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2019版高考化学一轮复习方案：第7章 化学反应速率与化学平衡 2 第2讲 课后达标训练(含解析)
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[课后达标训练]
一、选择题
1．下列关于化学平衡的说法中正确的是( )
A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学平衡不可以通过改变条件而改变
解析：选A。可逆反应达到平衡状态后，虽然v(正)＝v(逆)，但均不为0，是动态平衡，B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。
2．(教材改编题)向一体积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。10 s时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是( )
A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B．降低温度能使混合气体的密度增大
C．向该容器中充入N2，平衡正向移动
D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
解析：选C。A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2 mol÷4 mol×100%＝30%；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变。
3．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：选C。①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率，正确；②因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；③该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此降低压强，平衡向逆反应方向移动，错误；④装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，正确。
4．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在恒温恒容密闭容器中进行，下列可作为判断其达到平衡状态的标志的是( )
①SO2和SO3的浓度相等
②SO2的质量分数保持不变
③容器中气体的压强保持不变
④SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
⑤容器中混合气体的密度保持不变
⑥容器中气体的平均摩尔质量保持不变
⑦2v正(SO2)＝v逆(O2)
⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗 2n mol SO3
A．①②④⑤ B．②③⑦⑧
C．②③⑤⑥ D．②③⑥
解析：选D。判断一个化学反应达到平衡状态依据的原则是“变量不变达平衡”。①反应物和生成物的浓度不变时达到平衡状态，而不是浓度相等，错误；②SO2的质量分数是变量，不变时达到平衡状态，正确；③反应在恒容密闭容器中进行，且该反应是反应前后气体分子数发生变化的反应，故容器中气体的压强是变量，当压强不变时达到平衡状态，正确；④SO3的生成速率与SO2的消耗速率是同一个反应方向，一定相等，错误；⑤容器的容积固定，气体的质量固定，混合气体的密度是定量，错误；⑥反应前后气体的物质的量发生变化，而气体总质量不变，因此当容器内气体的平均摩尔质量保持不变时，一定达到平衡状态，正确；⑦正确的关系式为v正(SO2)＝2v逆(O2)，错误；⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol SO3，这个关系一直存在，与是否达到平衡无关，错误。
5．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]
下列叙述正确的是( )
A．2NO2N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强增大
解析：选A。加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。
6．如图曲线表示其他条件一定时，反应2W(g)＋Q(g)2G(g)(正反应为放热反应)中W的转化率与温度的关系，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)>v(逆)的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：选C。纵轴表示W的转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的W的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的W，则c点未达到平衡状态，且反应向正反应方向进行，即v(正)>v(逆)。
7．(2018·龙岩高三模拟)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：选C。反应一的正反应是气体体积减小的反应，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。
8．(2018·焦作一模)在某2 L恒容密闭容器中充入 2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g) ΔH，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A．M点时Y的转化率最大
B．升高温度，平衡向逆反应方向移动
C．平衡后充入Z达到新平衡时Z的体积分数增大
D．W、M两点Y的正反应速率相等
解析：选B。温度在a ℃之前，升高温度，X的含量减小，温度在a ℃之后，升高温度，X的含量增大，曲线上最低点为平衡点，最低点之前未达到平衡，反应向正反应方向进行，最低点之后，升高温度X的含量增大，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。A项，曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，所以Q点时Y的转化率最大，错误；B项，已知该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；C项，反应前后气体的物质的量不变，平衡时充入Z，达到新平衡时与原平衡是等效平衡，所以达到新平衡时Z的体积分数不变，错误；D项，W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越大，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，错误。
9．在425 ℃时，在1 L密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析如下示意图，不能从示意图中读出相关信息的选项是( )
A．同温同压下，只要投入物质比例适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态
B．图(1)表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)
C．图(1)中H2的转化率＋图(2)中HI的转化率＝100%
D．相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同
