在宏觀條件一定的可逆反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物各組分濃度不再改變的狀態(tài)。以下是化學(xué)平衡狀態(tài)同步檢測，希望考生可以在做題時發(fā)現(xiàn)自己的問題。
1.據(jù)報道，在300 ℃、70 MPa下，由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實。
2CO2(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列敘述錯誤的是()
A.使用CuFe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率
B.反應(yīng)需在300 ℃進行可推測該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C.充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率
D.從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析：選B A項，合適的催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率;B項，判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是根據(jù)體系能量的變化;C項，充入大量CO2氣體，平衡正向移動，可提高H2的轉(zhuǎn)化率;D項，平衡正向移動，可提高CO2和H2的利用率。
2.COCl2(g)??CO(g)+Cl2(g) 0，當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，下列措施：①升溫 ②恒容通入稀有氣體 ③增加CO濃度 ④減壓 ⑤加催化劑 ⑥恒壓通入稀有氣體，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是()
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥
解析：選B 平衡右移即可增大COCl2的轉(zhuǎn)化率，①平衡右移，②對平衡無影響，③平衡左移，④平衡右移，⑤平衡不移動，⑥相當(dāng)于減壓，平衡右移。
3.恒溫、恒容的條件下對于N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) 0的反應(yīng)，達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志為()
A.斷開一個NN鍵的同時有6個NH鍵生成
B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
D.N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1∶3∶2的狀態(tài)
解析：選C 斷開NN和生成NH鍵均為正反應(yīng)，因此A不能作為平衡的標(biāo)志;根據(jù)公式=，反應(yīng)過程中混合氣體的質(zhì)量m不變，恒溫恒容條件下反應(yīng)，則氣體體積V始終不變，密度始終不變，因此B不能作為平衡的標(biāo)志;相對分子質(zhì)量可根據(jù)公式M=判斷，由于m不變，而反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量n減小，只有達到平衡時n才不再減小，M不再改變，因此C可作為平衡的標(biāo)志。
4.一定溫度下可逆反應(yīng)aX(g)+bY(g)??cZ(g)在一密閉容器內(nèi)達到平衡后， t0時刻改變某一外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率(v)隨時間(t)變化如圖所示。則下列說法正確的是()
A.若a+b=c，則t0時刻只能是增大了容器的壓強
B.若a+b=c，則t0時刻只能是加入了催化劑
C.若a+bc，則t0時刻只能是增大了容器的壓強
D.若a+bc，則t0時刻只能是加入了催化劑
解析：選D 本題考查化學(xué)平衡圖像，考查考生對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理的理解和應(yīng)用能力。t0時刻正逆反應(yīng)速率同等程度增大，說明平衡不移動。若a+b=c，則t0時刻可以是增大壓強或使用催化劑，A錯，B錯;若a+bc，則t0時刻只能是使用催化劑，C錯，D對。
5.可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g)??cC(g)+fD(g)反應(yīng)過程中，當(dāng)其它條件不變時，C的體積分?jǐn)?shù)(C%)與溫度(T)和壓強(p)的關(guān)系如下圖所示(T2T1)，下列敘述錯誤的是()
A.達到平衡后，若使用催化劑，C的體積分?jǐn)?shù)不變
B.達到平衡后，若使溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動
C.化學(xué)方程式中n
D.達到化學(xué)平衡后，增加A的量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
解析：選D 使用催化劑，只是同等程度加快反應(yīng)速率，平衡不移動，故A項正確;由C%～時間圖像1知，溫度升高，化學(xué)平衡向C%減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，所以B正確;再由由C%～時間圖像2知，加壓，平衡向C%減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，故n
6.向固定容積的密閉容器中，通入a mol X，發(fā)生反應(yīng)2X??Y(g)+Z(s)，并達到平衡狀態(tài)，此時升高溫度，氣體的密度增大。下列敘述正確的是()
A.壓強的變化對該平衡沒有影響
B.若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則X一定為氣態(tài)
C.若X為非氣態(tài)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
D.若X為氣態(tài)，再向容器中充入a mol X，達到的新平衡與第一次平衡相比，X的體積分?jǐn)?shù)增大
解析：選B 利用化學(xué)平衡移動原理逐一分析選項即可得出結(jié)論，需要注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)和化學(xué)計量數(shù)對平衡移動的影響。因容積不變，=m(g)/V，升高溫度，氣體的密度增大，即m(g)變大。選項A，因無論X是什么狀態(tài)，0，壓強對該平衡有影響;選項B，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫時平衡左移，X為氣態(tài)時，m(g)才增大;選項C，若X為非氣態(tài)，正反應(yīng)放熱，升溫時平衡左移，m(g)減小，氣體的密度減小;選項D，若X為氣態(tài)，再充入a mol X，相當(dāng)于加壓，平衡向右移動，X的體積分?jǐn)?shù)減小。
