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高中沪科技版（2020）6.2化学平衡优秀第1课时课后练习题
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这是一份高中沪科技版（2020）6.2化学平衡优秀第1课时课后练习题，文件包含同步讲义高中化学沪科版2020必修第二册--62化学平衡第1课时可逆反应与化学平衡学生版docx、同步讲义高中化学沪科版2020必修第二册--62化学平衡第1课时可逆反应与化学平衡教师版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共54页， 欢迎下载使用。
6.2.1 可逆反应与化学平衡
学习聚焦
知识精讲
知识点01 可逆反应及判定
可逆反应
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物和生成物的混合物。
【即学即练1】当可逆反应在一定条件下达到平衡时，v正和v逆的关系为
A．v逆>v正 B．v逆
【解析】A．v逆>v正，逆反应速率大于正反应速率，反应尚未达到平衡，A错误；
B．v逆
D．v逆=v正≠0，说明反应达到平衡状态，D正确；
故答案选D。
知识点02 化学平衡状态的建立
化学平衡
1）定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
2）标志
①v正=v逆
②各组分成分的物质的量、质量、含量保持不变
3）特征：
①“逆”：研究对象必须是 可逆 反应
②“等”：处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
③“定”：当一定条件下可逆反应一旦达平衡（可逆反应进行到最大程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等）保持一定而不变（即不随时间的改变而改变）。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
④“动”：指定化学反应已达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。
⑤“变”：任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的（与浓度、压强、温度等有关）。而与达平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡）。
【即学即练2】已知：2H2Sg+O2g⇌S2s+2H2Og ΔH=-Q kJ⋅mol-1Q>0。T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，起始加入2mol H2S (g)和1mol O2 (g)，达到平衡时生成0.6mol S2 (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A．硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍 B．容器中混合气体的压强不变
C．反应放出的热量为0.3Q kJ D．消耗2mol H2S (g)的同时生成2molH2O (g)
【答案】B
【解析】A．起始加入2mol H2S (g)和1mol O2 (g)，投料比为反应系数比，则硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍为定值，不能说明反应达到平衡，A错误；
B．反应为气体分子数减小的反应，容器中混合气体的压强不变，说明反应达到平衡，B正确；
C．放热多少只能说明反应进行的程度大小，不能说明反应达到平衡，C错误；
D．消耗2mol H2S (g)的同时生成2molH2O (g)描述的都是正反应，不能说明反应达到平衡，D错误；
故选B。
知识点03 化学平衡状态的判断
化学平衡状态的判断
反应举例
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）
平衡判定
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④m+n=p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
m+n≠p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
平衡
平衡
平衡
不一定平衡
平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v正=v逆
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC，即v正=v逆
平衡
③v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时，总压强一定，其他条件一定
②m+n=p+q时，总压强一定，其他条件一定
平衡
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①m+n≠p+q时，Mr一定
②m+n=p+q时，Mr一定
平衡
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
体系颜色不再变化
平衡
【思考】颜色发生变化，化学平衡一定被破坏吗？
不一定，如2HI(g) H2(g)+I2(g)，增大压强，碘蒸气浓度增大，颜色变深，但化学平衡未被破坏。
特殊标志
“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中，能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。离开上述界定，它们不能作为一般反应是否达到化学平衡的判断依据。
（1）压强
① 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应，当体系总压强不变时，可逆反应一定处于化学平衡状态。如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)等。
② 对于化学反应前后气体的化学计量数没有变化的可逆反应，当体系总压强不变时，可逆反应不一定处于化学平衡状态。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)等。
（2）气体平均摩尔质量
数学表达式：
① 均为气体参与的可逆反应，则根据质量守恒定律mg一定不变，
当△n(g)≠0，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
当△n(g)＝0，为一定时，可逆反应不一定处于化学平衡。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)
② 有非气体参与的可逆反应，需具体问题具体分析：
NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) 若投入一定量NH2COONH4，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。
CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) 气体只有二氧化碳，始终都等于44，可逆反应不一定处于化学平衡。
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) (反应物) = 30g/mol，一定时，可逆反应不一定处于化学平衡。(反应物) ≠ 30g/mol，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。
【思考】为什么以(反应物) = 30g/mol为标准？
2molNH3和1molCO2完全反应时，△m(气体)=m(CO(NH2)2)=60g, △n(g)＝2+1-1=2mol，则△=30g/mol，若开始时 (反应物) = 30g/mol，则始终保持该值，无法判断是否达到平衡。
（3）气体密度
数学表达式：ρ= mg ÷ Vg
①各组分均为气体，则根据质量守恒定律，mg始终保持不变：
△n(g)＝0. ρ总为恒值，不能作平衡标志
当△n(g)≠0，恒容：体积不变，则ρ总为恒值，不能作平衡标志
恒压：体积会发生变化，则ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
②部分组分为非气体，则根据质量守恒定律，mg会发生变化：
恒容：体积不变，则ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
恒压：△n(g)＝0，则体积始终保持不变，那么ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
（4）化学键
断键代表消耗，合键代表生成，若能表示v正=v逆，可逆反应处于化学平衡。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 有一个H-H键断裂，同时有一个H-H键合成，则可逆反应一定处于化学平衡。
有3个H-H键断裂，同时有6个N-H键断裂，则可逆反应一定处于化学平衡。
【即学即练3】
若反应2NO2g⇌N2O4g在容积可变的容器中进行，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分子量不随时间变化而改变
【答案】A
【解析】A．容积可变的容器压强恒定，容器内混合气体的压强不随时间变化而改变，不能说明该反应已达到平衡状态，A符合；
B．该反应为非等体积反应，容器体积可变，容器内混合气体的密度可变，密度不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，B不符合；
C．二氧化氮是红棕色气体，容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，C不符合；
D．根据M=mn，气体总质量不变，该反应为非等体积反应，气体总的物质的量可变，混合气体的平均分子量可变，容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，D不符合；
故选A。
知识点04 化学平衡常数
化学平衡常数基本概念
1）概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到 平衡状态 时，生成物浓度与反应物浓度的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。
2）表达式
对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：K=
3） K的意义
平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K越小，表示反应进行的程度越小。
4）影响K的因素：仅受温度影响
放热反应,温度升高,平衡常数减小；吸热反应,温度升高,平衡常数增大
5）平衡常数K的应用
（1）判断可逆反应进行的限度
（2）判断一个可逆反应是否达到平衡
若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用Q表示）与K比较，可判断可逆反应进行的方向。
当Q=K时，可逆反应处于平衡状态；
当Q>K时，可逆反应向逆反应方向进行；
当Q
【即学即练4】加热N2O5时，发生以下两个分解反应：①N2O5⇌N2O3+O2，②N2O3⇌N2O+O2，在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到T℃达到化学平衡时O2为9mol，N2O3为3.4mol，则在该温度下反应①的平衡常数为
A．8.5 B．9.6 C．10.2 D．10.7
【答案】A
【解析】假设①N2O5⇌N2O3+O2生成N2O3的物质的量为xmol，②N2O3⇌N2O+O2，中的消耗的物质的量为ymol，则有x-y=3.4 x+y=9，解x=6.2mol，y=2.8mol。则反应到平衡时，N2O5的物质的量为8-6.2=1.8mol，该温度下反应①的平衡常数为3.42×921.82=8.5 。
故选A。
常见考法
常见考法一 可逆反应的判定
【例1】对于可逆反应，下列表述正确的是
A．化学反应速率发生变化，平衡一定移动
B．当温度变化，平衡体系的平衡常数，化学平衡状态一定变化
C．平衡正向移动，反应物的平衡转化率一定增大
D．平衡移动，反应速率不一定改变
【答案】B
【解析】A．化学反应速率发生变化，化学平衡不一定移动，A错误；
B．任何化学反应过程中都伴随着能量变化，故当温度变化时，平衡体系的平衡常数会发生变化，化学平衡状态也一定会发生变化，B正确；
C．有两种或两种以上物质参加的可逆反应，若增大某一反应物的浓度，化学平衡正向移动，其它反应物的平衡转化率提高，但该物质的平衡转化率反而会降低，C错误；
D．平衡移动时，正、逆反应速率变得不再相等，因此化学反应速率一定会改变，D错误；
故合理选项是B。
常见考法二 化学平衡状态的综合特征
【例2】已知：2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH＜0，下列分析正确的是
A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，单位时间内生成 N2O4的物质的量减少
D．恒容时，水浴加热，活化能减小，反应速率增大
【答案】B
【解析】A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A项错误；
B．反应2NO2(g)⇌ N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；
C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大，单位时间内生成 N2O4的物质的量相比原始状态增多，C项错误；
D．恒容时，水浴加热，活化分子百分数增大，反应速率加快，D项错误；
答案选B。
【同步练习2】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不变
②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变
④B的物质的量浓度不变
⑤v正(C)=v逆(D)
⑥v正(B)=2v逆(A)
A．②③⑥ B．①④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①④⑤
【答案】D
【解析】①混合气的密度等于混合气的总质量除以容器体积，A是固体，所以混合气的总质量是一个变量，容器体积是定值，所以混合气密度在未平衡前一直在变化，当密度不变时，反应达到平衡状态，①正确；
②该反应是反应前后气体系数之和相等的反应，在温度和容积一定时，压强和气体的总物质的量成正比，所以容器内气体的压强一直不变，则压强不变不能判断该反应是否平衡，②错误；
③该反应的混合气的总物质的量一直不变，故不能用总的物质的量不变判断是否平衡，③错误；
④B的物质的量浓度不再变化说明达到了平衡状态，④正确；
