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化学平衡常数和化学平衡计算
时间：2019-09-23 作者：彭冰霞 阅读：
第二章《化学反应速率和化学平衡》第三节《化学平衡》
——化学平衡常数和化学平衡计算
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项)
1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
解析：化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol/L)变化量来表示，故A项错误；反应速率为0.8mol/(L·s)表示1s内某物质的浓度平均变化了0.8mol/L，而不是1s时的实际浓度，故B项错误；反应速率的快慢有时不一定能察觉，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，故D项错误。
答案：C
2．在一定条件下，反应N2＋3H2
2NH3在2 L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为( )
A．v(H2)＝0.03mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.02mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.17mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.01mol·L－1·min－1
解析：根据题目可知v(NH3)＝0.01mol·L－1·min－1，根据反应化学计量数与化学反应速率的关系可求出v(H2)＝0.015mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.005mol·L－1·min－1。
答案：D
3．气体A，B分别为0.6mol和0.5mol，在0.4L密闭容器中发生反应：3A＋B
aC＋2D，经5min后，此时气体C为0.2mol；又知在此反应时间内，D的平均反应速率为0.1mol/(L·min)，下面的结论正确的是( )
A．此时，反应混合物总物质的量为1mol
B．B的转化率20%
C．A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
D．a值为3
解析：先求出v(C)＝0.1mol/(L·min)，与D速率相同，
a＝2，故反应前后总物质的量不变，为1.1mol。由方程式可知，消耗B为0.1mol，B转化率为20%，v(A)＝0.15mol/(L·min)。
答案：B
4．在容积为1L的密闭容器里，装有4molNO2，在一定温度时进行下面的反应：2NO2(g)
N2O4(g)，该温度下反应的平衡常数K＝0.25，则平衡时该容器中NO2的物质的量为 ( )
A．0mol B．1mol C．2mol D．3mol
答案：C
5．一定条件下，体积为10L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)
Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3molZ。下列说法正确的是( )
A．以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·s)
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的2
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH>0
解析：根据题目的含义可以列出：
2X(g)＋Y(g)Z(g)
起始(mol·L－1) 0.1 0.1 0
转化(mol·L－1) 0.06 0.03 0.03
平衡(mol·L－1) 0.04 0.07 0.03
所以v＝60 s＝0.001mol/(L·s)，故A选项正确；若将容器的体积变为20L，各物质的浓度均减半，根据平衡移动原理，此平衡应向逆反应方向移动，所以Z的平衡浓度比原来的2要小，故B选项错误；由于此反应的正反应是气体体积减小的反应，因此增大压强此平衡向右移动，反应物X和Y的转化率均增大，故C选项错误；X的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，而升高温度平衡应向吸热反应方向移动，因此此反应的正反应应为放热反应，即ΔH<0，所以D选项错误。
答案：A
6．在一定条件下，可逆反应X(g)十3Y(g)
2Z(g)达到平衡时，X的转化率与Y的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶2
解析：由题意可得：n(X)∶n(Y)＝1∶2，n(Y)＝3。
答案：C
7．将等物质的量的CO和H2O(g)混合，在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23%，则这时混合气体对氢气的相对密度为
A．11.5 B．23 C．25 D．28
解析：由于反应前后气体的质量和物质的量不变，所以，气体的平均相对分子质量也不变。
r＝2＝23，
混合气体对H2的相对密度为11.5。
答案：A
8．在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)＋nY(g)
2R(g)＋W(g)，反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中的n值为( )
A．4 B．3 C．2 D．1
解析：设反应消耗X的体积为x。
则 X(g)＋nY(g)2R(g)＋W(g)
开始体积/L： 4 6 0 0
转化体积/L： x nx
据题意×100%＝50%
解得：n＝3
答案：B
9．在密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)
cZ(g)＋dW(g)
反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述正确的是 ( )
A．平衡向正反应方向移动 B．(a＋b)>(c＋d)
C．Z的体积分数变大 D．X的转化率变小
解析：将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不发生移动，W的浓度为原平衡的2倍；由W的浓度变为原平衡状态的1.8倍，可知化学平衡向逆反应方向移动。所以(a＋b)<(c＋d)，Z的体积分数减小，X的转化率变小。
答案：D
10．在nL密闭容器中，使1molX和2molY在一定条件下反应：aX(g)＋bY(g)
c Z(g)。达到平衡时，Y的转化率为20%，混合气体压强比原来下降20%，Z的浓度为Y的浓度的0.25倍，则a，c的值依次为( )
A．1,2 B．3,2 C．2,1 D．2,3
解析：根据题意，可设n＝1，根据方程式可得出当Y转化20%时，其他各物质的物质的量变化：
