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人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第四课时测试题
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第四课时测试题，共14页。试卷主要包含了将1，8 ml SO2＋0，0 ml SO2＋0等内容，欢迎下载使用。
第四课时 等效平衡和平衡图像
必备知识基础练
1.将1.0 mol SO2气体和1.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，达到平衡时SO3为m mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于m mol的是( )
A.0.8 mol SO2＋0.15 mol O2＋0.2 mol SO3
B.2.0 mol SO2＋0.5 mol O2
C.1.0 mol SO2＋0.5 mol O2＋1.0 mol SO3
D.1.5 mol SO2＋0.5 mol O2＋0.5 mol SO3
2.已知2H(g)＋Y(g)⇌2I(g)反应，在t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol气态的Ⅰ物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为( )
A.0.2 mol B．0.5 mol
C.0.6 mol D．0.8 mol
3.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有2 mol SO2和1 mol O2，在相同温度下发生反应2SO2＋O2⇌2SO3，并达到平衡．在该过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率( )
A.等于p% B．大于p%
C.小于p% D．无法判断
4.将含1 mol NH3的密闭容器a加热，NH3分解为N2和H2并达到平衡，此时φ(NH3)＝x%。若在该容器中加入2 mol NH3后密封，加热至相同的温度，达到平衡，此时φ(NH3)＝y%，则x、y的正确关系为( )
A.x>y B．x
5.一定温度下，将a mol PCl5通往一容积不变的密闭容器中达如下平衡：PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)，此时平衡混合气体的压强为p1，再向容器中通入a mol PCl5，恒温下再度达到平衡后压强变为p2，则p1与p2的关系是( )
A.2p1＝p2 B．2p1＞p2
C.2p1＜p2 D．p1＝2p2
6.相同温度下，在两个相同的密闭容器中发生反应：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH＝－Q，两容器中各物质起始的物质的量及平衡时的相关数据如下表所示：
容器
起始CO
起始H2
起始
CH3OH
H2平衡
转化率
CH3OH平
衡转化率
反应开始至
平衡时热效应
Ⅰ
1 mol
2 mol
0 mol
α1
放热Q1
Ⅱ
0 mol
0 mol
1 mol
α2
吸热Q2
则下列关系正确的是( )
A.α1＝α2 B．α1＋α2＝1
C.Q1＝Q2＝Q D．Q1
下列说法正确的是( )
A.n1>0.5
B.平衡时v(正)＝v(逆)＝0，各物质的物质的量浓度不变
C.选择不同的催化剂，反应速率和H2的平衡转化率均不同
D.n2＝0.25
8.已知N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在一恒温恒压的密闭容器里充入2 mol N2和8 mol H2达到平衡时生成1 mol NH3。现在相同条件下的同一容器中充入x mol N2，y mol H2和2 mol NH3，达到平衡时，NH3的质量分数与原来相同，且放出热量46.2 kJ。则x、y的值为( )
A.5，21 B．3，13
C.2，9 D．1.5，7
9.一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、
1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)
/mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A.v1＜v2，c2＜2c1
B.K1＞K3，p2＞2p3
C.v1＜v3，α1(SO2)＜α3(SO2)
D.c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1
10.在温度、容积相同的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N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1)
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol N2和
3 mol H2
2 mol NH3
4 mol NH3
平衡时NH3浓度
C1
C2
C3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
平衡压强
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
下列说法正确的是( )
A.2C1>C3 B．a＋b＝92.4
C.2p2
A.t6～t7阶段，C的百分含量最大
B.t2～t3阶段，A的转化率最小
C.t3时，改变因素一定是使用了催化剂
D.t5时，改变因素一定是升高了温度
12.NH3的催化氧化反应为4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0图像不正确的是( )
13.aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q，同时符合两图中各曲线规律的是( )
A.a＋b>c＋d T1>T2 Q>0
B.a＋b>c＋d T1>T2 Q<0
C.a＋b>c＋d T1
关键能力综合练
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1.用CO和H2合成CH3OH的反应为CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.平衡常数：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)
B.正反应速率：v(a)>v(c)，v(b)>v(d)
C.温度：T1>T2>T3
D.平均摩尔质量：M(a)
A.该反应的ΔH＞0
B.若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C.在T2℃时，若反应体系处于状态D，则此时v正＞v逆
D.若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)＝p(D)＞p(B)
3.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g)⇌2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据如图可得出的判断结论正确的是( )
A.反应速率：b>a>c
B.达到平衡时，AB3的物质的量大小为：b>c>a
C.若T2>T1，则正反应一定是吸热反应
D.达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c
4.在一定温度下，改变反应物中n(SO2)，对反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是( )
A.反应b、c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行
B.a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka
C.上述图像可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高
D.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高
5.现有下列四个图像：
下列反应中符合上述全部图像的是( )
A.N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)
B.2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)
C.4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1(Q3>0)
D.H2(g)＋CO(g)⇌C(s)＋H2O(g) ΔH＝－Q4 kJ·mol－1(Q4>0)
