C.根据平衡常数的表达式K＝
＝
＝1.44。
D.因该反应前后气体化学计量数和相等，其他条件不变时，再充入0.2molZ，达到平衡时，其作用效果相当于保持Z的物质的量不变，缩小容器的体积，X的体积分数不变。
【答案】 C
6．（2013·北京高考）下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是（ ）
A.
将NO2球浸泡在冷水和热水中
B.
t/℃
25
50
100
Kw/10－14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c（氨水）/
（mol·L－1）
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
【解析】 A．二氧化氮气体中存在平衡：
2NO2
N2O4，体系的温度变化会使平衡发生移动。
B.不同温度下水的电离平衡常数不同，温度升高促进水的电离，电离平衡常数增大。
C.向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，加速了过氧化氢的分解，这是二氧化锰的催化作用，不能用平衡移动原理解释。
D.氨水的浓度减小为原来的十分之一，但其pH的变化小于1，说明氨水在稀释的过程中平衡：
NH3·H2O
NH
＋OH－发生了移动。
【答案】 C
课后限时自测（二十一）
（时间：
45分钟 满分：
100分）
一、选择题（每小题5分，共50分）
1．（2014·安徽淮南市二模）在雾霾天气的大气中能检测到多种有毒含氮化合物，如过氧乙酰基硝酸酯（PAN）。
大气中的烃类和NO2经过一系列光解反应生成过氧乙酰基，再与NO2化合形成PAN。
该反应过程如下：
过氧乙酰基 过氧乙酰基硝酸酯
下列有关说法正确的是（ ）
A．夏季气温高，PAN含量高
B．气压低，化学平衡常数增大，PAN含量高
C．减少氮氧化物的排放可以改善空气质量
D．大气中灰尘可起催化作用，能提高过氧乙酰基的转化率
【解析】 该反应为放热反应，温度升高，化学平衡向逆反应方向移动，A项错误；该反应前后气体体积减小，气压低时（减小压强），化学平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数不变，PAN含量降低，B项错误；氮的氧化物是大气主要污染物，减少排放有助于空气质量改善，C项正确；催化剂只改变反应速率不改变化学平衡状态，因此可以缩短达到平衡的时间，但是不能提高转化率和产率，D项错误。
【答案】 C
2．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．③D．④⑤
【解析】 A为固体，增加A的量，平衡不移动，①错；升高温度v正、v逆均增大，②错；压强增大，v正、v逆均增大，③错；加催化剂不改变反应限度，转化率不变，⑤错。
【答案】 B
3．（2014·专家原创）科学家研制高效催化剂能促使汽车尾气中的废气转化为无毒气体，过程中发生如下反应：
2NO（g）＋2CO（g）
N2（g）＋2CO2（g） ΔH<0。
若该反应在恒压的密闭容器中进行，则下列有关说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，增大催化剂与反应物的接触面积，能提高反应速率，使平衡常数增大
B．平衡时，其他条件不变，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
C．在恒温条件下，混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态
D．平衡时，其他条件不变，增大NO的浓度，反应物的转化率都增大
【解析】 A项，催化剂只改变化学反应速率，不改变平衡常数，因为平衡常数只与温度有关，错误；B项，升高温度，逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，平衡向左移动，错误；C项，在恒温恒压条件下，混合气体的密度与平均相对分子质量成正比，由题给反应知，反应物和产物都是气体，且气体分子总数不相等，开始反应时，混合气体的平均相对分子质量发生变化，当不变时，其密度也不变，达到平衡状态，正确；D项，增大NO的浓度，CO的转化率增大，而NO的转化率降低，错误。
【答案】 C
4．（2014·湖北四校联考）在密闭容器中进行反应CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g） ΔH>0，测得c（CH4）随反应时间（t）的变化如图所示。
下列判断中正确的是（ ）
A．10min时，改变的外界条件可能是减小压强
B．0～5min内，v（H2）＝0.1mol·（L·min）－1
C．恒温下，缩小容器体积，平衡后c（H2）减小
D．12min时，反应达平衡时，气体的平均摩尔质量不再变化
【解析】 如果减小压强，甲烷的浓度瞬间减小，A错误；v（H2）＝3v（CH4）＝0.3mol·（L·min）－1，B错误；只要加压，不论平衡向何方向移动，体系中的气体浓度均增大，C错误。
【答案】 D
5．在恒容的密闭容器中，以铜铬的氧化物作催化剂，用一定量的HCl和O2制取Cl2的反应原理为4HCl（g）＋O2（g）
2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH>0，下列有关说法不正确的是（ ）
A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强逐渐变小
B．平衡时，其他条件不变，分离出H2O（g），逆反应速率减小
C．平衡时，其他条件不变，升高温度，平衡常数减小
D．其他条件不变，使用不同催化剂，HCl的平衡转化率不变
【解析】 因反应前后气体分子总数减小，故平衡前容器内压强逐渐变小，A项正确；生成物浓度减小，逆反应速率减小，B项正确；升温，平衡右移，平衡常数增大，C项错误；其他条件不变，使用不同催化剂，平衡不移动，HCl的平衡转化率不变，D项正确。
【答案】 C
6．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g）
N2O4（g）达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是（ ）
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅
【解析】 颜色加深，平衡向左移动，正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C选项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡2倍的基础上减小，正确；D选项体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，错误。
【答案】 C
7．（2014·皖南八校高三联考）一定条件下，无色的N2O5可以发生反应：
2N2O5（g）
4NO2（g）＋O2（g） ΔH>0。
下列叙述正确的是（ ）
A．恒温恒容，充入N2O5气体，其转化率增大
B．加压，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变浅
C．若平衡常数增大，则一定是升高了温度
D．当v正（N2O5）＝2v逆（NO2）时，反应达到化学平衡状态
【解析】 充入N2O5等效于直接加压，平衡逆向移动，其转化率减小，A项错误；加压，NO2浓度变大，颜色加深，B项错误；当v正（N2O5）＝
v逆（NO2）时，反应达到化学平衡状态，D项错误。
【答案】 C
8．（2014·安徽合肥市第二次质检）某温度时，在密闭容器中，X、Y、Z三种气体浓度的变化如图Ⅰ所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图Ⅱ所示。
则下列结论正确的是（ ）
图Ⅰ 图Ⅱ
A．该反应的热化学方程式为X（g）＋3Y（g）
2Z（g） ΔH>0
B．若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，X的转化率减小
C．达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动
D．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
【解析】 根据图Ⅰ中X、Y、Z三种气体浓度的变化确定化学反应方程式为X（g）＋3Y（g）2Z（g），由图Ⅱ拐点先后可以确定T1>T2，由T1时，Y的体积分数较大，说明升温化学平衡向逆反应方向移动，则ΔH<0，A项错误，B项正确；达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积即增大压强，平衡向正反应方向移动，C项错误；达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，总压增大，分压不变，平衡不移动，D项错误。
【答案】 B
9．（2014·北京西城测试）将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：
H2NCOONH4（s）
2NH3（g）＋CO2（g），在不同温度下，该反应平衡状态时的部分数据见下表。
下列说法正确的是（ ）
温度
平衡浓度/（mol·L－1）
c（NH3）
c（CO2）
T1
0.1
T2
0.1
A.若T2＞T1，则该反应的ΔH＜0
B．向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加
C．NH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡
D．T1、T2时，H2NCOONH4转化的Δn（T2）＝2Δn（T1）
【解析】 观察表中数据可知，T1时CO2的平衡浓度是0.05mol·L－1，T2时CO2的平衡浓度是0.1mol·L－1。
A项，若T2＞T1，则升高温度，CO2的浓度增大，平衡正向移动，该反应的ΔH＞0；B项，向容积恒定的容器中充入N2，平衡不移动，H2NCOONH4质量不变；C项，反应中NH3的体积分数是恒定不变的，故NH3体积分数不变时，不能说明该反应已达到平衡状态；D项，由CO2的平衡浓度可知，T1、T2时，H2NCOONH4转化的Δn（T2）＝2Δn（T1），正确。
【答案】 D
10．利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
反应一：
Ni（粗，s）＋4CO（g）
Ni（CO）4（g）
ΔH<0
反应二：
Ni（CO）4（g）
Ni（纯，s）＋4CO（g）
ΔH>0
下列说法错误的是（ ）
A．对于反应一，适当增大压强，有利于Ni（CO）4的生成
B．提纯过程中，CO气体可循环使用
C．升高温度，反应一的反应速率减小，反应二的反应速率增大
D．对于反应二，在180～200℃，温度越高，Ni（CO）4（g）的转化率越高
【解析】 反应一的正反应是体积减小的反应，增大压强，平衡右移，有利于Ni（CO）4的生成，A正确；反应一以CO为原料，反应二产生CO，故其可以循环使用，B正确；升高温度，反应一和反应二的反应速率都增大，C不正确；反应二的正反应是吸热反应，在180～200℃，温度越高，反应进行程度越大，Ni（CO）4（g）的转化率越高，D正确。
【答案】 C
二、非选择题（共50分）
11．（12分）二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理其对环境的污染是环保工作的研究内容之一。
（1）一定条件下，发生反应2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g），向2L密闭容器中通入2molSO2（g）、1molO2（g）和0.2molSO3（g），2min后反应达到平衡时，测得SO2的物质的量为1mol，若往容器中再加入2molSO2（g），则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%（填“>”、“<”或“＝”）。
（2）在一密闭容器中发生反应2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g）
ΔH>0。
反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。
请回答：
①依曲线A，反应在前3min内氧气的平均反应速率为________。
②若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件可能是________（填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”）。
（3）一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应：
①2N2O5（g）
4NO2（g）＋O2（g）
②2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g）
