1、等效平衡专题一、单选题（共13题）1已知2 A(g)B(g)2C(g) H 2p乙BC的质量m：m甲=m丙2m乙Cc(A)与c(B)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2均为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数(HI)与反应时间t的关系如表：容器编号起始物质t/min0204060801000.5molI2、0.5molH2(HI)/%050687680801molHI(HI)/%1009184818080研究发现上述反应中v(正)=ka(H2)(I2)，v(逆)=kb2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法正确的是A温度为T时该反应
2、的B容器中前20min的平均速率v(HI)=0.0125molL-1min-1C若起始时，向容器I中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI，反应逆向进行D容器中达到平衡时的转化率为20%3将与的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中，甲是恒压容器，乙是恒容容器。发生反应： 在相同温度下，使其均达到平衡状态。下列说法正确的是A体积分数：甲乙B平衡常数：甲乙C反应放出的热量：甲乙D保持容积不变，使乙容器升温可以使甲乙容器中SO2物质的量相等4在体积可变的恒压密闭容器中，一定量的CO2与足量碳发生反应：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图。下列说法正确
3、的是A升高温度，反应速率增大，K减小B550 时，在平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动C650 时，CO2的平衡转化率为25.0DT1 时，在平衡体系中充入等体积的CO2和CO，平衡将向左移动5已知： ，向某一定体积密闭容器中通入和，达到平衡后，的转化率为60%，下列说法中正确的是A使用高效的催化剂，可以使该反应的减小B逆反应的活化能与正反应的活化能差值为C相同条件下，起始加入，达到平衡时放出热量D其它条件不变，若将容器改为绝热容器，则达到平衡时的转化率大于60%6一定温度下，在甲、乙、丙三个体积均为10L的恒容密闭容器中分别发生反应，实验过程中测得的相关数据如下表所示。下列说法错误的是容器温
4、度/物质的起始加入量平衡时Z的物质的量甲10001molX、1molY、0molZ0.6mol乙10002molX、2molY、0molZ丙12000molX、0molY、1molZ0.5molA该反应的正反应放热B平衡时逆反应速率：v(丙)v(甲)C平衡时Z的物质的量：n(乙)2n(甲)D1200时，该反应的平衡常数7由煤转化成的合成气通过下列反应转变为液态甲醇： 。向三个体积可变的密闭容器中分别充入和，在不同的温度、压强下测得平衡转化率如下表。已知容器I达平衡时，容器体积为2L。下列说法不正确的是容器温度压强平衡转化率0.50.80.5AT2 T1B容器II达平衡时，容器体积为0.4LC容
5、器I中反应5分钟达到平衡，则该时间段D保持容器I和III原条件不变，分别向两容器再充入，再次达平衡后，两容器CO的平衡转化率仍为0.58向1L的密闭容器中通入2molCO2(g)、2molH2(g)，发生反应为H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) H。在T1、T2下，测得CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是ACO2平衡转化率：(T1)(T2)T1B前3min，T2温度下容器内发生的有效碰撞次数比T1多CT2温度下12min时，向容器中再分别充入H2、CO2、CO、H2O各1mol，平衡向正向移动D在初始温度T1下，1L绝热容器通入2molCO2(g)、2molH
6、2(g)，平衡时n(CO)1mol9二氧化碳与甲烷在一定条件下能制取水煤气：CO2(g)CH4(g) 2CO(g)2H2(g)，H。在体积可变的密闭容器中通入2.0 mol CH4、2.0 mol CO2，在不同温度、压强下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是Ap1p 2、H0B在p2、1100条件下，c点的反应速率：v(正)v(逆)Ca、b两点的CH4转化率相同，平衡常数相同D在p2、1100条件下，向该容器中通入4.0 mol CH4、4.0 mol CO2，达到平衡后CH4的转化率为80%10恒温时，向恒容密闭容器中充入和发生反应：，8min