6.在恒容条件下发生反应A(g)＋3B(g)⇌2C(g)(ΔH＜0)，改变其他反应条件，在Ⅰ，Ⅱ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是( )
A.第Ⅰ阶段用C表示的平衡前的反应速率v(C)＝0.1 mol/(L·s)
B.由第一次平衡到第二次平衡，可能采取的措施是从反应体系中移出产物C
C.第Ⅰ阶段的平衡常数KⅠ与第Ⅱ阶段平衡常数KⅡ的大小关系是：KⅠ>KⅡ
D.第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝0.019
7.为了探索外界条件对反应aX(g)＋bY(g)⇌cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A.ΔH>0，a＋b>c
B.ΔH>0，a＋b
D.ΔH<0，a＋b
A.n点v正>v逆
B.m点v逆大于q点v逆
C.p点后，转化率下降可能是平衡左移
D.反应的适宜温度是480～520 ℃
二、非选择题
9.在等温等容的条件下，已知可逆反应2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋D(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)，起始时各物质的物质的量如表所示：
序号
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0 mol
0 mol
②
4 mol
2 mol
0 mol
0 mol
③
1 mol
0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol
④
0 mol
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0 mol
0 mol
3 mol
1 mol
(1)上述各反应达到平衡时，互为等效平衡的是____________________。互为等效平衡的反应达到平衡后，相同的物理量有______________________________________。
(2)达到平衡后，①放出的热量为Q2 kJ，⑤吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________________。
10.氨的合成是最重要的化工生产之一。
已知： N2(g)＋ 3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1
在甲、乙、丙三个不同密闭容器中，按不同方式投料，起始温度和容积相同，相关数据如下表所示：
容器
甲
乙
丙
相关条件
恒温恒容
绝热恒容
恒温恒压
反应物投料
1 mol N2、
3 mol H2
2 mol
NH3
2 mol
NH3
平衡时容器体积
V甲
V乙
V丙
反应的平衡常数K
K甲
K乙
K丙
则平衡时容器的体积V甲________V丙， 平衡常数K丙________K乙(填“＞”“＜”或“＝”)。
学科素养升级练
1.乙酸甲酯的催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式：CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)，已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中k正、k逆为速率常数(受温度影响)，x为各组分的物质的量分数。反应开始时，CH3COOCH3和C6H13OH按物质的量之比1∶1投料，测得338 K、343 K、348 K三个温度下CH3COOCH3转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH＜0
B.348 K时，该反应的平衡常数为1.8
C.A、B、C、D四点中，v正最大的是D
D.在曲线①、②、③中，最大的曲线是①
2.某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：H2 (g) ＋I2 (g)⇌2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
——下列判断正确的是( )
A.HI的平衡浓度：a＝b>0.004
B.平衡时，H2的转化率：丁>甲
C.平衡时，乙中H2的转化率等于20%
D.丙中条件下，该反应的平衡常数K＝4
3.硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)均是重要的化工试剂，遇水发生剧烈反应，常用作脱水剂．
已知：Ⅰ.SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g) ΔH1＝＋471.7 kJ·mol－1 K1
Ⅱ.SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g) ΔH2＝－477.3 kJ·mol－1 K2
(1)若在绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应：
SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)，下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是________(填序号)。
(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响。恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝________，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2________α1(填“>”“<”或“＝”)。
4.如图表示反应2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g) ΔH的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。
(1)W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为：________(用W、Y、Z表示)，X、Y、Z三点，CO的转化率由大到小的顺序是________(用X、Y、Z表示)。
(2)T1℃时，在1 L密闭容器中，0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02 mol·L－1，则此温度下平衡常数K＝________(算出数值)。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol·L－1、a mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.04 mol·L－1，要使反应向正方向进行，a的取值范围为________。
第四课时 等效平衡和平衡图像
必备知识基础练
1．答案：B
解析：采取极端假设法。将题干中SO3完全转换，相当于容器内有2 mol SO2，0.5 mol O2，依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转化后对应量要相等。将备选项中SO3完全转化后(即等效转化)，得如下数据：1.0 mol SO2＋0.25 mol O2, A错误；2.0 mol SO2＋0.5 mol O2，B正确；2.0 mol SO2＋1.0 mol O2，C错误；2.0 mol SO2＋0.75 mol O2，D错误。
2．答案：B
解析：达到平衡时n(H)＝[4－(2－0.2)×2]mol＝ 0.4 mol，再通入1 mol I，相当于开始时充入5 mol H和2.5 mol Y，恒温恒压下，投入量的比值等于开始时投入量的比值，因此两个平衡为等效平衡，即4∶2∶0.4＝5∶2.5∶n(I)，即n(I)＝0.5 mol，故选项B正确。
3．答案：B
解析：该反应为气体物质的量减小的反应，若甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，则随着反应的进行，甲的压强逐渐减小，达平衡时，乙容器压强大于甲容器压强，根据压强对平衡移动的影响分析。
该反应为气体体积减小的反应，甲为恒温恒容容器，乙为恒温恒压容器，乙容器和甲容器相比较，乙容器相当于增大了容器内的压强，增大压强，平衡会向正反应方向(气体体积减小)的方向移动，所以乙容器中SO2的转化率大于甲容器SO2的转化率，反应达平衡后甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器SO2的转化率大于p%，故选B。
4．答案：B
解析：若保持容器体积不变，再通入2 mol NH3，相当于增大压强平衡向逆反应方向(生成氨的方向)移动，所以第二次NH3的体积分数大于第一次NH3的体积分数，即x＜y，故B正确。
5．答案：B
