2018高考总复习同步训练：第7章 第20讲 化学平衡状态 化学平衡常数

1 1. 在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达到平衡状态( ) ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体总质量 ⑧混合气体总体积 ⑨C、D的分子数之比为1∶1 A. ①②③⑥ B. ①③④⑤ C. ①②③⑦ D. ②⑥⑦⑧⑨ 解析：因为该反应在定容容器中进行，且反应前后气体分子数不相等，所以①混合气体的压强；③B的物质的量浓度；④混合气体总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达

到化学平衡。而②中ρ＝m气V容始终不变化；⑥中没指明方向；⑦m(气)始终未变化；⑧混合气体是在定容容器中，体积始终不变；⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比为1∶1。 答案：B 2. 在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) 不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( ) A. 体系的压强不再发生变化 B. v正(CO)＝v逆(H2O) C. 生成n mol CO的同时生成n mol H2 D. 1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 解析：反应无论达到平衡，还是未到达平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。 答案：C 3. 将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)； ②2HI(g)H2(g)＋I2(g) 达到平衡时，c(H2)＝0. 5 mol·L－1, c(HI)＝4 mol·L－1，此温度下反应①的平衡常数为( ) A. 9 B. 16 C. 20 D. 25 解析：反应的先后顺序为先①后②，由②知c(H2)＝c(I2)＝0. 5 mol·L－1，则反应②分解的c(HI)＝1. 0 mol·L－1，由①知c(NH3)＝c(HI)总＝1. 0 mol·L－1＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，则反应①的化学平衡常数为K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。 答案：C 4. 一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是( ) ①混合气体的总质量 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B的物质的量浓度 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化 A. ①④⑤ B. ②④⑤ 2

C. ②③④ D. 只有④ 答案：A 5. 汽车尾气净化的反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋ 2CO2(g)，已知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是( ) A. 将有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO和CO B. 提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C. 提高尾气净化效率的最佳途径是研究高效催化剂 D. 570 K时该反应正向进行的程度很大，故使用催化剂无实际意义 解析：已知反应为可逆反应，故排出的气体含有CO2、N2、NO、CO；汽车尾气处理时升高温度不现实；使用催化剂可以加快反应速率，达到尾气净化的目的。 答案：C 6. (多选)I2在KI溶液中存在下列平衡： I2(aq)＋I－(aq) I－3(aq)。某I2、KI混合溶液中，I－3的物质的量浓度c(I－3)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )

A. 反应I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)的ΔH>0 B. 温度为T1、T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2 C. 若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆 D. 状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大 解析：随着温度的不断升高，I－3的浓度逐渐地减小，说明反应向逆方向移动，也就意味着该反应是放

热反应，所以ΔH<0，所以A项错；因为K＝cI－3cI2·cI－，T2>T1，所以当温度升高时，反应向逆方向移动，即K1>K2；C项，从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，所以它要向A点移动，这时I－3的浓度在增加，所以v正>v逆，C项正确；D项，从状态A到状态B，I－3的浓度在减小，那么I2的浓度就在增加。 答案：BC 7. 现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用vA、vB、vC表示正反应速率，用v′A，v′B、v′C表示逆反应速率，下列描述中正确的是( )

A. 在容器中，任何时候vA＝vB＝vC B. 在任何时候容器中都必然存在着：vA∶vB∶vC＝v′A∶v′B∶v′C＝1∶2∶3 C. 当vA＝vB＝v′A＝v′B时，表示反应已达到平衡状态 D. 当v′A＝1/2v′B时，表示反应已达平衡 解析：在可逆反应中实际上有两个反应，即正反应和逆反应，两个反应中的反应速率之比总是等于其系数之比，所以vA∶vB∶vC＝v′A∶v′B∶v′C＝1∶2∶3。当某物质的正向反应速率与其逆向反应速率 3

相等时，表示反应达到平衡。 答案：B 8. 某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)＋N(g)2E(g)，若开始时只充入2 mol E(g)，达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体，达平衡时M的转化率为( ) A. 20% B. 40% C. 60% D. 80% 解析：开始时只充入2 mol E(g)与开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体等效。 若开始时只充入2 mol E(g)： 设生成N(g)的物质的量为x。 2M (g)＋N(g)2E(g) 起始物质的量： 0 0 2 转化物质的量： 2x x 2x 平衡物质的量： 2x x 2－2x n(平总)＝2x＋x＋2－2x＝(2＋x)mol

20%＝2＋x－22×100%，x＝0. 4 mol； M的含量＝2x2＋x×100%＝13×100%。 若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体： 设发生反应的N(g)的物质的量为y。 2M(g)＋N(g)2E(g) 起始物质的量： 2 1 0 转化物质的量： 2y y 2y 平衡物质的量： 2－2y 1－y 2y n(平总)＝2－2y＋1－y＋2y＝(3－y)mol 既然是等效平衡，则：

