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2018高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第七章 化学反应速率与化学平衡 课时作业24 Word版含解析
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课时作业24 化学平衡状态 化学平衡移动
授课提示：对应学生用书第341页]
基础题组]
1．(2017·潍坊模拟)下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
B．合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施
C．高压比常压有利于合成SO3的反应
D．对CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
解析：溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度降低，平衡向右移动，溴的浓度降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；对N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，有利于氨的产率提高，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；对2SO2＋O22SO3，正反应方向是体积减小的方向，加压，平衡正向移动，有利于合成SO3，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；对CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强，平衡不移动，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意。
答案：D
2．(2017·营口月考)炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是( )
A．升高温度，反应速率减慢
B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0
C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变
解析：A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。
答案：D
3．(2017·德州质检)在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成
C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变
D．v正(N2)＝2v逆(NH3)
解析：c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2等于化学方程式的计量数之比，但没有说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故B正确；混合气体的密度ρ＝，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D错误。
答案：B
4．(2017·盘锦期末)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。下列说法正确的是( )
A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a mol·L－1·min－1
B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态
C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动
D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大
解析：根据方程式可知，生成2a mol CO2的同时，消耗a mol SO2，其浓度是0.5a mol·L－1，所以反应前5 min的平均速率v(SO2)＝0.5a mol·L－1÷5 min＝0.1a mol·L－1·min－1，故前2 min的平均速率大于0.1a mol·L－1·min－1，A不正确；根据方程式可知，该反应是反应前气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。
答案：B
5．(2017·包头月考)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2 (g) N2O4 (g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量
D.
解析：该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项，不符合题意；＝Qc，Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。
答案：B
6．(2016·唐山一模)在密闭容器中发生下列反应aA(g) cC(g)＋dD(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，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是( )
A．A的转化率变大
B．平衡向正反应方向移动
C．D的体积分数变大
D．a
7．(2017·淄博二模)将0.40 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH。在T1 ℃和T2 ℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：
(1)T1 ℃时，40 s～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。
(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有________(填字母)。
a．增大N2O4的起始浓度
b．升高温度
c．向混合气体中通入NO2
d．使用高效催化剂
解析：(1)T1 ℃时，40 s～80 s内二氧化氮的物质的量从0.40 mol变为0.60 mol，则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v(NO2)＝＝0.002 5 mol·L－1·s－1，化学反应速率与化学计量数成正比，则v(N2O4)＝v(NO2)＝0.001 25 mol·L－1·s－1；
(2)根据图像曲线变化可知，T1℃时反应速率大于T2 ℃，则温度大小为T1 ℃>T2 ℃，而在T2 ℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T1 ℃，说明升高温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0；
(3)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，则的比值变小，故a正确；
b．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b错误；
c．向混合气体中通入NO2，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c正确；
d．使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d错误。
答案：(1)0.001 25 (2)> (3)ac
能力题组]
1．(2017·太原一模)在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)＋cC(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%，则( )
A．平衡向正反应方向移动
B．a>b＋c
C．物质B的质量分数增大
D．以上判断都错误
解析：反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a＝b＋c，由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。
答案：D
2．(2017·秦皇岛模拟)已知(CH3COOH)2(g) 2CH3COOH(g)，经实验测得不同压强下，体系的平均相对分子质量(＝)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．气体的压强：p(a)