⑤用C表示的正反应速率等于用D表示的逆反应速率，说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑤正确；
⑥A为固体，不能计算反应速率，故不能说明达到了平衡状态，⑥错误；
故①④⑤都是平衡状态的标志；
故选D。
常见考法三 化学平衡常数
【例3】工业上取SCl2的反应之一为S2Cl2(g)+Cl2(g) ⇌2SCl2(g)，一定压强下，向10L密闭容器中充入和1mol S2Cl2和1mol Cl2发生上述反应，SCl2和 Cl2的消耗速率与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的△H>0
B．A点对应的状态为化学平衡状态
C．使用高效催化剂能提高S2Cl2的平衡产率
D．若300℃达平衡时，S2Cl2的转化率为α，则300℃时，该反应的化学平衡常数K=4a2(1-a)2
【答案】D
【解析】A．升高温度，正逆反应速率均增加，从图中可以看出相同温度下正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，焓变小于零，故A错误；
B．A点时v正(Cl2)=v逆(SCl2)，即v正(Cl2)=12v逆(Cl2)，非平衡状态，故B错误；
C．高效催化剂可以增大反应速率，不能使平衡移动增大平衡产率，故C错误；
D．若300°达平衡时，根据题意，S2Cl2的转化率为α，消耗的氯气和S2Cl2的物质的量为α mol，反应后的氯气和S2Cl2的物质的量为(1-α) mol，生成的SCl2的物质的量为2α mol，平衡常数为c2(SCl2)c(Cl2)c(S2Cl2)=(n(SCl2)V)2n(Cl2)Vn(S2Cl2)V，即K=4α21-α2，故D正确；
故选D。
【同步练习3】在温度T1时，向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) △H<0，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%。下列说法正确的是
A．前5min，平均反应速率v(H2)=0.06mol·(L·min)-1
B．该温度下反应平衡常数的值为148
C．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态
D．若平衡后升温，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移
【答案】A
【解析】A．由题意知，前5min，CO2的变化量为0.2mol，则H2的变化量为0.6mol，v(H2)=0.6mol2L5min=0.06mol(L·min)，A正确；
B．向体积为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%，可列出三段式(单位为mol/L)：开始(mol/L)变化(mol/L)平衡(mol/L)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)0.51.5000.10.30.10.10.41.20.10.1，则该温度下反应平衡常数为K=0.1×0.10.4×1.23=0.014≠148，B错误；
C．当3v正(CO2)= v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态，C错误；
D．平衡后升温，正反应速率增大，逆反应速率增大，因反应放热反应，平衡左移，D错误；
故答案为A。
常见考法四 等效平衡
【例4】在一密闭容器中发生可逆反应2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)， 起始时，SO2为0.2 mol，O2为0.3 mol，SO3为0.4 mol，在反应的任何时刻，下列数据不可能的是
A．SO2和SO3的物质的量之和为0.5 mol B．SO2为0.05 mol
C．SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol D．SO3为0.5 mol
【答案】A
【解析】A．SO2和SO3的系数相同，无论反应正向还是逆向进行，两者的物质的量之和始终为0.6mol，A错误；
B．反应为可逆反应，SO2正向反应不可能完全转化，物质的量可能为0.05 mol，B正确；
C．假设反应正向进行完全，SO2完全反应，氧气剩余0.2mol；假设反应逆向进行完全，0.4molSO3完全反应生成SO2和O2的物质的量为0.4mol和0.2mol，SO2和O2的物质的量之和为1.1mol，SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol，介于0.2mol-1.1mol之间，C正确；
D．假设反应正向进行完全，0.2molSO2完全反应生成SO30.2mol，SO3的物质的量应为0.4mol-0.6mol之间，D正确；
故选A。
【同步练习4】在一定温度下，将1 mol CO和1 mol水蒸气充入一密闭容器中发生反应：CO + H2O(g) ⇌CO2 + H2，反应达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，然后再充入4 mol水蒸气，重新达到平衡后，CO2的物质的量为
A．0.6 mol B．1 mol
C．大于0.6 mol，小于1 mol D．大于1 mol
【答案】C
【解析】在一定温度下，将1 mol CO和1 mol水蒸气充入一密闭容器中发生反应：CO + H2O(g) ⇌CO2 + H2，反应达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，然后再充入4 mol水蒸气，平衡正向移动，重新达到平衡后，CO2的物质的量大于0.6mol，但CO不可能反应完，因此CO2物质的量小于1mol，故C符合题意。
综上所述，答案为C。
分层提分
题组A 基础过关练
1．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4s⇌2NH3g+CO2g。不能判断该反应已经达到化学平衡的是
A．vNH3正=2vCO2逆 B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．混合气体的总物质的量不变 D．CO2的浓度不变
【答案】B
【解析】A．vNH3正=2vCO2逆正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡，故A正确；
B．该反应的反应物是固体，任何时候生成气体n()：n(CO2)=2:1，混合气体的平均相对分子质量不变，不能作为平衡标志，故B错误；
C．混合气体随着反应总物质的量一直在变化，当混合气体总物质的量不变了说明反应达到平衡，故C正确；
D．恒温恒容条件下，CO2的浓度一直在变化，CO2的浓度不变了反应达到平衡，故D正确；
故答案为B。
2．下列关于可逆反应的说法中正确的是
A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应
B．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%
C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应
【答案】C
【解析】A．只有条件相同、正逆反应同时进行的化学反应才是可逆反应，故A项错误；
B．合成氨的反应是可逆反应，无论怎么调节器转化率均不可能为100%，故B项错误；
C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应，故C项正确；
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，条件不同，故D项错误。
故答案选C。
3．二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向。回答下列问题：
(1)与CO2相似，COS中所有原子最外层也都满足8电子结构，COS电子式可表示为___________。
(2)有人提出，可以设计反应CO2⇌C+O2 (ΔH>0、ΔS<0)来消除CO2对环境的影响。
请你判断是否可行，并说明理由___________。
CO2和H2在一定条件下可制取甲醇，反应如下：
CO2g+3H2g⇌CH3OHg+H2Og ΔH=-49kJmol。
(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，发生上述反应。若10分钟后，容器内压强为原来的0.625倍，则0到10分钟，氢气的平均反应速率为___________。
(4)将nCO2:nH2=1:3的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，发生上述反应。下列事实能说明反应已达到平衡状态的是___________(选填编号)。
a．nCO2nH2保持不变 b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．该反应的平衡常数保持不变 d．CO2体积分数保持不变
(5)该反应的平衡常数K的表达式为___________。已知某温度下，。该温度下，测得容器中cCO2=0.30mol⋅L-1、cH2=cCH3OH=cH2O=0.75mol⋅L-1，此时，该反应化学反应速率v正___________v逆 (选填“>”、“<”或“=”)，说明原因___________。
(6)向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2，在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间，CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用___________(选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。
②a点处，v正___________v逆 (选填“>”、“<”或“=”)。
③b点不同催化剂作用下，CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是___________。
【答案】(1)
(2)不可行，ΔG=ΔH-ΔS＜0反应可发生，而该反应的ΔH＞0 、ΔS＜0，则ΔG＞0，所以反应不能自发进行
(3)0.225mol/(L▪min)
(4)bd
(5) cCH3OHcH2OcCO2c3H2 ＞ 此时Q=cCH3OHcH2OcCO2c3H2=0.75×0.750.3×0.753=409＜163，则反应正向进行，v正＞v逆
(6) N
＞ b点不同催化剂下，CO2的转化率相同，此时反应达到平衡，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率降低
【解析】（1）CO2是共价化合物，每个C原子都和O原子共用两对电子，使得C原子和O原子都达到8电子稳定结构，电子式为，O和S是同族元素，COS的电子式为 。
（2）ΔG=ΔH-TΔS＜0反应可发生，而该反应的ΔH＞0 、ΔS＜0，则ΔG＞0，所以反应不能自发进行。
（3）同温同压下，气体压强之比等于物质的量之比，反应前混合气体的总物质的量为4mol，10min后容器内压强是原来的0.625倍，则气体的总物质的量为4mol×0.625=2.5mol，气体物质的量减少了4mol-2.5mol=1.5mol，根据反应方程式可知，消耗3molH2，则气体物质的量减少2mol，则反应的氢气的物质的量为2.25mol，容器体积为1L，则消耗的氢气的物质的量浓度为2.25mol/L，则氢气的平均反应速率为2.25mol/L÷10min=0.225mol/(L▪min)。
（4）起始充入的n(CO2)：n(H2)=1：3，反应方程式里，CO2和H2的系数之比也为1：3， 所以在反应过程中，CO2和H2的物质的量之比一直为1：3，所以CO2和H2的物质的量之比保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a不选；该反应的反应物和生成物均为气体，混合气体总质量是不变的，该反应前后气体系数之和不相等，所以气体总物质的量是变化的，则在未平衡前，混合气体的平均相对分子质量是变量，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态，故b选；反应的平衡常数只和温度有关，所以反应的平衡常数保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c不选；CO2体积分数保持不变，说明反应达到了平衡，故d选；故选bd。
（5）平衡常数表达式是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示的，该反应的K=cCH3OHcH2OcCO2c3H2；已知某温度下，。该温度下，测得容器中cCO2=0.30mol⋅L-1、cH2=cCH3OH=cH2O=0.75mol⋅L-1，此时，Q=cCH3OHcH2OcCO2c3H2=0.75×0.750.3×0.753=409＜163，则反应正向进行，v正＞v逆。
（6）①从图中可以看出，在相同温度下，N型催化剂下的CO2转化率更低，所以N型催化剂下反应速率慢，活化能高。
②a点处使用的是N型催化剂，相同温度下，使用M型催化剂CO2的转化率更高，所以a点处反应还未达到平衡，平衡时，CO2的转化率增大，故v正＞v逆。
③b点不同催化剂下，CO2的转化率相同，此时反应达到平衡，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CO2的转化率降低。
题组B 能力提升练
4．某实验探究小组模拟汽车尾气催化处理过程，在一定温度下，向5L容积固定的密闭容器中充入2molCO(g)和2molNO(g)，发生反应2CO(g)+2NO(g) 一定条件 N2(g)+2CO2(g)。下列有关说法一定正确的是
A．经过足够长时间，NO的浓度能减小为0
B．CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应一定达到了化学反应限度
C．在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等
D．在反应过程中，容器中气体的压强一直没有变化
【答案】C
【解析】A．该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，则NO的浓度不可能减小为0，A错误；
B．由变化的浓度与系数成正比，起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，当转化率为50%时，生成1molCO2，剩余1molCO，此时浓度之比为1:1，由于该反应转化率未知，CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应不一定达到平衡，反应不一定达到了化学反应限度，B错误；
C．起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，由变化的浓度与系数成正比，变化的CO与NO物质的量相同，则在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等，C正确；