a X(g) ＋ b Y(g) cZ(g)
b×0.4mol 0.4mol b×0.4mol
由题意可得，Y的浓度为1.6mol/L，故c(Z)＝0.25×c(Y)＝0.25×1.6mol/L＝0.4mol/L，即有b×0.4mol＝0.4mol/L×l L，所以b＝c。又根据压强比等于其物质的量之比，可得出
1 mol＋2 mol＝1，
即有3b＝2a，结合b＝c，可得a＝3时，c＝2。
答案：B
11．在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为( )
A．20% B．30% C．40% D．50%
解析： N2＋ 3H22NH3
起始量/mol 1 3 0
转化量/mol x 3x 2x
平衡量/mol 1－x 3－3x 2x
n总＝1mol－x＋3mol－3x＋2x＝4mol－2x，
m总＝28g·mol－1×lmol＋2g·mol－1×3mol＝34g，
故＝n总＝4 mol－2x＝5M(H2)＝10g·mol－1，
x＝0.3mol，即α(N2)＝30%。
答案：B
12．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH<0
B．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH>0
C．CH3CH2OH(g)
CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH>0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)
2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH<0
解析：本题考查化学平衡的知识，通过分析图像确定可能对应的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析，A选项中反应符合要求。
答案：A
13．对可逆反应2A(s)＋3B(g)
C(g)＋2D(g)；ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度，v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升温v(正)、v(逆)均应增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；压强增大平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
答案：B
14．某温度下，在固定容积的密闭容器内，可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g)达到平衡时各物质的物质的量之比为n(A)∶ n(B)∶n(C)＝2∶2∶1。保持温度不变，以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C，则( )
A．平衡向正反应方向移动 B．平衡不发生移动
C．无法判断平衡移动方向 D．C的体积分数减小
解析：以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C，相当于压缩体积为原来的2，平衡向正反应方向移动。
答案：A
15．下列反应中，一定不能自发进行的是( )
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
ΔH＝－78.03kJ/mol ΔS＝1110 J/(mol·K)
B．CO(g)===C(s，石墨)＋2O2(g) ΔH＝110.5kJ/mol ΔS＝－89.36 J/(mol·K)
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3kJ/mol
ΔS＝－280.1 J/(mol·K)
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH＝37.301kJ/mol ΔS＝184.05 J/(mol·K)
解析：根据判据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，通过计算可得出B正确。
答案：B
16．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应
B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于反应放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
解析：本题考查焓变与熵变对反应方向的共同影响。焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。焓减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A选项正确；熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下，不同物质的熵值不同，B选项正确；实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋37.70kJ/mol，C选项错误；焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D选项正确。
答案：C
二、非选择题(共56分)
12．已知CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的正反应为放热反应，850℃时K＝1。
(1)若温度升高到900°C，达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)850℃时，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01mol·L－1，c(H2O)＝0.03mol·L－1，c(CO2)＝0.01mol·L－1，c(H2)＝0.05mol·L－1。则反应开始时，H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。
(3)恒温恒容时，若向容器内充入适量H2S气体，则重新达平衡时，CO的反应速率比充H2S之前________(填“大”、“小”或“不能确定”)，理由是______________________________。
答案：(1)小于 (2)小 (3)大 因H2S气体会建立如下平衡：H2SH2＋S，H2增大浓度，使反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)平衡向左移动，CO浓度增大，达新平衡时，反应速率加快
