化學平衡習題

一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意，每小題3分，共60分)

1.比較形狀和質量相同的兩塊硫黃分別在空氣和氧氣中燃燒的實驗，下列説法中不正確的是( )。

A.在氧氣中比在空氣中燃燒得更旺

B.在氧氣中火焰為明亮的藍紫色

C.在氧氣中反應比在空氣中反應速率快

D.在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒放出的熱量多

2.用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時，下列措施能使氫氣生成速率加大的是( )。

A.加少量CH3COONa固體 B.加水

C.不用稀硫酸，改用98%濃硫酸 D.不用鐵片，改用鐵粉

3.本題列舉的四個選項是4位同學在學習“化學反應的速率和化學平衡”一章後，聯繫工業生產實際所發表的觀點，你認為不正確的是( )。

A.化學反應速率理論是研究怎樣在一定時間內快出產品

B.化學平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產品

C.化學反應速率理論是研究怎樣提高原料轉化率

D.化學平衡理論是研究怎樣使原料儘可能多地轉化為產品

4.二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) = N2O4(g);△H<0，在測定NO2的相對分子質量時，下列條件中較為適宜的是( )。

A.温度130 ℃、壓強3.03×105 Pa B.温度25 ℃、壓強1.01×105 Pa

C.温度130 ℃、壓強5.05×104 Pa D.温度0 ℃、壓強5.05×104 Pa

5.反應2A(g)2B(g)+C(g);△H>0，達平衡時，要使v正降低、c(A)增大，應採取

的措施是( )。

A.加壓 B.減壓 C.減小 D.降温

6.一定條件下反應mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)在一密閉容器中進行，測得平均反應速度v(C)= 2v(B)。若反應達平衡後保持温度不變，加大體系壓強時平衡不移動，則m、n、p、q的數值可以是 ( )。

A.2、6、3、5 B.3、1、2、2 C.3、1、2、1 D.1、3、2、2

7.某温度下，密閉容器中發生反應aX(g)bY(g)+cZ(g)，達到平衡後，保持温度不變，將容器的容積壓縮到原來容積的一半，當達到新平衡時，物質Y和Z的濃度均是原來的1.8倍。則下列敍述正確的是( )。

A.可逆反應的化學計量數數：a>b+c

B.壓縮容器的容積時，v正增大，v逆減小

C.達到新平衡時，物質X的轉化率減小

D.達到新平衡時，混合物中Z的質量分數增大

8.右圖所示為800 ℃ 時A、B、C三種氣體在密閉容器中反應時濃度的變化，只從圖上分析不能得出的結論是( )。

A.A是反應物

B.前2 min A的分解速率為0.1 mol·L-1·min-1

C.達平衡後，若升高温度，平衡向正反應方向移動

D.達平衡後，若增大壓強，平衡向逆反應方向移動

9.某温度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡時，測得A、B、C物質的量之比為2:2:1。若保持温度不變，以2:2:1的物質的量之比再充入A、B、C，下列判斷正確的是(　)

A.平衡向逆反應方向移動 B.平衡不會發生移動

C.C的質量分數增大 D.C的質量分數可能減小

10.有關合成氨工業的説法中，正確的是( )。

A.從合成塔出來的混合氣體，其中NH3只佔15%，所以生產氨的工廠的效率都很低

B.由於氨易液化，N2、H2是循環使用，所以總體來説氨的產率很高

C.合成氨工業的反應温度控制在500 ℃左右，目的是使化學平衡向正反應方向移動

D.合成氨廠採用的壓強是2×107～ 5×107 Pa，因在該壓強下鐵觸媒的活性最大

11.對於熱化學方程式：SO3(g) SO2(g)+O2(g) ;△H =+ 98.3 kJ·mol-1的描述有如下四個圖象，其中正確的是(y表示SO2的含量) ( )。

