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统考版2021届高考化学二轮复习备考提升指导与精练12等效平衡的三种情况含解析
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这是一份统考版2021届高考化学二轮复习备考提升指导与精练12等效平衡的三种情况含解析，共11页。试卷主要包含了6kJ·ml－1，8ml B．0等内容，欢迎下载使用。
1.应用① 恒温恒容—(Δn(g)≠0)投料换算成相同物质表示时量相同
例1．在恒温恒容的密闭容器，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ．将3ml A和2ml B在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是（ ）
A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1ml，则B的转化率将一定增大
B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3ml A和2ml B，C的体积分数若大于a，可断定x>4
C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)>n(A)＋3
D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断x＝4
【解析】这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按反应计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加1 ml时，A与B不可能完全转化为C，加入的B相对量大，A的转化率增大，而B的转化率将减小，错误；B项，在Ⅰ平衡体系中再加入3ml A和2ml B，相当于增大了体系的压强，C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积减小，x<4，错误；C项，假设C完全转化为A、B，则n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，错误；D项，设C完全转化为A、B，则xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正确。
【答案】D
2.应用② 恒温恒容—(Δn(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例
例2．某温度时，发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入①2ml HI；②3ml HI；③1ml H2与1ml I2，分别达到平衡时，以下关系正确的是（ ）
A．平衡时，各容器的压强：②=①=③
B．平衡时，I2的浓度：②＞①＞③
C．平衡时，I2的体积分数：②=①=③
D．从反应开始到达平衡的时间：①＞②=③
【解析】根据等效平衡原理：若1ml H2与1ml I2完全转化为HI，则HI为2ml，所以①和③是完全相同的等效平衡，所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样；②与①相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大HI的量，达到平衡时新平衡与原平衡相同，所以各物质的百分含量不变，但是浓度增大。
【答案】C
3.应用③ 恒温恒压—投料换算成相同物质表示时等比例
例3．已知：T℃时，2H(g)+Y(g)2I(g) ΔH=－196.6kJ·ml－1。T℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4ml H和2ml Y，反应达到平衡后，放出354 kJ的热量。若在上面的平衡体系中，再加入1ml I气体，T℃时达到新的平衡，此时气体H的物质的量为（ ）
A．0.8ml B．0.6ml C．0.5ml D．0.2ml
【解析】恒温恒压下，只要投料对应成比例，无论什么反应，平衡中各物质的量对应成比例，浓度、转化率、体积分数等相对量对应相等。
n(H)≈3.6ml，H转化率为90%。
再投料1ml I时，相当于加入1ml H和0.5ml Y，即最后状态可看成是投料5ml H和2.5ml Y所建立的平衡。
甲乙二种投料对应成比例，在恒温恒压下，达到平衡时各气体的量也对应成比例，H转化率对应相等。平衡时n(H)=(4+1)ml×(1-90%)，n(H)=0.5ml，C项正确。
【答案】C
提分训练
恒温恒容下的密闭容器中，充入2.0ml的A和1.0ml的B，发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为a。若保持温度和容积不变，开始时充入0.6 mlA、0.3 mlB和1.4 mlC，达平衡时，C的体积分数仍为a，则x的值可能是（ ）
①2 ②3 ③4 ④6
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【解析】恒温恒容下，开始充入2ml A和1ml B与开始充入0.6ml A、0.3ml B和1.4ml C达到平衡后，C的体积分数为a，说明为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足n（A）=2ml、n（B）=1ml，故0.6ml+=2ml，解得x=2，但是对于反应前后气体系数和相等的反应，物质的投料等比即等效，所以x=3也是正确的，故选：A。
【答案】A
