学必求其心得，业必贵于专精
第三单元 化学平衡的移动
(时间：45分钟 满分:100分)
考 点 化学平衡的移动 化学平衡图像 等效平衡原理 题 号 1、2、3、4 5、6 2、3、7 平衡移动原理的综合应8、9、10、用 11 一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分.每小题只有一个选项符合题意)
1．对于达到平衡的可逆反应:X＋增大压强则正、逆反应速率(v)的示，分析可知X、Y、Z、W的聚A．Z、W为气体，X、Y中之一为气体 B．Z、W中之一为气体,X、Y为非气体 C．X、Y、Z皆为气体,W为非气体
D．X、Y为气体，Z、W中至少有一种为气体
解析 由题意和图像可知,压强增大，正逆反应速率都增大,且平衡
Y
W＋Z，
变化如图所集状态可能是
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向正反应方向移动，这说明反应物和生成物中都有气体，且正反应是气体体积减小的反应。因此可以得出：X、Y都是气体，W、Z中只有一种为气体，符合这一条件的只有C选项。 答案 C
2．在100 ℃时，将0。40 mol二氧化氮气体充入2 L密闭容器中，
每隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
时间（s) 0 20 40 0.26 60 80 n(NO2)/m0.4ol 0 n1 n3 n4 n(N2O4）0.00.0/mol 下列说法中正确的是 （ ）。
0 5 0。0。n2 08 08
A．反应开始20 s内以二氧化氮表示的平均反应速率为0.001 25
mol·L－1·s－1
B．80 s时混合气体的颜色与60 s时相同，比40 s时的颜色深 C．80 s时向容器中加入0。32 mol氦气，同时将容器扩大为4 L,
则平衡将不移动
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D．若起始投料为0。20 mol N2O4，相同条件下达平衡，则各组分
含量与原平衡体系对应相等 解析 发生反应2NO2(g)
N2O4(g)，前20 s内v（N2O4）＝错误!＝
0.001 25 mol·L－1·s－1,v(NO2)＝0.002 5 mol·L－1·s－1,A错误.60 s、80 s时n（NO2）＝0.24 mol，比40 s时的浓度小，颜色浅,B错误。容器体积增大，对原平衡体系相当于压强减小，平衡向气体体积增大的方向即逆反应方向移动，C错误。 答案 D
3．某温度下的2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示。下列说法正确的是（ ）。
X Y W 2 1 1 0。0 1.5 n(起始状态)/mol n(平衡状态)/mol 5 c2X·cY
A。该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝
c3W
B．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH＞0
C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D．该温度下，再向容器中通入3 mol W,达到平衡时,n(X)＝2 mol
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解析 根据提供数据，平衡建立过程中X、Y减少的物质的量分别为1 mol、0.5 mol，W增加的物质的量为1。5 mol，故该反应的化学方程式为2X(g）＋Y（g）
3W（g)，化学平衡常数表达式
为K＝错误!,A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应，ΔH＜0，B错误；增大压强，正、逆反应速率均增大，但反应前后气体分子数不变,平衡不移动，C错误；该温度下，再向容器中通入3 mol W,等效于起始时充入4 mol X、2 mol Y，所达平衡与原平衡等效，X的百分含量不变，因此,达平衡时n（X)＝2 mol，D正确。 答案 D
4．H2和CO2在高温下发生反应:CO2(g)＋H2(g)错误!CO（g)＋H2O（g)。下表是986 ℃时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：
起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1) 编号 c0(H2） c0c0c0c（H2 cc(CO2 （c(CH2（CO2（H2（C) O） O) O） ）)O学必求其心得，业必贵于专精
) 1 1.0 1。0 0 0 0.44 0.44 0。56 0.56 0。2 1.0 2。0 0 0 0.27 1.27 0.73 73 3 0 0 2。0 2。0 0.88 0.88 1。12 1.12 0。4 0。2 0.4 0.6 0。8 344 下列叙述中正确的是 0。544 0。40.6556 6 （ ）。
①该温度下反应的平衡常数约为1.62 ②该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关 ③增大CO2的起始浓度,可使CO2的转化率增大 ④从反应开始至达到平衡状态，混合气体的密度没有发生改变
A．②③ C．①②④
B．①②③ D．①③
cCO·cH2O
解析 此温度下K＝＝错误!＝1。62，平衡常
cCO2·cH2
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数K只是温度的函数，与起始浓度无关，故①②正确；增大CO2起始浓度，CO2转化率降低，③错误；反应体系中各物质均为气体，且容积不变，故从始至终密度不变,④正确. 答案 C