12.可逆反應3A(g) 3B(?)+C(?);△H>0，隨着温度的升高，氣體平均相對分子質量有變小趨勢，則下列判斷中正確的是( )。

A.B和C可能都是固體 B.B和C一定都是氣體

C.若C為固體，則B不一定是氣體 D.B和C可能都是氣體

13.在容積固定的密閉容器中存在如下反應： A(g) + B(g) 3 C(g); (正反應為放熱反應)某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，並根據實驗數據作出下列關係圖：

下列判斷一定錯誤的是( )。

A、圖I研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高

B、圖Ⅱ研究的是壓強對反應的影響，且甲的壓強較高

C、圖Ⅱ研究的是温度對反應的影響，且甲的温度較高

D、圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高

14.在一定温度下，向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體，發生如下反應：

X(g) + 2Y(g) 2Z(g) ，此反應達到平衡的標誌是( )。

A.容器內壓強不隨時間變化

B.v正(X)=v逆(Z)

C.容器內X、Y、Z的濃度之比為l:2 :2

D.單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol Z

15.兩個體積相同的密閉容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO?2和O2各2 mol，加熱到相同温度，有如下反應

2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，對此反應，下述不正確的是 ( )。

A.反應速率B>A 2的轉化率B>A

C.平衡時各組分含量B = A D.平衡時容器的壓強B>A

16.在4L密閉容器中充入6 mol A氣體和5 mol B氣體，在一定條件下發生反應：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，達到平衡時，生成了2 mol C，經測定D的濃度為0.5 mol·L-1，下列判斷正確的是( )。

A.x=1

B.B的轉化率為20%

C.平衡時A的濃度為1.50 mol·L-1

D.達到平衡時，在相同温度下容器內混合氣體的壓強是反應前的85%

17.在容積一定的密閉容器中，反應2A B(g)+C(g)達到平衡後，升高温度容器內氣體的密度增大，則下列敍述正確的是( )。

A.正反應是吸熱反應，且A不是氣態

B.正反應是放熱反應，且A是氣態

C.其他條件不變，加入少量C，物質A的轉化率增大

D.改變壓強對該平衡的移動無影響

18.在一定温度下將1 mol CO和1 mol H2O(g)通入一個密閉容器中反應：

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，達到平衡後CO2的物質的量為0.6 mol，再通入4 mol H2O(g)達到平衡後CO2的物質的量可能是

( )。

A.等於0.6 mol B.等於1 mol C.大於1 mol D.大於0.6 mol，小於1 mol

19.在一定温度下發生反應：I2+ H2 2HI;並達平衡。HI的體積分數V(HI)隨時間變化如圖曲線(II)所示。若改變反應條件，在甲條件下的變化如曲線(I)所示。在乙條件下V(HI)的變化如曲線(III)所示。則甲條件、乙條件分別是( )。

① 恆容條件下，升高温度 ② 恆容條件下，降低温度③ 恆温條件下，縮小反應容器體積④ 恆温條件下，擴大反應容器體積⑤ 恆温恆容條件下，加入適當的催化劑

A. ①⑤，③ B. ②⑤，④

C. ③⑤，② D. ③⑤，④

20.在恆温恆容的容器中進行反應 A(g) 2B(g)+C(g);△H>0，若反應物濃度由0.1 mol?L-1降到0.06 mol·L-1需20 s，那麼由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1，需反應的時間為( )。

A.等於18s B.等於12s C.大於18s D.小於18s

二、填空題(本題共24分)

21.(6分)⑴反應m A+n Bp C在某温度下達到平衡。

①若A、B、C都是氣體，減壓後正反應速率小於逆反應速率，則m、n、p的關係是_____________。

②若C為氣體，且m+ n = p，在加壓時化學平衡發生移動，則平衡必定向______方向移動。

③如果在體系中增加或減少B的量，平衡均不發生移動，則B肯定不能為_____態。

22.(共4分)在一定條件下，可逆反應A2(g)+B2(g)2C(g)達到了化學平衡狀態，經測得平衡時c(A2)=0.5 mol·L-1，c(B2)=0.1 mol·L-1，c(C)=1.6 mol·L-1，若A2、B2、C的起始濃度分別以a mol·L-1，b mol·L-1，c mol·L-1表示，請回答：