D．在恒温恒容下，物质的量与压强成正比，该反应前后气体分子数不相等，则在反应过程中，容器中气体的压强会变化，至平衡时压强不变，D错误；
故选：C。
5．T ℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)；测得NO和CO的浓度如表：
时间/s
0
2
4
6
c/mol·L-1
NO
1.00
0.25
0.10
0.10
CO
3.60
2.85
2.70
2.70
下列说法中，正确的是A．0~2 s内，用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1
B．若使用催化剂，2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1
C．若升高温度，反应达到平衡的时间将缩短
D．4 s时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化
【答案】C
【解析】A．0~2s内，用NO表示的平均速率为1mol/L-0.25mol/L2s=0.325mol·L‾1·s‾1，A项错误；
B．使用催化剂，反应速率加快，NO为反应物，则2s时的c(NO)将小于0.25mol/L，B项错误；
C．升高温度，反应速率加快，则反应到达平衡的时间将缩短，C项正确；
D．由图示数据知，4s时反应物的浓度不在改变，达到了平衡状态，则反应达到该条件下的最大限度，但不能说明恰好此刻达到，D项错误；
答案选C。
6．在一个容积为a L的密闭容器中，放入2 L A气体和1 L B气体，在一定条件下发生反应3A(g) + B(g) ⇌nC(g) + 2D(g)，反应达平衡后，A的浓度减少到原来的12，混合气体的平均相对分子质量增大了18 倍，则反应中的n值是
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】A
【解析】混合气体的平均摩尔质量增大，说明混合气的物质的量减小，则3+1＞n+2，由于n是自然数，所以n＝1，故选A。
7．某反应进行过程中，各物质的物质的量的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．C、D是生成物
B．反应的方程式：2A＋BD2C
C．2 min后各物质的物质的量不再变化
D．该反应属于不可逆反应
【答案】C
【解析】A．由图象中可看出，C物质的量增多，C是生成物；D参与了反应，但到2 min时又恢复到与起始时一样，D是催化剂，故A错误；
B．由图象中可看出，A物质的量减少2mol，B物质的量减少1mol，A、B是反应物；C物质的量增多2mol，C是生成物；D参与了反应，但到2 min时又恢复到与起始时一样，D是催化剂，物质的量变化比等于系数比，2 min后A、B、C物质的量保持不变，说明该反应为可逆反应，所以反应方程式为2A＋B⇌D2C，故B错误；
C．根据图示，2 min后各物质的物质的量不再变化，故C正确；
D．2 min后A、B、C物质的量保持不变，说明该反应为可逆反应，故D错误；
选C。
8．25°C，将Na3AsO3溶液、碘水和NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)+ I2(aq)+ 2OH-⇌AsO43- (aq)+2I- (aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是
A．c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态
B．平衡时c(I-)=y mol·L-1
C．tm时，υ正＜υ逆
D．tm时υ逆＞ tn时υ逆
【答案】A
【解析】A．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或呈比例，且在达到平衡的过程中，体系内c(AsO43-)/c(I-)的比值一直等于 1：2，则c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态，A正确；
B．由题干图象可知，平衡时c(AsO43-)=y mol·L-1，根据化学方程式可知c(I-)=2y mol·L-1，B错误；
C．由题干图象可知，m点后AsO43-的浓度还在增大，说明tm时反应还在向正向进行，则υ正＞υ逆，C错误；
D．由题干图象可知，m点到n点，AsO43-的浓度在增大，即生成物浓度在增大，逆反应速率在增大，即tm时υ逆＜ tn时υ逆，D错误；
故答案为：A。
9．金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是先将TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。以下是碳氯化法制备TiCl4：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g) △H=-51kJ/mol(放热反应)。
(1)对于该反应：增大压强，平衡_______移动(填“正向”、“不”或“逆向”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)恒温恒容时，下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A．混合气体的压强保持不变 B．2v正(Cl2)=v逆(TiCl4)
C．混合气体的密度保持不变 D．Cl2和CO物质的量相等
(3)在200℃达到平衡时，TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因可能是________________________。
(4)在某温度下，该恒容体系已经达到平衡，若向其中加入少量炭，TiCl4的体积分数将__________；若加入少量氯气，TiCl4的体积分数将__________。
A．减少 B．不变 C．增大
【答案】(1) 逆向 减小
(2)AC
(3)升高温度，可以提高反应速率，在相同时间内生成更多的产品，可以提高生产效率
(4) B A
【解析】（1）因为该反应前气体分子数小于反应后气体分子数，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，所以增大压强，平衡逆向移动；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，平衡逆向移动，转化率减小；
（2）A. 该反应前后气体分子数不相等，反应过程中压强是一个变量，当混合气体的压强保持不变，反应达平衡状态，A正确；
B.根据化学计量数之比等于速率之比， v正(Cl2)=2v逆(TiCl4)，反应达平衡状态；B错误；
C. 恒容的容器，有固体反应生成气体，所以气体的质量是一个变化量，根据ρ=m(g)V，m(g)是个变化量，在反应过程中混合气体的密度是个变量，当混合气体的密度保持不变时，反应达平衡状态，C正确；
D. Cl2是反应物，CO是生成物，当二者物质的量相等时，反应不一定达平衡，D错误。
故选AC。
（3）在实际生产中，升高温度，可以提高反应速率，在相同时间内生成更多的产品，提高生产效率；
（4）若在恒容条件下，向平衡体系加入少量炭，由于炭是固体，浓度为定值，增加炭的量浓度并不改变，平衡不移动，TiCl4体积分数不变，故选B；向平衡体系中加入少量氯气，相当于增大体系压强，平衡逆向移动，TiCl4的体积分数将减小，故选A。
10．为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2、3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在3min末，H2的浓度为_______，这时，反应速率 υ(正)_______ υ(逆)(选填＞、＜或 =)。
(2)从反应开始到平衡，平均反应速率υ(CO2)=_______。达到平衡时，H2的转化率为_______。
(3)下列措施不能提高反应速率的是_______。
A．升高温度 B．加入催化剂 C．增大压强 D．及时分离出CH3OH
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1；乙：υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1；丙：υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_______。
(5)在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1：1
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1mol CO2，同时生成1mol CH3OH
D．CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E．混合气体的密度保持不变
【答案】(1) 0.75 mol∙L−1 ＞
(2) 0.0375 mol∙L−1∙min−1 75%
(3)D
(4)乙＞甲＞丙
(5)BD
【解析】（1）在3min末，甲醇物质的量为0.50mol，则氢气改变量为1.5mol，剩余氢气物质的量为1.5mol，则H2的浓度为c=nV=1.5mol2L=0.75mol⋅L-1，这时正向建立平衡，还未达到平衡，因此反应速率υ(正) ＞υ(逆)；故答案为：0.75 mol∙L−1；＞。
（2）从反应开始到平衡，二氧化碳改变量为0.75mol，氢气改变量为2.25mol，则平均反应速率υ(CO2)= υ(CO2)=ΔnV⋅Δt=0.75mol2L×10min=0.0375mol⋅L-1⋅min-1，达到平衡时，H2的转化率为3mol-2.25mol3mol×100%=75%；故答案为：0.0375 mol∙L−1∙min−1；75%。
（3）A．升高温度，反应速率加快，故A不符合题意；B．加入催化剂，反应速率加快，故B不符合题意；C．增大压强，浓度增大，反应速率加快，故C不符合题意；D．及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，速率减小，故D符合题意；综上所述，答案为：D。
（4）根据题意将丙换成单位得到丙：υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1=0.08 mol∙L−1∙s −1，甲：υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1；乙：υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1；根据0.12mol⋅L-1⋅s-11>0.3mol⋅L-1⋅s-13>0.08mol⋅L-1⋅s-11，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙；故答案为：乙＞甲＞丙。
（5）A．只能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比固定，不能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1：1，因此不能说明达到平衡，故A不符合题意；B．该反应是体积减小的反应，压强不断减小，当混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明达到平衡，故B符合题意；C．单位时间内每消耗1mol CO2，正向反应，同时生成1mol CH3OH，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故C不符合题意；D．正向反应，甲醇质量分数增大，当CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变，能说明达到平衡，故D符合题意；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，气体密度始终不变，因此当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡标志，故E不符合题意；综上所述，答案为：BD。
题组C 培优拔尖练
11．一定条件下，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，3v正(H2)=v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
【答案】D
【解析】A．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；
B．达平衡时，v正(H2)=3v逆(CO2)，B项错误；
C．该反应升温平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误；
D．a点对应的CO2的平衡转化率为60%，曲线I的n(H2)n(CO2)=2，设H2为2mol，CO2为1mol，则消耗CO2为0.6mol，根据化学计量比消耗H2为1.8mol，故a点对应的H2的平衡转化率为90%，D项正确；
答案选D。
12．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4 (g) +2H2O(g) ⇌SiO2(s)+4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 molH-O键断裂的同时，有2molH- F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤
【答案】C
【解析】当2v正(H2O)=v逆(HF)，反应达到平衡状态，故①错误；SiF4的体积分数不再变化，说明各物质的物质的量浓度不再变化，反应达到平衡状态，故②正确；容器内气体压强不再变化，说明气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故③正确；平衡时应有4 mol H- O键断裂的同时，有4 mol H- F键断裂，故④错误；该反应是在容积不变的密闭容器中进行，混合气体的体积不会变化，故⑤错误。能说明反应达到平衡状态的是②③。
13．关于可逆反应A(g)⇌ 2B(？)+C(g)-Q(Q>0且假设A、C状态始终保持不变)，下列说法正确的是
A．当混合气体的质量不变，一定能够说明反应达到平衡状态
B．达到平衡后，缩小容器体积，重新达到平衡，气体平均相对分子质量有可能不变
C．达到平衡后，恒容时，升高温度，C的浓度有可能不变
D．达到平衡后，恒容时，升高温度，达到新平衡，气体的密度肯定增大
【答案】B
【解析】A．若B为气体，则反应过程中气体的总质量始终不变，不能根据总质量判断平衡状态，故A错误；
B．若B为气体，缩小容器体积，则增大压强，平衡逆向移动，气体的物质的量减小，所以气体平均相对分子质量增大，若B为固体，则缩小容器的体积，平衡不移动，即气体平均相对分子质量不变，故B正确；
C．该反应为吸热反应， 达到平衡后，恒容时，升高温度，正向移动，C的物质的量增大，则气体混合物中C的浓度增大，故C错误；
D．该反应为吸热反应，升高温度正向移动，若B为气体，气体的总质量不变，则气体的密度不变，若B为固体，则气体的总质量减小，所以密度减小，故D错误；
故答案为B。.