2．在恒温恒容容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为20 ml和10 ml，达到平衡时，SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（ ）
A．10ml和10% B．20ml和20% C．20ml和40% D．30ml和80%
【解析】气体分子数不等的可逆反应，在恒温恒容时，只有投料对应相等，才能形成什么量都对应相等的全等效平衡；当投料对应成比例时，什么都不相等，也不对应成比例。起始时SO2和O2分别为20ml和10ml相当于20ml SO3，它们构成全等效平衡；参考状态中SO2的转化率为80%，参加反应SO2的物质的量为16ml，生成了16ml SO3；当起始物质是SO3时，参加反应的为20ml－16ml=4ml，转化率为20%，B项正确。由此可见，对于全等效平衡状态，从正反应和逆反应建立平衡时，计量数相同的反应物与生成物的转化率之和为100%，据此也可直接选定B项。
【答案】B
3．将1ml CO和1ml H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，此时有的CO转化为CO2，在相同条件下，若将1ml CO2、1ml H2和1ml H2O(g)充入同一反应容中，当达到平衡后，混合气体中CO2的体积分数可能为（ ）
A． B． C． D．
【解析】用极限法分析：当充入1ml CO2、1ml H2和1ml H2O(g)，假设不反应，CO2的体积分数为；根据等效平衡规律，充入1ml CO2、1ml H2和1ml H2O，相当于加入1ml CO和2ml H2O(g)，和题干条件相比，相当于多加入1ml H2O(g)，CO的转化率增大，假设CO也有转化为CO2，则CO2的体积分数=，所以CO2的体积分数介于和之间，故C正确；故选C。
【答案】C
4．甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示，三个容器最初的容积相等，温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是（ ）
A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙
B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲=丙
C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同
D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲>乙>丙
【解析】2NO2N2O4(g)，A项，甲、丙为等效平衡，两者含有c(NO2)是相等的，甲=丙，此反应是物质的量减少的，以乙为基准，然后恢复到原来的体积，体积增大，组分的物质的量浓度减小，平衡向逆反应方向移动，因此甲容器中c(NO2)大于乙，即甲=丙>乙，故错误；B项，根据选项A的分析，N2O4的百分含量：甲=丙<乙，故正确；C项，甲和丙为等效平衡，两者转化率之和等于1，如果转化率等于50%，则两者相等，故错误；D项，甲和丙为等效平衡，平均相对分子质量相等，即甲=丙，乙中的NO2的转化率大于甲中，气体总质量不变，乙中的气体的物质的量小于甲中，即乙中气体平均摩尔质量大于甲，因此有乙>甲=丙，故错误。
【答案】B
5．在三个容积相同的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)(不发生其他反应)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如右下图所示
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的ΔH>0，图中压强P1＜P2
B．起始时，容器Ⅱ中v(CH4)正C．达到平衡时，容器Ⅰ、Ⅱ中CO的物质的量满足：n(CO)Ⅱ<2n(CO)Ⅰ
D．达到平衡时，容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比：pⅡ∶pⅢ=4∶5
【解析】A项、该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，由图可知压强P2> P1，故A正确；B项、由容器Ⅰ中数据可知，平衡时CH4、H2O、CO、H2的浓度依次为ml/L、ml/L、ml/L、ml/L，则平衡常数K===，温度不变，平衡常数不变，容器Ⅱ中浓度熵Qc===>K，平衡向逆反应方向移动，则v(CH4)正【答案】D
6．已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=－197kJ·ml−1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2ml SO2和1ml O2；(乙) 1ml SO2和0.5ml O2；(丙) 2ml SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（ ）
A．容器内压强P∶P甲=P丙>2P乙
B．SO3的质量m∶m甲=m丙>2m乙
C．c(SO2)与c(O2)之比k∶k甲=k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q∶Q甲=Q丙>2Q乙
