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2022屆高三化學一輪高考復習?？碱}型：39基于化學平衡的有關計算

一、單選題（共15題）
1．完全相同的兩個恒容容器甲和乙，已知甲中裝有SO2、O2各1 g，乙中裝有SO2、O2各2 g，在同一溫度下反應，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達平衡后，甲中SO2的轉化率為a%，乙中SO2的轉化率為b%，則(　 　)
A．a%＞b% B．a%＜b% C．a%＝b% D．無法判斷
2．一定條件下，容積固定的密閉容器中，對于可逆反應，若X、Y、Z的起始濃度分別為、、（均不為零），達到化學平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度分別為、、，則下列判斷不合理的是（ ）
A．
B．達到化學平衡狀態(tài)時，Y和Z的生成速率之比為2：3
C．達到化學平衡狀態(tài)時，容器內的壓強不再變化
D．的取值范圍為
3．180℃時，將0.5 mol H2和1 mol CO2通入1L的恒容密閉容器中，反應生成甲醇蒸氣(CH3OH)和某無機副產物，測得各物質的物質的量隨時間的部分變化如圖所示。下列說法中不正確的是

A．該反應的化學方程式：
B．在0~3 min內，CH3OH的平均反應速率為
C．在3~10 min內，反應仍未達到平衡狀態(tài)
D．10 min時，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2，可提高H2和CO2的轉化率
4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔHK2
C．新平衡時，Z的濃度大于原平衡2倍，K1=K2
D．反應過程中，化學反應速率同等程度增大，K1=K2
12．在一個2L的密閉容器中,發(fā)生反應: 2SO3 (g) 2SO2 (g)+ O2 (g) — Q (Q>0)，其中SO3的物質的量隨時間變化如圖所示，下列判斷錯誤的是

A．0～8min內v(SO3)=0.025mol/(L·min)
B．8min時，v逆(SO2)=2v正(O2)
C．8min時，容器內壓強保持不變
D．若8min時將容器壓縮為1L，n(SO3)的變化如圖中a
13．密閉容器中發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。測得某一時刻SO2、O2、SO3物質的量濃度分別為0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1。當反應達到平衡時，下列數(shù)據(jù)可能存在的是(　　)
A．SO2、O2濃度分別為0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1
B．SO3濃度為0.25 mol·L－1
C．SO3濃度為0.4 mol·L－1
D．SO3、SO2濃度均為0.15 mol·L－1
14．T℃，將2 mol X和1 mol Y充入體積為1L的密閉容器中，已知：2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1。10 min后達到平衡，生成0.2 mol Z，共放出熱量N kJ，下列說法正確的是
A．在10 min時，X的反應速率為0.02 mol·L-1·min-l
B．在0～10 min內，Y的反應速率為 mol·L-1·min-l
C．無法計算該溫度下Y的平衡轉化率
D．反應達平衡后，保持T℃，通入稀有氣體增加壓強，則化學反應速率變快
15．在2 L恒容絕熱(不與外界交換能量)容器中進行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反應，按下表數(shù)據(jù)投料，反應10 s后達到平衡狀態(tài)，測得體系壓強升高，前10s內v(A)= 0.025 mol/(L?s)。下列說法正確的是

A．達平衡時,2v正（A）=v逆(B) B．平衡后，增加D的量,平衡逆向移動
C．到達平衡時，n(B) =0.5 mol D．溫度升高，該反應的平衡常數(shù)減小


二、計算題（共6題）
16．恒溫下，將a mol N2與b mol H2的混合氣體通入一個固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N2 (g) ＋ 3 H2(g) 2NH3(g)。
（1）若反應某時刻t時，n t (N2) = 13 mol，n t (NH3) = 6 mol，則a =____mol；
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L（標況下），其中NH3的含量(體積分數(shù))為25%，平衡時NH3的物質的量_____；
（3）原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比（寫出最簡整數(shù)比、下同），n(始)∶n(平) =______；
（4）原混合氣體中，a∶b =_____；
（5）達到平衡時，N2和H2的轉化率之比，α(N2)∶α(H2)= ______；
（6）平衡混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =______。
17．一定溫度下，在1L恒容密閉容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g)，發(fā)生如下反應：，測得C2H4(g)的轉化率(α)與時間(t)的關系如圖所示。其中T1、T2表示溫度，速率方程：v正=k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆=k逆·c(CH3CH2OH)(k是速率常數(shù)，只與溫度有關)。


