高二化学：化学平衡

	学科：化学
	教学内容：高二化学：化学平衡

【基础知识精讲】

1.可逆反应

在同一条件下，能同时向正、逆两个方向进行的化学反应称为可逆反应.

化学平衡的前提是可逆的.对于绝大多数的化学反应来说，反应都有一定的可逆性，即反应的可逆性是化学反应的普遍特征.但有的逆反应倾向比较小，从整体上看反应实际上是朝一个方向进行的，这些反应就不能称为可逆反应.

2.化学平衡的建立

在一定条件下进行的可逆反应，若开始只有反应物，没有生成物，则v_正最大，v_逆为空.随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，v_正越来越小，v_逆越来越大，反应进行到某一时刻时，v_正＝v_逆，此时，化学反应进行到最大程度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应物和生成物的混合物(简称反应混合物)就处于化学平衡状态，简称化学平衡.(如右图所示)简单地说：

化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各部分的浓度保持不变的状态.

3.化学平衡的特征

(1)前提特征——逆.只有可逆反应，才论化学平衡.反过来，论化学平衡，一定是针对可逆反应.

(2)动态特征——v_正＝v_逆≠0.正逆反应速率相等，但不为零，表示平衡时反应并未终止.

(3)定变特征——达到平衡时，反应混合物各组分的浓度保持一定(不一定相等).但若改变条件(如温度、压强、浓度)，平衡就会被破坏，使v_正≠v_逆，经过一段时间后，建立新的平衡，v_正′＝v_逆′≠v_正.

(4)等同特征——对某一可逆反应，在相同条件下，无论是由正反应开始，还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态.即化学平衡状态的建立与反应途径无关.简称等效平衡.

4.化学平衡常数

人们为了研究化学平衡的特征，将平衡时，生成物浓度的乘积除以反应物浓度的乘积，发现只要温度不变，该值就不变.而无论可逆反应是从正反应开始还是从逆反应开始，也无论反应物的起始浓度的大小如何，该值均保持不变.化学平衡常数用K表示.以反应CO+H₂O(g) CO₂+H₂为例，

K＝

对于一般的可逆反应：mA+nBpC+qD

K＝

化学平衡常数可以表示可逆反应进行的程度.K值越大，表示反应进行的程度越大.

K值只是温度的函数.如果正反应为吸热反应，温度升高K值增大；如果正反应为放热反应，温度升高K值减小.反之，则反.但是，只要温度一定，对于已达平衡的可逆反应，即使改变其它条件使平衡破坏，建立新的平衡后，K值也不变.

5.转化率

转化率有多种表示方法.对某个指定的反应物A的转化率：

α_A=×100%

　=×100%

　=×100%

转化率也能表示可逆反应进行的程度，但转化率随着反应物起始浓度的不同而不同，这一点区别于平衡常数K.可见，平衡常数K更能反映出反应的本质.

6.方法导引

有关化学平衡计算的一般规律，有如下三行式解法：

　　　  mA(g)+n B(g)p c(g)+q D(g)

起始浓度　a　　 b　　　　  c　　　 d

变化浓度　mx　　nx　　　　 px　　　qx

平衡浓度　b-mx　b-nx　　　c+px　　d+qx

三种浓度中，只有变化浓度之比等于计量数之比.以此可以计算反应的转化率(或生成物的产率)、平衡混合物各组分的体积分数、混合气体的平均分子量，以及根据阿伏加德多定律及其推论进行有关气体体积、密度、压强、物质的量等计算.如

(1)求A物质的转化率A

A＝×100%

(2)求平衡时B物质的体积分数φ_B

φ_B＝×100%

(3)求混合气体的平均分子量

＝

当我们对化学平衡的有关计算掌握了一般解法后，不可忽略另外一些计算技巧.如

(1)恒比法

各反应前反应物的物质的量之比与方程式中的系数比一致，则不论反应进行到何种程度，反应物的物质的量之比恒定不变.因为当起始量等于系数之比时，消耗量必等于系数比，故平衡时的剩余量也等于系数比.其实这里已有了“差量法”的思想.

(2)守恒法

利用平衡体系的总质量一定守恒，或某元素一定守恒等，可以使解题过程变得简捷.

例：amolN₂和bmolH₂反应，在一定条件下达到平衡，生成cmolNH₃，求NH₃在平衡混合气中的质量分数W(NH₃).