14．已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数与温度的关系如表所示：
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K=_____，ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。
(2)800℃时，某时刻测得c(A)=2.5mol•L-1，c(B)=2mol•L-1，c(C)=4mol•L-1，c(D)=1mol•L-1，此时反应向_____进行。(填“正向”或“逆向”)
(3)830℃时，向一个密闭容器中充入浓度为0.04mol•L-1的A和0.04mol•L-1的B，若反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1，则6s时c(A)=_____mol•L-1，C的浓度为_____mol•L-1；反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为_____，如果此时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定温度下，在一密闭容器中进行该反应，判断该反应达到平衡的依据为_____(填选项字母)。
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.相同时间内生成C、D的物质的量相等
(5)1200℃时，反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数为_____。
【答案】(1) c(C)c(D)c(A)c(B) ＜
(2)正向
(3) 0.022 0.018 50% 不变
(4)c
(5)2.5
【解析】（1）反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数表达式K=c(C)c(D)c(A)c(B)，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H<0。
（2）800℃时，某时刻测得c(A)=2.5mol•L-1，c(B)=2mol•L-1，c(C)=4mol•L-1，c(D)=1mol•L-1，Q=c(C)c(D)c(A)c(B)=4mol/L×1mol/L2mol/L×2.5mol/L=45＜1.1，故反应正向移动。
（3）反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1，则6s内Δc(A)=0.003mol•L-1•s-1×6s=0.018mol/L，故6s时A的浓度为0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L；6s内A反应了0.018mol/L，则C生成了0.018mol/L；
设平衡时A的浓度变化量为x，则
A+B C+D开始(mol/L)0.040.0400转化(mol/L)xxxx平衡(mol/L)0.04-x0.04-xxx
故K=c(C)c(D)c(A)c(B)=xx(0.04-x)(0.04-x)=1，解得x=0.02mol/L，A的转化率为0.020.04×100%=50%；体积不变，充入1mol氩气，反应混合物各组分的浓度不变，变化不移动，A的转化率不变。
（4）a.该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不随时间改变，不能说明到达平衡，故a错误；
b.混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变，故气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故b错误；
c.可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不发生变化，故c(A)不随时间改变，说明到达平衡，故c正确；
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等，都表示正反应速率，反应始终按1:1生成C、D的物质的量，不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为c。
（5）同一反应在相同温度下，正、逆反应方向的平衡常数互为倒数，故1200℃时反应C(g)+D(g)=A(g)+B(g)的平衡常数的值为10.4=2.5。
15．用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。
已知：反应I：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l) ΔH1
反应II：2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH2(且|ΔH1|=2|ΔH2|)
反应III：4NH3(g)+6NO2(g)⇌5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l) ΔH3
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表
温度/K
反应I
反应II
已知：K1>K2>K2'>K1'
298
K1
K2
398
K1'
K2'
(1)ΔH3=_______(用ΔH1、ΔH2的代数式表示)；推测反应III是_______反应(填“吸热”或“放热”)
(2)相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)=_______。
②下列说法不正确的是_______。
A．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
C．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
(3)恒温、恒压下，反应II达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，NO2体积分数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ΔH1﹣3ΔH2 吸热
(2) 0.375mol•L﹣1•min﹣1 CD
(3)不变
【解析】（1）已知K1>K1′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅰ为放热反应，ΔH1＜0；K2>K2′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅱ为放热反应，ΔH2＜0；反应Ⅰ﹣反应Ⅱ×3得到反应Ⅲ，则ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2，已知|ΔH1|=2|ΔH2|，所以ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2=|ΔH2|>0，即反应Ⅲ为吸热反应；
（2）①已知4分钟时氮气为2.5mol，则消耗的NO为3mol，所以v(NO)=ΔcΔt=3mol2L4min=0.375mol•L﹣1•min﹣1；
②单位时间内H﹣O键断裂表示逆速率，N—H键断裂表示正速率，单位时间内H—O键与N﹣H键断裂的数目相等时，则消耗的NH3和消耗的水的物质的量之比为4∶6，则正逆速率之比等于4∶6，说明反应已经达到平衡，故A不选；该反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器中，反应时温度会升高，则K会减小，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，故B不选；相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，所以该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＜Ea(B)＜Ea(C)，故C选；增大压强能使反应速率加快，是因为增大了活化分子数，而活化分子百分数不变，故D选；故选CD。
（3）一定条件下，反应Ⅱ2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2，在其它条件不变时，恒温恒压条件下，再充入NO2气体，则与原来的平衡为等效，则NO2体积分数不变。
16．I．可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌ pC(g)+qD(s) ∆H，试根据图回答：
[A的转化率(%)表示为α(A)、A的含量(%)表示为φ(A)]
(1)压强P1_______P2(填“>”，“＜”或“=”下同)。
(2)计量数(m+n)_______(p)。
(3)温度t1℃_______t2℃。
(4)ΔH_______0。
II．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：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(5)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
(6)反应_______反应(选填吸热、放热)。
(7)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______。
a．容器中压强不变 b．混合气体中c(CO)不变
c．υ正(H2)=υ逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO)
(8)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_______℃。
(9)800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内物质的浓度分别为：CO2为2mol•L-1，H2为1.5mol•L-1，CO为1mol•L-1，H2O为3mol•L-1，则此时反应向_______(填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行。
【答案】(1)<
(2)<
(3)>
(4)>
(5)cCO·cH2OcCO2·cH2
(6)吸热
(7)bc
(8)830
(9)向逆反应方向
【解析】（1）对于有气体参加的反应，压强越大，反应速率越快，先达到平衡，所以压强P1＜P2。
（2）增大压强，平衡向气体系数之和小的方向移动。从图中可知，压强越大，A的转化率越小，即增大压强，平衡逆向移动，所以计量数m+n＜p。
（3）温度升高，反应速率加快，先达到平衡，所以温度t1℃＞t2℃。
（4）升高温度，平衡向吸热反应方向移动。从图中可以看出，升高温度，A的百分含量降低，即升高温度，平衡正向移动，所以该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0。
（5）化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示，即K=cCOcH2OcCO2cH2。
（6）表格中的数据表明，温度升高，K增大，即平衡正向移动，所以该反应的正反应是吸热反应。
（7）该反应前后气体系数之和相等，所以压强一直不变，不能用压强不变判断是否平衡，故a不选；当某种物质的浓度不再变化时，说明反应达到了平衡状态，故b选；正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，故c选；反应物和生成物浓度相等，不能说明各物质浓度不再变化，不能证明反应达到了平衡状态，故d不选；故选bc。
（8）某温度下，平衡浓度符合c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)，说明K=1，则此时的温度为830℃。
（9）800℃时，某一时刻测得容器内物质的浓度分别为：CO2为2mol•L-1，H2为1.5mol•L-1，CO为1mol•L-1，H2O为3mol•L-1，则此时的Q=1×32×1.5=1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
6.2.1 可逆反应与化学平衡
学习聚焦
知识精讲
知识点01 可逆反应及判定
可逆反应
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物和生成物的混合物。
【即学即练1】当可逆反应在一定条件下达到平衡时，v正和v逆的关系为
A．v逆>v正 B．v逆
【解析】A．v逆>v正，逆反应速率大于正反应速率，反应尚未达到平衡，A错误；
B．v逆
D．v逆=v正≠0，说明反应达到平衡状态，D正确；
故答案选D。
知识点02 化学平衡状态的建立
化学平衡
1）定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
2）标志
①v正=v逆
②各组分成分的物质的量、质量、含量保持不变
3）特征：
①“逆”：研究对象必须是 可逆 反应
②“等”：处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v(正)=v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。
③“定”：当一定条件下可逆反应一旦达平衡（可逆反应进行到最大程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等）保持一定而不变（即不随时间的改变而改变）。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。
④“动”：指定化学反应已达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。
⑤“变”：任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的（与浓度、压强、温度等有关）。而与达平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡）。