7.向一個容積為V L的密閉容器中，通入2 L A(g)和1 L B(g)，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)??aC(g)+2D(g)。達到平衡后，A的物質(zhì)的量濃度減少，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式中a的值是()
A.1 B.2
C.3 D.4
解析：選A 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量=，在密閉容器中，氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則n總減小，故a值只能為1，故選A。 8.(蘇州模擬)在密閉容器中通入A、B兩種氣體，在一定條件下反應(yīng)：2A(g)+B(g)??2C(g)，0;達到平衡后，改變一個條件(X)，下列量(Y)的變化符合圖中曲線的是()
X Y A 再加入B B的轉(zhuǎn)化率 B 再加入C A的體積分?jǐn)?shù) C 增大壓強 A的轉(zhuǎn)化率 D 升高溫度 混合氣體平均摩爾質(zhì)量 解析：選C A.達平衡后，再加入B，平衡正向移動，促進A的轉(zhuǎn)化，即A的轉(zhuǎn)化率增大，但B的轉(zhuǎn)化率減小，與圖像不符合，故A不正確;B.達平衡后，再加入C，化學(xué)平衡逆向移動，則A的體積分?jǐn)?shù)減小，與圖像不符合，故B錯誤;C.達平衡后，增大壓強，平衡正向移動，則A的轉(zhuǎn)化率增大，與圖像符合，故C正確;D.達平衡后，升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，由M=可知，逆向移動時n增大，則混合氣體平均摩爾質(zhì)量減小，與圖像不符合，故D錯誤;故選C。
9.(1)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 0。
①下列措施中能使平衡時c(CO)/c(CO2)增大的是________(填序號)。
A.升高溫度 B.增大壓強
C.充入一定量氮氣 D.再加入一些鐵粉
②反應(yīng)達到平衡后，若保持容器體積不變時，再通入一定量的CO2，使CO2的濃度成為原來的2倍，則CO2的轉(zhuǎn)化率將________(填增大、減小或不變)。
(2)在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中，建立下列化學(xué)平衡：C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2O(g)，若該化學(xué)平衡狀態(tài)從正反應(yīng)開始建立，達到平衡后，給平衡體系加壓(縮小容積，其他條件不變)，則容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量將________(填不變、變小或變大)。
解析：(1)①使平衡時c(CO)/c(CO2)增大，則需要使平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的濃度減小，CO的濃度增大，比值增大。反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進行，A對;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，增大壓強平衡不移動，B錯;充入N2對平衡沒有影響，C錯;鐵粉的量的多少對平衡沒有影響，D錯。②增大CO2的濃度，反應(yīng)物中只有CO2為氣體，且反應(yīng)前后氣體體積相等，相當(dāng)于增大壓強，CO2的轉(zhuǎn)化率不變。
(2)原平衡狀態(tài)中CO、H2的平均相對分子質(zhì)量為28+2=15。加壓時平衡逆向移動，H2O(g)(相對分子質(zhì)量為18)的含量增大，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大。
答案：(1)①A ②不變 (2)變大
10.二氧化硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物，防止和治理其對環(huán)境的污染是環(huán)保工作的研究內(nèi)容之一。
(1)一定條件下，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)，向2 L密閉容器中通入2 mol SO2(g)、1 mol O2(g)和0.2 mol SO3(g)，2 min后反應(yīng)達到平衡時，測得SO2的物質(zhì)的量為1 mol，若往容器中再加入2 mol SO2(g)，則重新達到平衡時SO2的總轉(zhuǎn)化率________50%(填、或=)。
(2)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)??2NO(g)+O2(g) H 0，反應(yīng)過程中NO2的濃度隨時間變化的情況如圖所示。請回答：
①依曲線A，反應(yīng)在前3 min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為________。
②若曲線A、B分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況，則此條件可能是________(填濃度、壓強、溫度或催化劑)。
(3)一定溫度下，在密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng)：
①2N2O5(g)??4NO2(g)+O2(g)
②2NO2(g)??2NO(g)+O2(g)
若達平衡時，c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L，則反應(yīng)②中NO2的轉(zhuǎn)化率為________，N2O5(g)的起始濃度應(yīng)不低于________mol/L。
解析：(1)增大二氧化硫的濃度，導(dǎo)致自身轉(zhuǎn)化率減小。
(2)①根據(jù)圖像分析可知：前3 min內(nèi)氧氣濃度增大了0.035 mol/L，所以平均反應(yīng)速率為0.011 7 mol/(Lmin);②從圖像變化趨勢來看，B相對于A來說，反應(yīng)速率增大，NO2濃度減小，所以改變的條件只可能是溫度。
(3)利用反應(yīng)①和②可以求出當(dāng)c(NO2)=0.4 mol/L，c(O2)=1.3 mol/L時，
①2N2O5(g)??4NO2(g)+O2(g)
4x x
②2NO2(g)??2NO(g)+O2(g)
2y 2y y
x+y=1.3 mol/L,4x-2y=0.4 mol/L，
解得：x=0.5 mol/L，y=0.8 mol/L。
