部编版高考化学一轮复习 化学反应速率和化学平衡 专题05 化学平衡计算练习.docx

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部编版高考化学一轮复习化学反应速率和化学平衡专题05化学平衡计算练习

专题05化学平衡计算

1．在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

已知

容器

甲

乙

丙

反应物的投入量

、

的浓度

反应的能量变化

放出akJ

吸收bkJ

吸收ckJ

体系的压强

反应物的转化率

下列说法正确的是　　

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】分析：

甲容器内的平衡与乙容器内平衡是等效平衡,所以平衡时NH3的浓度相等，即c1=c2，丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，相当于增大压强，平衡正移，所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍，即c3＞2c2，即c3＞2c1，2P2＞P3，

，所以

．

详解：

A.甲容器内的平衡与乙容器内平衡是等效平衡,所以平衡时NH3的浓度相等，即c1=c2，丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，相当于增大压强，平衡正移，所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍，即c3＞2c2，即c3＞2c1，A错误；

B.乙中开始投入2molNH3，则甲与乙是等效的，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a+b=92.4，B正确；

C.丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，反应起始时2P2=P3，由于合成氨的反应是气体体积减小的反应，故2P2＞P3，C错误；

D.丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，相当于增大压强，平衡向右移动，所以丙中氨的转化率比乙小，因为

，所以

，D错误。

本题选B.

2．一定温度下在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中发生反应：

NO2（g）+SO2（g）

SO3（g）+NO（g）。

投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50％，下列说法正确的是

起始浓度

甲

乙

丙

c（NO2）/（mol·L-1）

0.10

0.20

0.20

c（SO2）/（mol·L-1）

0.10

0.10

0.20

A.容器甲中的反应在前2min的平均速率v（NO）=0.05mol·L-1·min-1

B.容器乙中若起始时改充0.10mol·L-1NO2和0.20mol·L-1SO2，达到平时c（NO）与原平衡相同

C.达到平衡时，容器丙中SO3的体积分数是容器甲中SO3的体积分数的2倍

D.达到平衡时，容器乙中NO2的转化率和容器丙中NO2的转化率相同

【答案】B

【解析】分析：

甲经2min达平衡时，NO2的转化率为50%，其平衡浓度为0.05mol/L， 

  NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g）

开始（mol/L）：

0.1   0.1     0         0

转化（mol/L）：

0.05  0.05      0.05   0.05

平衡（mol/L）：

0.05  0.05      0.05    0.05

故该温度下平衡常数K=

，各容器内温度相同，平衡常数均相同。

A．根据v=

计算；B.据平衡常数的计算式推断；C．该反应为反应前后气体的物质的量不变的反应，容器丙中SO3的体积分数和容器甲中SO3的体积分数相等；D.单纯的增大某一种物质的浓度，这种物质的转化率一定降低，因此达到平衡时，容器乙中NO2的转化率小于容器丙中NO2的转化率.

详解：

A．容器甲中的反应在前2 min,NO的平均速率v（NO）=

=0.025mol·L-1·min-1，故A错误；B.令平衡时NO的浓度为ymol/L，

NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g）．

开始（mol/L）：

0.1   0.2  0     0

转化（mol/L）：

y y  y     y

平衡（mol/L）：

0.1-y 0.2-y y  y

则   

，只要二氧化氮和二氧化硫的浓度分别是0.1mol/L和0.2mol/L，平衡时NO的浓度就相同，故B正确；C.该反应为反应前后气体压强不变的反应，容器丙的反应物的起始浓度是容器甲的2倍，平衡不移动，因此容器丙中SO3的体积分数和容器甲中SO3的体积分数相等，故C错误；D.起始浓度容器乙中的NO2是器甲的2倍，而SO2的起始浓度一样，单纯的增大某一种物质的浓度，这种物质的转化率一定降低，因此达到平衡时，容器乙中NO2的转化率小于容器丙中NO2的转化率，故D错误；答案选B.