【即学即练2】已知：2H2Sg+O2g⇌S2s+2H2Og ΔH=-Q kJ⋅mol-1Q>0。T℃时，在体积为2L的恒容密闭容器中，起始加入2mol H2S (g)和1mol O2 (g)，达到平衡时生成0.6mol S2 (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A．硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍 B．容器中混合气体的压强不变
C．反应放出的热量为0.3Q kJ D．消耗2mol H2S (g)的同时生成2molH2O (g)
【答案】B
【解析】A．起始加入2mol H2S (g)和1mol O2 (g)，投料比为反应系数比，则硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍为定值，不能说明反应达到平衡，A错误；
B．反应为气体分子数减小的反应，容器中混合气体的压强不变，说明反应达到平衡，B正确；
C．放热多少只能说明反应进行的程度大小，不能说明反应达到平衡，C错误；
D．消耗2mol H2S (g)的同时生成2molH2O (g)描述的都是正反应，不能说明反应达到平衡，D错误；
故选B。
知识点03 化学平衡状态的判断
化学平衡状态的判断
反应举例
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）
平衡判定
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④m+n=p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
m+n≠p+q时，总体积、总压力、总物质的量一定
平衡
平衡
平衡
不一定平衡
平衡
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v正=v逆
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC，即v正=v逆
平衡
③v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q，v正不一定等于v逆
不一定平衡
④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD
不一定平衡
压强
①m+n≠p+q时，总压强一定，其他条件一定
②m+n=p+q时，总压强一定，其他条件一定
平衡
不一定平衡
混合气体平均相对分子质量Mr
①m+n≠p+q时，Mr一定
②m+n=p+q时，Mr一定
平衡
不一定平衡
温度
任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
体系颜色不再变化
平衡
【思考】颜色发生变化，化学平衡一定被破坏吗？
不一定，如2HI(g) H2(g)+I2(g)，增大压强，碘蒸气浓度增大，颜色变深，但化学平衡未被破坏。
特殊标志
“特殊标志”是指在特定环境、特定反应中，能间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。离开上述界定，它们不能作为一般反应是否达到化学平衡的判断依据。
（1）压强
① 对于反应前后气态物质化学计量数有变化的可逆反应，当体系总压强不变时，可逆反应一定处于化学平衡状态。如：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)等。
② 对于化学反应前后气体的化学计量数没有变化的可逆反应，当体系总压强不变时，可逆反应不一定处于化学平衡状态。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)等。
（2）气体平均摩尔质量
数学表达式：
① 均为气体参与的可逆反应，则根据质量守恒定律mg一定不变，
当△n(g)≠0，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
当△n(g)＝0，为一定时，可逆反应不一定处于化学平衡。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)
② 有非气体参与的可逆反应，需具体问题具体分析：
NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g) 若投入一定量NH2COONH4，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。
CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) 气体只有二氧化碳，始终都等于44，可逆反应不一定处于化学平衡。
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) (反应物) = 30g/mol，一定时，可逆反应不一定处于化学平衡。(反应物) ≠ 30g/mol，一定时，可逆反应一定处于化学平衡。
【思考】为什么以(反应物) = 30g/mol为标准？
2molNH3和1molCO2完全反应时，△m(气体)=m(CO(NH2)2)=60g, △n(g)＝2+1-1=2mol，则△=30g/mol，若开始时 (反应物) = 30g/mol，则始终保持该值，无法判断是否达到平衡。
（3）气体密度
数学表达式：ρ= mg ÷ Vg
①各组分均为气体，则根据质量守恒定律，mg始终保持不变：
△n(g)＝0. ρ总为恒值，不能作平衡标志
当△n(g)≠0，恒容：体积不变，则ρ总为恒值，不能作平衡标志
恒压：体积会发生变化，则ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
②部分组分为非气体，则根据质量守恒定律，mg会发生变化：
恒容：体积不变，则ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
恒压：△n(g)＝0，则体积始终保持不变，那么ρ为一定值时，可逆反应一定处于化学平衡。
（4）化学键
断键代表消耗，合键代表生成，若能表示v正=v逆，可逆反应处于化学平衡。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 有一个H-H键断裂，同时有一个H-H键合成，则可逆反应一定处于化学平衡。
有3个H-H键断裂，同时有6个N-H键断裂，则可逆反应一定处于化学平衡。
【即学即练3】
若反应2NO2g⇌N2O4g在容积可变的容器中进行，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分子量不随时间变化而改变
【答案】A
【解析】A．容积可变的容器压强恒定，容器内混合气体的压强不随时间变化而改变，不能说明该反应已达到平衡状态，A符合；
B．该反应为非等体积反应，容器体积可变，容器内混合气体的密度可变，密度不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，B不符合；
C．二氧化氮是红棕色气体，容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，C不符合；
D．根据M=mn，气体总质量不变，该反应为非等体积反应，气体总的物质的量可变，混合气体的平均分子量可变，容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变说明该反应已达到平衡状态，D不符合；
故选A。
知识点04 化学平衡常数
化学平衡常数基本概念
1）概念
在一定温度下，当一个可逆反应达到 平衡状态 时，生成物浓度与反应物浓度的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用符号K表示。
2）表达式
对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)在一定温度条件下达到平衡时：K=
3） K的意义
平衡常数是表明化学反应在一定条件下进行的最大程度（即反应限度）的特征值，一般可认为，K越大，表示化学反应达到平衡时生成物浓度对反应物浓度的比值越大，也就是反应进行的程度越大；反之，K越小，表示反应进行的程度越小。
4）影响K的因素：仅受温度影响
放热反应,温度升高,平衡常数减小；吸热反应,温度升高,平衡常数增大
5）平衡常数K的应用
（1）判断可逆反应进行的限度
（2）判断一个可逆反应是否达到平衡
若用起始时各物质浓度幂之积的比值（用Q表示）与K比较，可判断可逆反应进行的方向。
当Q=K时，可逆反应处于平衡状态；
当Q>K时，可逆反应向逆反应方向进行；
当Q
【即学即练4】加热N2O5时，发生以下两个分解反应：①N2O5⇌N2O3+O2，②N2O3⇌N2O+O2，在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到T℃达到化学平衡时O2为9mol，N2O3为3.4mol，则在该温度下反应①的平衡常数为
A．8.5 B．9.6 C．10.2 D．10.7
【答案】A
【解析】假设①N2O5⇌N2O3+O2生成N2O3的物质的量为xmol，②N2O3⇌N2O+O2，中的消耗的物质的量为ymol，则有x-y=3.4 x+y=9，解x=6.2mol，y=2.8mol。则反应到平衡时，N2O5的物质的量为8-6.2=1.8mol，该温度下反应①的平衡常数为3.42×921.82=8.5 。
故选A。
常见考法
常见考法一 可逆反应的判定
【例1】对于可逆反应，下列表述正确的是
A．化学反应速率发生变化，平衡一定移动
B．当温度变化，平衡体系的平衡常数，化学平衡状态一定变化
C．平衡正向移动，反应物的平衡转化率一定增大
D．平衡移动，反应速率不一定改变
【答案】B
【解析】A．化学反应速率发生变化，化学平衡不一定移动，A错误；
B．任何化学反应过程中都伴随着能量变化，故当温度变化时，平衡体系的平衡常数会发生变化，化学平衡状态也一定会发生变化，B正确；
C．有两种或两种以上物质参加的可逆反应，若增大某一反应物的浓度，化学平衡正向移动，其它反应物的平衡转化率提高，但该物质的平衡转化率反而会降低，C错误；
D．平衡移动时，正、逆反应速率变得不再相等，因此化学反应速率一定会改变，D错误；
故合理选项是B。
常见考法二 化学平衡状态的综合特征
【例2】已知：2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH＜0，下列分析正确的是
A．1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B．断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C．恒温时，缩小容积，气体颜色变深，单位时间内生成 N2O4的物质的量减少
D．恒容时，水浴加热，活化能减小，反应速率增大
【答案】B
【解析】A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A项错误；
B．反应2NO2(g)⇌ N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；
C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大，单位时间内生成 N2O4的物质的量相比原始状态增多，C项错误；
D．恒容时，水浴加热，活化分子百分数增大，反应速率加快，D项错误；
答案选B。
【同步练习2】一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不变
②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变
④B的物质的量浓度不变
⑤v正(C)=v逆(D)
⑥v正(B)=2v逆(A)
A．②③⑥ B．①④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①④⑤
【答案】D
【解析】①混合气的密度等于混合气的总质量除以容器体积，A是固体，所以混合气的总质量是一个变量，容器体积是定值，所以混合气密度在未平衡前一直在变化，当密度不变时，反应达到平衡状态，①正确；
②该反应是反应前后气体系数之和相等的反应，在温度和容积一定时，压强和气体的总物质的量成正比，所以容器内气体的压强一直不变，则压强不变不能判断该反应是否平衡，②错误；
③该反应的混合气的总物质的量一直不变，故不能用总的物质的量不变判断是否平衡，③错误；
④B的物质的量浓度不再变化说明达到了平衡状态，④正确；
⑤用C表示的正反应速率等于用D表示的逆反应速率，说明正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑤正确；
⑥A为固体，不能计算反应速率，故不能说明达到了平衡状态，⑥错误；
故①④⑤都是平衡状态的标志；
故选D。
常见考法三 化学平衡常数
【例3】工业上取SCl2的反应之一为S2Cl2(g)+Cl2(g) ⇌2SCl2(g)，一定压强下，向10L密闭容器中充入和1mol S2Cl2和1mol Cl2发生上述反应，SCl2和 Cl2的消耗速率与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应的△H>0
B．A点对应的状态为化学平衡状态
C．使用高效催化剂能提高S2Cl2的平衡产率
D．若300℃达平衡时，S2Cl2的转化率为α，则300℃时，该反应的化学平衡常数K=4a2(1-a)2
【答案】D
【解析】A．升高温度，正逆反应速率均增加，从图中可以看出相同温度下正反应速率小于逆反应速率，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，焓变小于零，故A错误；
B．A点时v正(Cl2)=v逆(SCl2)，即v正(Cl2)=12v逆(Cl2)，非平衡状态，故B错误；
C．高效催化剂可以增大反应速率，不能使平衡移动增大平衡产率，故C错误；