分析：若按三行式计算

　　　　N₂　+　 3H₂　2NH₃

起始　　a　　　 b　　　　 0

变化　 　　　　　　 c

平衡　 a-　 b-　　 c

(这里由于是“在一定条件下”，可将三种浓度直接用物质的量代替，因为可认为体积相等)

NH₃的质量分数应等于平衡态(即终态)时NH₃的质量除以平衡态时各组分的质量和.即为

ω(NH₃)＝×100%

　 　 ＝×100%

巧解: 平衡混合气质量守恒，仍为起始混合物的总质量(28a+2b)g，其中NH₃为17cg.则有 (NH₃)＝×100%

【重点难点解析】

重点：化学平衡的建立和特征

难点：化学平衡观点的建立

1.化学平衡的标志是什么?判断方法和依据(见下表)

例举反应	mA(气)+nB(气) pc(气)+qD(气)	平衡与否
混合物体系中各成分的含量	各物质的物质的量或物质的量分数一定	平衡
	各物质的质量或质量分数一定	平衡
	各气体的体积或体积分数一定	平衡
	总体积、总压强或总物质的量一定	不一定平衡
正、逆反应速率的关系	在单位时间内消耗nmolA，同时生成nmolA，即v正＝v逆	平衡
	在单位时间内消耗nmolB，同时消耗pmolC，则v正＝v逆	平衡
	vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆	不一定平衡
	在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，因都是指的逆反应	不一定平衡
压  强	m+n≠p+q时，总压强一定(其他条件一定)	平衡
	m+n＝p+q时，总压强一定(其他条件一定)	不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量()	一定时，只有当m+n≠p+q时	平衡
	一定时，但m+n=p+q时	不一定平衡
温  度	任何化学反应都伴随着能量变化，当体系的温度一定时(其他不变)	平衡
体系的密度	密度一定	不一定平衡
其  他	如体系颜色不再变化等	平衡

2.应用可逆特点树立等效概念和推理方法：

等效平衡的概念：同一可逆反应在相同的条件下，通过不同的途径或不同的配料，达到平衡状态时，各组分的分数(即含量)分别相同.

(1)定温定容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，两平衡是等效的.此时，各配料量不同，只能推出各组分的百分含量相同，其各组分的浓度、反应速率、平衡压强等分别不同于原平衡.

(2)定温定容时，通过化学计量数计算把投料量换算成与原投料量同一半边的物质的量保持其数值相等，则两平衡是等效的.此时，各组分的浓度，反应速率包括平衡压强等也分别与原平衡相同，亦称等同平衡.

(3)定温定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学方程式系数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到等效平衡.此时的情形与(2)相似，但投料量不同时，不能称等同平衡.

3.表达平衡常数的注意事项

①同一化学反应，配平计算数不同K值不同.

例如，N₂O₄(g) 2NO₂(g)　　　K₁＝

　　 N₂O₄(g)NO₂(g)　　　K₂＝

K₁≠K₂

②有固—气或固—液的平衡反应，固体或纯液体的浓度不写在平衡常数关系式中

例如，CaCO₃(固)CaO(固)+CO₂(气)

　　　K＝c(CO₂)

　　　CO₂(气)+H₂(气) CO(气)+H₂O(液)

　　　K＝

③在稀溶液中进行的反应，如果有水参加，水的浓度不写在平衡常数关系式中.这是因为物质在稀的水溶液中，水的浓度近似于一个常数，如1L水，它的物质的量浓度为＝55.5(mol/L)，可将它合并在平衡常数K中去.

如Cr₂O₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺

　K＝

但在非水溶液中的反应，若有水参加或生成，水的浓度不能看作常数.

总之，要按照反应的具体情况，正确地书写和使用平衡常数关系式.

【难题巧解点拨】

例1：在一定温度下，可逆反应：

A₂(g)+B₂(g) 2AB(g)

达到平衡的标志是(全国高考题)(　　)

A.单位时间生成nmol的A₂，同时生成nmolAB

B.容器内的总压强不随时间变化

C.单位时间生成2nmol的AB，同时生成nmol的B₂

D.单位时间生成nmol的A₂，同时生成nmolB₂

分析：可逆反应达平衡时，正逆反应速率相等，反应混合物中各组分的百分含量不变.