解析：再通入a mol PCl5时容器内压强会增大，如果达到的是等效平衡，由于容器容积不变，则2p1＝p2，但实际上由于该反应为气体系数之和增大的反应，增大压强会使平衡逆向移动，平衡后的压强会在等效平衡的基础上减小，所以2p1＞p2；故选B。
6．答案：B
解析：根据题中信息可以得到容器Ⅰ和Ⅱ是等效平衡，正逆反应的转化率相加等于1，即α1＋α2＝1；正反应放出的热量数值加上逆反应吸收的热量数值之和等于Q，即Q1＋Q2＝Q，故B正确。
7．答案：A
解析：因正反应气体物质的量减小，乙恒压相对于甲是加压，平衡正向移动，所以n1>0.5，A项正确；化学平衡是动态平衡，平衡状态时正逆反应速率不为零，B项错误；催化剂不改变反应物的平衡转化率，C项错误；若甲和丙为等效平衡，则n2＝0.25，但丙相对于甲是减小压强，平衡正向移动，所以n2>0.25，D项错误。
8．答案：A
解析：由于是等温等压下的平衡，所以只要满足氢气和氮气的物质的量之比是4∶1即可。
根据上述分析可知，＝，又因为放出热量46.2 kJ这说明反应中必须消耗氮气0.5 mol，即生成氨气是1 mol。因此平衡时容器中氨气的物质的量是3 mol，所以最初氮气的物质的量是2 mol×3＝6 mol，即x＋1＝6 mol，所以x＝5，则y＝21。故选A。
9．答案：D
解析：由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果；由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1；容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果，升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3；由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1；对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3；由以上分析可知c2＞2c1，A错误；由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3，B错误；由以上分析可得结论v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)，C错误；因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3，若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正确。
10．答案：B
解析：容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且丙的体积是甲的2倍，则甲、丙是等效平衡，其平衡浓度相等，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则2C1＝C3，实际上平衡向正反应方向移动，所以2C1＜C3，故A错误；容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ，a＋b＝92.4，故B正确；容器中投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，平衡时压强相等；丙中相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之和小于甲、乙的二倍，所以其压强存在p3＜2p2＝2p1，故C错误；丙容器反应物投入量4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，实际上丙相当于增大压强，导致平衡向正反应方向移动，抑制氨气转化，所以a1＋a3＜1，故D错误。
11．答案：D
解析：由图中反应速率的变化可知，t1时改变条件，正反应速率连续变化，而逆反应速率突增，说明t1时改变的条件为增加了生成物的浓度，如增加C的浓度等，反应向逆反应方向移动，C的百分含量降低，A的转化率也降低；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，平衡不移动；t4时正逆反应速率同等程度的减小，说明t4时改变的条件为减小了体系压强，平衡不移动；根据反应方程式可知该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，平衡向逆向移动，A的转化率进一步减小， C的百分含量也减小；因此t6～t7阶段A的转化率最小，t0～t1阶段C的百分含量最大。
由上述分析可知，t0～t1阶段， C的百分含量最大，故A错误；t6～t7阶段A的转化率最小，故B错误；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，故C错误；根据反应方程式可知，该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，故D正确。
12．答案：D
解析：反应为气体分子数增大的反应，增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，氨的转化率降低，A正确；催化剂只加快反应速率，但不影响平衡，有无催化剂氨的转化率相同，B正确；增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，NO的产率降低，C正确；反应为放热反应，升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，水的含量应减少，D错误。
13．答案：C
解析：由左图可知T1＜T2，升高温度生成物浓度降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，Q＜0；由右图可知增大压强，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则a＋b＞c＋d，故选C。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：从c点到a点，转化率增大，平衡正向移动，该反应是放热反应，说明是降温，即T3>T2>T1，因此平衡常数：K(a)>K(c)，b、d点温度相同，平衡常数：K(b)＝K(d)，故A正确；根据A选项得到T3>T2>T1，因此正反应速率：v(a)v(d)，故B错误；根据A选项分析得到温度：T3>T2>T1，故C错误；从c点到a点，CO转化率增大，平衡正向移动，气体物质的量减小，平均摩尔质量增大，因此平均摩尔质量：M(a)>M(c)，b点压强大于d点，压强增大，平衡正向移动，气体物质的量减小，平均摩尔质量增大，因此平均摩尔质量：M(b)>M(d)，故D错误。
2．答案：C
解析：升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向为放热反应，故A错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此v正＞v逆，故C正确；该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)＝p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。
3．答案：C
解析：由图可知，B2起始相同时，T2对应的AB3的含量大，则若该正反应为吸热反应，则T2＞T1，若该正反应为放热反应，则T2＜T1；由图可知B2越大，达到平衡时A2的转化率越大，且b点AB3的体积分数最大，则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比，以此来解答。
根据图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物的浓度依次增大，反应速率依次增大，反应速率c＞b＞a，A错误；对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c＞b＞a，B错误；若T2＞T1，由图像可知，当B2的物质的量相同时，温度升高生成物AB3的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C正确；由图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为：c＞b＞a，D错误。
4．答案：D
解析： 图像的横坐标是起始时n(SO2)，纵坐标是平衡时SO3的体积分数，因此，曲线是平衡线，线上的每个点均为平衡点，A项错误；对于一个指定的反应，其平衡常数只受温度的影响，上述反应在一定温度下进行，因此，a、b、c三点的平衡常数相等，B项错误；由图像知，随起始时n(SO2)的增大，平衡时SO3的体积分数先逐渐增大、后又逐渐减小，C项错误；增加一种反应物的用量，可以提高另一反应物的转化率，而本身转化率降低，因此a、b、c三点中，n(SO2)逐渐增大，平衡时SO2的转化率逐渐减小，a点时SO2的转化率最高，D项正确。
5．答案：B