7、时，反应达到平衡，剩余。下列说法错误的是A08min内，v(C)=0.1molL-1min-1BC的平衡产率为80%C容器内气体压强不再改变可判定该反应达平衡状态D进行到时，剩余的A的物质的量应小于11一定温度下，在3个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) H=a kJmol1达到平衡时，数据如下表：容器编号温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)COS(g)1T110.07.0002.02T15.03.5003T23.007.07.01.5下列说法正确的是A若T1T2，则a0B
8、T1K时，该反应的平衡常数K=10C容器1中CO的平衡转化率比容器2小D容器3中反应达到平衡后，再充入稀有气体氦气，平衡不移动12在容积不变的密闭容器中加入一定量的A和B，发生反应：，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示。下列说法正确的是温度/100200300400500转化率%3075755018A该反应的正反应是吸热反应B一定温度下，容器内气体密度不变，说明反应达到平衡状态C200，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态D400时，若B的平衡浓度为，则该反应的平衡常数13一定条件下存在反应： Hv(甲)，逆反应速率：v(丙)v(甲)，B项正确；C甲、乙两容器的温度相同，若平衡
9、不移动，Z的物质的量：n(乙)=2n(甲)，乙相当于加压，平衡正向移动，所以Z的物质的量：n(乙)2n(甲)，C项正确；D1200时，该反应的平衡常数，D项错误；故选D。7C【详解】A该反应正向为气体体积减小的放热反应，降低温度或者增大压强都能提高CO的平衡转化率，容器II和容器III的压强相同，容器II达到平衡时CO的转化率大于容器III的CO平衡转化率，说明容器II的温度更低，由此可知T2 T1，故A正确；B容器I达到平衡时，容器体积为2L，则T1温度下反应的平衡常数=4，容器II和容器I的温度相同，则达到平衡时的平衡常数相等，容器II达平衡时，设容器体积为xL，则=4，解得x=0.4，故
10、B正确；C容器I中反应5min达到平衡状态，该反应正向为气体体积减小的反应，反应达到平衡状态时体积为2L，因此反应开始时容器体积大于2L，若容器体积始终为2L，则该时间段，所以该时间段内，故C错误；D保持容器I和III原条件不变，分别向两容器再充入，再次达平衡后，新的平衡与原平衡互为等比等效，因此再次达到平衡时，CO的转化率为0.5，故D正确；综上所述，不正确的是C项，故答案为C。8D【分析】据图可知T1温度下反应达到平衡所需时间较短，反应速率更快，所以T1T2，温度越高平衡时CO的物质的量越大，说明升高温度平衡正向移动，该反应为吸热反应。【详解】A根据分析可知T1T2，该反应为吸热反应，温度
11、越高，CO2的转化率越大，所以(T1)(T2)T1，A错误；B据图可知前3min，T1温度下反应速率更快，所以T1温度下容器内发生的有效碰撞次数更多，B错误；CT2温度下12min时，反应达到平衡，此时容器内CO的物质的量为0.5mol，初始投料为2molCO2(g)、2molH2(g)，根据反应方程式可知此时容器内CO2、H2、CO2、H2O的物质的量分别为1.5mol、1.5mol、0.5mol、0.5mol，该反应前后气体系数之和相等，可用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以该温度下K=，再充入H2、CO2、CO、H2O各1mol，则浓度商为=，所以此时平衡逆向移动，C错误；D据图可知非绝
12、热条件T1温度达到平衡时n(CO)=1.0mol，该反应为吸热反应，绝热条件下进行反应容器内温度降低，则新平衡会在原平衡的基础上逆向移动，则平衡时n(CO)1mol，D正确；综上所述答案为D。9D【详解】A根据“定一议二”的方法，观察图中一条线(即等压线)的趋势，说明温度升高，CH4的平衡转化率增大， 再根据平衡移动原理，说明该反应为吸热反应，即H0；然后再在图中作一条垂直线(即等温线)，再结合反应方程式和平衡移动原理，说明压强增大，CH4的平衡转化率减小，得p1p2，选项A错误；B在p2、1100 条件下，c点不是平衡状态，该条件下的平衡状态为b点，c点的反应状态将正向移动 ，使 CH4的转
13、化率增大到b点(平衡状态)，即v(正)v(逆)，选项B错误；C由于a、b两点的温度不同，则a、b两点的平衡常数不同，由于b点温度高，正反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则平衡常数大小关系为KbKa，选项C错误；D根据题意知，该容器为体积可变的容器，说明该容器为恒压装置，且压强(p2)不变时，通入4.0 mol CH4、4.0 mol CO2，与原平衡的起始量成等比，说明该条件下的平衡状态与原平衡状态互为等效平衡，则反应物的转化率应该相等，即达到平衡后CH4的转化率为80%，选项D正确。答案选D。10C【详解】A，选项A正确；BC的平衡产率，选项B正确；C该反应前后气体分子总数相等，容器内
