化学平衡状态的判断知识点题库

高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g）不能自发进行，已知正反应吸热．

（l）关于化学反应方向的判据△H﹣T•△S＜0，反应___________（填能自发、不能自发）

答案：不能自发

（1）该反应中平衡常数的表达式 K═温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值．（均填增大、减小或不变）
（2） 1100℃时测得高炉中 c（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）═0．1mol/L，已知1100℃时平衡常数K=0.263．在这种情况下该反应是否处于平衡状态（填是或否），此时化学反应速率是v（正）v（逆）（填=、＞或＜）．
（3）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO，则CO的转化率将（填“增大”、“减小”、“不变”）．

在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，不能表明反应A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g）已达到平衡的是（）

A . 混合气体的压强 B . 混合气体的密度 C . 气体的平均摩尔质量 D . 反应物A的质量

在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：（甲）C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）；（乙）CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）．现有下列状态：

①混合气体的平均相对分子质量不再改变；

②恒温时，气体压强不再改变；

③各气体组分浓度相等；

④断裂氢氧键的速率等于断裂氢氢键速率的2倍；

⑤混合气体密度不变；

⑥单位时间内，消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9：1；

⑦同一时间内，水蒸气消耗的物质的量等于氢气消耗的物质的量，

其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是（）

A . ①②⑤ B . ③④⑥ C . ①⑥⑦ D . ④⑦

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题：

一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H＜0

（1）下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是（填序号）．

A . 每消耗1mol CO的同时生成2molH₂ B . 混合气体总物质的量不变 C . 生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等 D . CH₃OH，CO，H₂的浓度都不再发生变化
（2） CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．B、C二点的平衡常数K_B、K_C的大小关系为．
（3）某温度下，将2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密闭容器中，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，CO的转化率=，此温度下的平衡常数K=（保留二位有效数字）．
（4）温度650℃的熔融盐燃料电池，用（CO、H₂）作反应物，空气与CO₂的混合气体为正极反应物，镍作电极，用Li₂CO₃和Na₂CO₃混合物作电解质．该电池的正极反应式为．
（5）已知：CH₃OH、H₂的燃烧热（△H）分别为﹣726.5kJ/mol、﹣285.8kJ/mol，则常温下CO₂和H₂反应生成CH₃OH和H₂O的热化学方程式是．

研究CO、NO、NO₂等气体的性质，以便消除污染或变废为宝，可以保护环境、节约资源．试运用所学知识，解决下列问题：

（1）生产水煤气过程中有以下反应：
①C（s）+CO₂（g）⇌2CO（g）△H₁；
②CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g）△H₂；
③C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H₃；
若平衡表达式为K= $\text{[math]}$ ，则它所对应的化学反应方程式是（填序号）．
（2）对反应①下列说法中能说明该反应达到平衡状态的
a．温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
b．温度和体积一定时，容器内的压强不再变化
c．温度和体积一定时，生成物的浓度不再变化
d．温度和体积一定时，混合气体的密度不再变化
（3）不同温度下反应②的平衡常数如下表所示．则△H₂0（填“＜”或“＞”）；在500℃时，把等物质的量浓度的CO和H₂O（g）充入反应容器，达到平衡时c（CO）=0.005mol•L^﹣1、c（H₂）=0.015mol•L^﹣1 ，则CO的平衡转化率为．
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.945795506
9
1
（4）对反应2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）△H＜0在温度为T₁、T₂时，平衡体系N₂O₄的体积分数随压强变化曲线如图所示．
则T₁T₂（填“＞”或“＜”）；增大压强，平衡移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）；B、C两点的平衡常数BC（填“＞”或“＜”）．

人类社会的发展离不开能源．当今社会，人类利用的能源主要来自三大化石燃料：煤、石油、和天然气．它们不仅是优质的能量资源，还是宝贵的化工能源．将它们作为燃料直接燃烧，即严重污染环境，又效率不高，所以国家大力提倡化石燃料的综合利用．试运用所学知识，回答下列问题：

（1）合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一部．工业合成氨N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）反应过程中的能量变化如图1所示，则该反应为（填“吸热”或“放热”）
（2）实验室模拟工业合成氨时，向密闭容器内充入1molN₂、3molH₂ ，在一定条件下发生反应．
①若密闭容器的体积为5L，反应经过10min后，测得容器内的NH₃为1mol，则用N₂表示的该反应速率为；此时容器内H₂的浓度为．
②若保持容器的容积不变，反应一段时间后，下列描述中能说明反应已达到平衡状态的是
A，容器内N₂、H₂、NH₃三种气体共存
B．单位时间内生成nmolN₂的同时生成2nmolNH₃
C．N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1：3：2
D．容器中气体的压强保持不变
（3）天然气的主要成分是CH₄ ，用它制成的CH₄﹣空气燃料电池是一种高效能、轻污染的电池，其工作原理如图2所示，该燃料电池的正极反应式是，电路中每通过3.01×10²⁴个电子，正极消耗标况下O₂的体积为L．