解析：图a，温度不变的情况下增大压强，生成物的浓度减小，说明平衡逆移，则正反应为气体分子数增大的反应；压强不变的情况下，升高温度，生成物浓度增大，说明平衡正移，则正反应为吸热反应；图b，升高温度生成物浓度变大，说明正反应为吸热反应；图c，温度不变的情况下增大压强，平均相对分子质量增大，说明增大压强平衡往气体分子数减小的方向进行；压强不变的情况下，升高温度，平均相对分子质量减小，说明平衡向气体分子数增大的方向进行，且此方向为吸热反应；图d，增大压强v逆>v正，平衡向逆方向进行。综上所述反应2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)符合条件。故选B。
6．答案：B
解析：根据化学方程式可知，第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，由此分析。
由图可知，第Ⅰ阶段20 min到达平衡，平衡时Δc(C)＝2 mol·L－1，故v(C)＝＝0.1 mol/(L·min)，故A错误；第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，故B正确；平衡常数只受温度影响，第Ⅰ阶段与第Ⅱ阶段的温度相同，故平衡常数KⅠ＝KⅡ，故C错误；由图可知，第Ⅰ阶段平衡时Δc(B)＝6 mol·L－1－3 mol·L－1＝3 mol·L－1，故第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝×100%＝50%，故D错误。
7．答案：C
解析：据图可知当压强一定时，温度越低Z的物质的量分数越高，说明降低温度平衡正向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0；当温度一定时，压强越小Z的物质的量分数越小，说明减小压强平衡逆向移动，所以正反应为气体体积减少的反应，即a＋b>c，故选C。
8．答案：B
解析：n点未达到平衡，v正>v逆，A正确；m点温度低且产物浓度小，m点v逆小于q点v逆，B错误；p点后，反应达到平衡，升高温度化学平衡逆向移动，转化率下降，C正确；由图知，480～520℃范围内反应物的转化率较高，D正确。
9．答案：(1)①③⑤ 各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数 (2)Q2＋Q3＝Q1
解析：(1)恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即ΔV≠0的体系)，改变起始加入物质的物质的量，等价转化后，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等，即对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，则达平衡后与原平衡等效，①③⑤互为等效平衡；互为等效平衡的反应达到平衡后，各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数相同；(2)反应①与反应⑤是等效平衡，因此反应①放出的热量与反应⑤吸收的热量之和为该反应的反应热，即Q2＋Q3＝Q1。
10．答案：＜ ＜
解析：丙为氨的分解是气体体积增大的反应，所以丙恒温恒压，体积变大，甲恒温恒容，体积不变，所以，V甲＜V丙；合成氨是放热反应，其逆反应氨气分解就是吸热的，乙绝热容器，丙恒温，所以乙反应后比丙温度低，向吸热方向进行的程度小，平衡时乙中氨气浓度比丙高，氮气和氢气浓度比丙低，K丙＜K乙。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：根据图像，①最先达到化学平衡，故①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升高，平衡时转化率增大，说明正向是吸热的，所以ΔH＞0，A错误；348 K时，设初始投入为1 mol，则有：
CH3COOCH3(l) ＋ C6H13OH(l) CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
起始量(mol) 1 1 0 0
转化量(mol) 0.64 0.64 0.64 0.64
平衡量(mol) 0.36 0.36 0.64 0.64
设溶液体积为V
平衡常数K＝＝＝3.16，B错误；根据v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(C6H13OH)，A点x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大，温度高，因此A点v正最大，C错误；k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，值最大的曲线是①，D正确。
2．答案：A
解析：对比甲容器，乙容器中增大碘的浓度，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，丙容器中氢气的浓度增大，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，乙中碘与丙中氢气转化率相同，故：HI的平衡浓度：a＝b>0.004，选项A正确；恒温恒容，丁与甲相比，各物质浓度增大一倍，为等效平衡，转化率相同，选项B错误；甲容器中氢气的转化率为：×100%＝20%，乙中增大碘的浓度，氢气的转化率增大，大于20%，选项C错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。
H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)
起始浓度(mol/L) 0.01 0.01 0
改变浓度(mol/L) 0.002 0.002 0.004
平衡浓度(mol/L) 0.008 0.008 0.004
K＝＝0.25
选项D错误。答案选A。
3．答案：(1)bd
(2)80% >
解析：(1)a.正反应速率一开始逐渐增大，说明该反应正反应是个放热反应，温度升高，反应速率加快，但正反应速率最大时并不是达到平衡时，故a图不能说明t1时刻达到平衡，a不合题意；虽然反应SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)前后气体的体积不变，但由于是绝热恒容密闭容器，反应过程中容器的压强一直在变化，t1时刻后不变了，说明达到平衡了，b符合题意；化学平衡的特征是正逆反应速率相等，各物质的物质的量、物质的量浓度或者百分含量不变，而不是相等或成比例，t1时刻是SOCl2和SCl2的物质的量相等，t1后二者的量还在变化，故t1时刻并未达到平衡，c不合题意；t1时刻后，SO2Cl2的转化率不再改变，说明反应达到平衡状态，d符合题意；(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响，恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3 mol·L－1·min－1，根据反应方程式可知SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g)，10 min内SO2Cl2的反应速率v(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，故10 min内SO2Cl2的变化的物质的量为：Δn(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.16 mol，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝×100%＝×100%＝80%，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，由于反应是从正反应开始的，随着反应的进行，气体体积增大，相当于对原来恒温恒容气体增大体积，减小压强，平衡正向移动，故SO2Cl2的转化率增大，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2＞α1。
4．答案：(1)W>Y＝Z Z> Y >X
(2)1 600 a>0.01
解析：(1)由图可知，XYZ的温度相同，则K值相同；比较WX可知，NO、CO的起始物质的量比相同时，W的二氧化碳含量更高，则K值更大，故W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为： W>Y＝Z；X、Y、Z三点中NO、CO的起始物质的量比逐渐变大，增加一氧化氮含量利于提高一氧化碳的转化率，故CO的转化率由大到小的顺序是Z> Y >X。(2)T1℃时，在1 L密闭容器中，0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02 mol·L－1
2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)
起始量(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化量(mol·L－1) 0.08 0.08 0.04 0.08