【解析】由给的数据利用归一法可知甲和丙是等效平衡。A项，如果平衡不移动，p甲=p丙=2p乙，但乙加入的物质的量是甲、丙的一半，恒容下相当于减压，平衡左移，压强变大，所以应该是p甲=p丙<2p乙，故A错误；B项，根据A项分析，平衡左移，三氧化硫的量减少，所以m甲=m丙>2m乙，故B正确；C项，加入的量均为2∶1，反应的量为2∶1，三者剩余的量也一定相等，为2∶1，c(SO2)与c(O2)之比k不变，所以k甲=k丙=k乙，故C错误；D项，因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡，若转化率均为50%时，反应热的数值应相等，但该反应的转化率不一定是50%，所以Q甲和Q丙不一定相等，故D项错。答案选B。
【答案】B
7．t℃时，在两个起始容积都为1 L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，实验测得v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)·c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法不正确的是（ ）
A．平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1∶4
B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)＞0.28ml/L
C．t℃吋，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K=
D．平衡时，向容器I中再通入0.1ml H2、0.1ml I2和0.2ml HI，此时v正= v逆
【解析】H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，为反应前后气体分子总数不变的反应，故等温等体积的2个容器内，气体压强之比为物质的量之比，容器II与容器I的平衡为等效平衡；A．H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子总数不变，容器Ⅰ、Ⅱ等温等体积，则气体压强之比为物质的量之比，从投料看，容器II的量为容器I的4倍，故平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1∶4，A正确；B．结合反应特点和投料看，容器Ⅰ、Ⅱ的平衡为等效平衡，则平衡时容器I中c(I2)=0.07ml/L，Ⅱ中c(I2)=0.28ml/L，B错误；C．平衡时，v正=v逆，已知v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)·c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)，则平衡时，k正c(H2)·c(I2)=k逆c2(HI)，则t℃吋，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常 数为：， K=，则C正确；D．平衡时，向容器I中再通入0.1ml H2、0.1ml I2和0.2ml HI，等效于增压，则平衡不移动，此时v正=v逆，D错误；答案选B。
【答案】B
8．相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－92.6 kJ·ml－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．容器①、②中反应的平衡常数相等
B．平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为
C．容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15kJ
D．若容器①的体积为0.5L，则平衡时放出的热量小于23.15kJ
【解析】反应的温度没有发生变化，K不变，A项正确；由①可知，放出23.15kJ的热量时，生成NH3的物质的量为=0.5ml，
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
始（ml） 1 3 0
转（ml） 0.25 0.75 0.5
平（ml） 0.75 2.25 0.5
因体积之比等于物质的量之比，所以NH3的体积分数==，②中加入的氨气转化成氮气和氢气后，氮气和氢气的量与①相同，达到的平衡状态等效，因此平衡时两个容器中氨气的体积分数相等，都是，B项正确；C．②中含有0.2ml NH3，相当于在①的基础上加入了氨气，抑制了平衡的正向移动，容器②中达平衡时放出的热量Q<
23.15kJ，C项错误；D．若容器①的体积为0.5L，减小压强，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，达到平衡时放出的热量小于23.15kJ，D项正确；答案选C。
【答案】C
9．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g) +2B(g)xC(g) ΔH=-192kJ·ml﹣1，向M、N中都通入1ml A和2ml B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是（ ）
A．若x=3，达到平衡后A的体积分数关系为φ(M)＞φ(N)
B．若x＞3，达到平衡后B的转化率关系为α(M)＞α(N)
C．若x＜3，C的平衡浓度关系为c(M)＞c(N)
D．x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C，平衡后N容器中A的浓度均相等