根据问题填空：

（1）工业上利用CO₂与NH₃混合，在一定条件下反应合成尿素：
2NH₃（g）+CO₂（g） $\text{[math]}$ CO（NH₂）₂（S）+H₂O（g）△H
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行，判断反应达到平衡状态的标志是．
a．CO₂与H₂O（g）浓度相等 b．容器中气体的压强不再改变
c.2v（NH₃）_正=v（H₂O）_正 d．容器中氨气的浓度不再改变
（2）硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂． ZnSO₄受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图1所示．
①写出700℃～980℃时发生反应的化学方程式：，物质B的化学式是．（A、B均为硫的氧化物）
②硫酸锌分解生成的SO₂经图2中的两个循环可分别得到S和H₂SO₄ ．写出循环I中反应2的化学方程式：；循环II中用惰性电极电解，阳极反应式是．

汽车尾气（主要成分为NO_x和CO）已成为主要的空气污染物来源之一，有发生光化学烟雾污染的潜在危险。

（1）某小组同学为研究光化学烟雾的形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为C_xH_y(烃)、NO、NO₂、O₃、PAN（CH₃COOONO₂），各种物质的相对浓度随时间的变化如右图。根据图中数据，下列推论最不合理的是。（填选项序号字母）

a．NO的消失的速率比C_xH_y快 b．NO生成NO₂

c．C_xH_y及NO₂可以生成PAN及O₃ d．O₃生成PAN
（2）一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)，下列可判断反应达平衡的是。（填选项序号字母）
a．体系压强保持不变 b．混合气体密度保持不变

c．NO和O₂的物质的量之比保持不变 d．每消耗2molNO同时生成2molNO₂
（3）高温下N₂和O₂发生N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)反应，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
①如图是T₁、T₂两种不同温度下，一定量的NO发生分解过程中N₂的体积分数随时间变化的图像，据此判断反应N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)为（填“吸热”或“放热”）反应。

②2000℃时，向容积为2L的密闭容器中充入10molN₂与5molO₂ ，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则此刻反应的平衡常数K＝。该温度下，若开始时向上述容器中充入N₂与O₂均为1mol，则达到平衡后N₂的转化率为。

③汽车净化装置里装有含Pd化合物的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。写出其变化的总化学反应方程式：。
（4）为减少汽车尾气中NO_x的排放，常采用C_xH_y（烃）催化还原NO_x消除氮氧化物的污染。
例如：CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₁＝－574kJ/mol

CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₂

若16gCH₄还原NO₂至N₂ ，共放出热量867kJ，则ΔH₂＝。若用标准状况下4.48LCH₄还原NO₂至N₂ ，共转移的电子总数为（阿伏加德罗常数的值用N_A表示）。

可逆反应3H₂+N₂ $\text{[math]}$ 2NH₃的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）

A . v_正(N₂)＝v_正(H₂) B . v_正(N₂)＝v_逆(NH₃) C . 2v_正(H₂)＝3v_逆(NH₃) D . v_正(N₂)＝3v_逆(H₂)

在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝。
已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是热反应。
（2）图中表示NO₂的变化曲线是。用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v＝。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是。
a、v(NO₂)=2v(O₂)

b、容器内压强保持不变

c、v逆(NO)＝2v正(O₂)

d、容器内的密度保持不变
（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是。
a、及时分离出NO₂气体

b、适当升高温度

c、增大O₂的浓度

d、选择高效的催化剂

下列叙述中，一定能判断化学平衡移动的是（）

A . 混合物中各组分的浓度改变 B . 正、逆反应速率改变 C . 混合物中各组分的百分含量改变 D . 混合体系的压强改变

在密闭容器中通入一定量的HI气体，使其在一定条件下发生反应：2HI(g) $\text{[math]}$ H₂(g)＋I₂(g)。下列叙述中，一定属于平衡状态的是( )