D．若300°达平衡时，根据题意，S2Cl2的转化率为α，消耗的氯气和S2Cl2的物质的量为α mol，反应后的氯气和S2Cl2的物质的量为(1-α) mol，生成的SCl2的物质的量为2α mol，平衡常数为c2(SCl2)c(Cl2)c(S2Cl2)=(n(SCl2)V)2n(Cl2)Vn(S2Cl2)V，即K=4α21-α2，故D正确；
故选D。
【同步练习3】在温度T1时，向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) △H<0，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%。下列说法正确的是
A．前5min，平均反应速率v(H2)=0.06mol·(L·min)-1
B．该温度下反应平衡常数的值为148
C．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态
D．若平衡后升温，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移
【答案】A
【解析】A．由题意知，前5min，CO2的变化量为0.2mol，则H2的变化量为0.6mol，v(H2)=0.6mol2L5min=0.06mol(L·min)，A正确；
B．向体积为2L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，5min后反应达到平衡，CO2的转化率为20%，可列出三段式(单位为mol/L)：开始(mol/L)变化(mol/L)平衡(mol/L)CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)0.51.5000.10.30.10.10.41.20.10.1，则该温度下反应平衡常数为K=0.1×0.10.4×1.23=0.014≠148，B错误；
C．当3v正(CO2)= v逆(H2)时，说明反应已达到平衡状态，C错误；
D．平衡后升温，正反应速率增大，逆反应速率增大，因反应放热反应，平衡左移，D错误；
故答案为A。
常见考法四 等效平衡
【例4】在一密闭容器中发生可逆反应2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)， 起始时，SO2为0.2 mol，O2为0.3 mol，SO3为0.4 mol，在反应的任何时刻，下列数据不可能的是
A．SO2和SO3的物质的量之和为0.5 mol B．SO2为0.05 mol
C．SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol D．SO3为0.5 mol
【答案】A
【解析】A．SO2和SO3的系数相同，无论反应正向还是逆向进行，两者的物质的量之和始终为0.6mol，A错误；
B．反应为可逆反应，SO2正向反应不可能完全转化，物质的量可能为0.05 mol，B正确；
C．假设反应正向进行完全，SO2完全反应，氧气剩余0.2mol；假设反应逆向进行完全，0.4molSO3完全反应生成SO2和O2的物质的量为0.4mol和0.2mol，SO2和O2的物质的量之和为1.1mol，SO2和O2的物质的量之和为0.35 mol，介于0.2mol-1.1mol之间，C正确；
D．假设反应正向进行完全，0.2molSO2完全反应生成SO30.2mol，SO3的物质的量应为0.4mol-0.6mol之间，D正确；
故选A。
【同步练习4】在一定温度下，将1 mol CO和1 mol水蒸气充入一密闭容器中发生反应：CO + H2O(g) ⇌CO2 + H2，反应达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，然后再充入4 mol水蒸气，重新达到平衡后，CO2的物质的量为
A．0.6 mol B．1 mol
C．大于0.6 mol，小于1 mol D．大于1 mol
【答案】C
【解析】在一定温度下，将1 mol CO和1 mol水蒸气充入一密闭容器中发生反应：CO + H2O(g) ⇌CO2 + H2，反应达到平衡后，测得CO2为0.6 mol，然后再充入4 mol水蒸气，平衡正向移动，重新达到平衡后，CO2的物质的量大于0.6mol，但CO不可能反应完，因此CO2物质的量小于1mol，故C符合题意。
综上所述，答案为C。
分层提分
题组A 基础过关练
1．将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4s⇌2NH3g+CO2g。不能判断该反应已经达到化学平衡的是
A．vNH3正=2vCO2逆 B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．混合气体的总物质的量不变 D．CO2的浓度不变
【答案】B
【解析】A．vNH3正=2vCO2逆正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡，故A正确；
B．该反应的反应物是固体，任何时候生成气体n()：n(CO2)=2:1，混合气体的平均相对分子质量不变，不能作为平衡标志，故B错误；
C．混合气体随着反应总物质的量一直在变化，当混合气体总物质的量不变了说明反应达到平衡，故C正确；
D．恒温恒容条件下，CO2的浓度一直在变化，CO2的浓度不变了反应达到平衡，故D正确；
故答案为B。
2．下列关于可逆反应的说法中正确的是
A．可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应
B．对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%
C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应
【答案】C
【解析】A．只有条件相同、正逆反应同时进行的化学反应才是可逆反应，故A项错误；
B．合成氨的反应是可逆反应，无论怎么调节器转化率均不可能为100%，故B项错误；
C．在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应，故C项正确；
D．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，条件不同，故D项错误。
故答案选C。
3．二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向。回答下列问题：
(1)与CO2相似，COS中所有原子最外层也都满足8电子结构，COS电子式可表示为___________。
(2)有人提出，可以设计反应CO2⇌C+O2 (ΔH>0、ΔS<0)来消除CO2对环境的影响。
请你判断是否可行，并说明理由___________。
CO2和H2在一定条件下可制取甲醇，反应如下：
CO2g+3H2g⇌CH3OHg+H2Og ΔH=-49kJmol。
(3)在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，发生上述反应。若10分钟后，容器内压强为原来的0.625倍，则0到10分钟，氢气的平均反应速率为___________。
(4)将nCO2:nH2=1:3的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，发生上述反应。下列事实能说明反应已达到平衡状态的是___________(选填编号)。
a．nCO2nH2保持不变 b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．该反应的平衡常数保持不变 d．CO2体积分数保持不变
(5)该反应的平衡常数K的表达式为___________。已知某温度下，。该温度下，测得容器中cCO2=0.30mol⋅L-1、cH2=cCH3OH=cH2O=0.75mol⋅L-1，此时，该反应化学反应速率v正___________v逆 (选填“>”、“<”或“=”)，说明原因___________。
(6)向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2，在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间，CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用___________(选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。
②a点处，v正___________v逆 (选填“>”、“<”或“=”)。
③b点不同催化剂作用下，CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是___________。
【答案】(1)
(2)不可行，ΔG=ΔH-ΔS＜0反应可发生，而该反应的ΔH＞0 、ΔS＜0，则ΔG＞0，所以反应不能自发进行
(3)0.225mol/(L▪min)
(4)bd
(5) cCH3OHcH2OcCO2c3H2 ＞ 此时Q=cCH3OHcH2OcCO2c3H2=0.75×0.750.3×0.753=409＜163，则反应正向进行，v正＞v逆
(6) N
＞ b点不同催化剂下，CO2的转化率相同，此时反应达到平衡，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率降低
【解析】（1）CO2是共价化合物，每个C原子都和O原子共用两对电子，使得C原子和O原子都达到8电子稳定结构，电子式为，O和S是同族元素，COS的电子式为 。
（2）ΔG=ΔH-TΔS＜0反应可发生，而该反应的ΔH＞0 、ΔS＜0，则ΔG＞0，所以反应不能自发进行。
（3）同温同压下，气体压强之比等于物质的量之比，反应前混合气体的总物质的量为4mol，10min后容器内压强是原来的0.625倍，则气体的总物质的量为4mol×0.625=2.5mol，气体物质的量减少了4mol-2.5mol=1.5mol，根据反应方程式可知，消耗3molH2，则气体物质的量减少2mol，则反应的氢气的物质的量为2.25mol，容器体积为1L，则消耗的氢气的物质的量浓度为2.25mol/L，则氢气的平均反应速率为2.25mol/L÷10min=0.225mol/(L▪min)。
（4）起始充入的n(CO2)：n(H2)=1：3，反应方程式里，CO2和H2的系数之比也为1：3， 所以在反应过程中，CO2和H2的物质的量之比一直为1：3，所以CO2和H2的物质的量之比保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故a不选；该反应的反应物和生成物均为气体，混合气体总质量是不变的，该反应前后气体系数之和不相等，所以气体总物质的量是变化的，则在未平衡前，混合气体的平均相对分子质量是变量，当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态，故b选；反应的平衡常数只和温度有关，所以反应的平衡常数保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故c不选；CO2体积分数保持不变，说明反应达到了平衡，故d选；故选bd。
（5）平衡常数表达式是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示的，该反应的K=cCH3OHcH2OcCO2c3H2；已知某温度下，。该温度下，测得容器中cCO2=0.30mol⋅L-1、cH2=cCH3OH=cH2O=0.75mol⋅L-1，此时，Q=cCH3OHcH2OcCO2c3H2=0.75×0.750.3×0.753=409＜163，则反应正向进行，v正＞v逆。
（6）①从图中可以看出，在相同温度下，N型催化剂下的CO2转化率更低，所以N型催化剂下反应速率慢，活化能高。
②a点处使用的是N型催化剂，相同温度下，使用M型催化剂CO2的转化率更高，所以a点处反应还未达到平衡，平衡时，CO2的转化率增大，故v正＞v逆。
③b点不同催化剂下，CO2的转化率相同，此时反应达到平衡，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CO2的转化率降低。
题组B 能力提升练
4．某实验探究小组模拟汽车尾气催化处理过程，在一定温度下，向5L容积固定的密闭容器中充入2molCO(g)和2molNO(g)，发生反应2CO(g)+2NO(g) 一定条件 N2(g)+2CO2(g)。下列有关说法一定正确的是
A．经过足够长时间，NO的浓度能减小为0
B．CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应一定达到了化学反应限度
C．在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等
D．在反应过程中，容器中气体的压强一直没有变化
【答案】C
【解析】A．该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，则NO的浓度不可能减小为0，A错误；
B．由变化的浓度与系数成正比，起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，当转化率为50%时，生成1molCO2，剩余1molCO，此时浓度之比为1:1，由于该反应转化率未知，CO与CO2的浓度之比为1∶1时，此反应不一定达到平衡，反应不一定达到了化学反应限度，B错误；
C．起始投入2molCO(g)和2molNO(g)，由变化的浓度与系数成正比，变化的CO与NO物质的量相同，则在反应过程中，CO与NO物质的量始终相等，C正确；
D．在恒温恒容下，物质的量与压强成正比，该反应前后气体分子数不相等，则在反应过程中，容器中气体的压强会变化，至平衡时压强不变，D错误；
故选：C。
5．T ℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的NO和CO，发生反应：2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)；测得NO和CO的浓度如表：
时间/s
0
2
4
6
c/mol·L-1
NO
1.00
0.25
0.10
0.10
CO
3.60
2.85
2.70
2.70
下列说法中，正确的是A．0~2 s内，用NO表示的平均速率为0.125 mol·L-1·s-1