【解析】M容器是恒温恒容下建立的平衡，N容器是恒温恒压下建立的平衡；A项，若x=3，由于反应前后气体体积不变，N容器建立的平衡与恒温恒容下建立的平衡等效，所以达到平衡后A的体积分数关系为φ(M)=φ(N)，故A错误；B项，若x＞3，由于反应后气体体积增大，N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡扩大容器体积，压强减小，平衡正向移动，B的转化率增大，所以达到平衡后B的转化率关系为α(M)＜α(N)，故B错误；C项，若x＜3，由于反应后气体体积减小，N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡缩小容器体积，压强增大，平衡正向移动，C的平衡浓度增大，所以C的平衡浓度关系为：c(M)＜c(N)，故C错误；D项，恒温恒压下，x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C，一边倒后，A与B的物质的量之比都是1∶2，为等效平衡，反应物的浓度相同，即平衡后N容器中A的浓度均相等，故D正确；故选D。
【答案】D
10．甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)，测得有关实验数据如下：
下列说法正确的是（ ）
A．正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)B．达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)>c(CH3OH，Ⅱ)
C．达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ) = 1
D．530K时，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10ml、NH3 0.15ml、CH3NH2 0.10ml、H2O 0.10ml，则反应将向逆反应方向进行
【解析】A．正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)＜K(Ⅲ)，故A正确；B．容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容，起始量为2倍关系，由于该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不发生移动，则达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)=c(CH3OH，Ⅱ)，故B错误；C．容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同，若容器Ⅲ温度也为530K，则能建立等效平衡，此时应有α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ)=1，由于容器Ⅲ温度低于530K，降低温度平衡正向移动，而容器Ⅲ是从逆反应方向建立平衡，则转化率减小，所以达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ)＜1，故C错误；D．530K时，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10ml、NH3 0.15ml、CH3NH2 0.10ml、H2O 0.10ml，Qc==0.67＜9，则反应将向正反应方向进行，D错误。
【答案】A
11．有Ⅰ～Ⅳ四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)；ΔH，HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(t)的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH<0，a<4B．300℃该反应的平衡常数的值为64
C．容器Ⅲ某时刻处在R点，则R点的υ正>υ逆，压强：p(R)D．若起始时，在容器Ⅳ中充入0.25ml Cl2和0.25ml H2O(g)，300℃达平衡时容器中c(HCl)=0.1ml·L－1
【解析】A．图像中HCl转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应ΔH＜0，增大氧气的物质的量，可促进HCl的转化，即投料比越小，HCl转化率越大，可知a＜4＜b，故A正确；B．300℃时，Z==4，n(HCl)=0.25ml，n(O2)=0.0625ml，体积为0.5L，c(HCl)=0.5ml/L，n(O2)=0.125ml/L，HCl转化率80%，HCl的变化量为0.5 ml/L×80%=0.4ml/L，
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
起始量(ml/L) 0.5 0.125 0 0
变化量(ml/L) 0.4 0.1 0.2 0.2
平衡量(ml/L) 0.1 0.025 0.2 0.2
K==640，故B错误；C．容器III，Z为4，平衡转化率为80%，R点温度与Q点相同，但转化率不同，转化率小于平衡时转化率，可知R点未达到平衡状态，反应正向进行，则R点的υ(正)＞υ(逆)，此时压强大于平衡状态下的压强：p(R)＞p(Q)，故C错误；D．若起始时，在0.5 L容器Ⅳ中只充入0.25ml Cl2和0.25mI H2O(g)，等效于在0.5L容器中充入0.5ml HCl和0.125ml O2，充入的HCl和O2物质的量为容器III的两倍，相当于在容器III的基础上增大压强，将体积缩小为原来的1/2，增大压强平衡正向移动，300℃达到平衡时0.1ml/L【答案】A容器
物质的起始浓度/(ml/L)
物质的平衡浓度/(ml/L)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(I2)
I(恒容)
0.1
0.1
0
0.07
II(恒压)
0
0
0.8
