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2022届高考化学一轮复习常考题型39基于化学平衡的有关计算含解析
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这是一份2022届高考化学一轮复习常考题型39基于化学平衡的有关计算含解析，共22页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
基于化学平衡的有关计算
一、单选题（共15题）
1．完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲中装有SO2、O2各1 g，乙中装有SO2、O2各2 g，在同一温度下反应，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达平衡后，甲中SO2的转化率为a%，乙中SO2的转化率为b%，则( )
A．a%＞b% B．a%＜b% C．a%＝b% D．无法判断
2．一定条件下，容积固定的密闭容器中，对于可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、（均不为零），达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度分别为、、，则下列判断不合理的是（ ）
A．
B．达到化学平衡状态时，Y和Z的生成速率之比为2：3
C．达到化学平衡状态时，容器内的压强不再变化
D．的取值范围为
3．180℃时，将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。下列说法中不正确的是
A．该反应的化学方程式：
B．在0~3 min内，CH3OH的平均反应速率为
C．在3~10 min内，反应仍未达到平衡状态
D．10 min时，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2，可提高H2和CO2的转化率
4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0是硫酸制造工业的基本反应。将2.0L密闭反应器置于常压下某恒温环境中，反应的部分数据如下表所示。下列说法正确的是
n/mol
t/min
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.100
0.060
0
4
0.056
8
0.016
10
0.088
A．该反应的平衡常数K=
B．工业上应选择高温高压条件进行生产
C．平衡状态时，c(SO2)=0.006mol·L-1
D．0~4min用O2表示的平均反应速率为5.5×10-3mol·L-1·min-1
5．已知反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，某研究小组将4moX和2molY置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时间内X的转化率，得到的数据如表所示，下列判断正确的是
t/min
2
4.5
5
6
X的转化率
30%
40%
70%
70%
A．随着反应的进行，混合气体的密度不断增大
B．其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，则可得到4molZ
C．6min时，容器中剩余1.4molY
D．反应在5.5min时，
6．对于反应，在某温度时X的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关该反应的描述正确的是（ ）
A．6min后，反应停止
B．当达到平衡时，X的物质的量减少了0.85mol
C．当达到平衡时，Z的浓度增加了0.85
D．若降低温度，则v正减小，v逆增大
7．在一密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4、0.2、0.4，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）
A． SO2的浓度为0.8，O2为0.4 B． SO2的浓度为0.5
C． SO3的浓度为0.8 D． SO2、SO3的浓度一定均为0.3
8．恒温、恒压条件下，1 mol A和1 mol B在一个容积可变的容器中发生反应，一段时间后达到平衡状态，生成amol C。下列说法不正确的是（ ）
A．起始时和达到平衡状态时容器中的压强比为1:1
B．物质A、B的转化率之比一定是1:2
C．达到平衡状态时A的物质的量为
D．当时，可断定反应达到平衡状态
9．固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g) zC(g)，图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是
A．该反应可表示为2A(g)＋B(g) C(g) ΔH<0
B．T ℃时该反应的平衡常数K＝6.25
C．当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25
10．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2（g）⇌N2O4（g）（正反应为放热反应）。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭容器中，反应物物质的量随时间变化关系如图所示，则下列说法错误的是（ ）
A．前10 min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2）=0.02 mol·L-1•min-1
B．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因可以是向容器中添加NO2（g）
C．若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是添加N2O4（g）
D．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点成是b和d
11．在一密闭容器中，反应：aX(g)+bY(g)cZ(g)达到平衡时测得平衡常数为K1；保持温度不 变，将容器体积减小一半，当达到新平衡后，测得Y的浓度为原来的1.6倍，平衡常数为K2，则
A．平衡向正反应方向移动，K2>K1
B．新平衡时Y的浓度增大，平衡向逆反应方向移动K1>K2
C．新平衡时，Z的浓度大于原平衡2倍，K1=K2
D．反应过程中，化学反应速率同等程度增大，K1=K2
12．在一个2L的密闭容器中,发生反应: 2SO3 (g) 2SO2 (g)+ O2 (g) — Q (Q>0)，其中SO3的物质的量随时间变化如图所示，下列判断错误的是
A．0～8min内v(SO3)=0.025mol/(L·min)
B．8min时，v逆(SO2)=2v正(O2)
C．8min时，容器内压强保持不变
D．若8min时将容器压缩为1L，n(SO3)的变化如图中a
13．密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。测得某一时刻SO2、O2、SO3物质的量浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能存在的是( )
A．SO2、O2浓度分别为0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1
B．SO3浓度为0.25 mol·L－1
C．SO3浓度为0.4 mol·L－1
D．SO3、SO2浓度均为0.15 mol·L－1
14．T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1。10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是
A．在10 min时，X的反应速率为0.02 mol·L-1·min-l
B．在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L-1·min-l
C．无法计算该温度下Y的平衡转化率
D．反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快
15．在2 L恒容绝热(不与外界交换能量)容器中进行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反应，按下表数据投料，反应10 s后达到平衡状态，测得体系压强升高，前10s内v(A)= 0.025 mol/(L•s)。下列说法正确的是
A．达平衡时,2v正（A）=v逆(B) B．平衡后，增加D的量,平衡逆向移动
C．到达平衡时，n(B) =0.5 mol D．温度升高，该反应的平衡常数减小
二、计算题（共6题）
16．恒温下，将a mol N2与b mol 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) ＋ 3 H2(g) 2NH3(g)。
（1）若反应某时刻t时，n t (N2) = 13 mol，n t (NH3) = 6 mol，则a =____mol；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH3的含量(体积分数)为25%，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) =______。
17．一定温度下，在1L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g)，发生如下反应：，测得C2H4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。其中T1、T2表示温度，速率方程：v正=k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CH3CH2OH)(k是速率常数，只与温度有关)。
(1)N点：______（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)温度为T1时，测定平衡体系中c(H2O)=0.25 mol·L-1，则______L·mol -1。
18．已知CH4与CO2在一定条件下能发生反应，CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1。在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在温度为753K下发生反应，CO2的平衡转化率如下表所示：
容器
起始物质的量(n)mol
CO2的平衡转化率
CH4
CO2
CO
H2
A
1
1
0
0
50%
B
1
1
2
2
(1)若容器A中反应从开始到平衡所用的时间为t min，则t min内该反应的平均反应速率为：v(CO2)＝___________(用含t的表达式表示)。
(2)温度为753K时该反应的平衡常数K＝________；容器B中的反应起始时将_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)反应达到平衡时，其他条件不变，升高温度，此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。
(4)当容器A、B中的反应均达到平衡时，容器中n(CO)满足的关系：2n(CO)A_____n(CO)B(填“>”、“＝”或“<”)。
19．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键
H-H
C-O
C O
H-O
C-H
E/（kJ.mol-1）
436
343
1076
465
413
由此计算△H1=________kJ.mol-1，已知△H2=-58kJ.mol-1，则△H3=_________kJ.mol-1
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为_____________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为______（填曲线标记字母），其判断理由是__________________。
.
