少积碳。【答案】（1）CH4(g)+CO2=2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ·mol1（2）小于小于（3）pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)减小【解析】（1）①CH4(g)＝C(s)+2H2(g)△H＝+75kJ·mol1，②CO2(g)+C(s)＝2CO(g)△H＝+172kJ·mol1，根据盖斯定律分析，有①+②得热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)H=+172kJ·mol1+75kJ·mol1＝+247kJ·mol1；（2）①在相同温度下，p1压强下的二氧化碳的转化率比2MPa时高，说明平衡正向移动，结合方程式CH4(g)+CO2=2CO(g)+2H2(g)，说明p1小于2MPa；②当温度为T3、压强为2MPa时，A点的二氧化碳的转化率比平衡时高，说明此时反应向逆向移动，则正反应速率低于逆反应速率；③结合方程式计算：平衡常数为；（3）①在一定温度下，相同时间内，沉积的碳越多，则沉积碳生成速率越快，根据v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]0.5(k为速率常数)知，p(CH4)一定时，沉积碳生成速率与二氧化碳压强成反比，根据图知，积碳量a>b>c，则pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)；②根据v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]0.5(k为速率常数)知，p(CH4)一定时，沉积碳生成速率与二氧化碳压强成反比，增大二氧化碳的压强，沉积碳的生成速率越小，即减少投料比，有助于减少积碳。5．（2020·赤峰二中月考）碳及其化合物与人类工农业生产、生活紧密相关。如甲醇就是一种重要的化工原料。（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)ΔH＝637.8kJ/mol②H2O(g)＝H2O(l)ΔH＝44.0kJ/mol③2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)ΔH＝566.0kJ/mol则CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)ΔH＝______。（2）在容积为2L的密闭容器中，投入1molCO和2molH2，在不同条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g)ΔH，在a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO(g)和2molH2(g)，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3(依次升高)且恒定不变，测得反应均进行相同时间时CH3OH(g)的浓度如下图所示①该反应的ΔH_____0(填“＞”、“＜”或“＝”)；判断理由是______。②下列措施能使该反应的平衡体系中增大的是_____(填字母)。A．将H2(g)从体系中分离出去B．充入He(g)，使体系压强增大C．升高温度D．缩小容器的体积E．再充入1molH2③在一定条件下5min后达到平衡状态，压强为原来的。从开始到平衡，CO的平衡转化率为___。（3）在T℃时，起始压强为100kPa的恒温恒压条件下，平衡时CH3OH的体积分数随起始投料的变化如图所示，则a=2，用平衡压强(该物质的物质的量分数×总压强)代替平衡浓度，则T℃时，该反应的Kp=________。（4）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：其中一种是甲醇部分氧化法。在一定温度下，以Ag/CeO2ZnO为催化剂时，原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)的影响关系如图所示。①n(O2)/n(CH3OH)＝_________时，有利于制H2。②当n(O2)/n(CH3OH)＝0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为_________。【答案】（1）442.8kJ/mol（2）＜a、b点高于c点说明平衡后升高温度平衡逆向移动，正反应放热DE25%（3）（4）0.5【解析】（1）①CH3OH(l)+O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)ΔH＝637.8kJ/mol②H2O(g)＝H2O(l)ΔH＝44.0kJ/mol③2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)ΔH＝566.0kJ/mol①+2×②得：CH3OH(l)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(l)，所以ΔH＝=442.8kJ/mol，故答案为：442.8kJ/mol；（2）①T1＜T2＜T3，则T3时反应速率最大，最先达到平衡状态，a、b点高于c点说明平衡后升高温度平衡逆向移动，正反应放热，ΔH＜0，故答案为：＜；a、b点高于c点说明平衡后升高温度平衡逆向移动，正反应放热；②CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g)A．将H2(g)从体系中分离出去，H2(g)浓度减小，平衡逆向移动，CO物质的量增大，CH3OH物质的量减小，减小；B．充入He(g)，使体系压强增大，CO、H2、CH3OH浓度均不变，平衡不移动，不变；C．升高温度，平衡逆向移动，CO物质的量增大，CH3OH物质的量减小，减小；D．缩小容器的体积，压强增大，平衡正向移动，CO物质的量减小，CH3OH物质的量增大，增大；E．再充入1molH2，H2(g)浓度增大，平衡正向移动，CO物质的量减小，CH3OH物质的量增大，增大；故答案为：DE；③设到达平衡时，CO转化了xmol，则，平衡后压强为原来的，则物质的量也变为原来的，即（1x）+（22x）+x=×（1+2），解得x=0.25，所以CO的平衡转化率==25%，故答案为：25%；（3）a=2，设H2起始物质的量为2mol，CO起始物质的量为1mol，到达平衡时CO转化xmol，则，平衡时甲醇的体积分数为40%，则，解得x=，则平衡时CO、H2、CH3OH的物质的量分别为：mol、mol、mol，则Kp=，故答案为：；（4）①由图可知，n(O2)/n(CH3OH)＝0.5时，H2的选择性最大，CO、HCHO的选择性较低，