5．（2013·杭州联考)某恒温密闭容器应：
Z(?）＋W（？）===X(g）＋Y(？）
ΔH，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件.下列有关说法中正确的是
( ）。
发生可逆反
A．Z和W在该条件下至少有一个是为气态
B．t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩
尔质量不可能相等
C．若在该温度下此反应平衡常数表达式为K＝c（X），则t1～t2
时间段与t3时刻后的X浓度不相等
D．若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数
K随温度升高而增大
解析 从图中看出v(正)不随反应时间和压强改变而改变,说明反应物为固态或液体，则反应过程中生成物的平均摩尔质量也是一
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定值。所以A、B均不正确；平衡常数只与温度有关，该温度下平衡常数表达式为K＝c（X),是一定值；C不正确；该反应只能在温度为T0以上才能自发进行，说明该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，D正确。 答案 D
6．（2012·长春调研）某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律（图中p表示压强,T表示温度，n表示物质的量)。
根据以上规律判断，下列结论正确的是 ( ）。 A．反应Ⅰ：ΔH＞0，p2＞p1 B．反应Ⅱ：ΔH＜0，T1＜T2
C．反应Ⅲ:ΔH＞0，T2＞T1或ΔH＜0,T2＜T1 D．反应Ⅳ：ΔH＜0，T2＞T1
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解析 反应Ⅰ中温度降低,A的平衡转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，ΔH＜0，压强增大平衡向正反应方向移动，A的转化率升高，故p2＞p1，A错；反应Ⅱ中T1温度下反应先达平衡,说明T1＞T2，温度降低，n(C）增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，ΔH＜0,B错；反应Ⅳ中,若T2＞T1,则温度高，A的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,ΔH＞0，D错. 答案 C
7．在容积为2 L的3个密闭容器中发生反应3A（g)＋B(g）
xC
（g），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有关数据如下：
容器 反应物投入量 到达平衡的时间/min A的浓度甲 乙 丙 2 mol C 8 3 mol A、2 6 mol A、 mol B 5 4 mol B /(mol·L－1） c1 c2 学必求其心得，业必贵于专精
C的体积分数 混合气体密度/(g·L－1) 下列说法正确的是 A．若x＜4，则2c1＜c2 B．若w3＝w1，可断定x＝4
w1 ρ1 ρ2 w3 ( )。
C．无论x的值是多少，均有2ρ1＝ρ2
D．容器甲中反应从开始到达平衡平均速率为v（A)＝0。3 mol·L
－1
·min－1
解析 A项,若甲、乙建立等效平衡，则2c1＝c2,但乙对于甲而言,相当于体积减小压强增大，由于x＜4,则平衡正向移动，所以2c1＞c2，错误；B项，起始甲中投入量与化学方程式化学计量数比不等,故w3不可能等于w1,x的值也不能确定，错；C项,起始乙投入的量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，反应前后总质量不变，而容积体积又相等，故有2ρ1＝ρ2，正确；D项，v（A）＝错误!,错误。 答案 C
二、非选择题(本题共4个小题，共58分)
8．（15分)（2013·邯郸二模)在T ℃条件下，向1 L固定体积的密闭
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容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应：2X（g)＋Y（g)
a Z(g）＋W(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0，a为正整数）。
当反应达到平衡后，反应放出的热量为Q1 kJ，物质X的转化率为α；若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小，则 （1）化学计量数a的值为________。
（2）下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是________。
A．容器内压强一定 B．容器内气体的密度一定 C．容器内Z分子数一定 D．容器内气体的质量一定
(3）温度维持T ℃不变，若起始时向容器M中加入的物质的量如下列各项，则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是________(稀有气体不参与反应). A．2 mol X、1 mol Y、1 mol Ar B．a mol Z、1 mol W
C．1 mol X、0。5 mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol W D．2 mol X、1 mol Y、1 mol Z
（4）温度维持T ℃不变,若起始时向容器M中加入4 mol X和6 mol Y，若达到平衡时容器内的压强减小了10％，则反应中放出的热量为________kJ.