20．以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) △H＝+206.0kJ·mol－1
II：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H＝－129.0kJ·mol－1
（1）一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物发生反应I，一段时间后达到平衡。
容 器
甲
乙
反应物投入量
1molCH4、1molH2O
a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2
经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为__________。
（2）将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的反应速率为______。
②100℃时反应I的平衡常数为____________。
（3）若在恒温恒压容器内进行反应II，下列能说明该反应达到平衡状态的有________（填序号）。
A．有2个H—H键生成的同时有 3个C—H键断裂
B．CO百分含量保持不变
C．容器中混合气体的压强保持不变
D．容器中混合气体的密度保持不变
（4）在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是__________（填序号）。
A．c(H2) 减少 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．n(CH3OH) 增加 D．减小 E．平衡常数K增大
21．在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2 L真空的密闭容器中，每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：
时间s
浓度mol/L
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c(NO2)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120
试填空：
(1)该反应的化学方程式为N2O42NO2，达到平衡时，四氧化二氮的转化率为__________%，表中c2________c3、a______b(填“>”、“<”或“＝”)。
(2) 20 s时四氧化二氮的浓度c1＝________mol/L，在0 s～20 s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为________mol/(L·s)。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是________mol/L。
参考答案
1．B
【详解】
完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲装有SO2和O2各1g，乙装有SO2和O2各2g，乙中的量是甲的2倍，则乙中压强大，增大压强，平衡正移，SO2的转化率的增大，所以乙中SO2的转化率大于甲中SO2的转化率，即a%＜b%，答案选B。
2．B
【详解】
A．设X转化的浓度为x，，则，A项正确；
B．达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B项错误；
C．反应前后气体的体积不等，达到化学平衡状态时，压强不变，C项正确；
D．反应为可逆反应，物质不可能完全转化，若反应向正反应方向进行，则；若反应向逆反应方向进行，则，故有，D项正确；
答案选B。
3．C
【详解】
A．由图可知，氢气和二氧化碳的物质的量的变化量为（0.5-0.2）mol=0.3mol和（1.0-0.9）mol=0.1mol，由质量守恒定律可知氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水的反应为CO2＋3H2 CH3OH＋H2O，故A正确；
B．由图可知，二氧化碳的物质的量的变化量为（1.0-0.9）mol=0.1mol，由反应方程式可知，甲醇的物质的量的变化量为0.1mol，则甲醇的平均反应速率为 mol·L－1·min－1，故B正确；
C．由图可知，0~3 min时二氧化碳的物质的量的变化量为（1.0-0.9）mol=0.1mol，10 min时甲醇的物质的量为0.1mol，由反应方程式可知，甲醇的物质的量的变化量为0.1mol可知，3 min时反应达到平衡，则在3~10 min内，反应达到平衡状态，故C错误；
D．由反应方程式可知，该反应是一个气体体积减小的反应，若10 min时，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2相当于增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气和二氧化碳的转化率增大，故D正确；
故选C。
4．C
【详解】
A.反应的平衡常数为生成物的幂指数积与反应物的幂指数积的比值，则二氧化硫催化氧化反应的平衡常数为，故A错误；
B.二氧化硫催化氧化反应是一个气体体积减小的放热反应，高温条件下，平衡向逆反应方向移动，不利于三氧化硫的生成，工业上选择适宜的温度和高压条件进行生产，故B错误；
C.由表格数据可知，8min时，O2的物质的量变化量为(0.060—0.016)mol=0.044mol，由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知，SO3的物质的量为0.088mol，8min时SO3的物质的量和10min时SO3的物质的量相等，说明反应已达到平衡，则衡状态时，c(SO2)= =0.006mol·L-1，故C正确；
D. 0~4min时，SO2的物质的量变化量为(0.100—0.056)mol=0.044mol，由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知，O2的物质的量变化量为=0.022mol，则用O2表示的平均反应速率为=2.75×10-3mol·L-1·min-1，故D错误；
故选C。
5．D
【详解】
A. 该反应在容积不变的密闭容器中进行，根据质量守恒定律可知，气体的质量保持不变，故混合气体的密度不变，A判断不正确；
B. 其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，因为该反应是可逆反应，Y的转化率也不可能达到100%，故不可能得到4molZ，B判断不正确；
C. 6min时，X的转化率为70%，由于投料之比等于化学计量数之比，则Y的转化率也是70%，Y的变化量为1.4mol，容器中剩余Y0.6mol，C判断不正确；
D. 由表中数据可知，反应在5min时已达平衡状态，则反应在5.5min时，正反应速率等于逆反应速率，由于X和Z的化学计量数相同，则，D判断正确；
本题选D。
6．C
【详解】
A．由题图可知，6min时反应达到了一定的反应限度，但反应没有停止，而是始终在进行，A错误；
B．达到平衡时，X的物质的量浓度减少了0.85mol/L，由于体积未知，无法确定X的物质的量的减少量，B错误；
C．由于X、Z的化学计量数均为1，故当达到平衡时Z的浓度增加了0.85mol/L，C正确；
D．若降低温度，则v正、v逆均减小，D错误；
故选C。
7．B
【详解】
A．只有当SO3完全转化为反应物时，SO2和O2的浓度才为0.8mol、0.4mol，但反应为可逆反应，所以SO2的浓度应小于0.8mol，O2的浓度应小于0.4mol，A错误；
B．当SO3发生0.1mol/L的转化时，SO2的浓度为0.5mol/L，B正确；
C．只有当反应物全部转化为生成物时，SO3的浓度才为0.8mol/L，C错误；
D．反应物、生成物的浓度不可能同时减小，应该是一个减小，另一个定增大，D错误；
故选B。
【点睛】
对于进行到某一阶段的可逆反应，反应可能正向进行，也可能逆向进行，但不管如何进行，反应物都不可能全部转化为生成物，生成物也不可能全部转化为反应物。
8．D
【详解】
A．反应在恒温、恒压条件下进行，所以起始时和达到平衡状态时容器中的压强比为1：1，故A正确；
B．A和B的起始量都是1 mol，所以A、B的转化率之比等于参加反应的物质的量之比，根据反应的化学方程式可知，物质A、B的转化率之比一定是1：2，故B正确；
C．由化学方程式可知，生成a mol C时，消耗，则达到平衡状态时A的物质的量为，故C正确；
D．根据化学方程式可知，当时，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故D错误；
故答案选D。
【点睛】
判断化学反应是否达到平衡状态，要从化学平衡的特征角度进行分析，由此衍生出的一些结论也是正确的，分析的时候要注意细节。
9．D
【详解】
A．根据图可知A物质的量减小0.4mol,B物质的量减小0.2mol,A、B均为反应物,C物质的量增加0.2mol,为生成物,根据变化的物质的量之比等于反应中计量数之比,写出化学方程式为2A(g)+B(g)⇌C(g)，根据图Ⅱ可知,温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,所以热化学方程式为：2A(g)+B(g)⇌C(g) △H＞0，故A错误；
