1、课时跟踪检测（六） 化学平衡状态与化学平衡常数1在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：A(g)3B(g)2C(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A体系的压强不再发生变化B3v正(B)2v逆(C)C混合气体密度不再变化D消耗1 mol A的同时生成2 mol C解析：选C该反应是反应容器容积可变的密闭容器，压强始终不变，因此当体系的压强不再发生变化，不能作为判断的平衡标志，故A不符合题意；当2v正(B)3v逆(C)时说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，所以3v正(B)2v逆(C)时正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡，故B不符合题意；密度等于质量除
2、以容器体积，气体质量不变，由于该反应是体积减小的反应，因此容器容积变小，密度变大，当混合气体密度不再变化时，可作为判断平衡的标志，故C符合题意；消耗1 mol A，表示正向反应，同时生成2 mol C，表示正向反应，同一个方向表示的反应，不能作为判断平衡的标志，故D不符合题意。2下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()A在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B根据化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度C化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变解析：选BK与温度有关，温度不同时化学平衡常数不同，故A错误；根据化学平衡常数K可以推断
3、一个可逆反应进行的程度，K越大，正向进行的趋势越大，故B正确；化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强无关，故C错误；当改变反应物的浓度时，如温度不变，则化学平衡常数不变，故D错误。31 000 K时，已知反应Ni(s)H2O(g)NiO(s)H2(g)的平衡常数K0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是()A该反应已达到平衡状态B该反应未达到平衡状态，反应正向进行C该反应未达到平衡状态，反应逆向进行D无法确定该反应是否达到平衡状态解析：选C当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，Q1K，则该反应未达到平衡状态，反应逆向进行，C正确。4已知下列反应的平衡常数
4、：S(s)O2(g)SO2(g)，K1；H2(g)S(s)H2S(g)，K2；则反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是()AK1K2 BK2K1C. D.解析：选C由题干方程式可知，K1，K2，反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数K。5.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是()Ad点 Bb点Cc点 Da点解析：选A由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正、逆反应速率
5、相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。6两个容积均为2 L的密闭容器和中充入NO及CO气体，发生反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H；起始物质的量见表。实验测得两容器不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示，下列说法错误的是()容器起始物质的量NOCO1 mol3 mol6 mol2 molAH0BN点的平衡常数为0.04C若将容器的容积改为1 L，T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%D图中M点所示条件下，再通入CO、N2各2 mol，此时v正(CO)v逆(CO)解析：选C根据图知，恒容条件下升高温度，n(CO2
6、)减小，则平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以H0，A正确；M、N点温度相同，则这两点平衡常数相等，平衡时n(CO2)1 mol，可逆反应2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)起始/(molL1) 3 1 0 0变化/(molL1) 0.5 0.5 0.25 0.5平衡/(molL1) 2.5 0.5 0.25 0.5化学平衡常数K0.04，B正确；若将容器的容积改为1 L，假设T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%，温度不变平衡常数不变，可逆反应 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)起始/(molL1) 1 3 0 0变化/(molL1) 0.25
7、 0.25 0.125 0.25平衡/(molL1) 0.75 2.75 0.125 0.25平衡常数K0.001 80.04，要达到平衡点，反应还需要正向进行，NO转化率大于25%，C错误；M点再通入CO、N2各2 mol，浓度商Q0.0220.04，平衡正向移动，则v正(CO)v逆(CO)，D正确。7温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应X(g)Y(g)Z(g)(未配平)，4 min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图(a)所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图(b)所示。下列叙述正确的是()AT0时，该反应的平衡常数为33.3(单位略