(1)N點：______（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)溫度為T1時，測定平衡體系中c(H2O)=0.25 mol·L-1，則______L·mol -1。
18．已知CH4與CO2在一定條件下能發(fā)生反應，CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1。在兩個體積均為2L的恒容密閉容器中，起始時按表中相應的量加入物質，在溫度為753K下發(fā)生反應，CO2的平衡轉化率如下表所示：
容器
起始物質的量(n)mol
CO2的平衡轉化率
CH4
CO2
CO
H2
A
1
1
0
0
50%
B
1
1
2
2



(1)若容器A中反應從開始到平衡所用的時間為t min，則t min內該反應的平均反應速率為：v(CO2)＝___________(用含t的表達式表示)。
(2)溫度為753K時該反應的平衡常數(shù)K＝________；容器B中的反應起始時將_________移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)反應達到平衡時，其他條件不變，升高溫度，此時v正________v逆(填“>”、“＝”或“”、“＝”或“”、“c+d，據(jù)此解答。
【詳解】
保持溫度不變壓強增大至原來的2倍，將容器的容積壓縮到原來容積的一半，假定平衡不移動，Y濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，達到新平衡時，物質Y的濃度是原來的1.6倍，說明平衡向正反應方向移動，則應由a+b＜c+d，
A．平衡向正反應方向移動，溫度不變K值不變，K2=K1，選項A錯誤；B．新平衡時Y的濃度為原來的1.6倍，濃度增大，平衡向正反應方向移動，溫度不變則K1=K2，選項B錯誤；C．新平衡時，平衡正向移動，體積為原來的一半但Z的物質的量增大，濃度大于原平衡的2倍，K1=K2，選項C正確；D．反應過程中，化學反應速率均增大，未達平衡前正反應速率大于逆反應速率， K1=K2，選項D錯誤；答案選C。
【點睛】
本題考查化學平衡移動的影響，題目難度不大，本題注意用假定法判斷，如果平衡不移動，則達到平衡時Y的濃度為原來的2倍，根據(jù)實際Y的濃度，判斷平衡移動。
12．D
【詳解】
A、0～8 min內v（SO3）==0.025mol/（L?min），選項A正確；
B、8min時，n(SO3)不再變化，說明反應已達平衡，v逆(SO2)= v正(SO2)=2v正(O2)，選項B正確；
C、8min時，n(SO3)不再變化，說明各組分濃度不再變化，容器內壓強保持不變，選項C正確；
D、若8min時壓縮容器體積時，平衡向氣體體積減小的逆向移動，但縱坐標是指物質的量，不是濃度，SO3的變化曲線應為逐變不可突變，選項D錯誤；
答案選D。
【點睛】
本題考查了化學反應速率的求算、平衡常數(shù)、平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動的圖象分析，明確概念是解題的關鍵。
13．B
【分析】
化學平衡研究的對象為可逆反應．化學平衡的建立，既可以從正反應開始，也可以從逆反應開始，或者從正逆反應開始，不論從哪個方向開始，物質都不能完全反應，利用極限法假設完全反應，計算出相應物質的濃度變化量，實際變化量小于極限值，據(jù)此判斷分析。
【詳解】
A．SO2和O2的濃度增大，說明反應向逆反應方向進行建立平衡，若SO3完全反應，則SO2和O2的濃度濃度變化分別為0.2mol/L、0.1mol/L，因可逆反應，實際變化應小于該值，所以SO2小于 0.4mol/L，O2小于0.2mol/L，A錯誤；
B．如果反應向正反應方向進行，消耗SO2為0.05mol/L，O2為0.025mol/L，平衡時SO3為0.25mol/L，B正確；
C．SO3的濃度增大，說明該反應向正反應方向進行建立平衡，若二氧化硫和氧氣完全反應，SO3的濃度的濃度變化為0.2mol/L，實際變化小于該值，C錯誤；
D．SO3、SO2濃度均為0.15 mol·L－1，硫元素不守恒，D錯誤；
答案選B。
【點睛】
本題考查了化學平衡的建立，關鍵是利用可逆反應的不完全性，運用極限假設法解答，題目難度不大。
14．B
【詳解】
A. 化學反應速率表示的是一段時間內的平均速率，不能表示瞬時速率，故無法計算在10 min時X的反應速率，故A錯誤；
B. 10 min后達到平衡時，放出熱量N kJ，設Y的物質的量減少了a mol，則根據(jù)反應方程式有：
2X(g)+Y(g) 2Z(s)△H=-M kJ·mol-1
1mol MkJ
amol NkJ
得a=mol，則v（Y）= = = mol·L-1·min-l，故B正確；
C. 10 min后達到平衡，生成0.2 mol Z，根據(jù)反應方程式可知，此時消耗Y的物質的量是0.1mol，則Y的平衡轉化率為：×100%=10%，故C錯誤；
D. 反應達平衡后，保持T℃，通入稀有氣體增加壓強，但因容器恒容，故反應物的濃度不變，反應速率不變，故D錯誤；
答案選B。
15．D
【解析】起始時D的物質的量為0，則反應2A （g）+B（g）?2C（g）+D（s）只能向正反應進行建立平衡，正反應是氣體體積減小的反應，又容器的體積不變，而平衡時壓強增大，說明在絕熱條件下，混合氣體的溫度升高了，則該反應的正反應為放熱反應。
A．平衡時正逆反應速率相等，且反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比，所以根據(jù)方程式可知v正（A）＝2v逆(B)，A錯誤；B．D為固體，平衡時增加D，平衡不發(fā)生移動，B錯誤；C．前10s內v（A）=0.025mol/（L?s），則前10s內v（B）=0.0125mol/（L?s），平衡時消耗B的物質的量為：0.0125mol/（L?s）×10s×2L=0.25mol，所以平衡時B的物質的量為：1mol-0.25mol=0.75mol，C錯誤；D．該反應為放熱反應，升高溫度后平衡向著逆向移動，則該反應的平衡常數(shù)會減小，D正確；答案選D。
點睛：本題考查了化學平衡及其影響因素，根據(jù)題干數(shù)據(jù)正確判斷該反應為放熱反應為解答關鍵，注意熟練掌握影響化學平衡的因素，選項B是易錯點，注意D的狀態(tài)。
16．16 mol 8 mol 5∶4 2∶3 1∶2 3∶3∶2
【分析】
（1）根據(jù)化學方程式計算a值；