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（5）温度维持T ℃不变,若在一个和原容器体积相等的恒压容器N 中，加入2 mol X和1 mol Y发生如上反应并达平衡,则________(选填M或N）容器中的反应先达到平衡状态，容器中X的质量分数M________N(选填＞、＜、＝符号）。 (6）已知：该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 200 250 1 300 350 0。5 平衡常9.95。数K 4 2 若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在容器M中反应达平衡， X的平衡转化率为50％，则该温度为________℃.
解析 (1）由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量不变,温度升高，平衡向逆反应方向移动，混合气体的平均相对分子质量减小，说明平衡向气体体积增大的方向移动，因此a等于1。(2)恒容,且是反应前后气体体积不等的反应,故压强不变，可以作为平衡的标志，A正确；由于反应物和生成物均为气体，气体的总质量固定，容器体积固定，所以密度一定，B、D错误；C项中Z分子数一定，说明平衡不移动，正确。（3）A项，充入“惰性气体”,不影响平衡的移动，符合，正确;B项,从逆反应方向建立平衡，
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需要吸收能量，错误；C项，不能确定平衡建立的方向，若逆向建立平衡，则吸热，若正向建立平衡，则Q2＜Q1,错误；D项，增加Z的量，相当于平衡逆向移动，放出热量少，错误。(4）压强减少10％，说明气体的总物质的量减少10％，即1 mol,由2X（g）＋Y(g)
Z(g)＋W（g），可知当有2 mol X反应时，气体的总物
质的量减少1 mol,说明有2 mol X参加反应，则放出热量为Q kJ.（5）由于这是气体体积减小的反应，所以恒压条件下，气体的体积减小,相对于原平衡，相当于加压，平衡正向移动，X的体积分数减小。化学反应速率加快，先达到平衡。(6）由题X的平衡转化率为50％，则平衡时c（X）＝1 mol ·
L－1，c(Y）＝0。5 mol·L－1，c(Z)＝c(W）＝0。5 mol·L－1，K＝
错误!
＝0.5,则温度为350 ℃。
答案 （1)1 （2)AC (3）A （4）Q （5）N ＞ (6)350 9．（12分）合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料。从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有： ①CH4(g)＋H2O(g)②CH4(g)＋CO（2g）
－1
CO(g）＋3H2（g） ΔH1＝206.1 kJ·mol－1 2CO（g）＋2H2(g） ΔH2＝247。3 kJ·mol
③CO（g)＋H2O(g）CO2（g）＋H2(g) ΔH3
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请回答下列问题:
（1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。反应进行的前5 min内， v（H2）＝________；10 min时，改变的外界条件可能是________。
图1
(2）如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图像如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。
图2
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图3
(3)反应③中ΔH3＝________。800 ℃时，反应③的化学平衡常数K＝1。0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
CO 0。5 mol H2O 8。5 mol CO2 2.0 mol H2 2.0 mol 此时反应③中正、逆反应速率的关系式是________（填代号）。 a．v(正)＞v（逆）
b．v(正)＜v（逆）
c．v(正）＝v（逆） d．无法判断
解析 （1)根据图像先计算CH4的平均反应速率，v(CH4）＝错误!＝0.1 mol·L－1·min－1，可知H2的生成速率为0。3 mol·L－1·min
－1
。10 min时，改变的条件不可能是增大容器体积，否则改变条
件的瞬间CH4浓度应减小。改变的条件可能是升高温度（或充入水蒸气)。
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（2）甲容器反应开始后压强增大，乙容器压强不变、体积增大，可看成是由甲容器增大体积减压得到，乙容器的反应速率慢、CH4转化率大，画图时注意3点，一是拐点即平衡点,二是CH4转化率，三是斜率。
(3）将反应①减去反应②即可得到反应③的反应热，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝206.1 kJ·mol－1－247。3 kJ·mol－1＝－41。2 kJ·mol－1。根据浓度商Qc＝错误!＝错误!＝错误!＜K＝1。0,可以判断反应向正反应方向进行，v（正）＞v（逆)
答案 (1)0.3 mol·L－1·min－1 升高温度(或充入水蒸气) （2)如图
(3）－41。2 kJ·mol－1 a
10．（16分）（2013·福州质检）为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应:CCl4＋H2
CHCl3＋HCl使CCl4转化为重要的化
工原料氯仿(CHCl3）。此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸点为77 ℃，CHCl3的沸点为61.2 ℃。
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（1)在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据（假设不考虑副反应).