8、)B图(a)中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%C发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)v(Y)2v(Z)D该反应正反应的反应热H0解析：选AT0时，根据图像得到各物质的物质的量浓度改变量为c(Z)0.5 molL1，c(X)0.25 molL1，c(Y)0.25 molL1，则反应方程式为X(g)Y(g)2Z(g)，反应的平衡常数为K33.3，故A正确；图(a)中反应达到平衡时，Y的转化率为100%62.5%，故B错误；发生反应时，速率之比等于化学计量数之比，因此各物质的反应速率大小关系为2v(X)2v(Y)v(Z)，故C错误；根据图(b)，先拐先平衡，数字大，T1T2，从T1到
9、T2，温度降低，Z的浓度降低，平衡逆向移动，逆向是放热反应，则反应正反应的反应热H0，故D错误。8O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点，O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：反应O3O2OH0平衡常数为K1；反应OO32O2H0平衡常数为K2；总反应：2O33O2H0平衡常数为K；下列叙述不正确的是()A降低压强，总反应K不变BKK1K2C适当升温，可提高消毒效率D当2v正(O3)3v逆(O3)时，反应达到平衡解析：选D平衡常数只受温度影响，降低压强，温度不变，平衡常数不变，故A正确；由盖斯定律可知反应可得总反应，
10、则KK1K2，故B正确；适当升温，反应速率增大，则可提高消毒效率，故C正确；当v正(O3)v逆(O3)时，反应达到平衡，故D错误。9向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.5 mol SO2和0.6 mol NO，发生反应：SO2(g)2NO(g)2NO2(g)S(s)H；平衡时c(NO)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A该反应的H0B压强p(a)p(b)2021C维持容器温度T1K不变，起始时向容器中投入0.2 mol SO2、0.2 mol NO和0.1 mol NO2，此时v(正)v(逆)D维持容器温度T2 K不变，起始时向容器中投入1 mol SO2和1.2 mol NO，达到
11、平衡时，c(NO)1.0 molL1解析：选D升高温度，NO浓度增大，说明平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，故A错误；在温度T1K下，SO2(g) 2NO(g)2NO2(g) S(s)开始 0.5 mol 0.6 mol 0 0T1转 0.1 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.1 molT1平 0.4 mol 0.4 mol 0.2 mol 0.1 mol在温度T2 K下，SO2(g) 2NO(g)2NO2(g) S(s)开始 0.5 mol 0.6 mol 0 0T2转 0.05 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.05 molT2平 0.45 mol 0.5
12、mol 0.1 mol 0.05 mol因此容器中物质的量之比n(a)n(b)1 mol1.05 mol2021，由于T1T2，因此压强p(a)p(b)2021，故B错误；根据B选项建立的三段式，维持容器温度T1K不变，K0.625，起始时向容器中投入0.2 mol SO2、0.2 mol NO和0.1 mol NO2，Q1.25K，因此反应逆向进行，v(正)v(逆)，故C错误；向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.5 mol SO2和0.6 mol NO，维持容器温度T2 K不变，根据B选项分析得到平衡时c(NO) 0.5 molL1，起始时向容器中投入1 mol SO2和1.2 mol N
13、O，可以理解为将起始物质的量加入2个1 L容器中，每个容器中充入0.5 mol SO2和0.6 mol NO，达到平衡时，每个容器中c(NO)0.5 molL1，再将两个容器压缩到一起，加压，平衡向体积减小的方向移动即正向移动，NO的浓度减小，因此c(NO)1.0 molL1，故D正确。10H2和CO2在高温下发生反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。下表是986 时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：编号起始浓度/(molL1)平衡浓度/(molL1)c0(H2)c0(CO2)c0(H2O)c0(CO)c(H2)c(CO2)c(H2O)c(CO)11.01.0000.44
14、0.440.560.5621.02.0000.271.270.730.733002.02.00.880.881.121.1240.20.40.60.80.3440.5440.4560.656下列叙述正确的是()A此温度下反应的平衡常数约为1.62B该反应的平衡常数与反应的起始浓度有关C增大CO2的起始浓度，可使CO2的转化率增大D从反应开始至达到平衡状态，混合气体的密度增大解析：选A此温度下K1.62，平衡常数K只受温度的影响，与起始浓度无关，A项正确，B项错误；增大CO2的起始浓度，CO2转化率降低，C项错误；反应体系中各物质均为气体，且容积不变，故从始至终混合气体的密度不变，D项错误。11
15、目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。(1)恒容容器中，对于以上反应，能加快反应速率的是_(填字母)。a升高温度B充入Hec加入催化剂 D降低压强(2)在容积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。t/min0251015n(CO2)/mol10.750.50.250.25从反应开始到5 min末，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)_；反应达到平衡状态时，此时H2的转化率为_。(3)在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是_(