3．在恒温恒压下，向密闭容器中充入4molSO2和2molO2，发生如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＜0。

2min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4mol，同时放出热量QkJ，则下列分析正确的是（　　）

A.在该条件下，反应前后的压强之比为6∶5.3

B.若反应开始时容器容积为2L，则v（SO3）＝0.35mol·L－1·min－1

C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n（SO3）＞1.4mol

D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量小于QkJ

【答案】D

【解析】分析：

A、根据反应在恒温恒压条件下进行分析；B、根据化学反应速率的概念分析计算；C、绝热条件温度升高平衡逆向进行；D、恒温恒容条件反应过程中,压强减小。

详解:

A、反应在恒温恒压条件下进行，应前后的压强之比为1:

1，故A错误；

B、若容器体积不变,v（SO3）＝

=0.35mol·L－1·min－1，但反应是在恒温恒压条件进行，反应达到平衡时，容器体积小于2L,相等于增大体系压强，化学反应速率增大，所以v（SO3）>0.35mol·L－1·min－1，故B错误；

C、若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，由于该反应的正反应是放热反应，绝热温度升高,平衡逆向进行，平衡后n（SO3）<1.4mol，所以C选项是错误的；

D、若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，反应过程中压强减小，平衡逆向进行，达平衡时放出热量小于QkJ，故D正确。

所以D选项是正确的。

4．在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:

下列说法错误的是

A.反应达到平衡时,X的转化率为50%

B.反应可表示为X+3Y

2Z，其平衡常数为1600

C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大

D.改变温度可以改变此反应的平衡常数

【答案】C

【解析】A．反应达到平衡时，X的转化率为：

=50%，选项A正确；B．根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知：

△c（X）：

△c（Y）：

△c（Z）：

=0.05：

0.15：

0.1=1：

3：

2，则反应的方程式为X+3Y⇌2Z，K═

=1600，选项B正确；C．反应正向是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，即向着生成Z的方向移动，温度不变，则平衡常数不变，选项C错误；D．平衡常数受温度的影响，改变温度可以改变此反应的平衡常数，选项D正确；答案选C。

5．在常温、常压和光照条件下，N2在催化剂表面与H2O发生反应：

2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）。

在2L的密闭容器中，起始反应物用量相同，催化剂的使用情况也相同，控制不同温度分别进行4组实验，3h后测定NH3的生成量，所得数据如下表：

实验级别

实验1

实验2

实验3

实验4

温度/K

303

313

323

353

NH3生成量/10−6mol

4.8

5.9

6.0

2.0

下列说法不正确的是

A.温度为303K时，在3h内用氮气表示的平均反应速率为4×10−7mol·L−1·h−1

B.实验1和实验3中，3h内N2的转化率之比为4:

5

C.分析四组实验数据可得出，温度升高可加快反应速率，也可能减慢反应速率

D.353K时，可能是催化剂催化活性下降或部分水脱离催化剂表面，致使化学反应速率减慢

【答案】C

【解析】分析：

A项，先计算NH3表示的平均反应速率，再依据速率之比等于化学计量数之比计算υ（N2）；B项，根据实验1和实验3中NH3的生成量计算；C项，其它条件相同时升高温度化学反应速率加快；D项，353K时，温度升高化学反应速率减慢，可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面。

详解：

A项，303K时υ（NH3）=

=

=8

10-7mol/（L·h），根据速率之比等于化学计量数之比，υ（N2）：

υ（NH3）=2:

4，υ（N2）=

υ（NH3）=4

10-7mol/（L·h），A项正确；B项，根据实验1和实验3中3h内NH3的生成量之比为（4.8

10-6mol）：

（6.0

10-6mol）=4:

5，实验1和实验3中转化N2物质的量之比为4:

5，起始反应物用量相同，实验1和实验3中3h内N2的转化率之比为4:

5，B项正确；C项，其它条件相同时升高温度化学反应速率加快，353K时，温度升高化学反应速率减慢，可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面，C项错误；D项，353K时，化学反应速率减慢，可能是温度升高催化剂活性下降或部分水脱离催化剂表面，D项正确；答案选C。

6．温度为T1℃时,在四个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：

2NO（g）+2H2（g）

N2（g）+2H2O（g）ΔH，该反应的速率表达式为v=k·cm（NO）·cn（H2）（k、m、n为常数），测得有关实验数据如下：

容器编号

物质的起始浓度/（mol/L）

速率/（mol·L-1·s-1）

物质的平衡浓度/（mol/L）

c（NO）

c（H2）

c（N2）

Ⅰ

6×10-3

1×10-3

a×10-3

2×10-4

Ⅱ

6×10-3

2×10-3

2a×10-3

Ⅲ

1×10-3

6×10-3

b×10-3

Ⅳ

2×10-3

6×10-3

4b×10-3

下列说法正确的是（）

A.m=2，n=2

B.达到平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅳ的总压强之比为1:

2

C.温度升高为T2℃，测得平衡时，容器Ⅱ中c（H2O）=3.8×10-4mol/L，则ΔH>0

D.T1℃时，容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、H2O（g）各2×10-4mol，则反应将向逆反应方向进行

【答案】D

【解析】分析：

结合反应速率表达式结合表中有关数据、外界条件对平衡状态的影响分析解答。

详解：

A、反应Ⅰ、Ⅱ相比较，NO的浓度不变，Ⅱ中氢气浓度是Ⅰ的2倍，反应速率Ⅱ是Ⅰ的2倍，所以n=1；反应Ⅲ、Ⅳ相比较，氢气的浓度不变，Ⅳ中NO浓度是Ⅲ的2倍，反应速率Ⅳ是Ⅲ的4倍，所以m=2，A错误；

B、恒温恒容下，体系的压强比等于气体的物质的量的比，对于反应Ⅱ有：

2NO（g）+2H2（g）

N2（g）+2H2O（g）

起始浓度（mol/L）0.0060.00200

起始浓度（mol/L）xxx/2x/2

起始浓度（mol/L）0.006-x0.002-xx/2x/2

对于反应Ⅲ有

2NO（g）+2H2（g）

N2（g）+2H2O（g）

起始浓度（mol/L）0.0020.00600

起始浓度（mol/L）yyy/2y/2

起始浓度（mol/L）0.002-y0.006-yy/2y/2

两个反应的平衡常数必然相等，列出其平衡常数计算式，两个反应的K值相等，一定得到x=y。

则达到达平衡时两个反应体系的气体总物质的量相等，所以压强相等，B错误；

C、温度不变的前提下，从反应Ⅰ变为反应Ⅱ，氢气的浓度变为原来的2倍，则平衡正向移动，达到新平衡的时候c（N2）应该大于2×10-4mol/L，此时的c（H2O）应该大于4×10-4mol/L；但是，实际升高温度以后实验Ⅱ达平衡时c（H2O）=3.8×10-4mol/L＜4×10-4mol/L，说明升高温度的时候，平衡一定逆向移动了，所以该反应为放热反应，焓变小于0，C错误；

D、增大生成物浓度，平衡一定逆向移动，所以充入NO、H2O（g）各2×10-4mol，则反应将向逆反应方向进行，D正确。

答案选D。

7．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）相关数据如下表所示。

下列说法错误的是（）

容器

编号

物质的起始浓度

（mol·L-1）

物质的平衡浓度

（mol·L-1）

c（NO2）

c（NO）

c（O2）

c（O2）

Ⅰ

0.6

0

0

0.2

Ⅱ

0.3

0.5

0.2

Ⅲ

0

0.5

0.35

A.容器Ⅰ中发生反应的平衡常数为0.8B.容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆

C.达到平衡时，容器Ⅲ中

>1D.达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为16∶17

【答案】D

【解析】容器Ⅰ中，根据2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）反应可知，达到平衡后c（O2）=0.2mol·L-1，则生成c（NO）=0.4mol·L-1，剩余c（NO2）=0.6-0.4=0.2mol·L-1，反应的平衡常数=c（O2）×c2（NO）/c2（NO2）=0.2×0.42/0.22=0.8，A正确；容器Ⅰ中发生反应与容器Ⅱ中发生反应温度均为T1，所以反应的平衡常数相等；容器Ⅱ中发生反应的QC=c（O2）×c2（NO）/c2（NO2）=0.2×0.52/0.32=0.57<0.8,反应正向进行，所以容器Ⅱ中发生反应的起始阶段有v正>v逆，B正确；温度相同时，平衡平衡常数不变，容器Ⅲ中消耗氧气为xmol,消耗一氧化氮为2xmol，生成二氧化氮为2xmol，反应达平衡时，剩余氧气（0.35-x）mol,剩余一氧化氮（0.5-2x）mol，根据平衡常数=c（O2）×c2（NO）/c2（NO2）=（0.35-x）×（0.5-2x）2/（2x）2=0.8，x=0.09mol，所以达到平衡时，容器Ⅲ中

