第21讲 化学平衡1．[2012·济南一模] 可逆反应NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)达到平衡的标志是( )A．NO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1B．密闭容器的压强不再发生变化C．K值不再发生变化D．生成n mol SO2的同时，有n mol SO3生成2．(双选)一定温度下的密闭容器中发生可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，不能说明该反应一定达到平衡状态的是( )A．SO3的质量保持不变B．SO2的百分含量保持不变C．SO2的消耗速率和SO3的生成速率相等D．SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶23．(双选)下列有关催化剂的说法正确的是( )A．温度越高，催化剂的催化效果不一定越好B．二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能加快反应速率C．食品包装中的抗氧化剂其实质就是“负催化剂”，能使氧化反应的反应速率减小D．升高温度，吸热反应的反应速率都加快，而放热反应的反应速率不变4．(双选)对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)一次只改变一个条件，能增大逆反应速率的措施是( )A．通入大量O2 B．缩小容器体积C．移去部分SO2 D．降低体系温度5．一定条件下，可逆反应C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH<0，达到平衡状态，现进行如下操作：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积：④减少体系中CO的量。
上述措施中一定能使反应的正反应速率显著加快的( )A．①②③④ B．①③C．④② D．①③④6．在三个2 L恒容的密闭容器中，保持温度相同，分别发生反应A(g)＋3B(g)2C(g)，5 min后各容器反应达平衡状态，其中甲容器中A的物质的量为0.4 mol下列说法正确的是( )反应前各物质的物质的量/molABC甲130乙002丙1.54.51A.乙中5 min内C的反应速率为0.08 mol/(L·min)B．达到平衡时，丙中A的浓度是甲中的2倍C．丙中反应的平衡常数大于甲中反应的平衡常数D．达到平衡时，甲乙两容器中C的物质的量百分含量相等7．[2012·大连测试] 一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )A．混合气体的密度不再变化B．反应容器中Y的质量分数不变C．X的分解速率与Y的消耗速率相等D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X8．FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)已知平衡时，c[Fe(SCN)2＋]与温度T的关系如图K21－1所示，则下列说法正确的是( )图K21－1A．FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学反应方程式为：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)===Fe(SCN)2＋(aq) ΔH>0B．温度为T1、T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1v逆D．A点与B点相比，A点的c(Fe3＋)大9．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )A．3.2×103 B．1.6×103C．8.0×102 D．4.0×10310．[2012·湖南四市联考] 已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0。
现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一定体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图K21－2所示图K21－2(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线________表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而改变(2)①前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝________mol/(L·min)②0～15 min，反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K(b)＝________3)反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是________________(用文字表达)；其平衡常数K(d)________K(b)(填“＞”“＝”或“＜”)4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是________。
A．加入催化剂 B．缩小容器体积C．升高温度 D．加入一定量的N2O411．[2012·海南卷] 已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/℃7008309001 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)；(2)830 ℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 mol·L－1·s－1，则6 s时c(A)＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为________________，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为________；(3)判断该反应是否达到平衡的依据为________(填正确选项前的字母)；a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c(A)不随时间改变d．单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1 200 ℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为________。