A . HI、H₂、I₂的浓度相等 B . 混合气体的颜色不再变化 C . 混合气体的总压强不再变化 D . v(HI)∶v(H₂)∶v(I₂)＝2∶1∶1

在一固定容积的密闭容器中，进行反应：C(s)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂(g)。

完成下列填空：

（1）若容器容积为2L，反应10s氢气质量增加0.4g，则该时间内一氧化碳的反应速率为。
（2）若增加碳的量，则正反应速率（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（3）该反应达到平衡状态的标志是（选填编号）。
a 压强不变 b $\text{[math]}$ (H₂)= $\text{[math]}$ (H₂O) c c(CO)不变 D c(H₂O)=c(CO)
（4）若升高温度，平衡向右移动，则正反应是反应（选填“吸热”或“放热”）。

在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应：2SO₂(g) + O₂(g)⇌2SO₃(g)，下列证据不能说明反应一定达到化学平衡状态的是（）

A . c(SO₂)：c(O₂)：c(SO₃) = 2：1：2 B . 容器内的压强不再改变 C . SO₂ 的转化率不再改变 D . SO₃ 的生成速率与 SO₃ 的消耗速率相等

在一定条件下，反应A(g)+2B(g) $\text{[math]}$ 3C(g)达到平衡的标志是（）

A . 容器内压强不再变化 B . 单位时间内生成nmolA同时生成2nmolB C . A，B，C浓度不再变化 D . A，B，C的分子数之比为1：2：3

在一定条件下发生反应2SO₃（g） $\text{[math]}$ 2SO₂（g）+ O₂（g），将1molSO₃气体通入1L容积恒定的密闭容器中，维持容器内温度不变，5min末测得SO₃的物质的量为0.4mol。则下列说法正确的是（）

A . 0〜5 min，O₂的生成速率 v（O₂）=0.06mol·L^-1·min^-1 B . 若起始时充入3molSO₃ ，起始时SO₃分解速率不变 C . 若某时刻消耗了0.5molSO₃同时生成了 0.25 molO₂ ，则表明该反应达到了平衡状态 D . 达到平衡时，SO₂和SO₃的浓度相等

煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应之一，C(s)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂(g)。已知：该反应为吸热反应，K(700℃)=0.2，若该反应在恒温(700℃)、恒容的密闭容器中进行，700℃测得的下列数据中，可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据是（）

A . t时刻，容器的压强 B . t时刻，H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)的浓度 C . t时刻，消耗 H₂O(g)的速率与生成CO(g)的速率 D . t时刻，气体的平均摩尔质量

已知：A(g)+2B(g) $\text{[math]}$ 3C(g)，∆H＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t₁时达到平衡状态I，在t₂时改变某一条件，t₃时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 容器内压强不变，表明反应达到平衡 B . t₂时改变的条件：向容器中加入B C . 平衡时A的浓度：c(II)＞c(I) D . 平衡常数K：K(II)＜K(I)

工业合成氨的反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1）根据下表数据计算 $\text{[math]}$ 。
化学键
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
键能/kJ/mol
436
386
x
（2）在体积为 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中发生上述反应，其平衡常数 $\text{[math]}$ 与温度 $\text{[math]}$ 的关系如表：
$\text{[math]}$
298
398
498
平衡常数 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
①判断 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。
② $\text{[math]}$ 时进行合成氨反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是(填字母)。
A．混合气体的平均摩尔质量保持不变 B． $\text{[math]}$
C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
（3）甲同学为了探究外界条件对反应的影响，以 $\text{[math]}$ 参加合成氨反应，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两种条件下分别达到平衡，测得 $\text{[math]}$ 的浓度与反应时间的关系如图甲所示。
① $\text{[math]}$ 条件下， $\text{[math]}$ 的平均反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
②相对 $\text{[math]}$ 而言， $\text{[math]}$ 可能改变的条件是。
③在 $\text{[math]}$ 条件下， $\text{[math]}$ 时刻将容器容积压缩至原来的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 时刻重新建立平衡状态。则图甲中在 $\text{[math]}$ 时刻 $\text{[math]}$ 的变化曲线可能为(填“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)。
（4）乙同学向一恒温恒压容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，模拟合成氨的反应，图乙表示温度 $\text{[math]}$ 时平衡混合物中氨气的体积分数与总压强( $\text{[math]}$ )的关系。若体系在 $\text{[math]}$ 下达到平衡
①此时 $\text{[math]}$ 的平衡分压为 $\text{[math]}$ 。(分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数)
②经计算可得此时的平衡常数 $\text{[math]}$ 。(用平分压代替平衡浓度计算，结果精确到0.001)