13．0.96mol CO和0.75mol O2在100mL密闭容器中混合，加热到某一温度反应并达到平衡时，有0.8mol CO2生成，反应在此温度下的平衡常数为________。如果向平衡混合物中加入O2时，CO的转化率将会________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数会________。
答案：7.14 增大 不变
14．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的关系如下表：
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)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．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)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_______℃。
解析：(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出
K＝c(CO2)·c(H2)。
(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO或水的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应为吸热反应。
(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与平衡与否无关。
(4)当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时的温度由表中数据可知为830°C。
答案：(1)c(CO2)·c(H2) (2)吸热 (3)B、C (4)830
15．恒温下，将amol N2与bmol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，计算a的值。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的体积分数为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)：n(平)＝____________________________。
(4)原混合气体中，a∶b＝________。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)＝________。
(6)平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝________。
解析：(1)由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成的NH3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N2的物质的量为x。
则x∶6mol＝1∶2
解得：x＝3mol
a＝13＋3＝16。
(2)n平(NH3)＝22.4 L·mol－1×25%＝8mol。
(3)平衡时：n平＝22.4 L·mol－1＝32mol
n平(NH3)＝8mol
所以n始＝40mol
n始∶n平＝40mol∶32mol＝5∶4。
(4)a＋b＝40 a＝16
所以b为24
所以a∶b＝16∶24＝2∶3
(5)α(N2)∶α(H2)＝16∶24＝l∶2。
(6)平衡时：n(NH3)＝8mol，n(N2)＝12mol，n(H2)＝12mol，
所以n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2。
答案：(1)16 (2)8mol (3)5∶4 (4)2∶3 (5)1∶2 (6)3∶3∶2
16．在373k时，把11.5gN2O4气体通入体积为500mL的真空密闭容器中，立即出现红棕色的NO2气体，反应原理为N2O42NO2。反应进行到2s时，NO2含量为0.01mol，进行到60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍。试通过计算求：
(1)开始2s内，以N2O4表示的反应速率为___mol·L－1·s－1。
(2)达到平衡时，体系的压强是开始时的____倍。
(3)平衡时还有_______mol N2O4。
(4)平衡后，若压缩容器体积，则再达到平衡后NO2的浓度将________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
答案：(1)0.005 (2)1.6 (3)0.05 (4)增大
17．(10分)一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，知c始(SO2)＝0.4mol·L－1，c始(O2)＝1mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：
(1)当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？
(2)达到平衡状态时，SO2的转化率应为多少？
解析：(1) 2SO2＋O22SO3
开始/mol·L－1 0.4 1 0
转化/mol·L－1 0.2 0.1 0.2
转化后/mol·L－1 0.2 0.9 0.2
此时：c2(SO2)·c(O2)＝0.22×0.9＝0.9＝1.11<19。可知当SO2转化率为50%时，反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行。(2)设达到平衡时，SO2转化的物质的量为x，则O2转化2，生成SO3为x。
所以K＝)≈19，x＝0.32mol·L－1。
所以SO2的转化率为0.4 mol·L－1×100%＝80%。
答案：(1)反应Qc<K，反应未达到平衡，向正向进行。 (2)80%
18．(10分)在一定条件下，将N2和H2混合气体100mL通入密闭的容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小5，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求：
(1)原混合气中N2、H2各多少毫升？
(2)H2的转化率是多少？
解析：设原100mL混合气体中含H2体积为x，则含N2为(100mL－x)，再设反应的H2体积为3y，则：
N2 ＋ 3H2 2NH3
开始体积：(100mL－x) x 0
变化体积： y 3y 2y
平衡体积：(100mL－x－y) (x－3y) 2y
平衡时总体积为(100mL－2y)
据题意：p(平)＝V(平)，
即)p0＝(100 mL－2y)，
解得y＝10mL。
又100－2y＝9，
即80 mL＝9，
解得x＝80mL。所以α(H2)＝80 mL×100%＝37.5%。
答案：(1)V(N2)＝20mL，V(H2)＝80mL
(2)α(H2)＝37.5%
——化学平衡常数和化学平衡计算