14、压强恒定不变，故压强不变不能作为该可逆反应的平衡判断标志，选项C错误；D剩余时，消耗，随着反应的进行，反应速率不断减小，则前内反应掉的A应大于，则剩余的A应小于，选项D正确。答案选C。11D【详解】A3中物质COS(g)和H2(g)极值转化为CO(g)和H2S(g)分别为10.0mol/L和7mol/L，与1的初始投入相同，则3若平衡不移动，与1结果相同，平衡时3中COS(g)比1少，说明温度的改变使平衡较1逆向移动，若T1T2，则该反应是放热反应，a0，故A错误；BT1K时，CO(g)和H2S(g)分别为10.0mol/L和7mol/L，平衡时COS(g)浓度为2mol/L，有：该反应的平衡
15、常数K= = ，故答案为：；C2中物质投入量为1的一半，相当于对1减压，压强不影响该反应的平衡，1、2为等效平衡，容器1中CO的平衡转化率和容器2相等，故C错误；D恒容条件下，冲入惰性气体，各物质浓度不变，平衡不移动，故D正确；故选D。12D【详解】A温度升高，化学反应速率加快，在相同时间内，反应物的转化率应增大，但由表中数据可知，从300升至400、500时，A的转化率反而降低，说明温度升高，该平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，A项错误；B在容积不变的容器下，气体体积不变，反应物总质量与生成物总质量相等，故不论反应是否达到平衡状态，容器内气体密度均不变，B项错误；C该反应的正反
16、应是放热反应，若200已达到平衡状态，则A的转化率大于300时A的转化率，但表中数据显示这两个温度时A的转化率相等，说明200时，反应没有达到平衡状态，C项错误；D400时，反应达到平衡，A的平衡转化率为50%，根据反应可知，平衡时，B的平衡浓度为，则该反应的平衡常数，D项正确；答案选D。13B【详解】A焓变仅与物质的状态和系数有关，所以I、III中反应焓变相同，故A错误；B容器恒温恒容，III恒温恒压、随着反应进行，容器III的体积小于容器，相当于平衡后增大压强，平衡右移，SO2的转化率增大，体积分数减小，故B正确；C容器II、III中压强不同，速率不同，故C错误；D若容器恒温恒容，容器也是
17、恒温恒容时，两容器的投料相当，达到相同平衡状态，二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1，但实际容器是绝热恒容，随反应进行温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫转化率减小，因此容器中SO2的转化率与容器中SO3的转化率之和小于1，故D错误；故选B。14当 Q K时，反应向逆方向进行： 3 y= 当b=8a时，y=0；当b 8a时，y0，无意义 左方 【详解】比较平衡常数K和反应商Q。当 Q K时，反应向逆方向进行： 2-2若去掉活塞1，不会引起活塞2的移动，说明甲和乙两部分中物质组成的比例一致。 这种情形只有在两部分中物质的起始配比或折算后的起始配比一致时才能实现。甲部分中 A(g) + B(g) C
18、 (g)起始n/mol 0 x 3折算成反应物的起始n/mol 0+3 x+3 0与乙部分中比例一致，则(0+3) 3=x+3解得 x=6 则甲部分中起始时相当于有3 molA和9mol B，由于甲部分中是乙部分中的3倍，所以V甲与V乙之比等于3。2-3若去掉话塞3，不会引起活塞2和4的移动，说明丁 和丙两部分中物质组成的比例一致。这种情形只有在两部分中物质的起始配比或折算后的起始配比一致时才能实现。丁部分中 A(g) + B(g) C (g)起始n/mol a b y折算成反应物的起始n/mol a+ y b+y 0与丙部分中比例一致，则(a+ y) 8 =b+y解得y= 当b=8a时，y=
19、0；当b 8a时，y0，无意义。 2-4去掉活寨2后再次达到平衡时，活塞3向左方发生了移动。去掉活塞2之前，平衡时：乙部分中： A(g) + B(g) C (g)起始时n/mol 1 3 0平衡时n/mol 1 z 3- z z平衡时n s/mol 4- z 相对分压 =1解得z = 0.419故平衡时乙部分中有A 0.581 mol B 2.581 mol C 0.419mol n总= 3.581mol 同理，平衡时丙部分中有A 0.531 mol B7.531mol C0.469mol n总= 8.531mol 去掉活塞2之后的不平衡瞬间，在活塞1和3之间有：A 1.112 mol B10