选项A，虽然是表明正逆两个方向，但错在单位时间生成A₂和AB的物质的量与化学方程式中的计量系数不一致.

由于此反应是气体不变的反应，所以未达平衡也同样是总压不随时间变化，选项B不是达平衡的标志.

在选项D中，A₂、B₂均为同时生成的方向即均是逆反应方向(不是正、逆两个方向)，未达平衡也符合这样的关系，故D也不是平衡标志.

选项C表示了正、逆反应的速率相等，单位时间生成的AB和生成的B₂的物质的量符合此反应方程式中的系数比.

本题答案：C

例2：在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：A(s)+2B(g) c(g)+D(g)已达平衡的是(　　)

A.混合气体的压强　　　　　　　　　　B.混合气体的密度

C.B的物质的量浓度　　　　　　　 D.气体的总物质的量

分析：对反应A(s)+2B(g) c(g)+D(g)，方程式两边气体分子的化学计量数相等，显然不能用混合气体总压强不变来判断其已达平衡.故“A”不正确；

由于该反应在容积不变的密闭容器中进行，如果只有气体参加反应的话，“密度不变”是不能作为判断已达平衡的标志的(因为反应过程中质量不变、气体体积不变，则密度ρ＝也不变，始终为一定值).但现在有固体A参加反应，只要A消耗的速率不等于A生成的速率，混合气体的密度就会不断地变化.反之，只要A消耗的速率等于A生成的速率，混合气体的密度就不会再发生变化.故“B”可作为判断已达平衡的标志；

同样道理，B为非固态物质，其浓度不会是一个常数.因此，当B的浓度(或百分组成)不再发生变化时，就意味着正反应速率等于逆反应速率，反应已达平衡.所以，“C”也正确；

该反应方程式两边气体分子的化学计量数相等，因此，不论反应进行到什么程度，气体的总物质的量始终为一定值.故“D”不正确.

本题答案：B、C

例3：已知氟化氢气体存在下列平衡：

2H₃F₃3H₂F₂,H₂F₂2HF

若平衡时混合气体的平均摩尔质量为42g/mol，则H₃F₃在平衡混合气中的体积分数为(　　)

A.小于10%　　　　B.大于10%

C.等于10%　　　　D.大于或等于10%

分析：本题涉及多步平衡关系计算，由于题目所给数据较少，一般会考虑“巧解”、“巧算”.若假设混合气体中没有HF存在，这时用“十字交叉法”可求出H₃F₃与H₂F₂的物质的量之比.

，得n(H₃F₃)∶n(H₂F₂)=1∶9，即H₃F₃占10%.但考虑到还是有HF存在，会使平均摩尔质量低于42g/mol.这时，若考虑提高H₂F₂(式量40)是肯定不行的，只能是在此基础上，(固定H₂F₂)用H₃F₃与HF再平均“估算”，当二者为1∶1，平均式量只有40，此时，与前者综合对比分析，H₃F₃的体积分数必须大于10%才能满足题意.

看来，此题用“巧解”、“巧算”并不简捷，若考虑不周，以为有HF存在，会使H₃F₃的体积分数低于10%，还会得出错误的结论.

如果我们直接假设平衡混合气总物质的量为1mol，其中，H₃F₃、H₂F₂、HF分别为x、y、z，看似未知数多，其实更简捷、更易理解.列式分析如下：

60x+40y+20z=42×1(质量守恒)　　　　①

x+y+z=1　　　　　　　　　　　　　  ②

将②×40-①得　x=0.1+z

由于z＞0，所以x＞0.1，即体积分数大于10%.

例4：在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应：

2A(g)+B(g) 3c(g)+D(g)

达到平衡时，C的浓度为Wmol/L.若维持容器体积和温度不变，C的浓度仍为Wmol/L，下列关系正确的是(　　)

A.4molA+2molB　　　　　　　　　 B.2molA+1molB+3molC+1molD

C.3molC+1molD+1molB　　　　　　 D.3molC+1molD

分析：同一可逆反应，在相同的条件下，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，都能达到同一平衡状态.这是化学平衡的特征之一，也是用来判断本题的基本思路.

选项A中，因为4molA和2molB比题中给出的量多1倍，且容积恒定，因此在平衡时，生成C的浓度必然大于Wmol/L，A是错误的.