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3
①
1
3
0
放出热量：23.15 kJ
②
0.9
2.7
0.2
放出热量：Q
容器编号
温度/K
起始物质的量（ml）
平衡物质的量ml
CH3OH
NH3
CH3NH2
H2O
CH3NH2
H2O
I
530
0.40
0.40
0
0
0.30
II
530
0.80
0.80
0
0
III
500
0
0
0.20
0.20
0.16
容器
起始时
t/℃
n(HCl)/ml
Z
Ⅰ
300
0.25
a
Ⅱ
300
0.25
b
Ⅲ
300
0.25
4
1.应用① 恒温恒容—(Δn(g)≠0)投料换算成相同物质表示时量相同
例1．在恒温恒容的密闭容器，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ．将3ml A和2ml B在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是（ ）
A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1ml，则B的转化率将一定增大
B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3ml A和2ml B，C的体积分数若大于a，可断定x>4
C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)>n(A)＋3
D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断x＝4
【解析】这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按反应计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加1 ml时，A与B不可能完全转化为C，加入的B相对量大，A的转化率增大，而B的转化率将减小，错误；B项，在Ⅰ平衡体系中再加入3ml A和2ml B，相当于增大了体系的压强，C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积减小，x<4，错误；C项，假设C完全转化为A、B，则n(A)＋3/2n(C)＝3，n(B)＋1/2n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，错误；D项，设C完全转化为A、B，则xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正确。
【答案】D
2.应用② 恒温恒容—(Δn(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例
例2．某温度时，发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入①2ml HI；②3ml HI；③1ml H2与1ml I2，分别达到平衡时，以下关系正确的是（ ）
A．平衡时，各容器的压强：②=①=③
B．平衡时，I2的浓度：②＞①＞③
C．平衡时，I2的体积分数：②=①=③
D．从反应开始到达平衡的时间：①＞②=③
【解析】根据等效平衡原理：若1ml H2与1ml I2完全转化为HI，则HI为2ml，所以①和③是完全相同的等效平衡，所以二者的浓度、百分含量、压强、转化率等都一样；②与①相比增大了HI的量，该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大HI的量，达到平衡时新平衡与原平衡相同，所以各物质的百分含量不变，但是浓度增大。
【答案】C
3.应用③ 恒温恒压—投料换算成相同物质表示时等比例
例3．已知：T℃时，2H(g)+Y(g)2I(g) ΔH=－196.6kJ·ml－1。T℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4ml H和2ml Y，反应达到平衡后，放出354 kJ的热量。若在上面的平衡体系中，再加入1ml I气体，T℃时达到新的平衡，此时气体H的物质的量为（ ）
A．0.8ml B．0.6ml C．0.5ml D．0.2ml
【解析】恒温恒压下，只要投料对应成比例，无论什么反应，平衡中各物质的量对应成比例，浓度、转化率、体积分数等相对量对应相等。
n(H)≈3.6ml，H转化率为90%。
再投料1ml I时，相当于加入1ml H和0.5ml Y，即最后状态可看成是投料5ml H和2.5ml Y所建立的平衡。
甲乙二种投料对应成比例，在恒温恒压下，达到平衡时各气体的量也对应成比例，H转化率对应相等。平衡时n(H)=(4+1)ml×(1-90%)，n(H)=0.5ml，C项正确。
【答案】C
提分训练
恒温恒容下的密闭容器中，充入2.0ml的A和1.0ml的B，发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为a。若保持温度和容积不变，开始时充入0.6 mlA、0.3 mlB和1.4 mlC，达平衡时，C的体积分数仍为a，则x的值可能是（ ）
①2 ②3 ③4 ④6
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【解析】恒温恒容下，开始充入2ml A和1ml B与开始充入0.6ml A、0.3ml B和1.4ml C达到平衡后，C的体积分数为a，说明为完全等效平衡，按化学计量数转化到左边，满足n（A）=2ml、n（B）=1ml，故0.6ml+=2ml，解得x=2，但是对于反应前后气体系数和相等的反应，物质的投料等比即等效，所以x=3也是正确的，故选：A。