20、.112mol C 0.888 mol n总= 12.112molQ= 0.957因为Q 时，反应向正方向进行，活塞1和3之间体积减小，故活塞3向左方发生移动。15小于 不变 减小 增大 减小 【详解】(1)一定温度下，在恒容密闭容器中NO2与O2反应为4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)。(不考虑NO2的分解) 若已知该反应是放热反应，若已知该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，平衡常数减小，K550小于K350；若再通入一定量NO2，提高氧气的转化率，二氧化氮转化率减小，平衡常数随温度变化，温度不变平衡常数不变，故答案为：小于；不变；减小；(2)某温度下，在容积恒定的密闭容器中充
21、入1mol的NO2(g)，发生反应2NO2(g)N2O4(g)，达到平衡。再次充入一定量NO2，二氧化氮浓度增大，平衡朝着生成N2O4的方向移动，新的平衡等效于给体系增压后得到的新平衡，则N2O4的体积分数增大，NO2的体积分数减小，故答案为：增大；减小。160.03mol/(Lmin) 不移动 向右移动 D b:c=1:3，a+2b=3或a+c=3 【详解】(1)压强之比等于气体的物质的量之比，平衡时混合气体的总物质的量为3mol1.2=3.6mol，设生成Y的物质的量为x。则依据三段式计算： 有3-2x+x+3x=3+2x=3.6，x=0.3 mol，则：v(Y)=0.03 mol/(Lm
22、in)；(2)等温等容条件下通入一种惰性气体，反应体系中的各组分的浓度没有改变，平衡不移动；若移走部分混合气体，则减小了体系的压强，平衡向右移动；(3)在等温等容条件下，通入X气体，虽然平衡会正向移动，由于反应物只有一种，相当于增大压强，平衡逆向移动，X的转化率减小，则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比较前者一定小于后者，答案选D；(4)体积和压强不变的等效平衡，满足两次投料在转化后完全一致。平衡(1)建立时，只加入了3molX，没有加生成物，所以生成物的物质的量之比须等于方程式的系数比，即b:c=1:3。将bmolY完全转化为X，则转化为 2bmol X，则有a+2b=3；若将Z
23、完全转化为X，则转化为c mol X，则有a+c=3。17不变 不变 不变 减小 减小 减小 【详解】(1)保持压强不变，通入一定量的NO2，容器体积增大，为等效平衡，则达到平衡时NO2的百分含量不变；保持压强不变，通入一定量N2O4，容器体积增大，为等效平衡，则达到平衡时NO2的百分含量不变。(2)保持容器容积不变，通入一定量的氖气，各反应物浓度不变，平衡不移动，则达到平衡时NO2的转化率不变；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，相当于减压，平衡逆向移动，则达到平衡时NO2的转化率减小。(3)保持容器容积不变，通入一定量的NO2，相当于加压，平衡正向移动，则达到平衡时NO2的百分含量
24、减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，相当于加压，平衡正向移动，则达到平衡时NO2的百分含量减小。183 逆 11；4体积的NH3可转化为2体积N2、6体积H2，所以c的最大值为4，故1c4；(1)因为6.57，上述平衡向缩小气体体积的方向移动，即向正反应方向移动，正反应放热，所以可以采取的措施是降低温度。19减小 升温 加入少量气体 正反应 【分析】（1）达到平衡状态A的容器中通入少量，平衡正向移动；若要使的体积分数再变至与原平衡状态A相同，使平衡逆向移动即可；（2）若起始时，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，即达到的平衡状态与原平衡状态等效，因此n(SO2):n(O2)=
25、2:1；（3）若起始时，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，即达到的平衡状态与原有平衡等效，满足n(SO2):n(O2)=2:1；（4）若原平衡状态A是在恒温恒容下达到的，且达到的平衡状态与A相同，那么满足n(SO2)=4mol，n(O2)=2mol，要使反应开始时向逆方向进行，那么c应大于原平衡时SO3的物质的量，若SO2、O2为0时，可以确定c的最大值。【详解】（1）达到平衡状态A的容器中通入少量，平衡正向移动，的转化率增大，导致体系中的体积分数减小；若要使的体积分数再变至与原平衡状态A相同，需让平衡逆向移动，可采取的措施有：升高温度或者加入少量气体；（2）若起始时，且达到平衡后
26、各气体的体积分数与平衡状态A相同，即达到的平衡状态与原平衡状态等效，因此n(SO2):n(O2)=2:1，由于和反应只生成一种物质，所以在恒温恒压下只要满足就可以了，对没有用量限制，即；（3）若起始时，将4.8mol的SO3转化为a=0.6+4.8=5.4mol，b=2.4mol，建立等效平衡有：5.4:(2.4+b)=2:1，因此有b=0.3mol，将和混合置于体积可变的等压容器中，平衡时总的物质的量为4.2mol，而5.4molSO2和2.7molO2混合置于体积可变的等压容器中，平衡时总物质的量为4.2=5.67mol 吸热 1 0.5 增大压强 分离C或D 【详解】（1）C的浓度变化值