B．图I中5min时达到化学平衡,平衡浓度分别为c(A)==0.2mol/L，c(B)= =0.1mol/L、c(C)= =0.1mol/L，则K==25，故B错误；
C．由ρ=可知，m不变，V不变，则ρ是定值，因此当容器中气体密度不再变化时，该反应不一定达到平衡状，故C错误；
D．图I中5min时，C的体积分数为=0.25，充入0.4 mol C，虽平衡逆向移动，但C的体积分数增大，故D正确；
答案选D。
10．A
【分析】
根据题中2NO2（g）⇌N2O4（g）可知，本题考查化学反应速率和化学平衡，运用化学反应速率计算公式和勒夏特列原理分析。
【详解】
由图可知0﹣10 min平衡状态时，X曲线Δc=（0.6﹣0.2）mol·L-1=0.4 mol·L-1，Y曲线Δc=（0.6﹣0.4）mol·L-1=0.2 mol·L-1，X曲线浓度变化量是Y曲线浓度变化量的2倍，则X曲线表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y曲线表示N2O4浓度随时间的变化曲线；反应时NO2浓度增大，N2O4浓度减小，说明反应逆向进行；
A.前10 min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2）===0.04 mol·L-1•min-1，故A错误；
B.反应进行至25 min时，c（NO2）增大、c（N2O4）不变，所以改变的条件可能是向容器中添加NO2（g），故B正确；
C.若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以增大生成物平衡逆向移动来实现，故C正确；
D.如果各物质的浓度不变时，该可逆反应达到平衡状态，根据图知，b、d点各物质浓度不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选A。
11．C
【解析】
【分析】
保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+b>c+d，据此解答。
【详解】
保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+b＜c+d，
A．平衡向正反应方向移动，温度不变K值不变，K2=K1，选项A错误；B．新平衡时Y的浓度为原来的1.6倍，浓度增大，平衡向正反应方向移动，温度不变则K1=K2，选项B错误；C．新平衡时，平衡正向移动，体积为原来的一半但Z的物质的量增大，浓度大于原平衡的2倍，K1=K2，选项C正确；D．反应过程中，化学反应速率均增大，未达平衡前正反应速率大于逆反应速率， K1=K2，选项D错误；答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡移动的影响，题目难度不大，本题注意用假定法判断，如果平衡不移动，则达到平衡时Y的浓度为原来的2倍，根据实际Y的浓度，判断平衡移动。
12．D
【详解】
A、0～8 min内v（SO3）==0.025mol/（L•min），选项A正确；
B、8min时，n(SO3)不再变化，说明反应已达平衡，v逆(SO2)= v正(SO2)=2v正(O2)，选项B正确；
C、8min时，n(SO3)不再变化，说明各组分浓度不再变化，容器内压强保持不变，选项C正确；
D、若8min时压缩容器体积时，平衡向气体体积减小的逆向移动，但纵坐标是指物质的量，不是浓度，SO3的变化曲线应为逐变不可突变，选项D错误；
答案选D。
【点睛】
本题考查了化学反应速率的求算、平衡常数、平衡状态的判断、平衡移动的图象分析，明确概念是解题的关键。
13．B
【分析】
化学平衡研究的对象为可逆反应．化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【详解】
A．SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L，因可逆反应，实际变化应小于该值，所以SO2小于 0.4mol/L，O2小于0.2mol/L，A错误；
B．如果反应向正反应方向进行，消耗SO2为0.05mol/L，O2为0.025mol/L，平衡时SO3为0.25mol/L，B正确；
C．SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L，实际变化小于该值，C错误；
D．SO3、SO2浓度均为0.15 mol·L－1，硫元素不守恒，D错误；
答案选B。
【点睛】
本题考查了化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，题目难度不大。
14．B
【详解】
A. 化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不能表示瞬时速率，故无法计算在10 min时X的反应速率，故A错误；
B. 10 min后达到平衡时，放出热量N kJ，设Y的物质的量减少了a mol，则根据反应方程式有：
2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1
1mol MkJ
amol NkJ
得a=mol，则v（Y）= = = mol·L-1·min-l，故B正确；
C. 10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，根据反应方程式可知，此时消耗Y的物质的量是0.1mol，则Y的平衡转化率为：×100%=10%，故C错误；
D. 反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，但因容器恒容，故反应物的浓度不变，反应速率不变，故D错误；
答案选B。
15．D
【解析】起始时D的物质的量为0，则反应2A （g）+B（g）⇌2C（g）+D（s）只能向正反应进行建立平衡，正反应是气体体积减小的反应，又容器的体积不变，而平衡时压强增大，说明在绝热条件下，混合气体的温度升高了，则该反应的正反应为放热反应。
A．平衡时正逆反应速率相等，且反应速率之比是相应的化学计量数之比，所以根据方程式可知v正（A）＝2v逆(B)，A错误；B．D为固体，平衡时增加D，平衡不发生移动，B错误；C．前10s内v（A）=0.025mol/（L•s），则前10s内v（B）=0.0125mol/（L•s），平衡时消耗B的物质的量为：0.0125mol/（L•s）×10s×2L=0.25mol，所以平衡时B的物质的量为：1mol-0.25mol=0.75mol，C错误；D．该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，则该反应的平衡常数会减小，D正确；答案选D。
点睛：本题考查了化学平衡及其影响因素，根据题干数据正确判断该反应为放热反应为解答关键，注意熟练掌握影响化学平衡的因素，选项B是易错点，注意D的状态。
16．16 mol 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2
【分析】
（1）根据化学方程式计算a值；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，根据NH3的含量(体积分数)为25%计算氨气的物质的量；
（3）利用差量法计算原混合气体的物质的量；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol；
（5）利用“三段式”计算N2和H2的转化率之比；
（6）根据“三段式”判断平衡混合气体中各气体的物质的量比；
【详解】
（1）根据N2 (g)＋ 3H2(g)2NH3(g)反应可推知：反应某时刻t时，n (NH3) = 6 mol，则消耗n (N2) =3 mol，开始加入n (N2)= 13mol+ 3mol =16mol；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，NH3的含量(体积分数)为25%，所以氨气的物质的量是32mol×25%=8mol；
（3）设反应后气体物质的量减少n；
n=8mol；所以原混合气体的物质的量是32mol+8mol=40mol，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40:32=5:4；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol，所以b=40mol-16mol=24mol；a∶b =16:24=2:3；
（5）
N2的转化率为，H2的转化率为，所以α(N2)∶α(H2)=1:2；
（5）根据
平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =12:12:8=3:3:2。
17．＞ 16.00
【分析】
根据速率方程以及化学平衡常数的表达式进行计算。
【详解】
(1)反应达到平衡时，υ正=υ逆，即k正·c(C2H4)·c(H2O)=k逆·c(CH3CH2OH)可得平衡常数K=，N点正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，则＞；
(2)温度为T1时，C2H4(g)的平衡转化率为80%，设C2H4的起始浓度为c mol/L，平衡时c(C2H4)=0.2c mol·L−1，c(CH3CH2OH)=0.80c mol·L−1，已知c(H2O)=0.25mol·L−1，则K==。
18．
mol·L-1·min-1 1 逆向 ＞ ＞
【分析】
(1)α=×100%，计算出△n(CO2)，再根据v(CO2)=计算；