【答案】A
2．在恒温恒容容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为20 ml和10 ml，达到平衡时，SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（ ）
A．10ml和10% B．20ml和20% C．20ml和40% D．30ml和80%
【解析】气体分子数不等的可逆反应，在恒温恒容时，只有投料对应相等，才能形成什么量都对应相等的全等效平衡；当投料对应成比例时，什么都不相等，也不对应成比例。起始时SO2和O2分别为20ml和10ml相当于20ml SO3，它们构成全等效平衡；参考状态中SO2的转化率为80%，参加反应SO2的物质的量为16ml，生成了16ml SO3；当起始物质是SO3时，参加反应的为20ml－16ml=4ml，转化率为20%，B项正确。由此可见，对于全等效平衡状态，从正反应和逆反应建立平衡时，计量数相同的反应物与生成物的转化率之和为100%，据此也可直接选定B项。
【答案】B
3．将1ml CO和1ml H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，此时有的CO转化为CO2，在相同条件下，若将1ml CO2、1ml H2和1ml H2O(g)充入同一反应容中，当达到平衡后，混合气体中CO2的体积分数可能为（ ）
A． B． C． D．
【解析】用极限法分析：当充入1ml CO2、1ml H2和1ml H2O(g)，假设不反应，CO2的体积分数为；根据等效平衡规律，充入1ml CO2、1ml H2和1ml H2O，相当于加入1ml CO和2ml H2O(g)，和题干条件相比，相当于多加入1ml H2O(g)，CO的转化率增大，假设CO也有转化为CO2，则CO2的体积分数=，所以CO2的体积分数介于和之间，故C正确；故选C。
【答案】C
4．甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示，三个容器最初的容积相等，温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是（ ）
A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙
B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲=丙
C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同
D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲>乙>丙
【解析】2NO2N2O4(g)，A项，甲、丙为等效平衡，两者含有c(NO2)是相等的，甲=丙，此反应是物质的量减少的，以乙为基准，然后恢复到原来的体积，体积增大，组分的物质的量浓度减小，平衡向逆反应方向移动，因此甲容器中c(NO2)大于乙，即甲=丙>乙，故错误；B项，根据选项A的分析，N2O4的百分含量：甲=丙<乙，故正确；C项，甲和丙为等效平衡，两者转化率之和等于1，如果转化率等于50%，则两者相等，故错误；D项，甲和丙为等效平衡，平均相对分子质量相等，即甲=丙，乙中的NO2的转化率大于甲中，气体总质量不变，乙中的气体的物质的量小于甲中，即乙中气体平均摩尔质量大于甲，因此有乙>甲=丙，故错误。
【答案】B
5．在三个容积相同的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)(不发生其他反应)，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如右下图所示
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的ΔH>0，图中压强P1＜P2
B．起始时，容器Ⅱ中v(CH4)正
D．达到平衡时，容器Ⅱ、Ⅲ中气体的总压强之比：pⅡ∶pⅢ=4∶5
【解析】A项、该反应是一个气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，由图可知压强P2> P1，故A正确；B项、由容器Ⅰ中数据可知，平衡时CH4、H2O、CO、H2的浓度依次为ml/L、ml/L、ml/L、ml/L，则平衡常数K===，温度不变，平衡常数不变，容器Ⅱ中浓度熵Qc===>K，平衡向逆反应方向移动，则v(CH4)正
6．已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH=－197kJ·ml−1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2ml SO2和1ml O2；(乙) 1ml SO2和0.5ml O2；(丙) 2ml SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（ ）
A．容器内压强P∶P甲=P丙>2P乙
B．SO3的质量m∶m甲=m丙>2m乙
C．c(SO2)与c(O2)之比k∶k甲=k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q∶Q甲=Q丙>2Q乙
【解析】由给的数据利用归一法可知甲和丙是等效平衡。A项，如果平衡不移动，p甲=p丙=2p乙，但乙加入的物质的量是甲、丙的一半，恒容下相当于减压，平衡左移，压强变大，所以应该是p甲=p丙<2p乙，故A错误；B项，根据A项分析，平衡左移，三氧化硫的量减少，所以m甲=m丙>2m乙，故B正确；C项，加入的量均为2∶1，反应的量为2∶1，三者剩余的量也一定相等，为2∶1，c(SO2)与c(O2)之比k不变，所以k甲=k丙=k乙，故C错误；D项，因为甲和丙是在不同的方向建立起的等效平衡，若转化率均为50%时，反应热的数值应相等，但该反应的转化率不一定是50%，所以Q甲和Q丙不一定相等，故D项错。答案选B。