解析：由题中曲线可以看出，随温度升高混合气体的平均相对分子质量减小，说明升高温度，平衡右移，正反应为吸热反应，ΔH>0，A、D项错误；温度越高，平衡常数越大，故b点的平衡常数最大，C项错误；图中曲线为等压线，p(b)＝p(c)，在同一温度下，压强增大，平衡逆向移动，即p(a)
3．(2017·佳木斯模拟)在恒温、恒容下，有反应2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2 mol·L－1和6 mol·L－1。以下叙述正确的是( )
A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同
D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同
解析：反应2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，与Ⅰ物质的量比值相等。Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A错误；Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，故B错误；Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C正确；两种途径平衡状态相同，各物质的含量相同，则体系内混合气的百分组成相同，D错误。
答案：C
4．(2017·廊坊期末)某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g) C(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
下列说法正确的是( )
A．反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.17 mol/(L·s)
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol/L，则反应的ΔH>0
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v(正)
A(g) ＋ B(g) C(g)
初始(mol/L) 0.5 0.5 0
转化(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L) 0.4 0.4 0.1
K＝＝＝0.625 L/mol，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，计算此时浓度熵Qc＝50 L/mol>K，平衡逆向进行，故v(正)
5．(2017·长春模拟)T ℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、
2 mol B
6 mol A、
4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L－1
c1
c2
C的体积分数%
w1
w3
混合气体的密度/g·L－1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A．若x<4,2c1
C．无论x的值是多少均有2ρ1＝ρ2
D．容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短
解析：若x<4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1>c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。
答案：C
6．(2017·沈阳检测)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl反应制得SiHCl3，经提纯后再用H2还原：SiHCl3(g)＋H2(g) Si(s)＋3HCl(g)。在2 L密闭容器中，不同温度及不同n(H2)/n(SiHCl3)时，反应物X的平衡转化率变化如图。下列判断合理的是( )
A．X为H2
B．1 150 ℃时反应的平衡常数大于950 ℃时反应的平衡常数
C．减小Si(s)的量，有利于提高SiHCl3的转化率
D．工业上可采用增大压强的方法提高产率
解析：A项，由图可知，相同温度下，随着n(H2)/n(SiHCl3)增大X的转化率增大，如果X是氢气，随着n(H2)/n(SiHCl3)的增大，其转化率会逐渐减小，若X是SiHCl3，其转化率符合曲线，故A错误；
B项，由于X是SiHCl3，相同n(H2)/n(SiHCl3)时，1 050 ℃时，X的转化率较高，说明升高温度，平衡正向移动，则H2和SiHCl3浓度减小，HCl浓度增大，根据平衡常数K＝可知，转化率随温度升高而增大，故B正确；
C项，Si是固体，增减其量，不影响平衡移动，故C错误；
D项，由化学方程式可知，正反应是气体体积增大的反应，所以增压不利于转化率的提高，故D错误；故选B。
答案：B
7．(2017·郑州模拟)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)已知2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 225 kJ·mol－1
化学键
N—H
N—N
N≡N
O—H
键能(kJ·mol－1)
390
190
946
460
则使1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是________________________________________________________________________。
(2)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) ΔH>0，若开始向容器中加入1 mol/L的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如下图曲线Ⅰ所示。
①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是________。
②请在图中绘制出在其它条件与反应Ⅰ相同时，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
③800 ℃时，若开始时向容器中同时加入1 mol/L NO、0.2 mol/L O2、0.5 mol/L NO2，则v(正)________v(逆)。
(3)已知N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋57.20 kJ/mol，t时，将一定量的NO2、N2O4，充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
c(X)/(mol/L)
0.2
c
0.6
0.6
1.0
c1
c1
c(Y)/(mol/L)
0.6
c
0.4
0.4
0.4
c2
c2
①c(X)代表________(填化学式)的浓度，该反应的平衡常数K＝________。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为________，20 min时改变的条件是________________________________________________________________________；
重新达到平衡时，NO2的百分含量________(填选项前字母)。
a．增大 b．减小
c．不变 d．无法判断
解析：(1)N2O4完全分解成相应的原子需要克服分子中所有的化学键，故需要的总能量就等于其中化学键的总键能，设1 mol N2O4的总键能为E，则ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(8×390 kJ/mol＋2×190 kJ/mol＋E)－(3×946 kJ/mol＋8×460 kJ/mol)＝－1 225 kJ/mol，则E＝1 793 kJ/mol。(2)由于Ⅱ达到平衡时产率与Ⅰ相同但所用时间减少，故改变的条件是使用了催化剂，因温度升高速率加快且有利于平衡向右进行，因此达到平衡所用时间比Ⅰ少，NO的产率高于60%。易求出800 ℃时该反应的平衡常数K＝0.675，又Qr＝0.8>0.675，故开始时反应向左进行，v(正)
(2)①使用催化剂
②
③<
(3)①NO2 0.9 ②0.04 mol/(L·min) 向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可) b