M的含量＝13×100%＝2－2y3－y×100%， y＝0. 6 mol； 达平衡时M的转化率＝2y2×100%＝60%。 答案：C 9. 氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②，有关物质产率与温度的关系如图所示。 4

4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)； ΔH＝ －905 kJ·mol－1 ①

4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)； ΔH＝ －1 268 kJ·mol－1 ②

下列说法中正确的是( ) A. 工业上氨催化氧化生成NO时，温度应控制在780 ℃～840 ℃ B. 工业上采用物料比n(O2)/n(NH3)在1. 7～2. 0，主要是为了提高反应速率 C. 加压可提高NH3生成NO的转化率 D. N2氧化为NO的热化学方程式为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)；ΔH＝ －1 086. 5 kJ·mol－1 解析：因为氨催化氧化的主要目的是生成NO，而非N2，所以必须控制副反应②的发生。从图中可以看出，在温度为780 ℃～840 ℃ 时，NO的产率最高、N2的产率最低，故A正确；采用物料比n(O2)/n(NH3)在1. 7～2. 0，主要是为了提高反应中氨气的转化率，而由于氨气转化为NO的反应是气体体积增大的反应，加压会抑制NH3向NO的转化，故B、C错误；D中，(①-②)/2可得：N2(g)＋O2(g)2NO(g)；ΔH＝ ＋181. 5 kJ·mol－1，故D错误。 答案：A 10. (多选)将等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容器中发生反应：F2(g)＋ClF(g)ClF3(g) ΔH<0。下列叙述中，正确的是( ) A. 恒温恒容时，当ClF转化40%时，容器内的压强为初始时的0. 8 B. 若c(F2)∶c(ClF)∶c(ClF3)＝1∶1∶1，则反应一定达到平衡状态 C. 达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移 D. 平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大 解析：设F2和ClF的物质的量均为1 mol， F2(g)＋ClF(g) ClF3(g) 开始(mol) 1 1 0 反应(mol) 0. 4 0. 4 0. 4 平衡(mol) 0. 6 0. 6 0. 4 p末p初＝n末n初＝0.6＋0.6＋0.41＋1＝0. 8，A项正确；不同条件下的平衡，转化率不同，反应物与产物的比例不

同，故B项错；增大体积，正、逆反应速率都减小，C项错；降温，平衡向正反应方向移动，D项对。 5

答案：AD 11. 下列①～⑩的说法中可以证明2HI(g) H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________；在⑥～⑩的说法中能说明2NO2N2O4已达平衡状态的是________。 ①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI； ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂； ③百分组成：w(HI)＝w(I2)； ④容器内HI、H2、I2(g)共存； ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1； ⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化； ⑦温度和体积一定时，N2O4的浓度不再变化； ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化； ⑨温度和压强一定时，混合气体的颜色不再变化； ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。 解析：对于2HI(g)H2(g)＋I2(g)来讲，不管反应是否达到平衡，HI、H2、I2总是共存，且容器体积一定时容器内压强、气体的平均相对分子质量和密度总是不变，④⑥⑧⑩不能证明反应已达到平衡；③和⑤也与是否达到平衡无关；若生成n mol H2的同时生成2n mol HI则说明达到平衡，①错；断裂1个H—H键和断裂2个H—I键表示两个相反的方向的速率相等，H2或I2的浓度不变(颜色不变)表示各物质浓度一定，它们可以说明反应达到平衡。 对于反应2NO2(g) N2O4(g)，由于反应前后气体的物质的量发生变化，必然在体积不变时带来压强变化，在压强不变时带来体积变化，若未达到平衡，混合气体的M、ρ和颜色均将发生变化。所以这5种说法都可以证明反应已达平衡状态。 答案：②⑨ ⑥⑦⑧⑨⑩ 12. 已知可逆反应：3A(g)＋B(g) xC(g) ΔH<0。T ℃时，在体积为2 L的密闭容器中(容积不变)通入3 mol A和1 mol B，经过2 min的时间该反应达到平衡状态(假设温度不变)，剩余的B的物质的量为0. 8 mol，并测得C的浓度为0. 4 mol·L－1。 请回答下列问题： (1)整个反应过程中，生成B的平均反应速率为________。 (2)x＝________，平衡常数K＝________，升高温度时，K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)如果向该平衡体系中通入少量氦气，增大反应体系的压强，那么化学平衡的移动方向是________。 (4)若温度不变，再向原平衡混合物的容器中再充入a mol C，在T ℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n mol，则C的物质的量为________(用n表示)，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 解析：(1)B的平均反应速率可直接用物质B的物质的量浓度的变化值除以时间来求解。 (2)C的物质的量n(C)＝2 L×0. 4 mol·L－1＝0. 8 mol，而B的物质的量变化为0. 2 mol，所以x＝4；可以求得A、B、C的浓度分别为c(A)＝1. 2 mol·L－1、c(B)＝0. 4 mol·L－1、c(C)＝0. 4 mol·L－1，所以