【暑假培优练】专题04 化学平衡-2025年高二化学暑假衔接讲练 (人教版)（含答案）

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☛第一层 巩固提升练（4大考点）
考点一 化学平衡状态的判断
考点二 化学平衡的计算
考点三 \l "_Tc30563" 化学平衡常数及应用
考点四 影响化学平衡的因素
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
\l "_Tc17993" 化学平衡状态的判断
⭐积累与运用
化学平衡状态的判断方法：
(1)直接标志：①v正=v逆；②各组分百分含量（或体积分数）不随时间变化而变化。
(2)间接标志：①各物质浓度不随时间改变而改变；②各物质的物质的量不随时间改变而改变；③各气体的压强不随时间改变而改变；④气体的颜色不随时间改变而改变；⑤气体的密度不随时间改变而改变；⑥气体平均相对分子质量不随时间改变而改变。但要具体问题具体分析。
口诀：“变量不变，平衡出现”。即所用标志必须随着反应的进行在改变，当“变量”不变了，说明达到了平衡。
(3)平衡状态判断“三”关注
①关注反应条件：是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器。
②关注反应特点：等体积还是非等体积反应。
③关注特殊情况：反应中是否有固体参加或生成，或固体的分解。
1．一定温度下，在容积不变密闭容器中，反应达到平衡的标志是
A．单位时间内消耗1ml N2，同时生成2mlNH3
B．容器内混合气体的密度不随时间而改变
C．容器内压强不随时间而改变
D．N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2
【答案】C
【详解】A．单位时间内消耗1ml N2，同时生成2mlNH3，反应进行的方向相同，不管反应是否达到平衡，都存在这样的定量关系，A不符合题意；
B．容器的体积固定，混合气的总质量一定，则不管反应是否存到平衡，容器内混合气体的密度始终不随时间而改变，B不符合题意；
C．容器的体积一定，达平衡前，随着反应的进行，混合气体的物质的量不断发生改变，则压强不断发生改变，当容器内压强不随时间而改变时，反应达平衡状态，C符合题意；
D．N2、H2、NH3的分子数之比为1:3:2，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一定是平衡状态，D不符合题意；
故选C。
2．恒温恒容下可逆反应达到平衡的标志是
A．C的生成速率是A的消耗速率的2倍B．A、B、C的浓度不再变化
C．混合气体的密度不再变化D．A、B、C的分子数之比为
【答案】B
【详解】A．都为正反应速率，不能说明反应达到平衡，A错误；
B．各物质的浓度不变，可以说明反应达到平衡，B正确；
C．混合气体总质量不变，容器的体积不变，则密度始终不变，混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡，C错误；
D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶2，不能说明各物质的浓度不再改变，则不能说明反应达到平衡，D错误；
故选B。
3．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应。，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
⑤ ⑥
A．②⑤⑥B．①④⑤C．②④⑤⑥D．只有④
【答案】B
【详解】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符合题意；
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不符合题意；
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不符合题意；
④B的物质的量浓度不再变化说明达到了平衡状态，④符合题意；
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符合题意；
⑥当各物质浓度不发生变化，反应达到平衡，⑤不符合题意；
故①④⑤都是平衡状态的标志；
故答案为：B。
4．某温度下，在体积一定的密闭容器中发生反应：，下列说法正确的是
A．当时，反应达到平衡状态
B．一段时间后，混合气体压强不变，反应达到平衡状态
C．一段时间后，混合气体密度不变，反应达到平衡状态
D．平衡后再充入，达到新平衡时，的转化率变大
【答案】B
【详解】A．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．合成氨反应是气体体积减小的反应，反应中容器内压强减小，则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故B正确；
C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故C错误；
D．平衡后再充入氮气，反应物氮气的浓度增大，平衡向正反应方向移动，但氮气的转化率减小，故D错误；
故选B。
化学平衡的计算
⭐积累与运用
化学平衡的计算——“三段式”分析法
(1)“三段式”计算模式
mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)
起始量/ml a b 0 0