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项)
1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
解析：化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol/L)变化量来表示，故A项错误；反应速率为0.8mol/(L·s)表示1s内某物质的浓度平均变化了0.8mol/L，而不是1s时的实际浓度，故B项错误；反应速率的快慢有时不一定能察觉，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，故D项错误。
答案：C
2．在一定条件下，反应N2＋3H2
2NH3在2 L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为( )A．v(H2)＝0.03mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.02mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.17mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.01mol·L－1·min－1
解析：根据题目可知v(NH3)＝0.01mol·L－1·min－1，根据反应化学计量数与化学反应速率的关系可求出v(H2)＝0.015mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.005mol·L－1·min－1。
答案：D
3．气体A，B分别为0.6mol和0.5mol，在0.4L密闭容器中发生反应：3A＋B
aC＋2D，经5min后，此时气体C为0.2mol；又知在此反应时间内，D的平均反应速率为0.1mol/(L·min)，下面的结论正确的是( )A．此时，反应混合物总物质的量为1mol
B．B的转化率20%
C．A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
D．a值为3
解析：先求出v(C)＝0.1mol/(L·min)，与D速率相同，
a＝2，故反应前后总物质的量不变，为1.1mol。由方程式可知，消耗B为0.1mol，B转化率为20%，v(A)＝0.15mol/(L·min)。
答案：B
4．在容积为1L的密闭容器里，装有4molNO2，在一定温度时进行下面的反应：2NO2(g)
N2O4(g)，该温度下反应的平衡常数K＝0.25，则平衡时该容器中NO2的物质的量为 ( )A．0mol B．1mol C．2mol D．3mol
答案：C
5．一定条件下，体积为10L的密闭容器中，1mol X和1mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)
Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3molZ。下列说法正确的是( )A．以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·s)
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的2
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH>0
解析：根据题目的含义可以列出：
2X(g)＋Y(g)Z(g)
起始(mol·L－1) 0.1 0.1 0
转化(mol·L－1) 0.06 0.03 0.03
平衡(mol·L－1) 0.04 0.07 0.03
所以v＝60 s＝0.001mol/(L·s)，故A选项正确；若将容器的体积变为20L，各物质的浓度均减半，根据平衡移动原理，此平衡应向逆反应方向移动，所以Z的平衡浓度比原来的2要小，故B选项错误；由于此反应的正反应是气体体积减小的反应，因此增大压强此平衡向右移动，反应物X和Y的转化率均增大，故C选项错误；X的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，而升高温度平衡应向吸热反应方向移动，因此此反应的正反应应为放热反应，即ΔH<0，所以D选项错误。
答案：A
6．在一定条件下，可逆反应X(g)十3Y(g)
2Z(g)达到平衡时，X的转化率与Y的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( )A．1∶1 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶2
解析：由题意可得：n(X)∶n(Y)＝1∶2，n(Y)＝3。
答案：C
7．将等物质的量的CO和H2O(g)混合，在一定条件下发生反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)，反应至4min时，得知CO的转化率为31.23%，则这时混合气体对氢气的相对密度为A．11.5 B．23 C．25 D．28
解析：由于反应前后气体的质量和物质的量不变，所以，气体的平均相对分子质量也不变。
r＝2＝23，
混合气体对H2的相对密度为11.5。
答案：A
8．在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应：X(g)＋nY(g)
2R(g)＋W(g)，反应达到平衡时，测知X和Y的转化率分别为25%和50%，则化学方程式中的n值为( )A．4 B．3 C．2 D．1
解析：设反应消耗X的体积为x。
则 X(g)＋nY(g)2R(g)＋W(g)
开始体积/L： 4 6 0 0
转化体积/L： x nx
据题意×100%＝50%
解得：n＝3
答案：B
9．在密闭容器中发生反应：aX(g)＋bY(g)
cZ(g)＋dW(g)反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述正确的是 ( )
A．平衡向正反应方向移动 B．(a＋b)>(c＋d)
C．Z的体积分数变大 D．X的转化率变小
解析：将气体体积压缩到原来的一半，若平衡不发生移动，W的浓度为原平衡的2倍；由W的浓度变为原平衡状态的1.8倍，可知化学平衡向逆反应方向移动。所以(a＋b)<(c＋d)，Z的体积分数减小，X的转化率变小。
答案：D
10．在nL密闭容器中，使1molX和2molY在一定条件下反应：aX(g)＋bY(g)
c Z(g)。达到平衡时，Y的转化率为20%，混合气体压强比原来下降20%，Z的浓度为Y的浓度的0.25倍，则a，c的值依次为( )A．1,2 B．3,2 C．2,1 D．2,3
解析：根据题意，可设n＝1，根据方程式可得出当Y转化20%时，其他各物质的物质的量变化：
a X(g) ＋ b Y(g) cZ(g)
b×0.4mol 0.4mol b×0.4mol
由题意可得，Y的浓度为1.6mol/L，故c(Z)＝0.25×c(Y)＝0.25×1.6mol/L＝0.4mol/L，即有b×0.4mol＝0.4mol/L×l L，所以b＝c。又根据压强比等于其物质的量之比，可得出