平衡量(mol·L－1) 0.02 0.02 0.04 0.08
则此温度下平衡常数K＝＝1 600。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol·L－1、a mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.04 mol·L－1，要使反应向正方向进行，则Q0.01。
第四课时 等效平衡和平衡图像
必备知识基础练
1.将1.0 mol SO2气体和1.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，达到平衡时SO3为m mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于m mol的是( )
A.0.8 mol SO2＋0.15 mol O2＋0.2 mol SO3
B.2.0 mol SO2＋0.5 mol O2
C.1.0 mol SO2＋0.5 mol O2＋1.0 mol SO3
D.1.5 mol SO2＋0.5 mol O2＋0.5 mol SO3
2.已知2H(g)＋Y(g)⇌2I(g)反应，在t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol气态的Ⅰ物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为( )
A.0.2 mol B．0.5 mol
C.0.6 mol D．0.8 mol
3.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有2 mol SO2和1 mol O2，在相同温度下发生反应2SO2＋O2⇌2SO3，并达到平衡．在该过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率( )
A.等于p% B．大于p%
C.小于p% D．无法判断
4.将含1 mol NH3的密闭容器a加热，NH3分解为N2和H2并达到平衡，此时φ(NH3)＝x%。若在该容器中加入2 mol NH3后密封，加热至相同的温度，达到平衡，此时φ(NH3)＝y%，则x、y的正确关系为( )
A.x>y B．x
5.一定温度下，将a mol PCl5通往一容积不变的密闭容器中达如下平衡：PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)，此时平衡混合气体的压强为p1，再向容器中通入a mol PCl5，恒温下再度达到平衡后压强变为p2，则p1与p2的关系是( )
A.2p1＝p2 B．2p1＞p2
C.2p1＜p2 D．p1＝2p2
6.相同温度下，在两个相同的密闭容器中发生反应：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH＝－Q，两容器中各物质起始的物质的量及平衡时的相关数据如下表所示：
容器
起始CO
起始H2
起始
CH3OH
H2平衡
转化率
CH3OH平
衡转化率
反应开始至
平衡时热效应
Ⅰ
1 mol
2 mol
0 mol
α1
放热Q1
Ⅱ
0 mol
0 mol
1 mol
α2
吸热Q2
则下列关系正确的是( )
A.α1＝α2 B．α1＋α2＝1
C.Q1＝Q2＝Q D．Q1
下列说法正确的是( )
A.n1>0.5
B.平衡时v(正)＝v(逆)＝0，各物质的物质的量浓度不变
C.选择不同的催化剂，反应速率和H2的平衡转化率均不同
D.n2＝0.25
8.已知N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在一恒温恒压的密闭容器里充入2 mol N2和8 mol H2达到平衡时生成1 mol NH3。现在相同条件下的同一容器中充入x mol N2，y mol H2和2 mol NH3，达到平衡时，NH3的质量分数与原来相同，且放出热量46.2 kJ。则x、y的值为( )
A.5，21 B．3，13
C.2，9 D．1.5，7
9.一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、
1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、
1 mol O2
平衡v正(SO2)
/mol·L－1·s－1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L－1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A.v1＜v2，c2＜2c1
B.K1＞K3，p2＞2p3
C.v1＜v3，α1(SO2)＜α3(SO2)
D.c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1
10.在温度、容积相同的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N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1)
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol N2和
3 mol H2
2 mol NH3
4 mol NH3
平衡时NH3浓度
C1
C2
C3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
平衡压强
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
下列说法正确的是( )
A.2C1>C3 B．a＋b＝92.4
C.2p2
A.t6～t7阶段，C的百分含量最大
B.t2～t3阶段，A的转化率最小
C.t3时，改变因素一定是使用了催化剂
D.t5时，改变因素一定是升高了温度
12.NH3的催化氧化反应为4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0图像不正确的是( )
13.aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g) ΔH＝Q，同时符合两图中各曲线规律的是( )
A.a＋b>c＋d T1>T2 Q>0
B.a＋b>c＋d T1>T2 Q<0
C.a＋b>c＋d T1
关键能力综合练
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1.用CO和H2合成CH3OH的反应为CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.平衡常数：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)
B.正反应速率：v(a)>v(c)，v(b)>v(d)
C.温度：T1>T2>T3
D.平均摩尔质量：M(a)
A.该反应的ΔH＞0
B.若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C.在T2℃时，若反应体系处于状态D，则此时v正＞v逆
D.若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)＝p(D)＞p(B)
3.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g)⇌2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据如图可得出的判断结论正确的是( )
A.反应速率：b>a>c
B.达到平衡时，AB3的物质的量大小为：b>c>a
C.若T2>T1，则正反应一定是吸热反应
D.达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c
4.在一定温度下，改变反应物中n(SO2)，对反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是( )
A.反应b、c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行
B.a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka
C.上述图像可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高
D.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高
5.现有下列四个图像：
下列反应中符合上述全部图像的是( )
A.N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)
B.2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)