所以反應(yīng)②中NO2的轉(zhuǎn)化率為80%。由反應(yīng)①生成的O2的濃度為0.5 mol/L知，N2O5(g)的起始濃度大于1 mol/L。
答案：(1) (2)①0.011 7 mol/(Lmin) ②溫度
(3)80% 1
11.一定溫度下，在2 L的密閉容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) 0，n(O2)隨時間的變化關(guān)系如圖中實線所示：
(1)用SO2表示0～4 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為________。
(2)若溫度不變，在容器中再加入1 mol O2，重新達到平衡，則SO2的平衡濃度________(填增大、不變或減小)，氧氣的轉(zhuǎn)化率________(填升高、不變或降低)，SO3的體積分?jǐn)?shù)________(填增大、不變或減小)。
(3)僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得O2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線Ⅰ改變的實驗條件是________，曲線Ⅱ改變的實驗條件是______________________。
解析：(1)在0～4 min內(nèi)，該反應(yīng)的平均速率v(SO2)=2v(O2)=2(0.10 mol/L-0.05 mol/L)4 min=0.025 mol/(Lmin);(2)若保持溫度不變，向容器中再加入1 mol O2，平衡正向移動，故重新達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，但其平衡濃度減小，氧氣的轉(zhuǎn)化率降低，SO3的體積分?jǐn)?shù)減小。(3)曲線Ⅰ、Ⅱ都縮短了達到平衡的時間，反應(yīng)速率加快，但曲線Ⅰ平衡時O2的轉(zhuǎn)化率降低，因正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故曲線Ⅰ改變的條件是升高溫度;曲線Ⅱ平衡時O2的轉(zhuǎn)化率升高，根據(jù)正反應(yīng)氣體體積減小可知曲線Ⅱ改變的條件是增大壓強。
答案：(1)0.025 mol/(Lmin)
(2)減小 降低 減小
(3)升高溫度 增大壓強12.下列敘述與圖像相對應(yīng)的是()
A.圖(1)是N2(g)+3H2(g)??2NH3(g)的化學(xué)平衡圖像，在t0時刻充入一定量的NH3，平衡逆向移動
B.圖(2)中p2p1，T1T2
C.圖(3)表示的化學(xué)方程式為2A===B+3C
D.圖(4)對應(yīng)反應(yīng)2X(g)+3Y(g)??2Z(g) 0，y可以表示Y的百分含量
解析：選B 在t0時刻充入一定量的NH3，v(正)應(yīng)與平衡點相連，A項錯誤;由先拐先平知p2p1，T1T2，B項正確;圖(3)表示的是可逆反應(yīng)，C項錯誤;溫度升高，平衡逆向移動，Y的百分含量將增大，D項錯誤。
13.在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變化如表：
時間(s) 0 1 2 3 4 5 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)800 ℃，反應(yīng)達到平衡時，NO的物質(zhì)的量濃度是________;升高溫度，NO的濃度增大，則該反應(yīng)是________(填放熱或吸熱)反應(yīng)。
(2)如圖中表示NO2變化的曲線是________。用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=________。
(3)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器內(nèi)壓強保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器內(nèi)密度保持不變
(4)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________。
a.及時分離出NO2氣體
b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度
d.選擇高效催化劑
解析：(1)平衡時，n(NO)=0.007 mol，c(NO)==0.003 5 mol/L。升高溫度，c(NO)增大，則平衡左移，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
(2)從n(NO)隨時間變化表可得出，NO的物質(zhì)的量隨時間的推移而減小，NO與O2是反應(yīng)物，NO2是生成物，NO2的變化曲線只能是a、b中的某一條。反應(yīng)在3 s之后，NO的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，反應(yīng)過程中NO減小0.013 mol，根據(jù)方程式可知NO2增加0.013 mol，而容器體積2 L，所以達到平衡時，NO2的濃度0.006 5 mol/L，曲線b符合。0～2 s內(nèi)，NO減少0.012 mol，據(jù)反應(yīng)方程式，O2同時減少0.006 mol，以O(shè)2來表示這段時間的平均速率=0.006 mol2 L2 s=0.001 5 mol/(Ls)。
(3)a項達沒達到平衡都成立，因為反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。反應(yīng)2NO(g)+O2(g)??2NO2(g)的反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不相等，平衡受壓強的影響，壓強改變，平衡要移動，b項中壓強已保持不變，所以b項已達平衡狀態(tài)。根據(jù)平衡狀態(tài)的定義，正逆反應(yīng)速率相等可得c項也達平衡狀態(tài)。密度等于質(zhì)量除以體積，該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物均為氣體，質(zhì)量不變，而容器的體積2 L，也不發(fā)生變化，所以任何條件下密度都不發(fā)生改變，d項不能說明反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。
(4)分離出NO2氣體，反應(yīng)速率減慢，加入催化劑，平衡不移動，升高溫度該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，所以a、b、d均錯誤。增大反應(yīng)物O2的濃度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，c正確。
答案：(1)0.003 5 mol/L 放熱
(2)b 1.510-3 mol/(Ls)
(3)b、c
(4)c
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