B．若使用催化剂，2 s时的c(NO)将大于0.25 mol·L-1
C．若升高温度，反应达到平衡的时间将缩短
D．4 s时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化
【答案】C
【解析】A．0~2s内，用NO表示的平均速率为1mol/L-0.25mol/L2s=0.325mol·L‾1·s‾1，A项错误；
B．使用催化剂，反应速率加快，NO为反应物，则2s时的c(NO)将小于0.25mol/L，B项错误；
C．升高温度，反应速率加快，则反应到达平衡的时间将缩短，C项正确；
D．由图示数据知，4s时反应物的浓度不在改变，达到了平衡状态，则反应达到该条件下的最大限度，但不能说明恰好此刻达到，D项错误；
答案选C。
6．在一个容积为a L的密闭容器中，放入2 L A气体和1 L B气体，在一定条件下发生反应3A(g) + B(g) ⇌nC(g) + 2D(g)，反应达平衡后，A的浓度减少到原来的12，混合气体的平均相对分子质量增大了18 倍，则反应中的n值是
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】A
【解析】混合气体的平均摩尔质量增大，说明混合气的物质的量减小，则3+1＞n+2，由于n是自然数，所以n＝1，故选A。
7．某反应进行过程中，各物质的物质的量的变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．C、D是生成物
B．反应的方程式：2A＋BD2C
C．2 min后各物质的物质的量不再变化
D．该反应属于不可逆反应
【答案】C
【解析】A．由图象中可看出，C物质的量增多，C是生成物；D参与了反应，但到2 min时又恢复到与起始时一样，D是催化剂，故A错误；
B．由图象中可看出，A物质的量减少2mol，B物质的量减少1mol，A、B是反应物；C物质的量增多2mol，C是生成物；D参与了反应，但到2 min时又恢复到与起始时一样，D是催化剂，物质的量变化比等于系数比，2 min后A、B、C物质的量保持不变，说明该反应为可逆反应，所以反应方程式为2A＋B⇌D2C，故B错误；
C．根据图示，2 min后各物质的物质的量不再变化，故C正确；
D．2 min后A、B、C物质的量保持不变，说明该反应为可逆反应，故D错误；
选C。
8．25°C，将Na3AsO3溶液、碘水和NaOH溶液混合，发生反应：AsO33- (aq)+ I2(aq)+ 2OH-⇌AsO43- (aq)+2I- (aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是
A．c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态
B．平衡时c(I-)=y mol·L-1
C．tm时，υ正＜υ逆
D．tm时υ逆＞ tn时υ逆
【答案】A
【解析】A．化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，而不是相等或呈比例，且在达到平衡的过程中，体系内c(AsO43-)/c(I-)的比值一直等于 1：2，则c(AsO43-)/c(I-)= 1：2时不一定是平衡状态，A正确；
B．由题干图象可知，平衡时c(AsO43-)=y mol·L-1，根据化学方程式可知c(I-)=2y mol·L-1，B错误；
C．由题干图象可知，m点后AsO43-的浓度还在增大，说明tm时反应还在向正向进行，则υ正＞υ逆，C错误；
D．由题干图象可知，m点到n点，AsO43-的浓度在增大，即生成物浓度在增大，逆反应速率在增大，即tm时υ逆＜ tn时υ逆，D错误；
故答案为：A。
9．金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是先将TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。以下是碳氯化法制备TiCl4：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)⇌TiCl4(g)+2CO(g) △H=-51kJ/mol(放热反应)。
(1)对于该反应：增大压强，平衡_______移动(填“正向”、“不”或“逆向”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)恒温恒容时，下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A．混合气体的压强保持不变 B．2v正(Cl2)=v逆(TiCl4)
C．混合气体的密度保持不变 D．Cl2和CO物质的量相等
(3)在200℃达到平衡时，TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因可能是________________________。
(4)在某温度下，该恒容体系已经达到平衡，若向其中加入少量炭，TiCl4的体积分数将__________；若加入少量氯气，TiCl4的体积分数将__________。
A．减少 B．不变 C．增大
【答案】(1) 逆向 减小
(2)AC
(3)升高温度，可以提高反应速率，在相同时间内生成更多的产品，可以提高生产效率
(4) B A
【解析】（1）因为该反应前气体分子数小于反应后气体分子数，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，所以增大压强，平衡逆向移动；该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，平衡逆向移动，转化率减小；
（2）A. 该反应前后气体分子数不相等，反应过程中压强是一个变量，当混合气体的压强保持不变，反应达平衡状态，A正确；
B.根据化学计量数之比等于速率之比， v正(Cl2)=2v逆(TiCl4)，反应达平衡状态；B错误；
C. 恒容的容器，有固体反应生成气体，所以气体的质量是一个变化量，根据ρ=m(g)V，m(g)是个变化量，在反应过程中混合气体的密度是个变量，当混合气体的密度保持不变时，反应达平衡状态，C正确；
D. Cl2是反应物，CO是生成物，当二者物质的量相等时，反应不一定达平衡，D错误。
故选AC。
（3）在实际生产中，升高温度，可以提高反应速率，在相同时间内生成更多的产品，提高生产效率；
（4）若在恒容条件下，向平衡体系加入少量炭，由于炭是固体，浓度为定值，增加炭的量浓度并不改变，平衡不移动，TiCl4体积分数不变，故选B；向平衡体系中加入少量氯气，相当于增大体系压强，平衡逆向移动，TiCl4的体积分数将减小，故选A。
10．为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2、3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
(1)在3min末，H2的浓度为_______，这时，反应速率 υ(正)_______ υ(逆)(选填＞、＜或 =)。
(2)从反应开始到平衡，平均反应速率υ(CO2)=_______。达到平衡时，H2的转化率为_______。
(3)下列措施不能提高反应速率的是_______。
A．升高温度 B．加入催化剂 C．增大压强 D．及时分离出CH3OH
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1；乙：υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1；丙：υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_______。
(5)在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1：1
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1mol CO2，同时生成1mol CH3OH
D．CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E．混合气体的密度保持不变
【答案】(1) 0.75 mol∙L−1 ＞
(2) 0.0375 mol∙L−1∙min−1 75%
(3)D
(4)乙＞甲＞丙
(5)BD
【解析】（1）在3min末，甲醇物质的量为0.50mol，则氢气改变量为1.5mol，剩余氢气物质的量为1.5mol，则H2的浓度为c=nV=1.5mol2L=0.75mol⋅L-1，这时正向建立平衡，还未达到平衡，因此反应速率υ(正) ＞υ(逆)；故答案为：0.75 mol∙L−1；＞。
（2）从反应开始到平衡，二氧化碳改变量为0.75mol，氢气改变量为2.25mol，则平均反应速率υ(CO2)= υ(CO2)=ΔnV⋅Δt=0.75mol2L×10min=0.0375mol⋅L-1⋅min-1，达到平衡时，H2的转化率为3mol-2.25mol3mol×100%=75%；故答案为：0.0375 mol∙L−1∙min−1；75%。
（3）A．升高温度，反应速率加快，故A不符合题意；B．加入催化剂，反应速率加快，故B不符合题意；C．增大压强，浓度增大，反应速率加快，故C不符合题意；D．及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，速率减小，故D符合题意；综上所述，答案为：D。
（4）根据题意将丙换成单位得到丙：υ(CH3OH)=4.8 mol∙L−1∙min−1=0.08 mol∙L−1∙s −1，甲：υ(H2)=0.3 mol∙L−1∙s−1；乙：υ(CO2)=0.12 mol∙L−1∙s−1；根据0.12mol⋅L-1⋅s-11>0.3mol⋅L-1⋅s-13>0.08mol⋅L-1⋅s-11，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙；故答案为：乙＞甲＞丙。
（5）A．只能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比固定，不能说反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1：1，因此不能说明达到平衡，故A不符合题意；B．该反应是体积减小的反应，压强不断减小，当混合气体的压强不随时间的变化而变化，说明达到平衡，故B符合题意；C．单位时间内每消耗1mol CO2，正向反应，同时生成1mol CH3OH，正向反应，同一个方向，不能说明达到平衡，故C不符合题意；D．正向反应，甲醇质量分数增大，当CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变，能说明达到平衡，故D符合题意；E．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，气体密度始终不变，因此当混合气体的密度保持不变，不能作为判断平衡标志，故E不符合题意；综上所述，答案为：BD。
题组C 培优拔尖练
11．一定条件下，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，3v正(H2)=v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
【答案】D
【解析】A．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；
B．达平衡时，v正(H2)=3v逆(CO2)，B项错误；
C．该反应升温平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误；
D．a点对应的CO2的平衡转化率为60%，曲线I的n(H2)n(CO2)=2，设H2为2mol，CO2为1mol，则消耗CO2为0.6mol，根据化学计量比消耗H2为1.8mol，故a点对应的H2的平衡转化率为90%，D项正确；
答案选D。
12．一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4 (g) +2H2O(g) ⇌SiO2(s)+4HF(g)，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①v正 (H2O) =2v逆(HF)
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④4 molH-O键断裂的同时，有2molH- F 键断裂
⑤混合气体的体积不再变化
A．①②③ B．②④⑤ C．②③ D．③④⑤
【答案】C
【解析】当2v正(H2O)=v逆(HF)，反应达到平衡状态，故①错误；SiF4的体积分数不再变化，说明各物质的物质的量浓度不再变化，反应达到平衡状态，故②正确；容器内气体压强不再变化，说明气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故③正确；平衡时应有4 mol H- O键断裂的同时，有4 mol H- F键断裂，故④错误；该反应是在容积不变的密闭容器中进行，混合气体的体积不会变化，故⑤错误。能说明反应达到平衡状态的是②③。
13．关于可逆反应A(g)⇌ 2B(？)+C(g)-Q(Q>0且假设A、C状态始终保持不变)，下列说法正确的是
A．当混合气体的质量不变，一定能够说明反应达到平衡状态
B．达到平衡后，缩小容器体积，重新达到平衡，气体平均相对分子质量有可能不变
C．达到平衡后，恒容时，升高温度，C的浓度有可能不变
D．达到平衡后，恒容时，升高温度，达到新平衡，气体的密度肯定增大
【答案】B
【解析】A．若B为气体，则反应过程中气体的总质量始终不变，不能根据总质量判断平衡状态，故A错误；
B．若B为气体，缩小容器体积，则增大压强，平衡逆向移动，气体的物质的量减小，所以气体平均相对分子质量增大，若B为固体，则缩小容器的体积，平衡不移动，即气体平均相对分子质量不变，故B正确；
C．该反应为吸热反应， 达到平衡后，恒容时，升高温度，正向移动，C的物质的量增大，则气体混合物中C的浓度增大，故C错误；
D．该反应为吸热反应，升高温度正向移动，若B为气体，气体的总质量不变，则气体的密度不变，若B为固体，则气体的总质量减小，所以密度减小，故D错误；
故答案为B。.