转化量/ml mx nx px qx
平衡量/ml a－mx b－nx px qx
对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转)
对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转)
(2)基本解题思路
①设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。
②确定三个量：根据反应的化学方程式确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)，并按(1)中“模式”列三段式。
③解答题设问题：明确了“始”“转”“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求反应物的转化率、生成物的体积分数等，计算出结果。
5．一定条件下，向5L恒容密闭容器中加入6mlA和2mlB发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)；2min时，剩余1.2mlB，并测得C的浓度为0.32ml/L。下列说法错误的是
A．x=2
B．0-2min内，A的平均反应速率为0.24ml/(L·min)
C．当容器内剩余0.4mlB时，反应时间为4min
D．其它条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6mA和3mB，则B的转化率减小
【答案】C
【分析】由题干信息可知，2min时，剩余1.2mlB，并测得C的浓度为0.32ml/L，则C的物质的量为5L×0.32ml/L=1.6ml，根据三段式：，据此三段式分析解题。
【详解】A．由分析中三段式分析结合变化量之比等于化学计量系数之比，即，解得x=2，A正确；
B．由分析可知，0-2min内，A的物质的量变化了2.4ml，故A的平均反应速率为==0.24ml/(L·min)，B正确；
C．随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，所以再反应0.8mlB，剩余0.4mlB，所需的时间超过2min，反应需要总时间大于4min，C错误；
D．若起始时向2.5L容器中充入6mA和3mB，则等效于题干中平衡后再充入1mlB，则化学平衡正向移动，A的转化率增大，而B的转化率减小，D正确；
故答案为：C。
6．在10L密闭容器中，1mlA和3mlB在一定条件下反应：时测得混合气体共4ml且生成了0.4mlC，则下列说法错误的是
A．x等于1
B．前2minB的平均反应速率为
C．2min时A的转化率为20%
D．2min时，
【答案】D
【分析】根据题意列三段式：，据此解答。
【详解】A．混合气体共4ml=0.8ml+（3-0.2x）ml+0.4ml，解得x=1，A正确；
B．由分析中三段式分析可知，前2minB的平均反应速率为=，B正确；
C．由分析中三段式分析可知，2min时A的转化率为=20%，C正确；
D．根据方程式知，生成0.4ml C需要0.2ml A、0.2ml B，平衡时，A、B、C的物质的量分别为（1-0.2）ml=0.8ml、（3-0.2）ml=2.8ml、0.4ml，A、B、C的物质的量之比0.8ml：2.8ml：0.4ml=2：7：1，D错误；
故答案为：D。
7．将3mlA和2.5mlB充入2L的恒容密闭容器中，发生的反应：3A(g)+B(g) C(g)+2D(g)，5min后反应达到平衡，测得D的平均反应速率为0.1ml/(L·min)，下列结论正确的是
A．A的平均反应速率为0.1ml/(L·min)B．平衡时，C的浓度为0.125ml/L
C．平衡时，的转化率为D．平衡时，容器内压强为原来的0.8倍
【答案】C
【分析】5min后反应达到平衡时，D的平均反应速率为0.1ml/(L·min)，则D的物质的量为0.1ml/(L·min) ×5min×2L=1ml，由题意可建立如下三段式：
【详解】A．由反应速率之比等于化学计量数之比可知，A的平均反应速率为0.1ml/(L·min) ×=0.15ml/(L·min)，故A错误；
B．由三段式数据可知，C的浓度为=0.25ml/L，故B错误；
C．由三段式数据可知，B的转化率为×100%=20%，故C正确；
D．由平衡时，容器内压强为可知，平衡时，容器内压强之比等于气体物质的量之比=，故D错误；
故选C。
8．一定温度下，向 2 L 密闭容器中通入 0.2 ml NO 和 0.1 ml Br2，保持一定条件发生如 下反应：2NO(g)＋Br2(g) ⇌2NOBr(g)。Br2 的物质的量随时间变化的实验数据如下表：
根据表中数据，下列说法正确的是
A．10 min 内 Br2 的平均反应速率是 0.0025 ml/(L·min)
B．15 min 时，NOBr 的生成速率小于 NOBr 的消耗速率
C．20 min 时，NO 和 Br2 的转化率相等
D．20 min 后浓度不再变化，是因为反应已停止
【答案】C
【详解】A．10min内，△n(Br2)=0.1ml－0.075ml=0.025ml，容器的体积为2L，时间为10min，根据，A错误；
B．根据表格数据可知，15min没有达到平衡，反应朝着生成NOBr的方向反应，因此NOBr的生成速率大于NOBr的消耗速率，B错误；
C．20min时，反应达到平衡，消耗了0.03mlBr2，根据化学方程式，可知消耗了0.06mlNO，则它们的转化率分别是，，转化率相同，C正确；