8．(2017·兰州一模)合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________。
A．3v(H2)正＝2v(NH3)逆
B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
(2)氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示：
化学键
N—H
N≡N
Br—Br
H—Br
键能/kJ·mol－1
391
946
194
366
请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式____________________________________。
(3)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：
时间/min
CH4(mol)
H2O(mol)
CO(mol)
H2(mol)
0
0.40
1.00
0
0
5
a
0.80
c
0.60
7
0.20
b
0.20
d
10
0.21
0.81
0.19
0.64
①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态______________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝____________。
②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。
③反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。
A．减少CH4的物质的量
B．降低温度
C．升高温度
D．充入H2
(4)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH____(填“>”“<”或“＝”)0；T0温度下，NH3的转化率为________。
解析：(1)2v(H2)正＝3v(NH3)逆时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)由题给条件，可知氨气与溴蒸气反应生成氮气和溴化氢。ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(391×6＋194×3－946－366×6)kJ·mol－1＝－214 kJ·mol－1。(3)①根据反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②该温度下平衡时，c(CH4)＝0.10 mol·L－1，c(H2O)＝0.40 mol·L－1，c(CO)＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝0.30 mol·L－1，则K＝＝0.067 5。③10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(4)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH<0，T0时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。
答案：(1)C
(2)2NH3(g)＋3Br2(g)===N2(g)＋6HBr(g)
ΔH＝－214 kJ·mol－1
(3)①是 0.02 mol·L－1·min－1 ②0.067 5 ③D
(4)< 75%
课时作业24 化学平衡状态 化学平衡移动
授课提示：对应学生用书第341页]
基础题组]
1．(2017·潍坊模拟)下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是( )
A．溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅
B．合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施
C．高压比常压有利于合成SO3的反应
D．对CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深
解析：溴水中有平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度降低，平衡向右移动，溴的浓度降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；对N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，有利于氨的产率提高，可以用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；对2SO2＋O22SO3，正反应方向是体积减小的方向，加压，平衡正向移动，有利于合成SO3，可以用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；对CO(g)＋NO2(g) CO2(g)＋NO(g)平衡体系增大压强，平衡不移动，二氧化氮的浓度增大，颜色变深，不能用勒夏特列原理解释，故D符合题意。
答案：D
2．(2017·营口月考)炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是( )
A．升高温度，反应速率减慢
B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0
C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变
解析：A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，当反应达到化学平衡时，是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。
答案：D
3．(2017·德州质检)在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成
C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变
D．v正(N2)＝2v逆(NH3)
解析：c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2等于化学方程式的计量数之比，但没有说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，故A错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，能说明正逆反应速率是相等的，达到了平衡，故B正确；混合气体的密度ρ＝，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，故C错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正逆反应速率不相等，未达到平衡，故D错误。
答案：B
4．(2017·盘锦期末)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。一定温度下，在容积为2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成2a mol CO2。下列说法正确的是( )
A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝0.1a mol·L－1·min－1
B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态
C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动
D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大
解析：根据方程式可知，生成2a mol CO2的同时，消耗a mol SO2，其浓度是0.5a mol·L－1，所以反应前5 min的平均速率v(SO2)＝0.5a mol·L－1÷5 min＝0.1a mol·L－1·min－1，故前2 min的平均速率大于0.1a mol·L－1·min－1，A不正确；根据方程式可知，该反应是反应前气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。
答案：B
5．(2017·包头月考)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2 (g) N2O4 (g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量
D.