14．已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数与温度的关系如表所示：
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K=_____，ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。
(2)800℃时，某时刻测得c(A)=2.5mol•L-1，c(B)=2mol•L-1，c(C)=4mol•L-1，c(D)=1mol•L-1，此时反应向_____进行。(填“正向”或“逆向”)
(3)830℃时，向一个密闭容器中充入浓度为0.04mol•L-1的A和0.04mol•L-1的B，若反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1，则6s时c(A)=_____mol•L-1，C的浓度为_____mol•L-1；反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为_____，如果此时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定温度下，在一密闭容器中进行该反应，判断该反应达到平衡的依据为_____(填选项字母)。
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.相同时间内生成C、D的物质的量相等
(5)1200℃时，反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数为_____。
【答案】(1) c(C)c(D)c(A)c(B) ＜
(2)正向
(3) 0.022 0.018 50% 不变
(4)c
(5)2.5
【解析】（1）反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数表达式K=c(C)c(D)c(A)c(B)，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H<0。
（2）800℃时，某时刻测得c(A)=2.5mol•L-1，c(B)=2mol•L-1，c(C)=4mol•L-1，c(D)=1mol•L-1，Q=c(C)c(D)c(A)c(B)=4mol/L×1mol/L2mol/L×2.5mol/L=45＜1.1，故反应正向移动。
（3）反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol•L-1•s-1，则6s内Δc(A)=0.003mol•L-1•s-1×6s=0.018mol/L，故6s时A的浓度为0.04mol/L-0.018mol/L=0.022mol/L；6s内A反应了0.018mol/L，则C生成了0.018mol/L；
设平衡时A的浓度变化量为x，则
A+B C+D开始(mol/L)0.040.0400转化(mol/L)xxxx平衡(mol/L)0.04-x0.04-xxx
故K=c(C)c(D)c(A)c(B)=xx(0.04-x)(0.04-x)=1，解得x=0.02mol/L，A的转化率为0.020.04×100%=50%；体积不变，充入1mol氩气，反应混合物各组分的浓度不变，变化不移动，A的转化率不变。
（4）a.该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不随时间改变，不能说明到达平衡，故a错误；
b.混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变，故气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故b错误；
c.可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不发生变化，故c(A)不随时间改变，说明到达平衡，故c正确；
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等，都表示正反应速率，反应始终按1:1生成C、D的物质的量，不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为c。
（5）同一反应在相同温度下，正、逆反应方向的平衡常数互为倒数，故1200℃时反应C(g)+D(g)=A(g)+B(g)的平衡常数的值为10.4=2.5。
15．用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。
已知：反应I：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l) ΔH1
反应II：2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH2(且|ΔH1|=2|ΔH2|)
反应III：4NH3(g)+6NO2(g)⇌5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l) ΔH3
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表
温度/K
反应I
反应II
已知：K1>K2>K2'>K1'
298
K1
K2
398
K1'
K2'
(1)ΔH3=_______(用ΔH1、ΔH2的代数式表示)；推测反应III是_______反应(填“吸热”或“放热”)
(2)相同条件下，反应I在2L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v(NO)=_______。
②下列说法不正确的是_______。
A．单位时间内H—O键与N—H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
C．该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
(3)恒温、恒压下，反应II达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入NO2气体，NO2体积分数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ΔH1﹣3ΔH2 吸热
(2) 0.375mol•L﹣1•min﹣1 CD
(3)不变
【解析】（1）已知K1>K1′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅰ为放热反应，ΔH1＜0；K2>K2′，说明随温度升高，K减小，则反应Ⅱ为放热反应，ΔH2＜0；反应Ⅰ﹣反应Ⅱ×3得到反应Ⅲ，则ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2，已知|ΔH1|=2|ΔH2|，所以ΔH3=ΔH1﹣3ΔH2=|ΔH2|>0，即反应Ⅲ为吸热反应；
（2）①已知4分钟时氮气为2.5mol，则消耗的NO为3mol，所以v(NO)=ΔcΔt=3mol2L4min=0.375mol•L﹣1•min﹣1；
②单位时间内H﹣O键断裂表示逆速率，N—H键断裂表示正速率，单位时间内H—O键与N﹣H键断裂的数目相等时，则消耗的NH3和消耗的水的物质的量之比为4∶6，则正逆速率之比等于4∶6，说明反应已经达到平衡，故A不选；该反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器中，反应时温度会升高，则K会减小，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，故B不选；相同时间内生成的氮气的物质的量越多，则反应速率越快，活化能越低，所以该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)＜Ea(B)＜Ea(C)，故C选；增大压强能使反应速率加快，是因为增大了活化分子数，而活化分子百分数不变，故D选；故选CD。
（3）一定条件下，反应Ⅱ2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡时体系中n(NO)∶n(O2)∶n(NO2)=2∶1∶2，在其它条件不变时，恒温恒压条件下，再充入NO2气体，则与原来的平衡为等效，则NO2体积分数不变。
16．I．可逆反应：mA(g)+nB(g)⇌ pC(g)+qD(s) ∆H，试根据图回答：
[A的转化率(%)表示为α(A)、A的含量(%)表示为φ(A)]
(1)压强P1_______P2(填“>”，“＜”或“=”下同)。
(2)计量数(m+n)_______(p)。
(3)温度t1℃_______t2℃。
(4)ΔH_______0。
II．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：
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(5)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
(6)反应_______反应(选填吸热、放热)。
(7)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______。
a．容器中压强不变 b．混合气体中c(CO)不变
c．υ正(H2)=υ逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO)
(8)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_______℃。
(9)800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内物质的浓度分别为：CO2为2mol•L-1，H2为1.5mol•L-1，CO为1mol•L-1，H2O为3mol•L-1，则此时反应向_______(填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行。
【答案】(1)<
(2)<
(3)>
(4)>
(5)cCO·cH2OcCO2·cH2
(6)吸热
(7)bc
(8)830
(9)向逆反应方向
【解析】（1）对于有气体参加的反应，压强越大，反应速率越快，先达到平衡，所以压强P1＜P2。
（2）增大压强，平衡向气体系数之和小的方向移动。从图中可知，压强越大，A的转化率越小，即增大压强，平衡逆向移动，所以计量数m+n＜p。
（3）温度升高，反应速率加快，先达到平衡，所以温度t1℃＞t2℃。
（4）升高温度，平衡向吸热反应方向移动。从图中可以看出，升高温度，A的百分含量降低，即升高温度，平衡正向移动，所以该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0。
（5）化学平衡常数用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积表示，即K=cCOcH2OcCO2cH2。
（6）表格中的数据表明，温度升高，K增大，即平衡正向移动，所以该反应的正反应是吸热反应。
（7）该反应前后气体系数之和相等，所以压强一直不变，不能用压强不变判断是否平衡，故a不选；当某种物质的浓度不再变化时，说明反应达到了平衡状态，故b选；正逆反应速率相等，说明反应达到了平衡状态，故c选；反应物和生成物浓度相等，不能说明各物质浓度不再变化，不能证明反应达到了平衡状态，故d不选；故选bc。
（8）某温度下，平衡浓度符合c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)，说明K=1，则此时的温度为830℃。
（9）800℃时，某一时刻测得容器内物质的浓度分别为：CO2为2mol•L-1，H2为1.5mol•L-1，CO为1mol•L-1，H2O为3mol•L-1，则此时的Q=1×32×1.5=1＞0.9，所以反应向逆反应方向进行。
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