考點(diǎn)規(guī)范練20　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡常數(shù)1.A　A項(xiàng),4v正(O2)=5v逆(NO)能證明化學(xué)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率是相等的,達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài);B項(xiàng),單位時(shí)間內(nèi)生成xmolNO,同時(shí)消耗xmolNH3,均為正反應(yīng)速率,不能說明化學(xué)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等;C項(xiàng),若增加容器容積即減小壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率都減小;D項(xiàng),反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此應(yīng)是3v正(NH3)=2v正(H2O)。2.A　K值是溫度的函數(shù),K值變化,說明溫度發(fā)生了改變,則平衡一定發(fā)生移動(dòng),A項(xiàng)正確;若在其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,平衡向右移動(dòng),但K值只與溫度有關(guān),故K值不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,有利于正反應(yīng)的進(jìn)行,若體系溫度不變,則K值不變,但平衡發(fā)生移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;相同條件下,同一個(gè)反應(yīng),其化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)增大到原來的2倍,K值應(yīng)變?yōu)樵瓟?shù)值的平方,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.A　由題圖可知題給反應(yīng)正反應(yīng)吸熱,C項(xiàng)正確;升高溫度平衡正向移動(dòng),CO濃度減小,所以A點(diǎn)CO濃度大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于t2時(shí)反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D,c(CO2)高于平衡濃度,所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則一定有v(正)<v(逆),B項(xiàng)正確;由于正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,故K1<K2,D項(xiàng)正確。4.B　10min內(nèi),PCl5的濃度變化量為0.4mol·L-1,故Cl2的濃度變化量為0.4mol·L-1,所以v(Cl2)=0.04mol·L-1·min-1,A項(xiàng)正確;升高溫度(T1<T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),高溫不利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),PCl3的物質(zhì)的量變化較小,比值大于1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)Cl2的濃度為0.6mol·L-1,體積為2L,故Cl2為1.2mol,C項(xiàng)正確;平衡后移走2.0molPCl3和1.0molCl2,壓強(qiáng)減小,平衡逆向移動(dòng),相同條件下再達(dá)平衡時(shí),c(PCl5)<0.2mol·L-1,D項(xiàng)正確。5.D　因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng),且反應(yīng)速率極慢,在有限的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)不能達(dá)到平衡,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題干知570K時(shí)反應(yīng)速率極慢,故可推斷出升高溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響不大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;因平衡常數(shù)已經(jīng)較大,增大壓強(qiáng)雖然平衡正向移動(dòng),但對(duì)設(shè)備要求更高,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;高效催化劑可提高反應(yīng)速率,解決反應(yīng)極慢的問題,有利于尾氣的轉(zhuǎn)化,故D項(xiàng)正確。6.D　A項(xiàng),當(dāng)溫度不變時(shí),平衡常數(shù)不變;B項(xiàng),反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)平衡常數(shù)變小;C項(xiàng),對(duì)于給定的可逆反應(yīng),溫度一定時(shí),其正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù);D項(xiàng),可以根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式寫出反應(yīng)物和生成物以及各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。7.B　相同溫度下,壓強(qiáng)越大,N2的體積分?jǐn)?shù)越小,所以p2>p1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖像可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以溫度越高,K越大,B項(xiàng)正確;E點(diǎn)為平衡點(diǎn),應(yīng)為3v正(NH3)=2v逆(H2),C項(xiàng)錯(cuò)誤;假設(shè)E點(diǎn)反應(yīng)后氣體總體積為1L,則N2為0.1L、H2為0.3L,未反應(yīng)的NH3為0.6L,參加反應(yīng)的NH3為0.2L,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.C　反應(yīng)①的K值隨溫度升高而減小,反應(yīng)①是放熱反應(yīng),反應(yīng)②的K值隨溫度升高而增大,反應(yīng)②是吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)①K≈1010,反應(yīng)②K≈10-30,相差很大,故利用反應(yīng)①固氮和利用反應(yīng)②固氮反應(yīng)程度相差很大,C項(xiàng)正確;在1000℃時(shí),反應(yīng)①、反應(yīng)②的K值相等,即,而體系中N2的濃度不一定相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.C　從圖像可知,溫度越高氫氣的含量越高,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),溫度升高平衡常數(shù)減小,則平衡常數(shù)A點(diǎn)大于B點(diǎn),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B點(diǎn)只能說明該溫度下,CO2和H2O的濃度相等,不能說明v正(CO2)=v逆(H2O),B項(xiàng)錯(cuò)誤;從圖像可知,A點(diǎn)H2和H2O的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)相等,故物質(zhì)的量相等,C項(xiàng)正確;其他條件恒定,充入更多H2,反應(yīng)物濃度增大,正反應(yīng)速率增大,v(CO2)也增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.A　由圖甲分析可知,根據(jù)變化的量等于化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)。該反應(yīng)前后體積不變,若改變壓強(qiáng),平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng),故t2時(shí)刻不可能是增大壓強(qiáng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),平衡狀態(tài)①和②的溫度相同,故K相等,B項(xiàng)正確;平衡狀態(tài)①、②和③中,狀態(tài)③向正向反應(yīng)進(jìn)行最徹底,F的濃度最大,C項(xiàng)正確;根據(jù)方程式知,反應(yīng)前后氣體體積不變,故不可能是壓強(qiáng)的變化,t4時(shí)刻速率減小,且變化的點(diǎn)不連續(xù),因此是降低溫度的結(jié)果,D項(xiàng)正確。