解析：该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项，不符合题意；＝Qc，Qc表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。
答案：B
6．(2016·唐山一模)在密闭容器中发生下列反应aA(g) cC(g)＋dD(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，D的浓度为原平衡的1.5倍，下列叙述正确的是( )
A．A的转化率变大
B．平衡向正反应方向移动
C．D的体积分数变大
D．a
7．(2017·淄博二模)将0.40 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g) 2NO2(g) ΔH。在T1 ℃和T2 ℃时，测得NO2的物质的量随时间变化如图所示：
(1)T1 ℃时，40 s～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。
(2)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有________(填字母)。
a．增大N2O4的起始浓度
b．升高温度
c．向混合气体中通入NO2
d．使用高效催化剂
解析：(1)T1 ℃时，40 s～80 s内二氧化氮的物质的量从0.40 mol变为0.60 mol，则用二氧化氮表示该时间段的平均反应速率为v(NO2)＝＝0.002 5 mol·L－1·s－1，化学反应速率与化学计量数成正比，则v(N2O4)＝v(NO2)＝0.001 25 mol·L－1·s－1；
(2)根据图像曲线变化可知，T1℃时反应速率大于T2 ℃，则温度大小为T1 ℃>T2 ℃，而在T2 ℃达到平衡时二氧化氮的物质的量小于T1 ℃，说明升高温度，平衡向着正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0；
(3)a.增大N2O4的起始浓度，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，则的比值变小，故a正确；
b．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向着正向移动，则二氧化氮浓度增大、四氧化二氮浓度减小，故该比值增大，故b错误；
c．向混合气体中通入NO2，相当于增大了压强，平衡向着逆向移动，二氧化氮浓度减小、四氧化二氮浓度增大，该比值减小，故c正确；
d．使用高效催化剂，对化学平衡不影响，则该比值不变，故d错误。
答案：(1)0.001 25 (2)> (3)ac
能力题组]
1．(2017·太原一模)在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g)＋cC(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的50%，则( )
A．平衡向正反应方向移动
B．a>b＋c
C．物质B的质量分数增大
D．以上判断都错误
解析：反应达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，最终测得A的物质的量的浓度变为原来的一半，说明减小压强，平衡没有发生移动，即a＝b＋c，由于平衡不发生移动，故物质B的质量分数不变，D项符合题意。
答案：D
2．(2017·秦皇岛模拟)已知(CH3COOH)2(g) 2CH3COOH(g)，经实验测得不同压强下，体系的平均相对分子质量(＝)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．气体的压强：p(a)
解析：由题中曲线可以看出，随温度升高混合气体的平均相对分子质量减小，说明升高温度，平衡右移，正反应为吸热反应，ΔH>0，A、D项错误；温度越高，平衡常数越大，故b点的平衡常数最大，C项错误；图中曲线为等压线，p(b)＝p(c)，在同一温度下，压强增大，平衡逆向移动，即p(a)
3．(2017·佳木斯模拟)在恒温、恒容下，有反应2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol·L－1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2 mol·L－1和6 mol·L－1。以下叙述正确的是( )
A．达到平衡时，途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B．达到平衡时，途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同
D．两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同
解析：反应2A(g)＋2B(g) C(g)＋3D(g)可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，与Ⅰ物质的量比值相等。Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，A错误；Ⅱ途径达到平衡时浓度大，压强大，反应速率应较大，故B错误；Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态，体系内混合气的百分组成相同，C正确；两种途径平衡状态相同，各物质的含量相同，则体系内混合气的百分组成相同，D错误。
答案：C
4．(2017·廊坊期末)某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g) C(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
下列说法正确的是( )
A．反应在前5 s的平均速率v(A)＝0.17 mol/(L·s)
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)＝0.41 mol/L，则反应的ΔH>0
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v(正)
A(g) ＋ B(g) C(g)
初始(mol/L) 0.5 0.5 0
转化(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L) 0.4 0.4 0.1
K＝＝＝0.625 L/mol，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，计算此时浓度熵Qc＝50 L/mol>K，平衡逆向进行，故v(正)
5．(2017·长春模拟)T ℃时，在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、
2 mol B
6 mol A、
4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L－1
c1
c2
C的体积分数%
w1
w3
混合气体的密度/g·L－1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A．若x<4,2c1
C．无论x的值是多少均有2ρ1＝ρ2
D．容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间短
解析：若x<4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c1>c2，A项错误；若x＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w3不可能等于w1，B项错误；起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C项正确；起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D项错误。
答案：C
6．(2017·沈阳检测)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl反应制得SiHCl3，经提纯后再用H2还原：SiHCl3(g)＋H2(g) Si(s)＋3HCl(g)。在2 L密闭容器中，不同温度及不同n(H2)/n(SiHCl3)时，反应物X的平衡转化率变化如图。下列判断合理的是( )