选项B中，把3molC和1molD，按式中的计量数关系回推为反应物，则其物质的量亦为4molA和2molB，与选项A相同，B也是错的.

选项C，因为多了1molB，达平衡时，C的浓度不等于Wmol/L.

选项D，将3molC和1molD按式中的计量数关系回推为反应物，其物质的量恰与原平衡加入的起始量相同，故C的浓度仍为Wmol/L.

本题答案：D

例5：在密闭容器中，给CO和水蒸气混合物加热时，达到下列平衡：

CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)

在800℃时，平衡常数K＝1.如果把2molCO和10mol水蒸气互相混合，并加热到800℃，求CO转化成CO₂的转化率.

分析：设达平衡时，CO转化为CO₂的物质的量为n(CO)，容积为V体积.

　　　　　  CO　+　　H₂O(气)　　　CO₂　+  　H₂

　　　 　　　　　　 　0　　　　 0

　　 　　

K＝＝=1

解之得　n(CO)=1.67mol

∴CO的转化率=×100%＝83.5%

【命题趋势分析】

化学平衡概念的理解与运用，达到化学平衡的标志，等效平衡，化学平衡常数，常以选择、填空、计算等题型出现.若与反应速率和平衡移动原理结合，几乎每年必考，甚至以难度偏高的选拔题出现.

综合科目考查，为结合生物学、物理学、生活实际命题，因为很多方面都涉及到平衡知识，所以命题材料非常丰富.

【典型热点考题】

例1：可逆反应：2NO₂2NO+O₂在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　)

①单位时间内生成nmolO₂的同时生成2nmolNO₂

②单位时间内生成nmolO₂的同时，生成2nmolNO

③用NO₂、NO、O₂的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A.①④⑥　　　　　　　　　　B.②③⑤

C.①③④　　　　　　　　　　D.①②③④⑤⑥

分析：①表示v_正＝v_逆，正确.

②不能表示v_正＝v_逆，不正确.

③只要发生反应v(NO₂)∶v(NO)∶v(O₂)＝2∶2∶1，不正确.

④混合气体颜色不变，说明各物质浓度不变，正确.

⑤因不知体积是否变化，因此混合气密度不变不能说明已达平衡.

⑥混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，说明已达平衡.

本题答案：选A.

例2：(1999年上海高考题)下列反应在210℃达到平衡：

①PCl₅(g) PCl₃(g)+Cl₂(g)-Q₁　K=1

②CO(g)+Cl₂(g)COCl₂(g)+Q₂　K=5×10⁴

③COCl₂(g) CO(g)+Cl₂(g)-Q₃

(1)根据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是　　　　　　  .

A.［PCl₅］＝［PCl₃］＝［Cl₂］＝1

B.［PCl₅］＝［PCl₃］［Cl₂］＝1

C.［PCl₅］＝［PCl₃］［Cl₂］

反应②和反应③的平衡常数K表达式　　　　　　  .(填相同或不同)

(2)降低Cl₂浓度，反应③的K值　　　　　　  .(填增大、减小或不变)

(3)要使反应①和反应②的K值相等，应采取的措施是　　　　　　  .

A.反应①、②同时升温

B.反应①、②同时降温

C.反应①降温反应　②维持210℃

分析：可逆反应达到化学平衡，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比为一常数.对于反应①来说：K＝=1；故应选C.反应②和③的反应物，生成物恰好颠倒，K的表达式是不同的.平衡常数与物质浓度无关，只随温度而变，温度升高，正反应为吸热反应的K值增大，正反应为放热反应的K值减小，所以②应填不变，③应选A.

评析:平衡常数的考查是近年全国高考化学新增的知识点，在2000年、2001年试题中连续出现，对平衡常数，不少学生错误认为K值随温度升高而增大，随温度降低而减小，必须引起注意.

例3：(2000年广东高考题)同温同压下，当反应物分解8%时，总体积也增加8%的是(　　)

A.2NH₃(g) N₂(g)+3H₃(g)　　　　　B.2NO(g) N₂(g)+O₂(g)

C.2N₂O₅(g) 4NO₂(g)+O₂(g)　　　　 D.2NO₂(g) 2NO(g)+O₂(g)

分析：反应物分解时气体总体积增加，说明正反应是气体系数增大的反应，B不合适.仔细琢磨所给的两个数据，可以得出产物系数与反应物系数之差值等于反应物系数，对照选项，答案为A.