【答案】B
7．t℃时，在两个起始容积都为1 L的恒温密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，实验测得v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)·c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)。k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法不正确的是（ ）
A．平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1∶4
B．平衡时，容器Ⅱ中c(I2)＞0.28ml/L
C．t℃吋，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K=
D．平衡时，向容器I中再通入0.1ml H2、0.1ml I2和0.2ml HI，此时v正= v逆
【解析】H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0，为反应前后气体分子总数不变的反应，故等温等体积的2个容器内，气体压强之比为物质的量之比，容器II与容器I的平衡为等效平衡；A．H2(g)+I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子总数不变，容器Ⅰ、Ⅱ等温等体积，则气体压强之比为物质的量之比，从投料看，容器II的量为容器I的4倍，故平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为1∶4，A正确；B．结合反应特点和投料看，容器Ⅰ、Ⅱ的平衡为等效平衡，则平衡时容器I中c(I2)=0.07ml/L，Ⅱ中c(I2)=0.28ml/L，B错误；C．平衡时，v正=v逆，已知v正=v(H2)消耗=v(I2)消耗=k正c(H2)·c(I2)；v逆=v(HI)消耗=k逆c2(HI)，则平衡时，k正c(H2)·c(I2)=k逆c2(HI)，则t℃吋，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常 数为：， K=，则C正确；D．平衡时，向容器I中再通入0.1ml H2、0.1ml I2和0.2ml HI，等效于增压，则平衡不移动，此时v正=v逆，D错误；答案选B。
【答案】B
8．相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=－92.6 kJ·ml－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表所示：
下列叙述错误的是（ ）
A．容器①、②中反应的平衡常数相等
B．平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为
C．容器②中达平衡时放出的热量Q=23.15kJ
D．若容器①的体积为0.5L，则平衡时放出的热量小于23.15kJ
【解析】反应的温度没有发生变化，K不变，A项正确；由①可知，放出23.15kJ的热量时，生成NH3的物质的量为=0.5ml，
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
始（ml） 1 3 0
转（ml） 0.25 0.75 0.5
平（ml） 0.75 2.25 0.5
因体积之比等于物质的量之比，所以NH3的体积分数==，②中加入的氨气转化成氮气和氢气后，氮气和氢气的量与①相同，达到的平衡状态等效，因此平衡时两个容器中氨气的体积分数相等，都是，B项正确；C．②中含有0.2ml NH3，相当于在①的基础上加入了氨气，抑制了平衡的正向移动，容器②中达平衡时放出的热量Q<
23.15kJ，C项错误；D．若容器①的体积为0.5L，减小压强，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，达到平衡时放出的热量小于23.15kJ，D项正确；答案选C。
【答案】C
9．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g) +2B(g)xC(g) ΔH=-192kJ·ml﹣1，向M、N中都通入1ml A和2ml B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是（ ）
A．若x=3，达到平衡后A的体积分数关系为φ(M)＞φ(N)
B．若x＞3，达到平衡后B的转化率关系为α(M)＞α(N)
C．若x＜3，C的平衡浓度关系为c(M)＞c(N)
D．x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C，平衡后N容器中A的浓度均相等
【解析】M容器是恒温恒容下建立的平衡，N容器是恒温恒压下建立的平衡；A项，若x=3，由于反应前后气体体积不变，N容器建立的平衡与恒温恒容下建立的平衡等效，所以达到平衡后A的体积分数关系为φ(M)=φ(N)，故A错误；B项，若x＞3，由于反应后气体体积增大，N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡扩大容器体积，压强减小，平衡正向移动，B的转化率增大，所以达到平衡后B的转化率关系为α(M)＜α(N)，故B错误；C项，若x＜3，由于反应后气体体积减小，N容器建立的平衡相当于恒温恒容下建立的平衡缩小容器体积，压强增大，平衡正向移动，C的平衡浓度增大，所以C的平衡浓度关系为：c(M)＜c(N)，故C错误；D项，恒温恒压下，x不论为何值，起始时向N容器中充入任意值的C，一边倒后，A与B的物质的量之比都是1∶2，为等效平衡，反应物的浓度相同，即平衡后N容器中A的浓度均相等，故D正确；故选D。