(2)根据三段式结合平衡常数K=计算；根据Qc与K的关系判断平衡移动的方向，Qc＞K，平衡逆移，Qc＜K，平衡正移，Qc=K，平衡不移动；
(3)反应的△H＞0，正反应为吸热反应，结合温度对平衡移动的影响分析判断；
(4)结合等效平衡的原理分析判断。
【详解】
(1)△n(CO2)=1mol×50%=0.5mol，v(CO2)==== mol/(L•min)，故答案为：mol/(L•min)；
(2)
平衡常数K===1；容器B中的反应起始时Qc==4＞K=1，平衡逆向移动，故答案为：1；逆向；
(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1，△H＞0，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，正＞逆，故答案为：＞；
(4)实验B相对于实验A相当于增大压强为A的2倍，平衡逆移，故2n(CO)A＞n(CO)B，故答案为：＞。
【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意找到B容器与A容器的联系，结合平衡移动的原理分析判断。
19．-99 +41 a 反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小
【详解】
(1)反应热=反应物总键能−生成物总键能，故△H1=1076kJ/mol+2×436kJ/mol −(3×413+343+465)kJ/mol=−99 kJ/mol；
根据盖斯定律：反应②−反应①=反应③，故△H3=△H2−△H1=−58 kJ/mol −(−99 kJ/mol)=+41 kJ/mol，
故答案为：−99；+41；
(2)反应①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数表达式；
反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，
故答案为：；a；反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；
20．0.2＜b≤1 0.03mol·L－1·min－1 2.25×10—2 BD CD
【详解】
(1)设反应的甲烷的物质的量为x，
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始（mol）1 1 0 0
反应（mol）x x x 3x
平衡（mol）1-x 1-x x 3x
平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，即物质的量为开始时的1.2倍，则（1mol-x）+（1mol-x）+x+3x=（1 mol +1 mol）×1.2，解得x=0.2mol；若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，即甲乙等效，由于该反应前后气体的物质的量不等，在等温等体积时，需要转换到方程式一边，物质的量分别相等，则b的最大值为1mol，起始时要维持化学反应向逆反应方向进行，则b要大于0.2mol，因此0.2＜b≤1，故答案为：0.2＜b≤1；
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，由图象可知100℃甲烷转化率为50%，故参加反应的甲烷为1mol×50%=0.5mol，则：
CH4 （g）+H2O （g）CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol）：1.0 2.0 0 0
变化量（mol）：0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量（mol）：0.5 1.5 0.5 1.5
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率==0.03 mol•L-1•min-1，
②100℃时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，平衡常数K==2.25×10-2；
（3）A、有2个H - H键生成的同时有3个C - H键断裂，只说明逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态；
B、CO百分含量保持不变，证明各组分不再变化，该反应已经达到了化学平衡状态；
C、该容器为恒温恒压容器，混合气体的压强始终不变，容器中混合气体的压强不变化不能说明反应是否达到了平衡状态；
D、该反应的正反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒压容器中建立平衡时气体体积减小，混合气体质量守恒，混合气体密度增大，所以容器中混合气体的密度保持不变说明达到平衡状态；
答案选BD；
（4）A．平衡后将容器的容积压缩到原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，生成物的浓度增大，由于平衡常数不变，结合平衡常数可知，平衡时反应物各组分的浓度都增大，选项A错误；
B．压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大更多，选项B错误；
C．压强增大，平衡向正反应方向移动，CH3OH 的物质的量增加，选项C正确；
D．压强增大，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡减小，选项D正确；
E．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，选项E错误。
答案选CD。
21．60 > ＝ 0.070 0.001 5 0.200
【解析】
【详解】
(1)60s时，反应N2O42NO2达到平衡，此时a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-×0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的转化率为，40s时，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)×2=0.100mol/L，所以c2＞c3，表中数据可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故从60s开始反应已达平衡，故a=b=c3=0.040mol/L；
(2) 20s时，c1=0.100mol/L-×0.060mol/L=0.070mol/L，在时间段内，v(NO2)=，v(N2O4)=v(NO2)==；
(3) 恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.100mol/L，由N2O4（g）2NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.100mol/L=0.200mol/L。
基于化学平衡的有关计算
一、单选题（共15题）
1．完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲中装有SO2、O2各1 g，乙中装有SO2、O2各2 g，在同一温度下反应，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达平衡后，甲中SO2的转化率为a%，乙中SO2的转化率为b%，则( )
A．a%＞b% B．a%＜b% C．a%＝b% D．无法判断
2．一定条件下，容积固定的密闭容器中，对于可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、、（均不为零），达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度分别为、、，则下列判断不合理的是（ ）
A．
B．达到化学平衡状态时，Y和Z的生成速率之比为2：3
C．达到化学平衡状态时，容器内的压强不再变化
D．的取值范围为
3．180℃时，将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。下列说法中不正确的是
A．该反应的化学方程式：
B．在0~3 min内，CH3OH的平均反应速率为
C．在3~10 min内，反应仍未达到平衡状态
D．10 min时，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2，可提高H2和CO2的转化率
4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0是硫酸制造工业的基本反应。将2.0L密闭反应器置于常压下某恒温环境中，反应的部分数据如下表所示。下列说法正确的是
n/mol
t/min
n(SO2)
n(O2)
n(SO3)
0
0.100
0.060
0
4
0.056
8
0.016
10
0.088
A．该反应的平衡常数K=
B．工业上应选择高温高压条件进行生产
C．平衡状态时，c(SO2)=0.006mol·L-1
D．0~4min用O2表示的平均反应速率为5.5×10-3mol·L-1·min-1
5．已知反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，某研究小组将4moX和2molY置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时间内X的转化率，得到的数据如表所示，下列判断正确的是