(1) a、b應滿足的關係是_________。

(2) a的取值範圍是_________。

23.(共6分)常温、常壓下，可發生如下反應：A(g)+B(g)C(g)+nD(g)，若將2 mol A和2 mol B混合充入體積可變的密閉容器中，在不同條件下達到平衡時，C的濃度如下：

温度/℃

壓強/ Pa

C平衡濃度/ mol·L-1

25

1×105

1.0

25

2×105

1.8

25

4×105

3.2

25

5×105

6.0

(1) 可逆反應中，化學計量數n取值範圍為 ，理由是 。

(2)在5×105Pa時，D的狀態為 。

24.(共8分)在一固定容積的密閉容器中，保持一定温度，在一定條件下進行以下反應：A(g)+2B(g)3C(g)，已知加入1 mol A和3 mol B且達到平衡後，生成了a mol C。

(1)達到平衡時，C在反應混合氣中的體積分數是 (用含字母a的代數式表示)。

(2)在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和6 mol B，達到平衡後，C的物質的量為 mol(用含字母a的代數式表示)。此時C在反應混合氣中的體積分數與原平衡相比 (選填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)在相同實驗條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡後C在反應混合氣中體積分數仍與原平衡相同，則還應加入C mol。

三、實驗題(本題10分)

25. 某化學反應2A(g) B(g)+D(g)在密閉容器中分別在下列四種不同條件下進行，B、D起始濃度為0，反應物A的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如下表：

時間

實驗序號

1

10

20

30

40

50

60

1

800 ℃

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

0.50

0.50

2

800 ℃

c2

0.60

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

3

800 ℃

c3

0.92

0.75

0.63

0.60

0.60

0.60

4

820 ℃

1.0

0.40

0.25

0.20

0.20

0.20

0.20

根據上述數據，完成下列填空：

(1)實驗1中，在10～20 min時間內，以A的速率表示的平均反應速率為 mol·L-1·min-1。

(2)實驗2中，A的初始濃度c2= mol·L-1，反應經20 min就達到平衡，可推測實驗2中還隱含的條件是 。

(3)設實驗3的化學反應速率為v3，實驗1的化學反應速率為v1，則v3 v1(填“>”“=”或“<”)，且c3 1.0 mol·L-1(填“>”“=”或“<”)。

(4)比較實驗4和實驗1，可推測該反應的正反應是 反應(填“吸熱”或“放熱”)，理由是 。

四、計算題(本題6分)

26.在壓強為1.01×105 Pa，温度為300 ℃時，有1 mol的某氣體A發生如下反應：

2A(g) xB(g)+C(g)，當反應達到了平衡時，平衡混合氣中含A的體積分數為60%，混合氣體的總質量為46 g，體積為64 L。求：

(1)平衡後混合氣體的平均相對分子質量;

(2)平衡後已轉化的A的物質的量;

(3)x的值。

參考答案

1.D

2.D 影響化學反應速率的因素有温度、濃度、還有固體的表面積等。加少量CH3COONa固體，稀硫酸中的少量H+會與CH3COO-結合成弱酸CH3COOH，使稀硫酸中H+的濃度降低;加水，稀硫酸的濃度降低，反應速率減慢;改用98%濃硫酸，雖然濃度增大了，但濃硫酸會使鐵鈍化而不能產生氫氣。

3.C

4.C 使平衡向逆反應方向移動的條件是高温低壓。

5.D 降低温度，反應速率減慢，平衡向放熱反應方向移動。

6.B 根據反應速率之比等於化學計量數之比，可知n =1，p =2。又增大壓強平衡不移動，説明反應物和生成物兩邊氣體的計量數相等，有m+1=2+q，代入選項即可。

7.C 恆温下，體積縮小為原來的一半，假設原反應的平衡不移動，則物質Y和Z的濃度將均增加至原來的2倍，而實際上Y、Z的濃度均為原來的1.8倍，説明平衡向逆反應方向移動，因而X的轉化率減小，Z的質量分數減小。因體積減小(即壓強增大)，正、逆反應速率均增大，且化學平衡是向着氣體物質的物質的量減少的方向移動，有a<b+c。< p="">