（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L（標況下），則氣體的物質的量是32mol，根據(jù)NH3的含量(體積分數(shù))為25%計算氨氣的物質的量；
（3）利用差量法計算原混合氣體的物質的量；
（4）根據(jù)（1）可知a=16，根據(jù)（3）可知原混合氣體的物質的量是40mol；
（5）利用“三段式”計算N2和H2的轉化率之比；
（6）根據(jù)“三段式”判斷平衡混合氣體中各氣體的物質的量比；
【詳解】
（1）根據(jù)N2 (g)＋ 3H2(g)2NH3(g)反應可推知：反應某時刻t時，n (NH3) = 6 mol，則消耗n (N2) =3 mol，開始加入n (N2)= 13mol+ 3mol =16mol；
（2）反應達平衡時，混合氣體的體積為716.8 L（標況下），則氣體的物質的量是32mol，NH3的含量(體積分數(shù))為25%，所以氨氣的物質的量是32mol×25%=8mol；
（3）設反應后氣體物質的量減少n；

n=8mol；所以原混合氣體的物質的量是32mol+8mol=40mol，原混合氣體與平衡混合氣體的總物質的量之比40:32=5:4；
（4）根據(jù)（1）可知a=16，根據(jù)（3）可知原混合氣體的物質的量是40mol，所以b=40mol-16mol=24mol；a∶b =16:24=2:3；
（5）

N2的轉化率為，H2的轉化率為，所以α(N2)∶α(H2)=1:2；
（5）根據(jù)

平衡混合氣體中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =12:12:8=3:3:2。
17．＞ 16.00
【分析】
根據(jù)速率方程以及化學平衡常數(shù)的表達式進行計算。
【詳解】
(1)反應達到平衡時，υ正=υ逆，即k正·c(C2H4)·c(H2O)=k逆·c(CH3CH2OH)可得平衡常數(shù)K=，N點正反應速率大于逆反應速率，反應正向進行，則＞；
(2)溫度為T1時，C2H4(g)的平衡轉化率為80%，設C2H4的起始濃度為c mol/L，平衡時c(C2H4)=0.2c mol·L?1，c(CH3CH2OH)=0.80c mol·L?1，已知c(H2O)=0.25mol·L?1，則K==。
18．
mol·L-1·min-1 1 逆向 ＞ ＞
【分析】
(1)α=×100%，計算出△n(CO2)，再根據(jù)v(CO2)=計算；
(2)根據(jù)三段式結合平衡常數(shù)K=計算；根據(jù)Qc與K的關系判斷平衡移動的方向，Qc＞K，平衡逆移，Qc＜K，平衡正移，Qc=K，平衡不移動；
(3)反應的△H＞0，正反應為吸熱反應，結合溫度對平衡移動的影響分析判斷；
(4)結合等效平衡的原理分析判斷。
【詳解】
(1)△n(CO2)=1mol×50%=0.5mol，v(CO2)==== mol/(L?min)，故答案為：mol/(L?min)；
(2)