【答案】D
10．甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)，测得有关实验数据如下：
下列说法正确的是（ ）
A．正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)
C．达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ) = 1
D．530K时，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10ml、NH3 0.15ml、CH3NH2 0.10ml、H2O 0.10ml，则反应将向逆反应方向进行
【解析】A．正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)＜K(Ⅲ)，故A正确；B．容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容，起始量为2倍关系，由于该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平衡不发生移动，则达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)=c(CH3OH，Ⅱ)，故B错误；C．容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同，若容器Ⅲ温度也为530K，则能建立等效平衡，此时应有α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ)=1，由于容器Ⅲ温度低于530K，降低温度平衡正向移动，而容器Ⅲ是从逆反应方向建立平衡，则转化率减小，所以达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)+α(H2O，Ⅲ)＜1，故C错误；D．530K时，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10ml、NH3 0.15ml、CH3NH2 0.10ml、H2O 0.10ml，Qc==0.67＜9，则反应将向正反应方向进行，D错误。
【答案】A
11．有Ⅰ～Ⅳ四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)；ΔH，HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(t)的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH<0，a<4
C．容器Ⅲ某时刻处在R点，则R点的υ正>υ逆，压强：p(R)
【解析】A．图像中HCl转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应ΔH＜0，增大氧气的物质的量，可促进HCl的转化，即投料比越小，HCl转化率越大，可知a＜4＜b，故A正确；B．300℃时，Z==4，n(HCl)=0.25ml，n(O2)=0.0625ml，体积为0.5L，c(HCl)=0.5ml/L，n(O2)=0.125ml/L，HCl转化率80%，HCl的变化量为0.5 ml/L×80%=0.4ml/L，
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
起始量(ml/L) 0.5 0.125 0 0
变化量(ml/L) 0.4 0.1 0.2 0.2
平衡量(ml/L) 0.1 0.025 0.2 0.2
K==640，故B错误；C．容器III，Z为4，平衡转化率为80%，R点温度与Q点相同，但转化率不同，转化率小于平衡时转化率，可知R点未达到平衡状态，反应正向进行，则R点的υ(正)＞υ(逆)，此时压强大于平衡状态下的压强：p(R)＞p(Q)，故C错误；D．若起始时，在0.5 L容器Ⅳ中只充入0.25ml Cl2和0.25mI H2O(g)，等效于在0.5L容器中充入0.5ml HCl和0.125ml O2，充入的HCl和O2物质的量为容器III的两倍，相当于在容器III的基础上增大压强，将体积缩小为原来的1/2，增大压强平衡正向移动，300℃达到平衡时0.1ml/L
物质的起始浓度/(ml/L)
物质的平衡浓度/(ml/L)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(I2)
I(恒容)
0.1
0.1
0
0.07
II(恒压)
0
0
0.8
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达平衡时体系能量的变化
N2
H2
NH3
①
1
3
0
放出热量：23.15 kJ
②
0.9
2.7
0.2
放出热量：Q
容器编号
温度/K
起始物质的量（ml）
平衡物质的量ml
CH3OH
NH3
CH3NH2
H2O
CH3NH2
H2O
I
530
0.40
0.40
0
0
0.30
II
530
0.80
0.80
0
0
III
500
0
0
0.20
0.20
0.16
容器
起始时
t/℃
n(HCl)/ml
Z
Ⅰ
300
0.25
a
Ⅱ
300
0.25
b
Ⅲ
300
0.25
4
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