t/min
2
4.5
5
6
X的转化率
30%
40%
70%
70%
A．随着反应的进行，混合气体的密度不断增大
B．其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，则可得到4molZ
C．6min时，容器中剩余1.4molY
D．反应在5.5min时，
6．对于反应，在某温度时X的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关该反应的描述正确的是（ ）
A．6min后，反应停止
B．当达到平衡时，X的物质的量减少了0.85mol
C．当达到平衡时，Z的浓度增加了0.85
D．若降低温度，则v正减小，v逆增大
7．在一密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4、0.2、0.4，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）
A． SO2的浓度为0.8，O2为0.4 B． SO2的浓度为0.5
C． SO3的浓度为0.8 D． SO2、SO3的浓度一定均为0.3
8．恒温、恒压条件下，1 mol A和1 mol B在一个容积可变的容器中发生反应，一段时间后达到平衡状态，生成amol C。下列说法不正确的是（ ）
A．起始时和达到平衡状态时容器中的压强比为1:1
B．物质A、B的转化率之比一定是1:2
C．达到平衡状态时A的物质的量为
D．当时，可断定反应达到平衡状态
9．固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g) zC(g)，图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是
A．该反应可表示为2A(g)＋B(g) C(g) ΔH<0
B．T ℃时该反应的平衡常数K＝6.25
C．当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25
10．已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2（g）⇌N2O4（g）（正反应为放热反应）。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭容器中，反应物物质的量随时间变化关系如图所示，则下列说法错误的是（ ）
A．前10 min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2）=0.02 mol·L-1•min-1
B．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因可以是向容器中添加NO2（g）
C．若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是添加N2O4（g）
D．a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点成是b和d
11．在一密闭容器中，反应：aX(g)+bY(g)cZ(g)达到平衡时测得平衡常数为K1；保持温度不 变，将容器体积减小一半，当达到新平衡后，测得Y的浓度为原来的1.6倍，平衡常数为K2，则
A．平衡向正反应方向移动，K2>K1
B．新平衡时Y的浓度增大，平衡向逆反应方向移动K1>K2
C．新平衡时，Z的浓度大于原平衡2倍，K1=K2
D．反应过程中，化学反应速率同等程度增大，K1=K2
12．在一个2L的密闭容器中,发生反应: 2SO3 (g) 2SO2 (g)+ O2 (g) — Q (Q>0)，其中SO3的物质的量随时间变化如图所示，下列判断错误的是
A．0～8min内v(SO3)=0.025mol/(L·min)
B．8min时，v逆(SO2)=2v正(O2)
C．8min时，容器内压强保持不变
D．若8min时将容器压缩为1L，n(SO3)的变化如图中a
13．密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。测得某一时刻SO2、O2、SO3物质的量浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到平衡时，下列数据可能存在的是( )
A．SO2、O2浓度分别为0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1
B．SO3浓度为0.25 mol·L－1
C．SO3浓度为0.4 mol·L－1
D．SO3、SO2浓度均为0.15 mol·L－1
14．T℃，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1。10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是
A．在10 min时，X的反应速率为0.02 mol·L-1·min-l
B．在0～10 min内，Y的反应速率为 mol·L-1·min-l
C．无法计算该温度下Y的平衡转化率
D．反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快
15．在2 L恒容绝热(不与外界交换能量)容器中进行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反应，按下表数据投料，反应10 s后达到平衡状态，测得体系压强升高，前10s内v(A)= 0.025 mol/(L•s)。下列说法正确的是
A．达平衡时,2v正（A）=v逆(B) B．平衡后，增加D的量,平衡逆向移动
C．到达平衡时，n(B) =0.5 mol D．温度升高，该反应的平衡常数减小
二、计算题（共6题）
16．恒温下，将a mol N2与b mol 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) ＋ 3 H2(g) 2NH3(g)。
（1）若反应某时刻t时，n t (N2) = 13 mol，n t (NH3) = 6 mol，则a =____mol；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH3的含量(体积分数)为25%，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) =______。
17．一定温度下，在1L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g)，发生如下反应：，测得C2H4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。其中T1、T2表示温度，速率方程：v正=k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CH3CH2OH)(k是速率常数，只与温度有关)。
(1)N点：______（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)温度为T1时，测定平衡体系中c(H2O)=0.25 mol·L-1，则______L·mol -1。
18．已知CH4与CO2在一定条件下能发生反应，CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1。在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在温度为753K下发生反应，CO2的平衡转化率如下表所示：
容器
起始物质的量(n)mol
CO2的平衡转化率
CH4
CO2
CO
H2
A
1
1
0
0
50%
B
1
1
2
2
(1)若容器A中反应从开始到平衡所用的时间为t min，则t min内该反应的平均反应速率为：v(CO2)＝___________(用含t的表达式表示)。
(2)温度为753K时该反应的平衡常数K＝________；容器B中的反应起始时将_________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)反应达到平衡时，其他条件不变，升高温度，此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。
(4)当容器A、B中的反应均达到平衡时，容器中n(CO)满足的关系：2n(CO)A_____n(CO)B(填“>”、“＝”或“<”)。
19．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键
H-H
C-O
C O
H-O
C-H
E/（kJ.mol-1）
436
343
1076
465
413
由此计算△H1=________kJ.mol-1，已知△H2=-58kJ.mol-1，则△H3=_________kJ.mol-1
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为_____________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为______（填曲线标记字母），其判断理由是__________________。
.