评析:本题实质上是考查差值法在化学平衡中的应用.如何根据试题所给的数据进行分析推算，是高考化学对平衡计算考查的着眼点，今后几年还要延续.

例4：(1996年高考题)在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生反应：

A(气)+2B(气) 2c(气)

反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为(　　)

A.40%　　　B.50%　　　C.60%　　　D.70%

分析：由A(气)+2B(气) 2c(气)可知，等物质的量的A和B反应，若A消耗一半，即转化率为50%时，B完全消耗掉.因反应是可逆的，B不可能消耗完，所以A的转化率必小于50%，只有A符合题意.

本题答案：选A.本题看似计算，但实际只要结合有关规律即估算出结果.

例5：(1998年全国高考题)体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO₂和O₂，在相同温度下发生反应：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)，并达到平衡.在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO₂的转化率为P%，则乙容器中SO₂的转化率为(　　)

A.等于P%　　　　  B.大于P%

C.小于P%　　　　  D.无法判断

分析：根据题意，甲、乙两容器可设为如图所示装置.

2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)是一气体总物质的量减小的反应.甲容器体积保护不变，压强变小，乙容器保持压强不变，体积减小，达到平衡时转化为状态丙，假设乙中的活塞不移动，达到平衡时乙中压强小于丙中压强，因此丙中SO₂转化率大于乙中SO₂转化率.如甲、乙两个容器的体积、温度相同，达到平衡时，甲、乙两容器中存在的为等效平衡，SO₂的转化率相等，所以丙中SO₂转化率大于甲中SO₂转化率.答案为B.

评析:等效平衡的确定对解题非常有用，它可以化难为易，有曲径通幽之效，希望同学们在学习时引起重视.

【同步达纲练习】

一、选择题(每小题有1～2个选项符合题意)

1.下列说法正确的是(　　)

A.可逆反应的特征是正反应速率总是与逆反应速率相等.

B.在其它条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态.

C.任何化学反应都有一定的可逆性，但不能都称为可逆反应.

D.可逆反应在开始时，总是正反应速率大于逆反应速率.

2.对于可逆反应M+NQ达到平衡时，下列说法正确的是(　　)

A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等

B.M、N全部变成了Q

C.反应混合物各成分的百分组成不再变化

D.反应已经停止

3.在一定温度下，可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到平衡的标志是(　　)

A.Z生成的速率与Z分解的速率相等

B.单位时间生成amolX，同时生成3amolY

C.X、Y、Z的浓度不再变化

D.X、Y、Z的分子数比为1∶3∶2

4.可逆反应H₂(气)+I₂(气) 2HI(气)达到平衡的标志是(　　)

A.混合气体密度恒定不变　　　　　B.混合气体的颜色不再改变

C.H₂、I₂、HI的浓度相等　　　　　D.I₂在混合气体中体积分数不变

5.向平衡体系2NO+O₂2NO₂中通入¹⁸O组成的氧气重新达到平衡后，¹⁸O存在于(　　)

A.仅在O₂中　　　　　　　　　　　B.仅在NO₂中

C.仅在NO中　　　　　　　　　　 D.平衡体系中

6.测知某一反应进程中，各物质浓度的有关数据如下：

　　　　　　　 　　xA(气)+ yB(气)  zc(气)

起始浓度(mol/L)　　 3.0　　 1.0　　　　 0

2s末浓度(mol/L)　　 1.8　　 0.6　　　　 0.8

推算出各物质系数之比x∶y∶z为(　　)

A.2∶1∶3　　　　　 B.3∶1∶2

C.3∶2∶1　　　　　 D.9∶3∶4

7.反应CO+H₂O (g) CO₂+H₂在800℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值发生变化的是(　　)

A.将压强减小至原来的一半　　　　　　B.将反应温度升高至100℃

C.添加催化剂　　　　　　　　　　　　D.增大水蒸气的浓度

8.在温度、压强不变时，1LNO₂高温分解，按2NO₂2NO+O₂达平衡时，体积变为1.2L，这时NO₂的转化率为(　　)

A.50%　　　　　 B.40%　　　　　 C.20%　　　　　 D.10%

9.能充分说明可逆反应N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)已达到平衡状态的是(　　)