C.4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1(Q3>0)
D.H2(g)＋CO(g)⇌C(s)＋H2O(g) ΔH＝－Q4 kJ·mol－1(Q4>0)
6.在恒容条件下发生反应A(g)＋3B(g)⇌2C(g)(ΔH＜0)，改变其他反应条件，在Ⅰ，Ⅱ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法中正确的是( )
A.第Ⅰ阶段用C表示的平衡前的反应速率v(C)＝0.1 mol/(L·s)
B.由第一次平衡到第二次平衡，可能采取的措施是从反应体系中移出产物C
C.第Ⅰ阶段的平衡常数KⅠ与第Ⅱ阶段平衡常数KⅡ的大小关系是：KⅠ>KⅡ
D.第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝0.019
7.为了探索外界条件对反应aX(g)＋bY(g)⇌cZ(g)的影响，以X和Y物质的量比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A.ΔH>0，a＋b>c
B.ΔH>0，a＋b
D.ΔH<0，a＋b
A.n点v正>v逆
B.m点v逆大于q点v逆
C.p点后，转化率下降可能是平衡左移
D.反应的适宜温度是480～520 ℃
二、非选择题
9.在等温等容的条件下，已知可逆反应2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋D(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)，起始时各物质的物质的量如表所示：
序号
A
B
C
D
①
2 mol
1 mol
0 mol
0 mol
②
4 mol
2 mol
0 mol
0 mol
③
1 mol
0.5 mol
1.5 mol
0.5 mol
④
0 mol
1 mol
3 mol
1 mol
⑤
0 mol
0 mol
3 mol
1 mol
(1)上述各反应达到平衡时，互为等效平衡的是____________________。互为等效平衡的反应达到平衡后，相同的物理量有______________________________________。
(2)达到平衡后，①放出的热量为Q2 kJ，⑤吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________________。
10.氨的合成是最重要的化工生产之一。
已知： N2(g)＋ 3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1
在甲、乙、丙三个不同密闭容器中，按不同方式投料，起始温度和容积相同，相关数据如下表所示：
容器
甲
乙
丙
相关条件
恒温恒容
绝热恒容
恒温恒压
反应物投料
1 mol N2、
3 mol H2
2 mol
NH3
2 mol
NH3
平衡时容器体积
V甲
V乙
V丙
反应的平衡常数K
K甲
K乙
K丙
则平衡时容器的体积V甲________V丙， 平衡常数K丙________K乙(填“＞”“＜”或“＝”)。
学科素养升级练
1.乙酸甲酯的催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式：CH3COOCH3(l)＋C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)，已知v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中k正、k逆为速率常数(受温度影响)，x为各组分的物质的量分数。反应开始时，CH3COOCH3和C6H13OH按物质的量之比1∶1投料，测得338 K、343 K、348 K三个温度下CH3COOCH3转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH＜0
B.348 K时，该反应的平衡常数为1.8
C.A、B、C、D四点中，v正最大的是D
D.在曲线①、②、③中，最大的曲线是①
2.某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：H2 (g) ＋I2 (g)⇌2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
——下列判断正确的是( )
A.HI的平衡浓度：a＝b>0.004
B.平衡时，H2的转化率：丁>甲
C.平衡时，乙中H2的转化率等于20%
D.丙中条件下，该反应的平衡常数K＝4
3.硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)均是重要的化工试剂，遇水发生剧烈反应，常用作脱水剂．
已知：Ⅰ.SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g) ΔH1＝＋471.7 kJ·mol－1 K1
Ⅱ.SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g) ΔH2＝－477.3 kJ·mol－1 K2
(1)若在绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)，发生反应：
SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)，下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是________(填序号)。
(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响。恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝________，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2________α1(填“>”“<”或“＝”)。
4.如图表示反应2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g) ΔH的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。
(1)W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为：________(用W、Y、Z表示)，X、Y、Z三点，CO的转化率由大到小的顺序是________(用X、Y、Z表示)。
(2)T1℃时，在1 L密闭容器中，0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02 mol·L－1，则此温度下平衡常数K＝________(算出数值)。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol·L－1、a mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.04 mol·L－1，要使反应向正方向进行，a的取值范围为________。
第四课时 等效平衡和平衡图像
必备知识基础练
1．答案：B
解析：采取极端假设法。将题干中SO3完全转换，相当于容器内有2 mol SO2，0.5 mol O2，依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转化后对应量要相等。将备选项中SO3完全转化后(即等效转化)，得如下数据：1.0 mol SO2＋0.25 mol O2, A错误；2.0 mol SO2＋0.5 mol O2，B正确；2.0 mol SO2＋1.0 mol O2，C错误；2.0 mol SO2＋0.75 mol O2，D错误。
2．答案：B
解析：达到平衡时n(H)＝[4－(2－0.2)×2]mol＝ 0.4 mol，再通入1 mol I，相当于开始时充入5 mol H和2.5 mol Y，恒温恒压下，投入量的比值等于开始时投入量的比值，因此两个平衡为等效平衡，即4∶2∶0.4＝5∶2.5∶n(I)，即n(I)＝0.5 mol，故选项B正确。
3．答案：B
解析：该反应为气体物质的量减小的反应，若甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，则随着反应的进行，甲的压强逐渐减小，达平衡时，乙容器压强大于甲容器压强，根据压强对平衡移动的影响分析。
该反应为气体体积减小的反应，甲为恒温恒容容器，乙为恒温恒压容器，乙容器和甲容器相比较，乙容器相当于增大了容器内的压强，增大压强，平衡会向正反应方向(气体体积减小)的方向移动，所以乙容器中SO2的转化率大于甲容器SO2的转化率，反应达平衡后甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器SO2的转化率大于p%，故选B。
4．答案：B
解析：若保持容器体积不变，再通入2 mol NH3，相当于增大压强平衡向逆反应方向(生成氨的方向)移动，所以第二次NH3的体积分数大于第一次NH3的体积分数，即x＜y，故B正确。