1 mol＋2 mol＝1，
即有3b＝2a，结合b＝c，可得a＝3时，c＝2。
答案：B
11．在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为( )
A．20% B．30% C．40% D．50%
解析： N2＋ 3H22NH3
起始量/mol 1 3 0
转化量/mol x 3x 2x
平衡量/mol 1－x 3－3x 2x
n总＝1mol－x＋3mol－3x＋2x＝4mol－2x，
m总＝28g·mol－1×lmol＋2g·mol－1×3mol＝34g，
故＝n总＝4 mol－2x＝5M(H2)＝10g·mol－1，
x＝0.3mol，即α(N2)＝30%。
答案：B
12．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g)
CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH<0B．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH>0C．CH3CH2OH(g)
CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH>0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)
2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH<0解析：本题考查化学平衡的知识，通过分析图像确定可能对应的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析，A选项中反应符合要求。
答案：A
13．对可逆反应2A(s)＋3B(g)
C(g)＋2D(g)；ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是( )①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度，v(正)>v(逆)
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A．①② B．④
C．③ D．④⑤
解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升温v(正)、v(逆)均应增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；压强增大平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
答案：B
14．某温度下，在固定容积的密闭容器内，可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g)达到平衡时各物质的物质的量之比为n(A)∶ n(B)∶n(C)＝2∶2∶1。保持温度不变，以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C，则( )A．平衡向正反应方向移动 B．平衡不发生移动
C．无法判断平衡移动方向 D．C的体积分数减小
解析：以2∶2∶1的物质的量之比再充入A、B、C，相当于压缩体积为原来的2，平衡向正反应方向移动。
答案：A
15．下列反应中，一定不能自发进行的是( )
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
ΔH＝－78.03kJ/mol ΔS＝1110 J/(mol·K)
B．CO(g)===C(s，石墨)＋2O2(g) ΔH＝110.5kJ/mol ΔS＝－89.36 J/(mol·K)
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3kJ/mol
ΔS＝－280.1 J/(mol·K)
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l) ΔH＝37.301kJ/mol ΔS＝184.05 J/(mol·K)
解析：根据判据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，通过计算可得出B正确。
答案：B
16．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应都是放热反应
B．在同一条件下物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于反应放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行与焓变和熵变的共同影响有关
解析：本题考查焓变与熵变对反应方向的共同影响。焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，但不是唯一因素。焓减小有利于反应自发进行，即多数的自发反应都是放热反应，A选项正确；熵是描述体系混乱度的物理量，熵值越大，体系混乱度越大。在同一条件下，不同物质的熵值不同，B选项正确；实验证明大多数自发进行的反应是放热反应，也有一些吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋37.70kJ/mol，C选项错误；焓变与熵变对反应方向有着共同影响，焓减小有利于反应自发进行，熵增大有利于反应自发进行，D选项正确。
答案：C
二、非选择题(共56分)
12．已知CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的正反应为放热反应，850℃时K＝1。(1)若温度升高到900°C，达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)850℃时，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01mol·L－1，c(H2O)＝0.03mol·L－1，c(CO2)＝0.01mol·L－1，c(H2)＝0.05mol·L－1。则反应开始时，H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。
(3)恒温恒容时，若向容器内充入适量H2S气体，则重新达平衡时，CO的反应速率比充H2S之前________(填“大”、“小”或“不能确定”)，理由是______________________________。
答案：(1)小于 (2)小 (3)大 因H2S气体会建立如下平衡：H2SH2＋S，H2增大浓度，使反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)平衡向左移动，CO浓度增大，达新平衡时，反应速率加快