12．在容器可变的密闭容器中，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在一定条件下达到平衡完成下列填空：(1)在其他条件不变的情况下，缩小容器体积以增大反应体系的压强，v正__________(选填“增大”或“减小”，下同)，v逆________，平衡向__________方向移动(选填“正反应”或“逆反应”)2)在其他条件不变的情况下，降低温度平衡向正反应方向移动，为________________________________________________________________________反应(选填“吸热”或“放热”)3)图K21－3为反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，由图判断，在t1时刻曲线发生变化的原因是________(填写编号)图K21－3A．增大N2的浓度 B. 扩大容器体积C. 加入催化剂 D. 升高温度改变条件后，平衡混合物中NH3的百分含量__________(选填“增大”“减小”或“不变”)1．D [解析] 化学反应达到平衡时各物质浓度不变，而不是相等，其物质的量浓度比也不一定等于化学计量数之比，A项错误；该反应为气体体积不变的反应，无论反应是否已达平衡，压强均不变，B项错误；只要温度不变，化学平衡常数K就不变，与是否达到平衡无关，C项错误。
2．CD [解析] 可逆反应达到平衡的标志是正反应速率等于逆反应速率，各组分的浓度、质量、含量等保持不变，各组分的变化物质的量之比等于化学计量数之比，但平衡物质的量不一定等于化学计量数之比3．AB [解析] 许多催化剂在某特定温度下催化效果最好，称为催化活性，A项正确；二氧化锰能催化过氧化氢的分解反应，故B项正确；食品包装中的抗氧化剂其实质就是还原剂，消耗包装袋中的氧气，从而保护食品不被氧化，C项错误；升高温度，吸热反应和放热反应、正反应和逆反应的反应速率都加快，D项错误4．AB [解析] 增大反应物浓度可使正反应速率增大，逆反应速率随之增大，A项正确；缩小容器容积，相当于增大压强，正、逆反应速率均增大，B项正确；移去部分SO2，可使反应向正反应方向移动，而正、逆反应速率均减小，C项错误；降低温度正、逆反应速率均减小，D项错误5．B [解析] 升温正逆反应速率均加快，①对；若增加固体反应物的量，对反应速率无影响，②错；缩小反应体系体积，增大反应体系压强，可使正逆反应速率都加快，③对；减少体系中CO的量，逆反应速率减小，正反应速率随之减小，④错6．D [解析] 温度不变，化学平衡常数不变，C项错误；甲容器和乙容器反应分别从正反应方向和逆反应方向进行，反应达到平衡后为等效平衡，D项正确；平衡时甲乙两容器中A、B、C的物质的量分别为0.4 mol、1.2 mol、0.8 mol，乙中5 min内C的反应速率为＝0.12 mol/(L·min)，A项错误；丙中初始加料相当于A、B、C分别为2 mol、6 mol、0 mol，相对于甲容器来说，平衡右移，B项错误。
7．C [解析] 由于反应生成物中有固体，故混合气的密度为变量，当其不变时，说明反应已达平衡；X的分解速率与Y的消耗速率相等时反应向左进行，未达平衡；单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X时，说明正逆反应速率相等，已达平衡8．C [解析] 由图中看出，随温度升高，c[Fe(SCN)2＋]减小，可知该反应为放热反应，则温度越高，反应限度越小，平衡常数越小，A、B、D项不符合题意；反应处于D点时，c[Fe(SCN)2＋]小于平衡浓度，故反应应正向进行，即v正>v逆，C项正确9．A [解析] 平衡时SO3的浓度为＝0.04 mol·L－1，SO2、O2的平衡浓度分别为0.01 mol·L－1、0.005 mol·L－1，则反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常数为＝×10－3，故该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为3.2×10310．(1)X b和d B (2)①0.04②K(b)＝(3)增大NO2的浓度 ＝(4)B、D [解析] (1)在10 min内X曲线表示的物质浓度改变了0.4 mol/L，而Y曲线表示的物质浓度改变了0.2 mol/L，则X曲线表示NO2浓度随时间的变化；当曲线处于平台时(此时所表示的物质的浓度不变)，表示反应已达平衡，故只有b、d两点处于平衡状态。
该反应体系中全部是气体，其质量不变，体积不变，气体密度是恒量，与反应是否达到平衡无关2)①v(NO2)＝＝0.04 mol/(L·min)②平衡常数K(b)＝＝＝3)由曲线看出25 min时，NO2的浓度突然增大，可知改变的条件为增大NO2的浓度温度不变，化学平衡常数不变4)因在25 min时，增大了NO2的浓度，相当于增大了压强，平衡右移，D点时NO2的百分含量小于b时NO2百分含量，要使25 min时改变条件达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，可加压或降温等，加入一定量的N2O4，也相当于加压11．(1) <(2)0.022 0.09 80% 80%(3)c (4)2.5[解析] 本题考查化学平衡常数表达式的书写及简单计算、化学平衡移动原理的应用、化学平衡计算，考查考生的计算能力与综合分析能力1)因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其K＝；由表中数据可知，温度升高，K值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<02)v(A)＝0.003 mol·L－1·s－1，则6 s后A减少的浓度c(A)＝v(A)t＝0.018 mol·L－1，故剩余的A的浓度为－0.018 mol·L－1＝0.022 mol·L－1；A减少的物质的量为0.018 mol·L－1×5 L＝0.09 mol，根据方程式的化学计量数关系，生成的C的物质的量也为0.09 mol。
设830 ℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则： A(g) ＋ B(g) C(g)＋D(g) 0.04 0.16 0 0 x x x x 0.04－x 0.16－x x x有：＝1, 解得x＝0.032，故A的转化率α(A)＝×100%＝80%；由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动3)由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故a、b错；c(A)随反应的进行要减小，故c可以；不论是否达平衡，单位时间里生成C和D的物质的量永远相等，故d错4)反应“ C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)”与“A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1200 ℃时，C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的K＝＝2.512．(1)增大 增大 正反应(2)放热(3)C 不变[解析] (1)缩小容器体积，同时增大反应物和生成物浓度，则正反应速率增大，逆反应速率也增大；正反应是气体体积减小的方向，增大反应体系的压强平衡向正反应方向移动；(2)降低温度平衡向放热反应方向移动，由此说明正反应是放热反应；(3)t1时刻正、逆反应速率同时增大且同等程度增大，但平衡不移动，只有催化剂才有可能；催化剂不能使平衡移动，则氨气含量不变。