若达平衡时，c（NO2）＝0.4mol/L，c（O2）＝1.3mol/L，则反应②中NO2的转化率为________，N2O5（g）的起始浓度应不低于________mol/L。
【解析】
（1）增大二氧化硫的浓度，导致自身转化率减小。
（2）①根据图像分析可知：
前3min内氧气浓度增大了0.035mol/L，所以平均反应速率为0.0117mol/（L·min）；②从图像变化趋势来看，B相对于A来说，反应速率增大，NO2浓度减小，所以改变的条件只可能是温度。
（3）利用反应①和②可以求出当c（NO2）＝0.4mol/L，c（O2）＝1.3mol/L时，
①2N2O5（g）
4NO2（g）＋O2（g）
4x x
②2NO2（g）
2NO（g）＋O2（g）
2y 2y y
x＋y＝1.3mol/L，4x－2y＝0.4mol/L，
解得：
x＝0.5mol/L，y＝0.8mol/L。
所以反应②中NO2的转化率为80%。
由反应①生成的O2的浓度为0.5mol/L知，N2O5（g）的起始浓度应大于1mol/L。
【答案】
（1）<
（2）①0.0117mol/（L·min）
②温度 （3）80% 1
12．（12分）
（1）一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）＋CO2（g）
FeO（s）＋CO（g） ΔH>0。
①下列措施中能使平衡时c（CO）/c（CO2）增大的是________（填序号）。
A．升高温度B．增大压强
C．充入一定量氮气D．再加入一些铁粉
②反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，使CO2的浓度成为原来的2倍，则CO2的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：
C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g），若该化学平衡状态从正反应开始建立，达到平衡后，给平衡体系加压（缩小容积，其他条件不变），则容器内气体的平均相对分子质量将________（填“不变”、“变小”或“变大”）。
【解析】
（1）①使平衡时c（CO）/c（CO2）增大，则需要使平衡向正反应方向移动，CO2的浓度减小，CO的浓度增大，比值增大。
反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，A对；反应前后气体的物质的量不变，增大压强平衡不移动，B错；充入N2对平衡没有影响，C错；铁粉的量的多少对平衡没有影响，D错。
②增大CO2的浓度，反应物中只有CO2为气体，且反应前后气体体积相等，相当于增大压强，CO2的转化率不变。
（2）原平衡状态中CO、H2的平均相对分子质量为28×
＋2×
＝15。
加压时平衡逆向移动，H2O（g）（相对分子质量为18）的含量增大，混合气体的平均相对分子质量变大。
【答案】
（1）①A ②不变
（2）变大
13．（12分）在容积为2L的密闭容器中，保持体系内温度800℃不变，将一定量的NO和O2混合发生反应：
2NO＋O2
2NO2，其中NO的物质的量（n）随时间（t）的变化关系如图所示。
请回答下列问题。
（1）30s时反应达到平衡，用O2表示达到平衡过程的平均反应速率为________，图像中曲线________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示NO2的变化。
由图像中曲线和数据变化，能否计算该温度下的平衡常数：
________（填“能”或“不能”）。
（2）若升高反应体系的温度，使反应重新达到平衡，此时体系中n（NO）＝n（NO2），则该反应是________热反应（填“吸”或“放”）。
（3）在800℃时，若缩小容器的体积，达新平衡时n（NO）________（填“>”、“＝”或“<”）0.07mol，NO的转化率________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）上述800℃时的反应达到平衡时测得放出热量akJ。
试写出在此条件下NO与氧气反应的热化学方程式________________。
【解析】
（1）达到平衡过程中v（NO）＝（0.20mol－0.07mol）÷（2L×30s）≈0.0022mol·L－1·s－1，所以v（O2）＝0.0011mol·L－1·s－1。
曲线Ⅰ是NO2的变化曲线，曲线Ⅱ是NO的变化曲线，因为缺少平衡时氧气的浓度，所以不能计算平衡常数。
（2）根据氮元素守恒，当n（NO）＝n（NO2）时，n（NO）＝n（NO2）＝0.1mol，NO的量增加了，相当于升高温度，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH为负值。
（3）缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，NO转化率增大。
（4）尽管加入的NO的物质的量为0.20mol，但参加反应的只有0.13mol，故1molNO参加反应放出的热量为7.7akJ，故该反应的热化学方程式为2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH＝－15.4akJ·mol－1。
【答案】
（1）0.0011mol·L－1·s－1 Ⅰ 不能
（2）放 （3）< 增大
（4）2NO（g）＋O2（g）
2NO2（g） ΔH＝－15.4akJ·mol－1
14．（14分）（2014·辽宁大连市高三双基测试）氨是世界上产量最多的无机化合物之一，主要用于制造氮肥。
（1）根据如图所示的能量变化示意图，请写出合成氨反应的热化学方程式：
________________________。
（2）在一个容积为2L的密闭容器内加入一定量的N2和H2，在一定条件下合成氨，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：
①该反应的平衡常数表达式K＝________。
②该反应400℃时的平衡常数________500℃时的平衡常数（填“>”、“<”或“＝”）。
③下列描述中能说明上述反应已达化学平衡的是______。
A．3v正（H2）＝2v逆（NH3）
B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
④根据上图计算从反应开始到达第一个平衡时，平均反应速率v（NH3）＝________。
⑤由第一次平衡到第二
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