=（0.35-0.09/（2×0.09）>1,C正确；根据以上分析可知，达到平衡时，容器Ⅰ中剩余物质的总量为0.2+0.2+0.4=0.8mol，容器Ⅲ中剩余物质的总量为2×0.09+0.35-0.09+0.5-2×0.09=0.74mol，压强之比与气体的物质的量成正比，因此达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为0.8：

0.74=40:

37>16∶17，D错误；正确选项D。

8．温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:

2NO2（g） 

2NO（g）+O2 （g）（正反应吸热）。

实验测得:

 v正= v （NO2 ）消耗= k正c2（NO2 ），v逆= v（NO）消耗=2v （O2 ）消耗= k逆c2 （NO）·c（O2 ），k正、k逆为速率常数，受温度影响。

下列说法正确的是

容器

编号

物质的起始浓度（mol·L－1）

物质的平衡浓度（mol·L－1）

c（NO2）

c（NO）

c（O2）

c（O2）

Ⅰ

0.6

0

0

0.2

Ⅱ

0.3

0.5

0.2

Ⅲ

0

0.5

0.35

A.设k为该反应的化学平衡常数，则有k=k逆:

k正

B.达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比为20∶17

C.容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小

D.若改变温度为T2,且T2>T1,则k正:

k逆<0.8

【答案】C

【解析】平衡时，正、逆反应速率相等，则有

，所以K=c2（NO）c（O2）/c2（NO2）=k正/k逆；A错误；根据反应方程式和容器Ⅰ中

的平衡浓度可知：

平衡时，c（NO）=0.4mol·L－1，c（NO2）=0.2mol·L－1，则

温度下，该反应的平衡常数

；容器Ⅱ中浓度商QC=0.2×0.52/0.32=0.56<0.8,反应正向移动，气体的总量大于1mol,而容器Ⅲ中反应向左进行，气体的总量小于0.85mol，所以达平衡时，容器Ⅱ与容器Ⅲ中的总压强之比大于20∶17，B错误；针对于容器Ⅰ内反应可知：

NO2的转化率为0.4/0.6=2/3,假设容器Ⅱ中NO2的转化率也为2/3，反应正向进行，则该反应的平衡常数为：

2NO2（g） 

2NO（g）+O2（g）

起始量0.30.50.2

变化量0.20.20.1

平衡量0.10.70.3

平衡常数为k=0.3×0.72/0.12=14.7>8,所以容器Ⅱ中NO2的转化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移动，达平衡时，容器Ⅱ中NO2的转化率比容器Ⅰ中的小，C正确；由于该反应正反应是吸热反应，温度

，所以

时平衡常数增大，则k正:

k逆>0.8；正确选项C。

9．一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中，充入一定量的A和B分别发生下列反应：

3A（g）+B（g）

2C（g）+D（g）+E（s），下列说法正确的是

容器编号

温度/℃

起始物质的量/mol

平衡物质的量/mol

A

B

A

B

容器Ⅰ

300

3

1

0.8

容器Ⅱ

300

6

2

容器Ⅲ

240

3

1

0.4

A.该反应正反应为吸热反应

B.反应达到平衡后加入2molE，A的转化率减小

C.容器Ⅱ达到平衡时B的转化率比容器I大

D.240℃时，该反应的平衡常数K＝1.25

【答案】CD

【解析】分析：

容器Ⅰ、容器Ⅱ在相同温度下反应,容器Ⅱ浓度较大,压强较大,由方程式可以知道增大压强平衡正向移动,容器II反应温度较低,达到平衡时B的物质的量比容器I少,说明降低温度,平衡正向移动,则正反应为放热反应,以此解答该题。

详解:

A.容器I和容器III比较可以知道,起始量相同,平衡量Ⅰ中B的物质的量大于容器III中B的物质的量,说明温度越低平衡正向进行,正反应为放热反应,该反应正反应为放热反应,故A错误; 

B.反应达到平衡后加入2molE，E为固体，改变E的量不影响平衡，A的转化率不变,故B错误; 

C.容器Ⅰ、容器II在相同温度下反应,容器II浓度较大,压强较大,由方程式可以知道增大压强平衡正向移动,所以容器II达到平衡时B的转化率比容器I大，故C正确；

D.由表格中数据可以知道, 

              3A（g）+B（g）

2C（g）+D（g）+E（s）

起始量（mol/L） 3     1       0          0 

变化量（mol/L）  1.8    0.6    1.2       0.6 

平衡量（mol/L）  1.2     0.4    1.2       0.6 

K=

=1.25，所以D选项是正确的; 