20．以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) △H＝+206.0kJ·mol－1
II：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H＝－129.0kJ·mol－1
（1）一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物发生反应I，一段时间后达到平衡。
容 器
甲
乙
反应物投入量
1molCH4、1molH2O
a molCH4、a molH2O、b molCO、c molH2
经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为__________。
（2）将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的反应速率为______。
②100℃时反应I的平衡常数为____________。
（3）若在恒温恒压容器内进行反应II，下列能说明该反应达到平衡状态的有________（填序号）。
A．有2个H—H键生成的同时有 3个C—H键断裂
B．CO百分含量保持不变
C．容器中混合气体的压强保持不变
D．容器中混合气体的密度保持不变
（4）在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，将amol CO与3amol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是__________（填序号）。
A．c(H2) 减少 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．n(CH3OH) 增加 D．减小 E．平衡常数K增大
21．在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2 L真空的密闭容器中，每隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：
时间s
浓度mol/L
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.100
c1
0.050
c3
a
b
c(NO2)
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
0.120
试填空：
(1)该反应的化学方程式为N2O42NO2，达到平衡时，四氧化二氮的转化率为__________%，表中c2________c3、a______b(填“>”、“<”或“＝”)。
(2) 20 s时四氧化二氮的浓度c1＝________mol/L，在0 s～20 s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为________mol/(L·s)。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是________mol/L。
参考答案
1．B
【详解】
完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲装有SO2和O2各1g，乙装有SO2和O2各2g，乙中的量是甲的2倍，则乙中压强大，增大压强，平衡正移，SO2的转化率的增大，所以乙中SO2的转化率大于甲中SO2的转化率，即a%＜b%，答案选B。
2．B
【详解】
A．设X转化的浓度为x，，则，A项正确；
B．达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B项错误；
C．反应前后气体的体积不等，达到化学平衡状态时，压强不变，C项正确；
D．反应为可逆反应，物质不可能完全转化，若反应向正反应方向进行，则；若反应向逆反应方向进行，则，故有，D项正确；
答案选B。
3．C
【详解】
A．由图可知，氢气和二氧化碳的物质的量的变化量为（0.5-0.2）mol=0.3mol和（1.0-0.9）mol=0.1mol，由质量守恒定律可知氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水的反应为CO2＋3H2 CH3OH＋H2O，故A正确；
B．由图可知，二氧化碳的物质的量的变化量为（1.0-0.9）mol=0.1mol，由反应方程式可知，甲醇的物质的量的变化量为0.1mol，则甲醇的平均反应速率为 mol·L－1·min－1，故B正确；
C．由图可知，0~3 min时二氧化碳的物质的量的变化量为（1.0-0.9）mol=0.1mol，10 min时甲醇的物质的量为0.1mol，由反应方程式可知，甲醇的物质的量的变化量为0.1mol可知，3 min时反应达到平衡，则在3~10 min内，反应达到平衡状态，故C错误；
D．由反应方程式可知，该反应是一个气体体积减小的反应，若10 min时，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2相当于增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气和二氧化碳的转化率增大，故D正确；
故选C。
4．C
【详解】
A.反应的平衡常数为生成物的幂指数积与反应物的幂指数积的比值，则二氧化硫催化氧化反应的平衡常数为，故A错误；
B.二氧化硫催化氧化反应是一个气体体积减小的放热反应，高温条件下，平衡向逆反应方向移动，不利于三氧化硫的生成，工业上选择适宜的温度和高压条件进行生产，故B错误；
C.由表格数据可知，8min时，O2的物质的量变化量为(0.060—0.016)mol=0.044mol，由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知，SO3的物质的量为0.088mol，8min时SO3的物质的量和10min时SO3的物质的量相等，说明反应已达到平衡，则衡状态时，c(SO2)= =0.006mol·L-1，故C正确；
D. 0~4min时，SO2的物质的量变化量为(0.100—0.056)mol=0.044mol，由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知，O2的物质的量变化量为=0.022mol，则用O2表示的平均反应速率为=2.75×10-3mol·L-1·min-1，故D错误；
故选C。
5．D
【详解】
A. 该反应在容积不变的密闭容器中进行，根据质量守恒定律可知，气体的质量保持不变，故混合气体的密度不变，A判断不正确；
B. 其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，因为该反应是可逆反应，Y的转化率也不可能达到100%，故不可能得到4molZ，B判断不正确；
C. 6min时，X的转化率为70%，由于投料之比等于化学计量数之比，则Y的转化率也是70%，Y的变化量为1.4mol，容器中剩余Y0.6mol，C判断不正确；
D. 由表中数据可知，反应在5min时已达平衡状态，则反应在5.5min时，正反应速率等于逆反应速率，由于X和Z的化学计量数相同，则，D判断正确；
本题选D。
6．C
【详解】
A．由题图可知，6min时反应达到了一定的反应限度，但反应没有停止，而是始终在进行，A错误；
B．达到平衡时，X的物质的量浓度减少了0.85mol/L，由于体积未知，无法确定X的物质的量的减少量，B错误；
C．由于X、Z的化学计量数均为1，故当达到平衡时Z的浓度增加了0.85mol/L，C正确；
D．若降低温度，则v正、v逆均减小，D错误；
故选C。
7．B
【详解】
A．只有当SO3完全转化为反应物时，SO2和O2的浓度才为0.8mol、0.4mol，但反应为可逆反应，所以SO2的浓度应小于0.8mol，O2的浓度应小于0.4mol，A错误；
B．当SO3发生0.1mol/L的转化时，SO2的浓度为0.5mol/L，B正确；
C．只有当反应物全部转化为生成物时，SO3的浓度才为0.8mol/L，C错误；
D．反应物、生成物的浓度不可能同时减小，应该是一个减小，另一个定增大，D错误；
故选B。
【点睛】
对于进行到某一阶段的可逆反应，反应可能正向进行，也可能逆向进行，但不管如何进行，反应物都不可能全部转化为生成物，生成物也不可能全部转化为反应物。
8．D
【详解】
A．反应在恒温、恒压条件下进行，所以起始时和达到平衡状态时容器中的压强比为1：1，故A正确；
B．A和B的起始量都是1 mol，所以A、B的转化率之比等于参加反应的物质的量之比，根据反应的化学方程式可知，物质A、B的转化率之比一定是1：2，故B正确；