5．答案：B
解析：再通入a mol PCl5时容器内压强会增大，如果达到的是等效平衡，由于容器容积不变，则2p1＝p2，但实际上由于该反应为气体系数之和增大的反应，增大压强会使平衡逆向移动，平衡后的压强会在等效平衡的基础上减小，所以2p1＞p2；故选B。
6．答案：B
解析：根据题中信息可以得到容器Ⅰ和Ⅱ是等效平衡，正逆反应的转化率相加等于1，即α1＋α2＝1；正反应放出的热量数值加上逆反应吸收的热量数值之和等于Q，即Q1＋Q2＝Q，故B正确。
7．答案：A
解析：因正反应气体物质的量减小，乙恒压相对于甲是加压，平衡正向移动，所以n1>0.5，A项正确；化学平衡是动态平衡，平衡状态时正逆反应速率不为零，B项错误；催化剂不改变反应物的平衡转化率，C项错误；若甲和丙为等效平衡，则n2＝0.25，但丙相对于甲是减小压强，平衡正向移动，所以n2>0.25，D项错误。
8．答案：A
解析：由于是等温等压下的平衡，所以只要满足氢气和氮气的物质的量之比是4∶1即可。
根据上述分析可知，＝，又因为放出热量46.2 kJ这说明反应中必须消耗氮气0.5 mol，即生成氨气是1 mol。因此平衡时容器中氨气的物质的量是3 mol，所以最初氮气的物质的量是2 mol×3＝6 mol，即x＋1＝6 mol，所以x＝5，则y＝21。故选A。
9．答案：D
解析：由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果；由于加压，化学反应速率加快，则v1＜v2；题给平衡右移，则α1(SO2)＜α2(SO2)，根据勒夏特列原理可得c2＞2c1，p1＜p2＜2p1；容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果，升高温度，化学反应速率加快，则v1＜v3；题给平衡左移，则α1(SO2)＞α3(SO2)，c1＞c3；由于温度升高，气体物质的量增加，故p3＞p1；对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1＝K2＞K3；由以上分析可知c2＞2c1，A错误；由以上分析可知p1＜p2＜2p1，p1＜p3，则p2＜2p3，B错误；由以上分析可得结论v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)，C错误；因为c2＞2c1，c1＞c3，则c2＞2c3，若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在α1(SO2)＋α2(SO3)＝1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故α2(SO3)将减小，则α1(SO2)＋α2(SO3)＜1，结合α1(SO2)＞α3(SO2)，则α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正确。
10．答案：B
解析：容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且丙的体积是甲的2倍，则甲、丙是等效平衡，其平衡浓度相等，然后将丙容器体积缩小与甲相等时，相当于增大丙的压强，如果平衡不移动，则2C1＝C3，实际上平衡向正反应方向移动，所以2C1＜C3，故A错误；容器中投入1 mol N2、3 mol H2相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ，a＋b＝92.4，故B正确；容器中投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，则甲、乙是等效平衡，平衡时压强相等；丙中相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之和小于甲、乙的二倍，所以其压强存在p3＜2p2＝2p1，故C错误；丙容器反应物投入量4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，实际上丙相当于增大压强，导致平衡向正反应方向移动，抑制氨气转化，所以a1＋a3＜1，故D错误。
11．答案：D
解析：由图中反应速率的变化可知，t1时改变条件，正反应速率连续变化，而逆反应速率突增，说明t1时改变的条件为增加了生成物的浓度，如增加C的浓度等，反应向逆反应方向移动，C的百分含量降低，A的转化率也降低；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，平衡不移动；t4时正逆反应速率同等程度的减小，说明t4时改变的条件为减小了体系压强，平衡不移动；根据反应方程式可知该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，平衡向逆向移动，A的转化率进一步减小， C的百分含量也减小；因此t6～t7阶段A的转化率最小，t0～t1阶段C的百分含量最大。
由上述分析可知，t0～t1阶段， C的百分含量最大，故A错误；t6～t7阶段A的转化率最小，故B错误；t3时改变条件后，正逆反应速率同等程度的增大，而该反应为前后气体体积不变的反应，所以t3时改变的条件为加入了催化剂或增大了体系压强，故C错误；根据反应方程式可知，该反应正反应为放热反应，t5时改变条件后，正逆反应速率均发生突增，且逆反应增大的更多，所以t5时改变的条件为升高温度，故D正确。
12．答案：D
解析：反应为气体分子数增大的反应，增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，氨的转化率降低，A正确；催化剂只加快反应速率，但不影响平衡，有无催化剂氨的转化率相同，B正确；增大压强，反应速率加快，平衡逆向移动，NO的产率降低，C正确；反应为放热反应，升高温度反应速率加快，平衡逆向移动，水的含量应减少，D错误。
13．答案：C
解析：由左图可知T1＜T2，升高温度生成物浓度降低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，Q＜0；由右图可知增大压强，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，则a＋b＞c＋d，故选C。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：从c点到a点，转化率增大，平衡正向移动，该反应是放热反应，说明是降温，即T3>T2>T1，因此平衡常数：K(a)>K(c)，b、d点温度相同，平衡常数：K(b)＝K(d)，故A正确；根据A选项得到T3>T2>T1，因此正反应速率：v(a)
2．答案：C
解析：升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向为放热反应，故A错误；该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此v正＞v逆，故C正确；该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)＝p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。
3．答案：C
解析：由图可知，B2起始相同时，T2对应的AB3的含量大，则若该正反应为吸热反应，则T2＞T1，若该正反应为放热反应，则T2＜T1；由图可知B2越大，达到平衡时A2的转化率越大，且b点AB3的体积分数最大，则反应物的物质的量之比接近等于化学计量数之比，以此来解答。
根据图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，则反应物的浓度依次增大，反应速率依次增大，反应速率c＞b＞a，A错误；对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c＞b＞a，B错误；若T2＞T1，由图像可知，当B2的物质的量相同时，温度升高生成物AB3的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，C正确；由图像可知，a、b、c各点中B的起始物质的量依次增大，对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为：c＞b＞a，D错误。
4．答案：D
解析： 图像的横坐标是起始时n(SO2)，纵坐标是平衡时SO3的体积分数，因此，曲线是平衡线，线上的每个点均为平衡点，A项错误；对于一个指定的反应，其平衡常数只受温度的影响，上述反应在一定温度下进行，因此，a、b、c三点的平衡常数相等，B项错误；由图像知，随起始时n(SO2)的增大，平衡时SO3的体积分数先逐渐增大、后又逐渐减小，C项错误；增加一种反应物的用量，可以提高另一反应物的转化率，而本身转化率降低，因此a、b、c三点中，n(SO2)逐渐增大，平衡时SO2的转化率逐渐减小，a点时SO2的转化率最高，D项正确。
5．答案：B