A.O₂的消耗速率等于NO的消耗速率

B.容器内始终有N₂、O₂和NO共存

C.容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变

D.单位时间内每生成nmolN₂，同时生成2nmolNO

10.对于一定条件下在密闭容器中已达到平衡状态的可逆反应：NO₂+CONO+CO₂，下列说法中不正确的是(　　)

A.平衡体系中气体总的物质的量等于开始反应时体系中气体总的物质的量

B.从开始反应至达到平衡状态，容器内压强始终保持不变

C.达到平衡时，NO₂、CO₂、NO、CO的物质的量均相等

D.达到平衡时，NO和CO₂的物质的量之和等于NO₂和CO的物质的量之和

11.在密闭容器中充入4molHI，在一定温度下2HI(g) H₂(g)+I₂(g)达到平衡时，有30%的HI发生分解，则平衡时混合气体总的物质的量是(　　)

A.4mol　　　　　B.3.4mol　　　　　　C.2.8mol　　　　　　D.1.2mol

12.在温度压强不变的情况下，1体积N₂O₄在密闭容器内分解：N₂O₄2NO₂，达平衡时，混合气体变为1.4体积，则N₂O₄分解率为(　　)

A.70%　　　　　 B.60%　　　　　 C.40%　　　　　 D.30%

13.把3molP和2.5molQ置于2L密闭容器中，发生如下反应：3P(g)+Q(g) xM(g)+2N(g),5min后达到平衡，生成N 1mol，经测定M的平均速率是0.1mol/(L·min)，下列叙述错误的是(　　)

A.P的平均反应速率是0.15mol/(L·min)

B.Q的转化率是25%

C.Q的平衡浓度是1mol/L

D.x的值为2

14.可逆反应N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)500℃时在容积为10L的密闭容器中进行，开始时加入2molN₂和2molH₂，则达到平衡时，NH₃的浓度不可能达到的值是(　　)

A.0.1mol/L　　　B.0.2mol/L　　　C.0.15mol/L　　　　 D.0.05mol/L

15.在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是

①H₂+F₂2HF　K＝10⁴⁷

②H₂+Cl₂2HCl　K＝10¹⁷

③H₂+Br₂2HBr　K＝10⁹

④H₂+I₂2HI　K=1

比较K值的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是(　　)

A.①②③④　　　B.④②③①　　　C.①④③②　　　　　D.无法确定

16.X、Y、Z三种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足n(X)+n(Y)=n(Z)，则Y的转化率是(　　)

A. ×100%　　　　　　 B. ×100%

C. ×100%　　　　　 D. ×100%

17.在一只2.0L密闭容器中，把2.0mol气体X和2.0mol气体Y相混合，在一定条件下发生了下列可逆反应：

3X(g)+Y(g) xQ(g)+2R(g)

当反应达平衡时，生成0.8molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L.下列叙述中正确的是(　　)

A.x的值为2　　　　　　　　 B.Y的平衡浓度为0.2mol/L

C.X的转化率为60%　　　　　 D.X的平衡浓度为0.6mol/L

18.X、Y、Z都是气体，反应前X、Y的物质的量之比是1∶2，在一定条件下可逆反应X+2Y2Z达到平衡时，测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量，则平衡时X的转化率是(　　)

A.80%　　　　　 B.20%　　　　　 C.40%　 　　　　D.60%

二、填空题

19.A、B两种气体在一定条件下发生反应：

aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)

取amolA和bmolB置于容积为VL的容器内1min后，测得容器中A的浓度为xmol/L，则此时B的浓度为　　　　　　  C的浓度为　　　　　　  .以A浓度变化表示的反应速率为　　　　　　  .

20.已知反应PCl₅(g) PCl₃(g)+Cl₂(g)在230℃达到平衡，平衡混合物中各物质的浓度分别是c(PCl₅)=0.47mol/L,c(PCl₃)=0.098mol/L，c(Cl₂)=0.098mol/L，则这个反应在230℃时的平衡常数为　　　　　　  .

21.将9.2gN₂O₄晶体放入容积为2L的密闭容器中，升温到25℃时N₂O₄全部气化，由于N₂O₄发生如下分解反应：

N₂O₄(g) 2NO₂(g)(正反应吸热)

平衡后，在25℃时测得混合气体(N₂O₄和NO₂)的压强为同温下N₂O₄(g)尚未分解时压强的1.2倍.试回答：

(1)平衡时容器内NO₂和N₂O₄的物质的量之比为　　　　　　  .