D．20min后，浓度不变，说明反应达到平衡，正逆反应速率相等，但是不等于0，反应没有停止，D错误；
答案选C。
【点睛】对于一个反应来说，若反应物的投料比等于化学计量数之比，因此它们的转化率相等，记住相关规律可帮助我们快速解题。
化学平衡常数及应用
⭐积累与运用
1．平衡常数表达式
对于可逆反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，化学平衡常数K＝。
注意：（1）固体和液体纯物质一般不列入平衡常数表达式。例如，C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，平衡常数K＝eq \f(c(CO)·c(H2),c(H2O))，又如CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)，平衡常数K=c(CO2)。
(2)对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即K正＝eq \f(1,K逆)。
2．影响因素
对于一个给定的化学方程式，化学平衡常数只和温度有关。
3．化学平衡常数的应用
（1）判断反应进行的程度
K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。
（2）计算转化率
依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。
（3）判断平衡移动方向
对于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，浓度商(Q)表达式为：
Q＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。浓度商与平衡常数有如下关系：
当Q＝K时，反应处于平衡状态，v正＝v逆；
当Qv逆；
当Q>K时，反应向逆反应方向进行，v正H2
【答案】D
【详解】A．CO、H2、CH4、CH3OH的相对分子质量分别为28、2、16、32，又因为它们每1ml分别完全燃烧时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、726.5kJ，所以1gCO、H2、CH4、CH3OH完全燃烧时，放出热量分别为：kJ，kJ，kJ，kJ，则相同质量的以上四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是H2，故A错误；
B．CO燃烧热∆H为-283.0 kJ·ml-1，表示1mlCO完全燃烧释放283.0 kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式为：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ∆H=-566.0kJ/ml，故B错误；
C．甲醇燃烧热的数据指的是1ml甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时释放热量726.5kJ，若生成气态水，释放的热量小于726.5kJ，故C错误；
D．标准状况下，相同体积的CO、H2、CH4物质的量相同，根据C元素守恒，完全燃烧的碳排放量：CO=CH4>H2，故D正确；
答案选D。
15．已知25℃、101下，碳、氢气、乙烯和葡萄糖的燃烧热依次是393.5、285.8、1411.0、2800，则热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【分析】燃烧热是指在25℃、101 kPa下，1ml可燃物完全燃烧生成稳定的产物所放出的热量。
【详解】A．根据题目所给燃烧热，1ml碳在氧气中完全燃烧生成气态二氧化碳放热393.5kJ，选项所给热化学方程式正确，A正确；
B．氢气在氧气中燃烧放热，ΔHK2，此后t5时刻正逆反应速率等幅增大，改变条件为使用了催化剂，t6时刻正逆反应速率都减小，且正反应速率减小幅度更大，t6时刻改变条件为增大体积减小压强，只有t3时刻改变了温度，K值变化，后续改变条件K值不变，因此K1>K2=K3=K4。
（4）根据（3）小问的分析可知，t1-t2时刻反应正向进行，C百分含量逐渐增大，随后t3时刻升温化学平衡逆向移动，t5时刻添加催化剂，不影响化学平衡，t6时刻减小压强化学平衡逆向移动，C的百分含量均减小，因此C百分含量最高的时间段为t2-t3。
时间/min
5
10
15
20
25
30
n(Br2)/ml
0.080
0.075
0.072
0.070
0.070
0.070
燃料
CO(g)
H2(g)
CH4(g)
CH3OH(l)
∆H/kJ·ml-1
-283.0
-285.8
-890.3
-726.5
起始浓度
甲
乙
丙
c (H2)/ ml/L
0.010
0.020
0.020
c (CO2)/ ml/L
0.010
0.010
0.020
温度/℃
15
20
25
平衡气体总浓度/
2.1
3.0
6.3
编号
温度/℃
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
达到平衡所需时间/s
PCl5(g)
PCl3(g)
Cl2(g)
Ⅰ
320
0.40
0.10
0.10
t1
Ⅱ
320
0.80
t2
Ⅲ
410
0.40
0.15
0.15
t3
t2～t3
t4～t5
t5～t6
t7～t8
K1
K2
K3
K4