8. C 該反應為2A(g)2B(g)+C(g)。

9. D　平衡時充入一定量的物質，使體系中各物質濃度同時增大若干倍，這必然導致各體系壓強增大，使平衡向右移。又因總量增加，C雖然生成量增大，但質量分數仍可能減小。

10. B 由於分離出氨，N2、H2循環使用，故產率較高。

11. D 温度越高，達到平衡所需時間就越短。又正反應為吸熱反應，升高温度，平衡向正反應方向移動，SO2的含量500 ℃時大於300 ℃時。

12.D 升高温度，平衡向正反應方向移動，又氣體平均相對分子質量變小，表明正反應為氣體物質的量增多的反應，B和C不可能都是固體，但可能都是氣體。另外，若C為固體，則B一定是氣體，因為平衡向正反應方向移動時，雖然氣體物質的物質的量沒有增加，但由於生成固體C，總質量減少，氣體平均相對分子質量也變小。

13.A

14.A 由於該反應正反應是恆温恆壓下氣體物質的量減小的`可逆反應，壓強不隨時間變化，表明反應達到了平衡，A項正確;B項可轉換為v正(X) = 2v逆(X)，即正反應速率大於逆反應速率，未達平衡;當有0.5 mol X和1 mol Y反應生成1 mol Z時，X、Y、Z的濃度之比就為l:2:2，故C項並不能表明反應達到了平衡狀態;D項也不符合題意，因為無論是否達到平衡，上述反應在任何時候，消耗0.1 mol X同時一定生成0.2 mol Z。

15. C

16.B 平衡時，生成了2 mol C，也生成了2 mol D，x=2，A的濃度為0.75 mol·L-1。同温同容時，由PV=nRT知反應前與平衡時的壓強之比等於物質的量之比，可計算出平衡時的壓強與反應前的壓強相等。

17. A 因容積一定，若A為氣體，則總質量不變，氣體的密度不變，故A不是氣體。又氣體的密度增大，表明氣體的質量增大，該平衡向正反應方向移動。據升高温度可知正反應為吸熱反應。

18.D 再通入4 mol H2O(g)後使H2O(g)濃度增大，平衡向正確反應方向移動，所以CO2的物質的量增大，即n(CO2)>0.6 mol。應用極端假設法，假設通入4 mol H2O(g)後，1 mol CO全部消耗掉，則轉化為CO2 1 mol，而實際上可逆反應達到平衡時CO的物質的量大於0，CO不可能全部消耗掉，故n(CO2)<1 mol，即0.6 mol<n(co2)<1 p="" mol。<="">

19.D

20.C.隨着反應的進行，反應物濃度逐漸減小，反應速率越來越慢，即v(A)1>v(A)2，v(A)1/v(A)2>1。

故t1:t2=△c1/ v(A)1: △c2/ v(A)2=10v(A)2/9 v(A)1<10/9，即t2>9 t1/10=18。

21.⑴ m + n > P ⑵逆 ⑶ 氣

22. (1) a=b+0.4 (2)0.4≤a≤1.3

解析：

(1)設轉化過程中，A2(g)轉化濃度為x mol·L-1，則B2(g)轉化濃度也為x mol·L-1。根據平衡濃度有：a-x=0.5，b-x=0.1，可知a=b+0.4。

(2)考慮兩種極端情況：①A2、B2為起始物;②A2、C為起始物。

A2(g) + B2(g) 2C(g)

物質的平衡濃度/mol 0.5 0.1 1.6

① A2、B2為起始物/mol 0.5+0.8 0.1+0.8 0

② A2、C為起始物/mol 0.5-0.1 0 1.6+0.2

故A2的取值範圍為：0.4≤a≤1.3。

23.(1)n>1 壓強增加到2倍，C的濃度只增加到1.8倍，説明增大壓強平衡向逆反應方向移動，正反應是氣體物質的量增大的反應，故n>1。(2)固態或液態

解析：(1)根據PV=nRT，温度、物質的量一定時，P1:P2=V2:V1。 若P1:P2=1×105 Pa : 2×105 Pa=1:2，則對應V2:V1=1:2，即體積變小一半，C的濃度應增大1倍，由1 mol·L-1變為2mol·L-1。但是由於平衡移動變成1.8 mol·L-1，説明平衡向逆反應方向移動，逆反應是氣體物質的量減少的反應，故n>1。