(2)平衡时该反应的化学平衡常数K为　　　　　　  .

(3)如果改变该可逆反应的下列条件，则平衡常数是否改变?

①加压：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

②升高温度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

③增大N₂O₄的浓度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.

22.在一定温度下，把2molSO₂和1molO₂通入一个有固定容积的密闭容器里，发生如下反应：

2SO₂+O₂2SO₃

当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态.现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO₂、O₂和SO₃的物质的量(mol).如a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白：

(1)若a=0,b=0,则c=　　　　　　  .

(2)若a=0.5，则b=　　　　　　  和c=　　　　　　  .

(3)a、b、c必须满足的一般条件是(请用两方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：　　　　　　  、　　　　　　  .

23.在某温度下，反应H₂(g)+Br₂(g) 2HBr(g)达到平衡时，各物质的浓度分别是c(H₂)=0.5mol/L,c(Br₂)=0.1mol/L，c(HBr)=1.6mol/L，求H₂、Br₂、HBr可能的起始浓度.

【素质优化训练】

1.在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g) xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol,C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则比值x为(　　)

A.只能为2　　　　　　　　　　　 B.只能为3

C.可能是2，也可能是3　　　　　 D.无法确定

2.在恒温、恒容的条件下，有反应2A(g)+2B(g) c(g)+3D(g)，现从两条途径分别建立平衡.途径I：A、B的起始浓度为2mol·L^-1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2mol·L^-1和6mol·L^-1；则以下叙述正确的是(　　)

A.两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成相同

B.两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成不同

C.达平衡时，途径Ⅰ的反应速率v(A)等于途径Ⅱ的反应速率v(A)

D.达平衡时，途径Ⅰ所得混合气的密度为途径Ⅱ所得混合气密度的

3.在四个相等容积的密闭容器中，各自进行如下反应：2SO₂+O₂2SO₃+Q，反应分别按如下条件达到平衡后［SO₂］最小的是(　　)

A.500℃，10molSO₂和5molO₂混合　　　　　 B.500℃，20molSO₂和5molO₂混合　　　 C.400℃，10molSO₃和5molO₂混合　　　　　D.400℃，15molSO₃分解

4.一定温度下，向一个一定容积的密闭容器中放入2molX和3molY，发生如下反应：X(g)+Y(g)nZ(g)+nR(g)，达平衡时，Z的体积分数为φ₁，维持温度不变，若把3molX和2molY放入另一体积相同的密闭容器，达平衡时，Z的体积分数为φ₂，则φ₁与φ₂关系为(　　)

A.φ₁＜φ₂　　　　　　　 B.φ₁＞φ₂

C.φ₁＝φ₂　　　　　　　 D.无法判断

5.CO₂和H₂的混合气体加热到850℃时，可建立下列平衡：CO₂+H₂CO+H₂O(气)在一定温度下，平衡时有90%氢气变成水，且［CO₂］［H₂］＝［CO］［H₂O(气)］，则原混合气体中CO₂和H₂的分子数之比是(　　)

A.1∶1　　　　　B.1∶5　　　　　C.1∶10　　　　 D.9∶1

6.Fe³⁺和I^-在水溶液中的反应为：

2I^-+2Fe³⁺2Fe²⁺+I₂

(1)该反应的平衡常数表达式是　　　　　　  .

(2)当上述反应达到平衡后，加入CCl₄萃取I₂且温度不变，此时反应已不是平衡状态，用平衡常数解释　　　　　 　　　　　　　　　　；此时溶液中I^-、Fe³⁺、Fe²⁺、I₂的浓度如何变化　　　　　　　　　，理由是(用平衡常数解释)　 　　　　　　　　　　　　　　.

7.下列情况中说明2HI(g)H₂(g)+I₂(g)已达平衡状态的是　　　　　　　.

①单位时间内生成nmolH₂的同时，生成nmolHI；

②1个H—H键断裂的同时有2个H—I键断裂；

③混合气中百分组成为HI%＝I₂%；

④反应速率v(H₂)=v(I₂)= v(HI)时；

⑤混合气体中c(HI)∶c(H₂)∶c(I₂)=2∶1∶1时；

⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；

⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化；

⑧条件一定，混合气体的平均分子质量不再变化；

⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化；

⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化.