所以CD选项是正确的。

10．汽车尾气净化器中发生的反应为2NO（g）+2CO（g）

N2（g）+2CO2（g）。

一定温度下，在三个体积均为1.0L恒容密闭容器中发生上述反应，测得有关实验数据如下：

容器

温度/（℃）

起始物质的量（mol）

平衡物质的量（mol）

NO

CO

N2

CO2

N2

CO2

I

400

0.2

0.2

0

0

0.12

II

400

0.4

0.4

0

0

III

300

0

0

0.1

0.2

0.075

下列说法正确是

A.容器I中达到平衡所需时间2s，则v（N2）=0.06mol•L-1·s-1

B.该反应的ΔS<0、ΔH<0

C.达到平衡时，体系中c（CO）关系：

c（CO，容器II）>2c（CO，容器I）

D.若起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，开始时V正>V逆

【答案】BD

【解析】分析：

由表格中数据，400℃时I中，

         2NO（g）+2CO（g）

N2（g）+2CO2（g）

开始物质的量（mol）0.2   0.2      0       0 

转化物质的量（mol） 0.12   0.12     0.06    0.12 

平衡物质的量（mol） 0.08   0.08     0.06   0.12 

K=

=21.09, 以此解答。

详解:

A.容器I中达到平衡所需时间2s,则v（N2）=

=0.03mol•L-1·s-1,故A错误；

B.该反应为气体体积减小的反应,则ΔS<0，I与III比较,III极限转化为反应物时,起始量相同,温度低时N2的平衡浓度大,可以知道降低温度平衡正向移动，正反应为放热反应，即ΔH<0，所以B选项是正确的；

C.I与II比较,温度相同、起始量为2倍关系,但II中压强大、平衡正向移动，则达到平衡时,体系中

关系:

c（CO，容器II）<2c（CO，容器I）,故C错误；

D.起始时向I中充入NO、CO、N2、CO2各0.1mol，QC=

=10V逆，所以D选项是正确的。

所以BD选项是正确的。

11．在三个容积均为1L的恒温恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在相同温度下发生反应3CO（g）+3H2（g）

（CH3）2O（g）+CO2（g）（不发生其他反应）， CO的平衡转化率与温度和压强的关系加下图所示。

容器

起始物质的量/mol

平衡转化率

CO

H2

（CH3）2O

CO2

CO

Ⅰ

0.3

0.3

0

0

50%

Ⅱ

0.3

0.3

0

0.1

Ⅲ

0

0

0.2

0.4

下列说法正确的是（）

A.该反应的△H<0,图中压强p1>p2

B.达到平衡时，容器Ⅱ中CO的平衡转化率大于50%

C.达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比小于4∶5

D.达到平衡时，容器Ⅲ中n[（CH3）2O]是容器Ⅱ中的2倍

【答案】AC

【解析】A.由图可知，升高温度CO的转化率降低则平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，△H<0，反应为气体体积缩小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的转化率增大，则由图可知p1>p2，选项A正确；B.容器Ⅱ相当于加入了部分二氧化碳，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故达到平衡时，容器Ⅱ中CO的平衡转化率小于50%，选项B错误；C.达到平衡时，容器Ⅰ中总物质的量为0.15+0.15+0.05+0.05=0.4mol，容器Ⅱ的总物质的量小于0.15+0.15+0.05+0.05+0.1=0.5mol，故总压强之比小于4∶5，选项C正确；D.若恒压则为等效平衡，达到平衡时，容器Ⅲ中n[（CH3）2O]是容器Ⅱ中的2倍，但恒容情况下相当于容器Ⅲ为增大压强平衡向气体体积缩小的正方向移动，n[（CH3）2O]增多，则容器Ⅲ中n[（CH3）2O]大于容器Ⅱ中的2倍，选项D错误；答案选AC。

12．一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:

CH3OH（g）+CO（g）

CH3COOH（g） △H<0。

下列说法正确的是  

容器编号

 温度/K

物质的起始浓度/mol/L

物质的平衡浓度/mol/L

c（CH3OH）

c（CO）