13．0.96mol CO和0.75mol O2在100mL密闭容器中混合，加热到某一温度反应并达到平衡时，有0.8mol CO2生成，反应在此温度下的平衡常数为________。如果向平衡混合物中加入O2时，CO的转化率将会________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数会________。
答案：7.14 增大 不变
14．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的关系如下表：
| t/°C | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)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．v正(H2)＝v逆(H2O)
D．c(CO2)＝c(CO)
(4)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_______℃。
解析：(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出
K＝c(CO2)·c(H2)。
(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO或水的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应为吸热反应。
(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与平衡与否无关。
(4)当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时的温度由表中数据可知为830°C。
答案：(1)c(CO2)·c(H2) (2)吸热 (3)B、C (4)830
15．恒温下，将amol N2与bmol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13mol，nt(NH3)＝6mol，计算a的值。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH3的体积分数为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)：n(平)＝____________________________。
(4)原混合气体中，a∶b＝________。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2)＝________。
(6)平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝________。
解析：(1)由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成的NH3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N2的物质的量为x。
则x∶6mol＝1∶2
解得：x＝3mol
a＝13＋3＝16。
(2)n平(NH3)＝22.4 L·mol－1×25%＝8mol。
(3)平衡时：n平＝22.4 L·mol－1＝32mol
n平(NH3)＝8mol
所以n始＝40mol
n始∶n平＝40mol∶32mol＝5∶4。
(4)a＋b＝40 a＝16
所以b为24
所以a∶b＝16∶24＝2∶3
(5)α(N2)∶α(H2)＝16∶24＝l∶2。
(6)平衡时：n(NH3)＝8mol，n(N2)＝12mol，n(H2)＝12mol，
所以n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝3∶3∶2。
答案：(1)16 (2)8mol (3)5∶4 (4)2∶3 (5)1∶2 (6)3∶3∶2
16．在373k时，把11.5gN2O4气体通入体积为500mL的真空密闭容器中，立即出现红棕色的NO2气体，反应原理为N2O42NO2。反应进行到2s时，NO2含量为0.01mol，进行到60s时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍。试通过计算求：
(1)开始2s内，以N2O4表示的反应速率为___mol·L－1·s－1。
(2)达到平衡时，体系的压强是开始时的____倍。
(3)平衡时还有_______mol N2O4。
(4)平衡后，若压缩容器体积，则再达到平衡后NO2的浓度将________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
答案：(1)0.005 (2)1.6 (3)0.05 (4)增大
17．(10分)一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，知c始(SO2)＝0.4mol·L－1，c始(O2)＝1mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：(1)当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？
(2)达到平衡状态时，SO2的转化率应为多少？
解析：(1) 2SO2＋O22SO3
开始/mol·L－1 0.4 1 0
转化/mol·L－1 0.2 0.1 0.2
转化后/mol·L－1 0.2 0.9 0.2
此时：c2(SO2)·c(O2)＝0.22×0.9＝0.9＝1.11<19。可知当SO2转化率为50%时，反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行。(2)设达到平衡时，SO2转化的物质的量为x，则O2转化2，生成SO3为x。
所以K＝)≈19，x＝0.32mol·L－1。
所以SO2的转化率为0.4 mol·L－1×100%＝80%。
答案：(1)反应Qc<K，反应未达到平衡，向正向进行。 (2)80%
18．(10分)在一定条件下，将N2和H2混合气体100mL通入密闭的容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小5，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求：
(1)原混合气中N2、H2各多少毫升？
(2)H2的转化率是多少？
解析：设原100mL混合气体中含H2体积为x，则含N2为(100mL－x)，再设反应的H2体积为3y，则：
N2 ＋ 3H2 2NH3
开始体积：(100mL－x) x 0
变化体积： y 3y 2y
平衡体积：(100mL－x－y) (x－3y) 2y
平衡时总体积为(100mL－2y)
据题意：p(平)＝V(平)，
即)p0＝(100 mL－2y)，
解得y＝10mL。
又100－2y＝9，
即80 mL＝9，
解得x＝80mL。所以α(H2)＝80 mL×100%＝37.5%。
答案：(1)V(N2)＝20mL，V(H2)＝80mL
(2)α(H2)＝37.5%