温度℃ 110 110 100 初始CCl4的平错误! 实验序号 CCl4浓度/(mol·L－1衡转化率 ) 0。8 1 1 1。2 1 1 1 2 3 A 50％ B ①此反应的化学平衡常数表达式为________________,在110 ℃时平衡常数为________。
②实验1中,CCl4的转化率A________50％（填“大于”、“小于\"或“等于\")。
③实验2中，10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为________。 ④实验3中，B的值________(选填序号）。 A．等于50％ C．小于50％
B．大于50%
D．从本题资料无法判断
（2）120 ℃时,在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2 mol·L－1和4 mol·L－1的实验，测得反应消耗CCl4的百分
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率（x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t）的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线).
①在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2 mol·L－1的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是________（选填序号）。
②根据上图曲线，氢气的起始浓度为________mol·L－1时,有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是_________________________________________________。 解析 （1）因CCl4的沸点为77 ℃,CHCl3的沸点为61.2 ℃,所以在110 ℃或100 ℃反应时各物质均为气态，其平衡常数K＝错误!。110 ℃时,由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 mol·L－
1
，代入表达式计算得平衡常数为1。实验1和实验2的反应温度
相同，所以其平衡常数相同,利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl4的平衡转化率,然后与50％比较，对于实验3，因温度不同,又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。
（2)氢气浓度越大反应越快，消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2起始浓度为2 mol·L－1时，消耗CCl4的百
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分率变化曲线是c，H2的浓度越大,平衡正向移动的趋势越大，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量也越大。 答案 （1）①K＝错误! 1 ②大于 ③0.05 mol·L－1·h－1 ④D
（2)①c ②4 H2的浓度越大，平衡正向移动的趋势越大，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量也越大
11．（15分)SiCl4在室温下为无色液体，易挥发,有强烈的刺激性。如SiCl4先转化为SiHCl3,再经氢气还原生成高纯硅.一定条件下，在20 L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3的反应:3SiCl4（g)＋2H2(g）＋Si(s）
4SiHCl3(g） ΔH＝Q kJ·mol－1。2 min后达
到平衡，H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0。1 mol·L－1和0.2 mol·L－1。
(1）从反应开始到平衡,v(SiCl4)＝________.
(2)该反应的平衡常数表达式为K＝________，温度升高，K值增大，则Q________0(填“＞”、“＜”或“＝”).
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量），当反应再次达到平衡时，与原平衡相比较，H2的体积分数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 （4)原容器中,通入H2的体积(标准状况下）为________.
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（5）平衡后，将容器的体积缩为10 L，再次达到平衡时，H2的物质的量浓度范围为________.
(6）图中x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中H2的体积分数，a、
b表示不同的压强，则压强a________b(填“＞”、“＜”或
“＝”）。
解析 （1）v（SiHCl3）＝错误!＝0.1 mol·L－1·min－1，v（SiCl4)∶v（SiHCl3）＝3∶4，v(SiCl4）＝0。075 mol·L－1·min－1.（2）温度升高，K值增大,说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应。(3)平衡后再充入与起始时等量的SiCl4和H2，相当于增大压强，平衡正向移动,H2的体积分数减小。（4）Δc(SiHCl3)＝0。2 mol·L－1,则Δc(H2）＝0.1 mol·L－1，则起始时c(H2）＝0。2 mol·L－1，物质的量为4 mol.标准状况下体积为V(H2）＝4 mol×22.4 L·mol－1＝。6 L。（5）体积变为原来的一半，若平衡不移动，则浓度变为原来的2倍，压强增大,平衡正向移动，H2浓度减小，所以0.1 mol·L－1＜c(H2）＜0。2 mol·L－1。（6)压强增大,H2的体积分数减小,则A点压强大于B点。
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答案 (1）0。075 mol·L－1·min－1 (2)错误! ＞ (3)减小 (4)。6 L
(5）0。1 mol·L－1＜c（H2)＜0.2 mol·L－1 （6)＞