上述⑥～⑩的说法中能说明2NO₂N₂O₄达到平衡状态的是　　　　　　  ；⑩项能否说明A(g)+B(l) c(g)达到平衡状态　　　　　　  .

8.CO对合成NH₃的催化剂有毒害作用，所以要除去.使之和水蒸气作用生成CO₂和H₂，若反应在1000K进行.

(1)若起始c(H₂O)是c(CO)的9倍，达到平衡时，CO的转化率是多少?

(2)欲使CO的转化率高于95%，问起始物中c(H₂O)/c(CO)多大?

(反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，K＝0.627)

9.如下图所示，打开两个容器间的活塞K，使两种气体混合，充分反应后，平衡状态时(温度不变)，A管中汞液面比B管中汞液面高7.1cm(反应刚开始时液面高10cm)，设此温度时产物为气态，汞蒸气压强忽略不计，体系容积为定值，A管上端玻璃管为真空，求NO₂转化为N₂O₄的转化率?

【生活实际运用】

1.汽油不完全燃烧：

3C₈H₁₈+23O₂12CO₂+4CO+18H₂O

人体吸进的CO、空气中O₂与人体的血红蛋白建立如下平衡：

CO+Hb·O₂O₂+Hb·CO(Hb为血红蛋白)

此化学平衡常数为210(室温)，当Hb·CO浓度为Hb·O₂浓度的2%时，人的智力将受到严重损伤.

某40万人口的中等城市，能有效利用标准状况下的空气为2.24×10⁶m³(O₂约占空气体积的21%)，以每辆汽车满负荷行驶，每天约有28.3g汽油不完全燃烧，此城市如平均每10人有一辆汽车，试回答：

(1)空气中含O₂：　　　　　　  mol(标况).

(2)＜　　　　　  　.

(3)汽车的最大使用率不得超过　　　　　　  (要求二位有效数字).

2.根据某校一个课外活动小组测定了最近一段时期大气中CO₂的含量，描绘出如下图所示变化.思考下列问题：

(1)大气中二氧化碳含量的总体趋势如何?

(2)这一趋势对气候可能有什么影响?

(3)大气中CO₂的含量夏天总比冬天高，给出一种理由说明这一现象.

(4)指出大气中CO₂来源的途径有哪些?

(5)给出两种降低大气中CO₂含量的建议?

参考答案：

【同步达纲练习】

1.C　2.C  3.AC　4.BD　5.D  6.B　7.B　8.B  9.D　10.CD　11.A　12.C　13.B　14.BC　15.A　16.B　17.AC　18.D　19.mol/L； (-x)mol/L;( -x)mol/(L·min)　20.0.020　　21.(1)1∶2　(2)0.02　(3)①不改变　②改变　③不改变　22.(1)是从逆反应开始的，2molSO₃开始与2molSO₂和1molO₂开始是等效的，故c=2　(2)此小题初始态加入了3种物质，这时需综合考虑所有初始物加入的量，如果能够把它们转换成等价于题设的a=2和b=1，那么就可以达到与题设相同的平衡状态.由于此时a=0.5,按题设的情况，根据反应方程，可看作a剩余0.5，而反应了2-0.5＝1.5，则b反应了0.75，余b=1-0.75=0.25,c生成1.5即c=1.5　(3)综合题设条件的(1)(2)两小题的答案，得出:a+c=2,2b+c=2　或：2-a=c(生成c的量)，1-b= (生成c的量)　23.c(H₂)=0.4mol/L～1.3mol/L　c(Br₂)=0～0.9mol/L　c(HBr)=0～1.8mol/L

【素质优化训练】

1.C　2.AD　3.C  4.C　5.D　6.(1)对化学平衡：2I^-+2Fe³⁺2Fe²⁺+I₂　K=　(2)萃取后，c(I₂)减小，使K′=＜K，该反应已不处于平衡状态.在新条件下，反应会建立新的平衡，而T不变，K也不变，故必使c(I₂)和c(Fe²⁺)增大，而c(I^-)和c(Fe³⁺)减小.　7.②⑥⑨；⑥⑦⑧⑨⑩；不能.　8.(1)85.8%；(2)c(H₂O)/c(CO)≥29.7　9.16％

【生活实际运用】

1.(1)2.1×10⁷　(2)9.5×10^-15　(3)10%　2.略