C．由化学方程式可知，生成a mol C时，消耗，则达到平衡状态时A的物质的量为，故C正确；
D．根据化学方程式可知，当时，正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故D错误；
故答案选D。
【点睛】
判断化学反应是否达到平衡状态，要从化学平衡的特征角度进行分析，由此衍生出的一些结论也是正确的，分析的时候要注意细节。
9．D
【详解】
A．根据图可知A物质的量减小0.4mol,B物质的量减小0.2mol,A、B均为反应物,C物质的量增加0.2mol,为生成物,根据变化的物质的量之比等于反应中计量数之比,写出化学方程式为2A(g)+B(g)⇌C(g)，根据图Ⅱ可知,温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,所以热化学方程式为：2A(g)+B(g)⇌C(g) △H＞0，故A错误；
B．图I中5min时达到化学平衡,平衡浓度分别为c(A)==0.2mol/L，c(B)= =0.1mol/L、c(C)= =0.1mol/L，则K==25，故B错误；
C．由ρ=可知，m不变，V不变，则ρ是定值，因此当容器中气体密度不再变化时，该反应不一定达到平衡状，故C错误；
D．图I中5min时，C的体积分数为=0.25，充入0.4 mol C，虽平衡逆向移动，但C的体积分数增大，故D正确；
答案选D。
10．A
【分析】
根据题中2NO2（g）⇌N2O4（g）可知，本题考查化学反应速率和化学平衡，运用化学反应速率计算公式和勒夏特列原理分析。
【详解】
由图可知0﹣10 min平衡状态时，X曲线Δc=（0.6﹣0.2）mol·L-1=0.4 mol·L-1，Y曲线Δc=（0.6﹣0.4）mol·L-1=0.2 mol·L-1，X曲线浓度变化量是Y曲线浓度变化量的2倍，则X曲线表示NO2浓度随时间的变化曲线，Y曲线表示N2O4浓度随时间的变化曲线；反应时NO2浓度增大，N2O4浓度减小，说明反应逆向进行；
A.前10 min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2）===0.04 mol·L-1•min-1，故A错误；
B.反应进行至25 min时，c（NO2）增大、c（N2O4）不变，所以改变的条件可能是向容器中添加NO2（g），故B正确；
C.若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以增大生成物平衡逆向移动来实现，故C正确；
D.如果各物质的浓度不变时，该可逆反应达到平衡状态，根据图知，b、d点各物质浓度不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选A。
11．C
【解析】
【分析】
保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+b>c+d，据此解答。
【详解】
保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+b＜c+d，
A．平衡向正反应方向移动，温度不变K值不变，K2=K1，选项A错误；B．新平衡时Y的浓度为原来的1.6倍，浓度增大，平衡向正反应方向移动，温度不变则K1=K2，选项B错误；C．新平衡时，平衡正向移动，体积为原来的一半但Z的物质的量增大，浓度大于原平衡的2倍，K1=K2，选项C正确；D．反应过程中，化学反应速率均增大，未达平衡前正反应速率大于逆反应速率， K1=K2，选项D错误；答案选C。
【点睛】
本题考查化学平衡移动的影响，题目难度不大，本题注意用假定法判断，如果平衡不移动，则达到平衡时Y的浓度为原来的2倍，根据实际Y的浓度，判断平衡移动。
12．D
【详解】
A、0～8 min内v（SO3）==0.025mol/（L•min），选项A正确；
B、8min时，n(SO3)不再变化，说明反应已达平衡，v逆(SO2)= v正(SO2)=2v正(O2)，选项B正确；
C、8min时，n(SO3)不再变化，说明各组分浓度不再变化，容器内压强保持不变，选项C正确；
D、若8min时压缩容器体积时，平衡向气体体积减小的逆向移动，但纵坐标是指物质的量，不是浓度，SO3的变化曲线应为逐变不可突变，选项D错误；
答案选D。
【点睛】
本题考查了化学反应速率的求算、平衡常数、平衡状态的判断、平衡移动的图象分析，明确概念是解题的关键。
13．B
【分析】
化学平衡研究的对象为可逆反应．化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【详解】
A．SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L，因可逆反应，实际变化应小于该值，所以SO2小于 0.4mol/L，O2小于0.2mol/L，A错误；
B．如果反应向正反应方向进行，消耗SO2为0.05mol/L，O2为0.025mol/L，平衡时SO3为0.25mol/L，B正确；
C．SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L，实际变化小于该值，C错误；
D．SO3、SO2浓度均为0.15 mol·L－1，硫元素不守恒，D错误；
答案选B。
【点睛】
本题考查了化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，题目难度不大。
14．B
【详解】
A. 化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不能表示瞬时速率，故无法计算在10 min时X的反应速率，故A错误；
B. 10 min后达到平衡时，放出热量N kJ，设Y的物质的量减少了a mol，则根据反应方程式有：
2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1
1mol MkJ
amol NkJ
得a=mol，则v（Y）= = = mol·L-1·min-l，故B正确；
C. 10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，根据反应方程式可知，此时消耗Y的物质的量是0.1mol，则Y的平衡转化率为：×100%=10%，故C错误；
D. 反应达平衡后，保持T℃，通入稀有气体增加压强，但因容器恒容，故反应物的浓度不变，反应速率不变，故D错误；
答案选B。
15．D
【解析】起始时D的物质的量为0，则反应2A （g）+B（g）⇌2C（g）+D（s）只能向正反应进行建立平衡，正反应是气体体积减小的反应，又容器的体积不变，而平衡时压强增大，说明在绝热条件下，混合气体的温度升高了，则该反应的正反应为放热反应。
A．平衡时正逆反应速率相等，且反应速率之比是相应的化学计量数之比，所以根据方程式可知v正（A）＝2v逆(B)，A错误；B．D为固体，平衡时增加D，平衡不发生移动，B错误；C．前10s内v（A）=0.025mol/（L•s），则前10s内v（B）=0.0125mol/（L•s），平衡时消耗B的物质的量为：0.0125mol/（L•s）×10s×2L=0.25mol，所以平衡时B的物质的量为：1mol-0.25mol=0.75mol，C错误；D．该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，则该反应的平衡常数会减小，D正确；答案选D。
点睛：本题考查了化学平衡及其影响因素，根据题干数据正确判断该反应为放热反应为解答关键，注意熟练掌握影响化学平衡的因素，选项B是易错点，注意D的状态。
16．16 mol 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2
【分析】
（1）根据化学方程式计算a值；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，根据NH3的含量(体积分数)为25%计算氨气的物质的量；
（3）利用差量法计算原混合气体的物质的量；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol；
（5）利用“三段式”计算N2和H2的转化率之比；
（6）根据“三段式”判断平衡混合气体中各气体的物质的量比；
【详解】
（1）根据N2 (g)＋ 3H2(g)2NH3(g)反应可推知：反应某时刻t时，n (NH3) = 6 mol，则消耗n (N2) =3 mol，开始加入n (N2)= 13mol+ 3mol =16mol；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，NH3的含量(体积分数)为25%，所以氨气的物质的量是32mol×25%=8mol；