解析：图a，温度不变的情况下增大压强，生成物的浓度减小，说明平衡逆移，则正反应为气体分子数增大的反应；压强不变的情况下，升高温度，生成物浓度增大，说明平衡正移，则正反应为吸热反应；图b，升高温度生成物浓度变大，说明正反应为吸热反应；图c，温度不变的情况下增大压强，平均相对分子质量增大，说明增大压强平衡往气体分子数减小的方向进行；压强不变的情况下，升高温度，平均相对分子质量减小，说明平衡向气体分子数增大的方向进行，且此方向为吸热反应；图d，增大压强v逆>v正，平衡向逆方向进行。综上所述反应2SO3(g)⇌2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1(Q2>0)符合条件。故选B。
6．答案：B
解析：根据化学方程式可知，第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，由此分析。
由图可知，第Ⅰ阶段20 min到达平衡，平衡时Δc(C)＝2 mol·L－1，故v(C)＝＝0.1 mol/(L·min)，故A错误；第Ⅱ阶段C是从0开始的，瞬间A、B浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，故B正确；平衡常数只受温度影响，第Ⅰ阶段与第Ⅱ阶段的温度相同，故平衡常数KⅠ＝KⅡ，故C错误；由图可知，第Ⅰ阶段平衡时Δc(B)＝6 mol·L－1－3 mol·L－1＝3 mol·L－1，故第Ⅰ阶段中B的平衡转化率αⅡ(B)＝×100%＝50%，故D错误。
7．答案：C
解析：据图可知当压强一定时，温度越低Z的物质的量分数越高，说明降低温度平衡正向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0；当温度一定时，压强越小Z的物质的量分数越小，说明减小压强平衡逆向移动，所以正反应为气体体积减少的反应，即a＋b>c，故选C。
8．答案：B
解析：n点未达到平衡，v正>v逆，A正确；m点温度低且产物浓度小，m点v逆小于q点v逆，B错误；p点后，反应达到平衡，升高温度化学平衡逆向移动，转化率下降，C正确；由图知，480～520℃范围内反应物的转化率较高，D正确。
9．答案：(1)①③⑤ 各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数 (2)Q2＋Q3＝Q1
解析：(1)恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即ΔV≠0的体系)，改变起始加入物质的物质的量，等价转化后，如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等，即对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，则达平衡后与原平衡等效，①③⑤互为等效平衡；互为等效平衡的反应达到平衡后，各组分的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数相同；(2)反应①与反应⑤是等效平衡，因此反应①放出的热量与反应⑤吸收的热量之和为该反应的反应热，即Q2＋Q3＝Q1。
10．答案：＜ ＜
解析：丙为氨的分解是气体体积增大的反应，所以丙恒温恒压，体积变大，甲恒温恒容，体积不变，所以，V甲＜V丙；合成氨是放热反应，其逆反应氨气分解就是吸热的，乙绝热容器，丙恒温，所以乙反应后比丙温度低，向吸热方向进行的程度小，平衡时乙中氨气浓度比丙高，氮气和氢气浓度比丙低，K丙＜K乙。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：根据图像，①最先达到化学平衡，故①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升高，平衡时转化率增大，说明正向是吸热的，所以ΔH＞0，A错误；348 K时，设初始投入为1 mol，则有：
CH3COOCH3(l) ＋ C6H13OH(l) CH3COOC6H13(l)＋CH3OH(l)
起始量(mol) 1 1 0 0
转化量(mol) 0.64 0.64 0.64 0.64
平衡量(mol) 0.36 0.36 0.64 0.64
设溶液体积为V
平衡常数K＝＝＝3.16，B错误；根据v正＝k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆＝k逆·x(CH3COOC6H13)·x(C6H13OH)，A点x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大，温度高，因此A点v正最大，C错误；k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，值最大的曲线是①，D正确。
2．答案：A
解析：对比甲容器，乙容器中增大碘的浓度，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，丙容器中氢气的浓度增大，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，乙中碘与丙中氢气转化率相同，故：HI的平衡浓度：a＝b>0.004，选项A正确；恒温恒容，丁与甲相比，各物质浓度增大一倍，为等效平衡，转化率相同，选项B错误；甲容器中氢气的转化率为：×100%＝20%，乙中增大碘的浓度，氢气的转化率增大，大于20%，选项C错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。
H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)
起始浓度(mol/L) 0.01 0.01 0
改变浓度(mol/L) 0.002 0.002 0.004
平衡浓度(mol/L) 0.008 0.008 0.004
K＝＝0.25
选项D错误。答案选A。
3．答案：(1)bd
(2)80% >
解析：(1)a.正反应速率一开始逐渐增大，说明该反应正反应是个放热反应，温度升高，反应速率加快，但正反应速率最大时并不是达到平衡时，故a图不能说明t1时刻达到平衡，a不合题意；虽然反应SO2Cl2(g)＋SCl2(g)⇌2SOCl2(g)前后气体的体积不变，但由于是绝热恒容密闭容器，反应过程中容器的压强一直在变化，t1时刻后不变了，说明达到平衡了，b符合题意；化学平衡的特征是正逆反应速率相等，各物质的物质的量、物质的量浓度或者百分含量不变，而不是相等或成比例，t1时刻是SOCl2和SCl2的物质的量相等，t1后二者的量还在变化，故t1时刻并未达到平衡，c不合题意；t1时刻后，SO2Cl2的转化率不再改变，说明反应达到平衡状态，d符合题意；(2)为研究不同条件对反应Ⅰ的影响，恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol SO2Cl2，经10 min反应Ⅰ达到平衡，测得10 min内v(SO2)＝8.0×10－3 mol·L－1·min－1，根据反应方程式可知SO2Cl2(g)⇌SO2(g)＋Cl2(g)，10 min内SO2Cl2的反应速率v(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1，故10 min内SO2Cl2的变化的物质的量为：Δn(SO2Cl2)＝8.0×10－3mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.16 mol，则平衡时SO2Cl2的转化率α1＝×100%＝×100%＝80%，保持其他条件不变，反应Ⅰ在恒压条件下进行，由于反应是从正反应开始的，随着反应的进行，气体体积增大，相当于对原来恒温恒容气体增大体积，减小压强，平衡正向移动，故SO2Cl2的转化率增大，达到平衡时SO2Cl2的转化率为α2，则α2＞α1。
4．答案：(1)W>Y＝Z Z> Y >X
(2)1 600 a>0.01
解析：(1)由图可知，XYZ的温度相同，则K值相同；比较WX可知，NO、CO的起始物质的量比相同时，W的二氧化碳含量更高，则K值更大，故W、Y、Z三点的平衡常数的大小关系为： W>Y＝Z；X、Y、Z三点中NO、CO的起始物质的量比逐渐变大，增加一氧化氮含量利于提高一氧化碳的转化率，故CO的转化率由大到小的顺序是Z> Y >X。(2)T1℃时，在1 L密闭容器中，0.1 mol CO和0.1 mol NO，达到Y点时，测得NO的浓度为0.02 mol·L－1
2CO(g)＋2NO(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)
起始量(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0
变化量(mol·L－1) 0.08 0.08 0.04 0.08
平衡量(mol·L－1) 0.02 0.02 0.04 0.08
则此温度下平衡常数K＝＝1 600。若此温度下，某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01 mol·L－1、a mol·L－1、0.01 mol·L－1、0.04 mol·L－1，要使反应向正方向进行，则Q
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