(2)將壓強由1×105 Pa變為4×105 Pa時，仍符合以上規律。將壓強由4×105 Pa變為5×105 Pa時，P1:P2=4:5，C的濃度應為3.2×5/4=4 mol·L-1。但平衡時，C的濃度增加到6 mol·L-1，説明平衡向正反應方向移動。若D為氣體，則不可能。只有在A、B、C為氣體，D不為氣體時，才符合題意。

24.(1)25a% (2)2a 不變 (3)6

解析：(1)根據反應方程式，由生成了a mol C，可知A反應了a/3 mol，B反應了 2a/3 mol，平衡時A為(1-a/3)mol，B為(3-2a/3)mol，C為a mol，可計算出C的體積分數為25a%。(2)本題達平衡時與(1)小題達平衡時，互為等效平衡。則相同組分的體積分數相同，C的物質的量為2a mol。(3)據恆温恆容下反應前後氣體分子數不變的同一可逆反應的等效平衡規律，即通過反應的化學計量數比換算(極限假設轉換)成反應式同一側的反應物或生成物，其物質的量之比相同，二平衡等效，可設加入C x mol，x molC完全換算成A、B後共有(2+x/3)mol A，(8+2x/3)mol B，由(2+x/3):(8+2x/3)=1:3，解得x=6。

25.(1)0.013 (2)1.0 使用催化劑 (3)> > (4)吸熱 比較實驗4與實驗1，可看出升高温度，A的平衡濃度減小，説明升高温度平衡向正反應方向移動，故正反應是吸熱反應。

解析：分析表中數據可知：實驗1、2、3、4分別在40 min、20 min、40 min、30 min時達到平衡，達平衡時A的濃度分別為：0.50 mol·L-1、0.50 mol·L-1、0.60 mol·L-1、0.20 mol·L-1。

(1)實驗1中，反應在10～20 min內以A的速率表示的反應速率為(0.80 mol·L-1-0.67 mol·L-1)/10 min=0.013 mol·L-1·min-1。

(2)對比實驗2與實驗1，可看出它們温度相同，達平衡時濃度相同，只是達平衡所用的時間實驗2短，説明實驗2的反應速率較快，在温度和平衡濃度相同的條件下，只有使用催化劑才能加快反應速率，故c2= c1=1.0 mol·L-1。

(3)比較實驗3和實驗1，可看出它們温度相同，實驗3達平衡所用的時間比實驗1短，且平衡濃度大，故有v3>v1，c3>c1=1.0 mol·L-1。

(4)比較實驗4與實驗1，可看出升高温度，A的平衡濃度減小，説明升高温度平衡向正反應方向移動，故正反應是吸熱反應。

26.(1)33.8 (2)0.184 mol (2)5

解析：(1)根據題意，非標準狀況下混合氣體的温度T非=573 K，體積V非=64 L，轉化為標準狀況下的體積V標，由PV=nRT得：V標=(T標/T非)×V非=(273/573)×64 L = 30.5 L。則混合氣體的物質的量n=(30.5/22.4)mol=1.36 mol， 平均摩爾質量M= m/n=46 g/1.36 mol

=33.8 g/mol，即混合氣體的平均相對分子質量為33.8。

(2)設平衡時，已轉化的A的物質的量為a mol，依題意：

2A(g) xB(g)+ C(g)

起始/mol 1 0 0

變化/mol a xa/2 a/2

平衡/mol 1-a xa/2 a/2

[(1-a)/1.36]×100%=60%

a=0.184

即平衡後已轉化的A的物質的量為0.184 mol。

(3)由(1-a)+xa/2+a/2=1.36，a=0.184，可計算得x=5。