（3）设反应后气体物质的量减少n；
n=8mol；所以原混合气体的物质的量是32mol+8mol=40mol，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40:32=5:4；
（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol，所以b=40mol-16mol=24mol；a∶b =16:24=2:3；
（5）
N2的转化率为，H2的转化率为，所以α(N2)∶α(H2)=1:2；
（5）根据
平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =12:12:8=3:3:2。
17．＞ 16.00
【分析】
根据速率方程以及化学平衡常数的表达式进行计算。
【详解】
(1)反应达到平衡时，υ正=υ逆，即k正·c(C2H4)·c(H2O)=k逆·c(CH3CH2OH)可得平衡常数K=，N点正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，则＞；
(2)温度为T1时，C2H4(g)的平衡转化率为80%，设C2H4的起始浓度为c mol/L，平衡时c(C2H4)=0.2c mol·L−1，c(CH3CH2OH)=0.80c mol·L−1，已知c(H2O)=0.25mol·L−1，则K==。
18．
mol·L-1·min-1 1 逆向 ＞ ＞
【分析】
(1)α=×100%，计算出△n(CO2)，再根据v(CO2)=计算；
(2)根据三段式结合平衡常数K=计算；根据Qc与K的关系判断平衡移动的方向，Qc＞K，平衡逆移，Qc＜K，平衡正移，Qc=K，平衡不移动；
(3)反应的△H＞0，正反应为吸热反应，结合温度对平衡移动的影响分析判断；
(4)结合等效平衡的原理分析判断。
【详解】
(1)△n(CO2)=1mol×50%=0.5mol，v(CO2)==== mol/(L•min)，故答案为：mol/(L•min)；
(2)
平衡常数K===1；容器B中的反应起始时Qc==4＞K=1，平衡逆向移动，故答案为：1；逆向；
(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1，△H＞0，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，正＞逆，故答案为：＞；
(4)实验B相对于实验A相当于增大压强为A的2倍，平衡逆移，故2n(CO)A＞n(CO)B，故答案为：＞。
【点睛】
本题的易错点为(4)，要注意找到B容器与A容器的联系，结合平衡移动的原理分析判断。
19．-99 +41 a 反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小
【详解】
(1)反应热=反应物总键能−生成物总键能，故△H1=1076kJ/mol+2×436kJ/mol −(3×413+343+465)kJ/mol=−99 kJ/mol；
根据盖斯定律：反应②−反应①=反应③，故△H3=△H2−△H1=−58 kJ/mol −(−99 kJ/mol)=+41 kJ/mol，
故答案为：−99；+41；
(2)反应①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数表达式；
反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，
故答案为：；a；反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；
20．0.2＜b≤1 0.03mol·L－1·min－1 2.25×10—2 BD CD
【详解】
(1)设反应的甲烷的物质的量为x，
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始（mol）1 1 0 0
反应（mol）x x x 3x
平衡（mol）1-x 1-x x 3x
平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，即物质的量为开始时的1.2倍，则（1mol-x）+（1mol-x）+x+3x=（1 mol +1 mol）×1.2，解得x=0.2mol；若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，即甲乙等效，由于该反应前后气体的物质的量不等，在等温等体积时，需要转换到方程式一边，物质的量分别相等，则b的最大值为1mol，起始时要维持化学反应向逆反应方向进行，则b要大于0.2mol，因此0.2＜b≤1，故答案为：0.2＜b≤1；
（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，由图象可知100℃甲烷转化率为50%，故参加反应的甲烷为1mol×50%=0.5mol，则：
CH4 （g）+H2O （g）CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol）：1.0 2.0 0 0
变化量（mol）：0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量（mol）：0.5 1.5 0.5 1.5
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率==0.03 mol•L-1•min-1，
②100℃时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，平衡常数K==2.25×10-2；
（3）A、有2个H - H键生成的同时有3个C - H键断裂，只说明逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态；
B、CO百分含量保持不变，证明各组分不再变化，该反应已经达到了化学平衡状态；
C、该容器为恒温恒压容器，混合气体的压强始终不变，容器中混合气体的压强不变化不能说明反应是否达到了平衡状态；
D、该反应的正反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒压容器中建立平衡时气体体积减小，混合气体质量守恒，混合气体密度增大，所以容器中混合气体的密度保持不变说明达到平衡状态；
答案选BD；
（4）A．平衡后将容器的容积压缩到原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，生成物的浓度增大，由于平衡常数不变，结合平衡常数可知，平衡时反应物各组分的浓度都增大，选项A错误；
B．压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大更多，选项B错误；
C．压强增大，平衡向正反应方向移动，CH3OH 的物质的量增加，选项C正确；
D．压强增大，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡减小，选项D正确；
E．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，选项E错误。
答案选CD。
21．60 > ＝ 0.070 0.001 5 0.200
【解析】
【详解】
(1)60s时，反应N2O42NO2达到平衡，此时a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-×0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的转化率为，40s时，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)×2=0.100mol/L，所以c2＞c3，表中数据可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故从60s开始反应已达平衡，故a=b=c3=0.040mol/L；
(2) 20s时，c1=0.100mol/L-×0.060mol/L=0.070mol/L，在时间段内，v(NO2)=，v(N2O4)=v(NO2)==；
(3) 恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.100mol/L，由N2O4（g）2NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=2×0.100mol/L=0.200mol/L。
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