第2节 化学平衡状态 化学平衡的移动课时跟踪练一、选择题1．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )A．增加压强 B．降低温度C．增大CO的浓度 D．更换催化剂解析：因为该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强只能增大反应速率但平衡不移动，A项错误；因为该反应的正反应为放热反应，降温使平衡向正反应方向移动，从而增大CO的转化率，B项正确；增大CO的浓度，平衡虽然向正反应方向移动但CO的转化率会降低，C项不正确；催化剂对化学平衡无影响，D项错误答案：B2．在一定条件下的密闭容器中发生反应：SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)下列各项中不能说明该反应已达化学平衡状态的是( )A．v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)[来源:1]B．容器内气体压强不再变化C．容器内气体的总质量不再变化D．HF的体积分数不再变化解析：反应过程中任何时刻v消耗(SiF4)＝4v生成(HF)答案：A3．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]。
下列叙述正确的是( )A．2NO2N2O4是放热反应B．NH4Cl溶于水时放出热量C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大D．烧瓶(3)中气体的压强增大解析：加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量答案：A4．对可逆反应2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g) ΔH<0，在一定条件下达到平衡下列有关叙述正确的是( )①增加A的量，平衡向正反应方向移动 ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v(正)减小 ③压强增大一倍，平衡不移动，v(正)、v(逆)不变 ④增大B的浓度，v(正)>v(逆)⑤加入催化剂，B的转化率提高A．①② B．④ C．③ D．④⑤解析：A是固体，其量的变化对平衡无影响；而增大B的浓度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)；升高温度，v(正)、v(逆)均增大，但v(逆)增大的程度大，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡不移动，但v(正)、v(逆)都增大；催化剂不能使化学平衡发生移动，B的转化率不变。
答案：B5．向一体积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<010秒时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1下列说法正确的是( )A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%B．降低温度能使混合气体的密度增大C．向该容器中充入N2，平衡正向移动D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率解析：A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2÷4×100%＝30%；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变答案：C6．处于平衡状态的反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH>0，不改变其他条件的情况下，下列说法合理的是( )A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变B．升高温度，正逆反应速率都增大，H2S分解率也增大C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D．若体系恒容，注入一些H2后达新平衡，H2浓度将减小解析：焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A错误；温度升高，正逆反应速率均增大，该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C错误；体系中注入H2，体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D错误。
答案：B[来源:学+科+网]7．在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2，通入Br2(g)发生反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0当温度分别为T1、T2，平衡时H2的体积分数与Br2(g)的物质的量的变化关系如图所示下列说法正确的是( )A．由图可知：T2>T1B．a、b两点的反应速率：b>aC．为了提高Br2(g)的转化率，可采取增加Br2(g)的方法D．T1时，随着Br2(g)的加入，平衡时HBr的体积分数不断增加解析：A项，根据反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g) ΔH<0，升温，平衡向逆反应方向移动，H2的体积分数增大，根据图示变化，可知T1>T2，错误；B项，b点Br2的浓度比a点Br2的浓度大，反应速率也大，正确；C项，增加Br2(g)的通入量，Br2(g)的转化率减小，错误；D项，体积不变时，在Br2(g)的物质的量较多的情况下，平衡时HBr的体积分数可能减小，错误答案：B8．(2019·哈尔滨模拟)PCl3和PCl5都是重要的化工原料将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g) ΔH<0。
有关数据如下：项 目PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/(mol·L－1)2.01.00平衡浓度/(mol·L－1)c1c20.4下列判断不正确的是( )A．10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1B．当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡C．升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<0.2 mol·L－1解析：由题意可知c1＝1.6，c2＝0.6A项，v(Cl2)＝(1.0 mol·L－1－0.6 mol·L－1)/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向进行，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)<0.2 mol·L－1答案：C9．已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。
序号温度/℃容器体积CO转化率平衡压强/Pa①200V150%p1②[来源:1ZXXK]200V270%p2[来源:Zxxk.Com]③[来源:1ZXXK]350V350%p3下列说法正确的是( )A．反应速率：③>①>②B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4C．若容器体积V1>V3，则Q<0D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%解析：①、②的温度相同，而转化率②>①，则②可看作在①的基础上加压，即V1>V2，因此反应速率：②>①，A错误；①与②比较，到达平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不等，因此平衡时体系压强：p1∶p2不等于5∶4，B错误；若容器体积V1>V3，温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则可看作在这个基础上③平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆向是吸热反应，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则可看作在②的基础上压缩，CO转化率增大，D错误答案：C二、非选择题10．氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
该可逆反应达到平衡的标志是________A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)B．单位时间内生成m mol N2，同时生成3m mol H2C．容器内的总压强不再随时间而变化D．混合气体的密度不再随时间变化(2)工业上可用天然气原料来制取合成氨的原料气氢气某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中测得如下表所示数据请回答下列问题：时间/minCH4(mol)[来源:学,科,网Z,X,X,K]H2O(mol)CO(mol)H2(mol)00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝________②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)A．减少CH4的物质的量 B．降低温度C．升高温度 D．充入H2(3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。
该反应的ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0；T0温度下，NH3的转化率为________解析：(1)3v逆(NH3)＝2v正(H2)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器体积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20，7 min时，各物质的量与5 min时相同，所以5 min时反应达到平衡；v(CH4)＝＝0.20 mol·L－1·min－1②10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D3)由图象可知，NO的浓度达到最大值后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH＜0，T0时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。
答案：(1)C (2)①是 0.02 mol·L－1·min－1 ②D(3)＜ 75%11．在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化关。