11.答案(1)①+53.1　②30.0　6.0×10-2　③大于　溫度升高,體積不變,總壓強(qiáng)增大;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)增大　④13.4　(2)AC解析(1)①由蓋斯定律可知,(第一個(gè)已知反應(yīng)÷2)-(第二個(gè)已知反應(yīng))可得反應(yīng):N2O5(g)2NO2(g)+O2(g),則該反應(yīng)的ΔH=-4.4kJ·mol-1÷2-(-55.3kJ·mol-1)=+53.1kJ·mol-1。②依據(jù)反應(yīng):N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)及氣體的物質(zhì)的量與其形成的壓強(qiáng)成正比,生成的O2的壓強(qiáng)p(O2)=2.9kPa,則剩余N2O5形成的壓強(qiáng)p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa×2=30.0kPa。則N2O5的分解速率v=2×10-3×30.0kPa·min-1=6.0×10-2kPa·min-1。③若升高反應(yīng)溫度至35℃,由于體積不變,但溫度升高,總壓強(qiáng)增大,且2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2=-55.3kJ·mol-1為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡左移,氣體的物質(zhì)的量增大,總壓強(qiáng)增大,所以N2O5完全分解后體系壓強(qiáng)p∞大于63.1kPa。④當(dāng)t=∞時(shí),體系的總壓強(qiáng)為63.1kPa,此時(shí)N2O5完全分解,生成的氧氣的壓強(qiáng)為p(O2)==17.9kPa。若NO2不生成N2O4,則此時(shí)的總壓強(qiáng)應(yīng)為35.8kPa×=89.5kPa,而實(shí)際壓強(qiáng)為63.1kPa,壓強(qiáng)差為89.5kPa-63.1kPa=26.4kPa2NO2N2O4　壓強(qiáng)差2　　　　1 1　　26.4kPa　26.4kPa則平衡時(shí)NO2的分壓為63.1kPa-p(O2)-p(N2O4)=18.8kPa由此可求反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)為≈13.4kPa。(2)根據(jù)第一步能“快速平衡”及第二步“慢反應(yīng)”可判斷A項(xiàng)正確;反應(yīng)的中間產(chǎn)物有NO3及NO,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)第二步反應(yīng):NO2+NO3NO+NO2+O2可知,部分NO2沒有參加反應(yīng),C項(xiàng)正確;第三步為“快反應(yīng)”,則該步反應(yīng)的活化能較低,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.答案(1)(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系的溫度升高,故再次達(dá)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低(3)AD(4)×100%解析(1)反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×Ⅰ-Ⅱ得到,則K=/K2。(2)根據(jù)反應(yīng)Ⅰ2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)　ΔH<0,因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)且反應(yīng)容器為絕熱容器,所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系的溫度升高,故再次達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低。(3)根據(jù)反應(yīng)Ⅱ2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)ΔH<0,在恒溫、恒容條件下進(jìn)行。容器的容積不變,但氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,因此壓強(qiáng)不再變化,能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;平衡時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量之間沒有必然聯(lián)系,n(ClNO)=n(NO)不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;容器的容積和氣體的質(zhì)量均不變,因此混合氣體密度始終不變,不能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;v正(NO)=v逆(ClNO)能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確。(4)　　　　2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始(mol) x 1 0反應(yīng)(mol) 2a a 2a平衡(mol) x-2a 1-a 2a平衡混合物中ClNO的體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),即y=×100%。13.答案(1)①CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.4 kJ·mol-1　②Ⅰ(2)①K=　②67.6%或0.676或0.68　③p1<p2<p3(3)H2+C-2e-H2O+CO2　O2(或空氣)和CO2解析(1)已知反應(yīng)ⅠCH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH1=+49.4kJ·mol-1①;反應(yīng)ⅡCH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH2=+90.6kJ·mol-1②;由CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-1可知:CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0kJ·mol-1③。由蓋斯定律,②+③得反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.4kJ·mol-1;1mol甲醇在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、2mol,產(chǎn)生H2最多的是反應(yīng)Ⅰ。(2)①反應(yīng)Ⅰ甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH1=+49.4kJ·mol-1的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。②　　　CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)起始/mol 1 1 0 0反應(yīng)/mol 0.82 0.82 0.82 3×0.82平衡/mol 0.18 0.18 0.82 2.46反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)為×100%=67.6%。③由反應(yīng)方程式CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,相同溫度時(shí),減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CH3OH轉(zhuǎn)化率增大。由圖像可以看出,溫度一定,從p3到p1,CH3OH轉(zhuǎn)化率增大,故壓強(qiáng)由小到大的順序是p1<p2<p3。(3)燃料電池中通入燃料的電極是負(fù)極,通入氧化劑的電極是正極,負(fù)極是H2作還原劑,電極反應(yīng)式為H2+C-2e-H2O+CO2,正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子,電極反應(yīng)式為O2+2CO2-4e-2C,故正極要不斷通入O2(或空氣)和CO2。

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