27、为1.2mol/L，可知C的速率为0.6 mol/(Lmin)，v(A)：v(C)=2：3，所以v(A)=0.4mol/(Lmin)，随反应进行A的浓度逐渐减小，所以A 在第 1 分钟平均速率大于第 2分钟平均速率；（2）容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量减小，说明平衡向气体分子数多的方向移动，即正向移动，所以正向为吸热反应；（3）可以使平衡正向移动，增大 B 的转化率，加入B虽然促进正向反应，但是B 的转化率减小，加压会引起平衡逆向移动，B 的转化率减小，再加入 1.6mol A和0.8mol B，A与B的比例与原始比例相同，均为2：1，所以该改变相当于加压，使平衡逆向移动，B
28、的转化率减小，满足题意的是；（4）该题为绝对等效平衡，需要与初始A和B的浓度相等，根据“一边倒”，可得充入 1.5mol C 和 0.5mol D等效于充入 1mol A 和 0.5mol B，要达到C 的浓度仍为 1.2mol/L的要求，再充入 1mol A 和 0.5mol B；（5）a点处平衡逆向移动，速率增大，且前后图像断开，可能条件为增大压强，b点处平衡正向移动，速率减小，且前后图像连接，可能条件是分离出C或D。升高温度，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，故图像为：。【点睛】等效平衡在恒压情况下要求等比例，恒容情况下要绝对相等。22BCD ADE a1a2 甲=乙 【详解】(1) A
29、反应前后气体的物质的量总数相等，故反应过程中体系压强不变化，故压强不变不能说明到平衡，故A错误；Bv正(A)=2v逆(B)说明正逆反应速率相等，说明到平衡，故B正确；C.反应体系中有固体，根据质量守恒分析，当体系的密度不再变化说明气体总质量不变，即固体质量不变，说明反应到平衡，故C正确；D混合气体的平均相对分子质量不再变化，说明混合气体的总质量不变，反应到平衡，故D正确；故能说明到平衡的有BCD ；(2) A. 4mol A+2mol B 相当于原加入法的二倍，属于等效平衡，平衡时C的百分含量不变，但物质的量是原来的2倍，故A正确；B. 6mol C+1mol D，D为固体，1mol D固体可
30、能够达到新平衡的用量，也可能不足，不一定能满足题意，故B错误；C.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D相当于2mol A和1mol B，属于等效平衡，平衡时C的量与原来相同，故C错误；D. 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D相当于4mol A+2mol B，满足条件，故D正确；E. 2mol A+1mol B+3mol C+2mol D相当于在D的基础上加了1mol D，平衡不移动，故正确；故选 ADE； (3).催化剂能加快反应速率，故 a1a2；阴影部分面积表示浓度的变化量，催化剂加快反应速率，缩短到达平衡的时间，不影响平衡状态，所以到达平
31、衡时同一物质的浓度变化量相同，故有甲=乙。【点睛】掌握等效平衡的判断方法。（1）定温（T）、定容（V）条件下的等效平衡：类：对于一般可逆反应，在定T、V条件下，只改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效；类：在定T、V情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。（2）定T、P下的等效平衡（例4：与例3的相似，如将反应换成合成氨反应）类：在T、P相同的条件下，改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到
32、平衡后与原平衡等效；解题方法为，一般转化成同一边的物质，若与原加入法不同且成倍数，则分成多个体系，若等容条件下，进行压入法分析，看平衡是否移动；若为等压条件下，用合并法分析。23100% 增大 2 1 【详解】（1）根据提给信息列三段式：M(g) 3N(g)2Q(g)起始物质的量/mol 3 4 0转化物质的量/mol x 3x 2x平衡物质的量/mol (3x) (43x) 2x2xa，即x，则Q的物质的量分数100%100%；通入少量M，虽然平衡向正向移动，但M的体积分数会增大。（2）2 mol Q与1 mol M和3 mol N等效，则与(1)等效还需通入2 mol M和1 mol N。（3）若将乙容器扩大为甲容器的2倍，则投入6 mol M和8 mol N反应达到平衡时，生成Q的物质的量为2a mol，若将它压缩到与甲容器体积相等，则平衡向正向移动，生成的Q物质的量大于2a mol，则。