A．X为H2
B．1 150 ℃时反应的平衡常数大于950 ℃时反应的平衡常数
C．减小Si(s)的量，有利于提高SiHCl3的转化率
D．工业上可采用增大压强的方法提高产率
解析：A项，由图可知，相同温度下，随着n(H2)/n(SiHCl3)增大X的转化率增大，如果X是氢气，随着n(H2)/n(SiHCl3)的增大，其转化率会逐渐减小，若X是SiHCl3，其转化率符合曲线，故A错误；
B项，由于X是SiHCl3，相同n(H2)/n(SiHCl3)时，1 050 ℃时，X的转化率较高，说明升高温度，平衡正向移动，则H2和SiHCl3浓度减小，HCl浓度增大，根据平衡常数K＝可知，转化率随温度升高而增大，故B正确；
C项，Si是固体，增减其量，不影响平衡移动，故C错误；
D项，由化学方程式可知，正反应是气体体积增大的反应，所以增压不利于转化率的提高，故D错误；故选B。
答案：B
7．(2017·郑州模拟)肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
(1)已知2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 225 kJ·mol－1
化学键
N—H
N—N
N≡N
O—H
键能(kJ·mol－1)
390
190
946
460
则使1 mol N2O4(l)完全分解成相应的原子时需要吸收的能量是________________________________________________________________________。
(2)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) ΔH>0，若开始向容器中加入1 mol/L的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如下图曲线Ⅰ所示。
①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是________。
②请在图中绘制出在其它条件与反应Ⅰ相同时，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
③800 ℃时，若开始时向容器中同时加入1 mol/L NO、0.2 mol/L O2、0.5 mol/L NO2，则v(正)________v(逆)。
(3)已知N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋57.20 kJ/mol，t时，将一定量的NO2、N2O4，充入一个容器为2 L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
c(X)/(mol/L)
0.2
c
0.6
0.6
1.0
c1
c1
c(Y)/(mol/L)
0.6
c
0.4
0.4
0.4
c2
c2
①c(X)代表________(填化学式)的浓度，该反应的平衡常数K＝________。
②前10 min内用NO2表示的反应速率为________，20 min时改变的条件是________________________________________________________________________；
重新达到平衡时，NO2的百分含量________(填选项前字母)。
a．增大 b．减小
c．不变 d．无法判断
解析：(1)N2O4完全分解成相应的原子需要克服分子中所有的化学键，故需要的总能量就等于其中化学键的总键能，设1 mol N2O4的总键能为E，则ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(8×390 kJ/mol＋2×190 kJ/mol＋E)－(3×946 kJ/mol＋8×460 kJ/mol)＝－1 225 kJ/mol，则E＝1 793 kJ/mol。(2)由于Ⅱ达到平衡时产率与Ⅰ相同但所用时间减少，故改变的条件是使用了催化剂，因温度升高速率加快且有利于平衡向右进行，因此达到平衡所用时间比Ⅰ少，NO的产率高于60%。易求出800 ℃时该反应的平衡常数K＝0.675，又Qr＝0.8>0.675，故开始时反应向左进行，v(正)
(2)①使用催化剂
②
③<
(3)①NO2 0.9 ②0.04 mol/(L·min) 向容器中加入0.8 mol NO2(其他合理答案也可) b
8．(2017·兰州一模)合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________。
A．3v(H2)正＝2v(NH3)逆
B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
(2)氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示：
化学键
N—H
N≡N
Br—Br
H—Br
键能/kJ·mol－1
391
946
194
366
请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式____________________________________。
(3)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据。请回答下列问题：
时间/min
CH4(mol)
H2O(mol)
CO(mol)
H2(mol)
0
0.40
1.00
0
0
5
a
0.80
c
0.60
7
0.20
b
0.20
d
10
0.21
0.81
0.19
0.64
①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态______________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝____________。
②该温度下，上述反应的平衡常数K＝________。
③反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。
A．减少CH4的物质的量
B．降低温度
C．升高温度
D．充入H2
(4)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH____(填“>”“<”或“＝”)0；T0温度下，NH3的转化率为________。
解析：(1)2v(H2)正＝3v(NH3)逆时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)由题给条件，可知氨气与溴蒸气反应生成氮气和溴化氢。ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(391×6＋194×3－946－366×6)kJ·mol－1＝－214 kJ·mol－1。(3)①根据反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20，7 min时，各物质的物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②该温度下平衡时，c(CH4)＝0.10 mol·L－1，c(H2O)＝0.40 mol·L－1，c(CO)＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝0.30 mol·L－1，则K＝＝0.067 5。③10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(4)由图像可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH<0，T0时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。
答案：(1)C
(2)2NH3(g)＋3Br2(g)===N2(g)＋6HBr(g)
ΔH＝－214 kJ·mol－1
(3)①是 0.02 mol·L－1·min－1 ②0.067 5 ③D
(4)< 75%
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