16、填字母)。aCO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化bv生成(CH3OH)v消耗(CO2)cn(CO2)n(H2)n(CH3OH)n(H2O)1111d容器中混合气体的密度保持不变eH2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为31解析：(1)升高温度，能增加活化分子百分数，可以加快反应速率，故a选；恒容容器，充入He，没有增大反应物浓度，不能加快反应速率，故b不选；催化剂能降低反应的活化能，可以加快反应速率，故c选；降低压强，会降低浓度，降低反应速率，故d不选；(2)从反应开始到5 min末，消耗的CO2为0.5 mol，则消耗的H2为1.5 mol，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(
17、H2)0.15 molL1min1；反应达到平衡状态时，消耗的CO2为1 mol0.25 mol0.75 mol，消耗的H2为0.75 mol32.25 mol，则此时H2的转化率为100%75%；(3)化学平衡状态的特征是各物质的浓度保持不变和正反应速率等于逆反应速率。a各物质的浓度均不再变化可以说明反应达到平衡状态，故a符合题意；b生成CH3OH的同时一定消耗CO2，v消耗(CH3OH)v消耗(CO2)可以说明反应达到平衡状态，v生成(CH3OH)v消耗(CO2)不能说明反应达到平衡状态，故b不符合题意；c平衡时各组分物质的量之比，与反应物转化率和起始量有关，而且该比值不能说明各组分的浓度
18、保持不变，故c不符合题意；d混合气体的密度等于混合气体的总质量除以混合气体的总物质的量，该反应的反应物和生成物均为气体，混合气的总质量是不变的，容器的容积恒定，所以混合气体的密度是一定值，故容器中混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意；eH2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为31，说明正、逆反应速率相等，故e符合题意。答案：(1)ac(2)0.15 molL1min175%(3)ae12一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2
19、发生了反应。(1)反应生成了_ mol SO3，v(SO2)_。(2)平衡时SO3的浓度是_，SO2的转化率是_。(3)平衡时容器内气体的总物质的量为_ mol。(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是_(填序号)。体系内压强不再改变容器内气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变v正(SO3)2v逆(O2)n(SO3)n(O2)n(SO2)212解析：v(SO2)0.03 molL1min1 2SO2 O2 2SO3开始/mol 530变化/mol 31.53平衡/mol 21.53则平衡时SO3的浓度为0.3 molL1，SO2的转化率为10
20、0%60%，平衡时混合气体的总物质的量为2 mol1.5 mol3 mol6.5 mol。(4)根据反应方程式知：中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；中容器的容积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，则说明反应已达平衡状态；表示v正v逆，说明反应已达平衡状态；中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。答案：(1)30.03 molL1min1(2)0.3 molL160%(3)6.5(4)13把7 mol A气体和5 mol B气体混合
21、放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(g)B(g)2C(s)xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 mol(Lmin)1，求：(1)B的转化率_。(2)x的值_。(3)平衡时压强与初始时压强之比_。(4)该温度下此反应的平衡常数_。解析：把7 mol A气体和5 mol B气体混合放入2 L密闭容器中，在一定条件下发生反应： 3A(g)B(g)2C(s)xD(g)，经5 min达到平衡，此时生成2 mol C，测得D的平均反应速率为0.2 molL1min1，则生成的D的物质的量为0.2 molL1min12 L5 min2 mol，
22、则可列出三段式(单位为mol)：3A(g)B(g)2C(s)xD(g)开始/mol 7 5 0 0变化/mol 3 1 2 2平衡/mol 4 4 2 2(1)B的转化率100%20%；(2)根据化学计量数之比等于各物质的物质的量的变化量之比可知，x的值为2；(3)恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，则平衡时压强与初始时压强之比为；(4)物质C为固体，平衡时，其余气体物质的浓度为3A(g)B(g)2C(s)2D(g)，平衡/mol 2 2 1则该温度下此反应的平衡常数K。答案：(1)20%(2)2(3)(4)14已知可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，K为平衡常数，只与温度
23、有关，与浓度无关。(1)830 K时，若起始浓度：CO为1 molL1，H2O为1.5 molL1，平衡时CO转化率为60%，则H2O的转化率为_；K为_。(2)830 K时，若起始浓度改为CO为1 molL1，H2O为3 molL1，平衡时H2O的转化率为_。解析：(1)对于可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，若起始浓度：CO为1 molL1，H2O为1.5 molL1，达到平衡时，CO转化率为60%，则CO的浓度变化为1 molL160%0.6 molL1，则水的浓度变化为0.6 molL1，而二氧化碳的平衡浓度为0.6 molL1，氢气平衡浓度为0.6 molL1，则水
24、的平衡浓度为1.5 molL10.6 molL10.9 molL1，一氧化碳的平衡浓度为1 molL10.6 molL10.4 molL1，则H2O的转化率为100%40%，平衡常数K1；(2)830 K时，若起始浓度改为CO为1 molL1，H2O为3 molL1，达到平衡时，一氧化碳的浓度变化为x molL1，则水的浓度变化为x molL1，二氧化碳的平衡浓度为x molL1，氢气的平衡浓度为x molL1，则水的平衡浓度为(3x) molL1，一氧化碳的平衡浓度为(1x)molL1，则根据平衡常数可知：1，求出x0.75 molL1, H2O的转化率为25%。答案：(1)40%1(2)25%