平衡常數(shù)K===1；容器B中的反應起始時Qc==4＞K=1，平衡逆向移動，故答案為：1；逆向；
(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H＝+247.0 kJ·mol-1，△H＞0，正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正移，正＞逆，故答案為：＞；
(4)實驗B相對于實驗A相當于增大壓強為A的2倍，平衡逆移，故2n(CO)A＞n(CO)B，故答案為：＞。
【點睛】
本題的易錯點為(4)，要注意找到B容器與A容器的聯(lián)系，結合平衡移動的原理分析判斷。
19．-99 +41 a 反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小
【詳解】
(1)反應熱=反應物總鍵能?生成物總鍵能，故△H1=1076kJ/mol+2×436kJ/mol ?(3×413+343+465)kJ/mol=?99 kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律：反應②?反應①=反應③，故△H3=△H2?△H1=?58 kJ/mol ?(?99 kJ/mol)=+41 kJ/mol，
故答案為：?99；+41；
(2)反應①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常數(shù)表達式；
反應①正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系，
故答案為：；a；反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減?。?br /> 20．0.2＜b≤1 0.03mol·L－1·min－1 2.25×10—2 BD CD
【詳解】
(1)設反應的甲烷的物質的量為x，
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始（mol）1 1 0 0
反應（mol）x x x 3x
平衡（mol）1-x 1-x x 3x
平衡后甲中氣體的壓強為開始的1.2倍，即物質的量為開始時的1.2倍，則（1mol-x）+（1mol-x）+x+3x=（1 mol +1 mol）×1.2，解得x=0.2mol；若要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等，即甲乙等效，由于該反應前后氣體的物質的量不等，在等溫等體積時，需要轉換到方程式一邊，物質的量分別相等，則b的最大值為1mol，起始時要維持化學反應向逆反應方向進行，則b要大于0.2mol，因此0.2＜b≤1，故答案為：0.2＜b≤1；
（2）將1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容積固定為10L的反應室，在一定條件下發(fā)生反應I，由圖象可知100℃甲烷轉化率為50%，故參加反應的甲烷為1mol×50%=0.5mol，則：
CH4 （g）+H2O （g）CO （g）+3H2 （g）
起始量（mol）：1.0 2.0 0 0
變化量（mol）：0.5 0.5 0.5 1.5
平衡量（mol）：0.5 1.5 0.5 1.5
①假設100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H2表示該反應的平均反應速率==0.03 mol?L-1?min-1，
②100℃時反應I的平衡濃度為c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，平衡常數(shù)K==2.25×10-2；
（3）A、有2個H - H鍵生成的同時有3個C - H鍵斷裂，只說明逆反應速率，不能說明反應是否達到平衡狀態(tài)；
B、CO百分含量保持不變，證明各組分不再變化，該反應已經達到了化學平衡狀態(tài)；
C、該容器為恒溫恒壓容器，混合氣體的壓強始終不變，容器中混合氣體的壓強不變化不能說明反應是否達到了平衡狀態(tài)；
D、該反應的正反應是氣體分子數(shù)減小的反應，在恒溫恒壓容器中建立平衡時氣體體積減小，混合氣體質量守恒，混合氣體密度增大，所以容器中混合氣體的密度保持不變說明達到平衡狀態(tài)；
答案選BD；
（4）A．平衡后將容器的容積壓縮到原來的，壓強增大，平衡向正反應方向移動，生成物的濃度增大，由于平衡常數(shù)不變，結合平衡常數(shù)可知，平衡時反應物各組分的濃度都增大，選項A錯誤；
B．壓強增大，正、逆反應速率都增大，但正反應速率增大更多，選項B錯誤；
C．壓強增大，平衡向正反應方向移動，CH3OH 的物質的量增加，選項C正確；
D．壓強增大，平衡向正反應方向移動，氫氣的物質的量減小、甲醇的物質的量增大，故重新平衡減小，選項D正確；
E．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，選項E錯誤。
答案選CD。
21．60 > ＝ 0.070 0.001 5 0.200
【解析】
【詳解】
(1)60s時，反應N2O42NO2達到平衡，此時a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-×0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的轉化率為，40s時，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)×2=0.100mol/L，所以c2＞c3，表中數(shù)據(jù)可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故從60s開始反應已達平衡，故a=b=c3=0.040mol/L；
(2) 20s時，c1=0.100mol/L-×0.060mol/L=0.070mol/L，在時間段內，v(NO2)=，v(N2O4)=v(NO2)==；
(3) 恒溫恒容條件下，且反應前后氣體的物質的量發(fā)生變化，起始向容器中充入的是二氧化氮氣體，要達到相同的平衡狀態(tài)，按化學計量數(shù)轉化到N2O4一邊，滿足N2O4的濃度為0.100mol/L，由N2O4（g）2NO2（g）可知，二氧化氮的初始濃度=2×0.100mol/L=0.200mol/L。

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