解析：选D。比较图(1)和图(2)可知，两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同，图(1)表示的化学反应方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)，图(1)中H2的转化率为×100%＝79%，图(2)中HI的转化率为×100%＝21%，故A、B、C正确。
10．(2018·成都模拟)已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p3
下列说法正确的是( )
A．反应速率：③>①>②
B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4
C．若容器体积V1>V3，则Q<0
D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%
解析：选C。①、②的温度相同，而CO转化率②>①，则②可看作在①的基础上加压，即V1>V2，因此反应速率：②>①，A错误；①与②比较，达到平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不相等，因此平衡时体系压强p1∶p2不等于5∶4，B错误；若容器体积V1>V3、温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即正向是放热反应，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则可看作在②的基础上压缩体积，CO转化率增大，D错误。
二、非选择题
11．(2018·大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，该反应达到平衡后测得如下数据。
实验序号
温度(℃)
初始CO浓度
(mol·L－1)
初始H2O浓度
(mol·L－1)
CO的平衡转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡将________移动(填“向左”“向右”“不”或“无法确定”)。
(2)实验2中，x的值________(填序号)。
A．等于50% B．大于50%
C．小于50% D．无法确定
(3)实验3中的y值为________。
(4)在100 ℃条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。
A．压强不再变化
B．生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C．混合气体的密度不变
D．H2的质量不再变化
解析：(1)根据反应速率的公式可得v(CO)＝1 mol·L－1×50%/10 h＝0.05 mol·L－1·h－1，再根据速率之比等于化学计量数之比，v(H2)＝v(CO)＝0.05 mol·L－1·h－1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过实验1可知在110 ℃时，该反应的K＝＝1，温度一定，K一定，在实验3中，K＝＝1，求得y＝1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。
答案：(1)0.05 不 (2)B (3)1.2 (4)D
12．(2018·长春高三模拟)已知2A2(g)＋B2(g)2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500 ℃时充分反应，达到平衡后C的浓度为w mol·L－1，放出热量b kJ。请回答下列问题：
(1)比较：a________(填“>”“＝”或“<”)b。
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡不移动的是________(填字母)。
a．及时分离出C气体
b．适当升高温度
c．增大B2的浓度
d．选择高效的催化剂
(3)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，平衡后再加入2 mol A2和1 mol B2，500 ℃时充分反应，达到平衡后放出热量d kJ，则d________(填“>”“＝”或“<”)b。
解析：(1)a为反应的焓变的绝对值，而b是反应放出的热量，由于该反应是可逆反应，反应不可能进行到底，因此a>b。
(2)分离出C，降低C的浓度，反应速率减小；由于正反应是放热反应，升温平衡左移；增大B2的浓度，反应速率增大，平衡右移；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动。
(3)若改为恒压，相当于给原平衡加压，因为始终保持较大压强，平衡正向移动，放出的热量增多，故d>b。
答案：(1)> (2)d (3)>
13．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
解析：(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；使用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝1.2 mol÷2 L÷10 min＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，曲线d符合题意。
答案：(1)①向左 ②> (2)①D ②0.06 mol·L－1·min－1 d
一、选择题
1．下列关于化学平衡的说法中正确的是( )
A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D．化学平衡不可以通过改变条件而改变
解析：选A。可逆反应达到平衡状态后，虽然v(正)＝v(逆)，但均不为0，是动态平衡，B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。
2．(教材改编题)向一体积为2 L的恒容密闭容器里充入1 mol N2和4 mol H2，在一定温度下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。10 s时达到平衡，c(NH3)为0.4 mol·L－1。下列说法正确的是( )
A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B．降低温度能使混合气体的密度增大
C．向该容器中充入N2，平衡正向移动
D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
解析：选C。A项，根据题中数据可知，NH3的生成量为0.8 mol，则H2的减少量为1.2 mol，α(H2)＝1.2 mol÷4 mol×100%＝30%；B项，降温，平衡正向移动，但气体总质量不变，容器体积不变，则密度不变；C项，体积不变，充入N2，c(N2)增大，平衡正向移动；D项，催化剂不能使平衡发生移动，因此各物质的转化率不变、产率不变。
3．CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：选C。①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率，但能加快反应速率，正确；②因为该反应的正反应为放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；③该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此降低压强，平衡向逆反应方向移动，错误；④装置中放入碱石灰能吸收CO2，使CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，正确。
4．反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在恒温恒容密闭容器中进行，下列可作为判断其达到平衡状态的标志的是( )
①SO2和SO3的浓度相等
②SO2的质量分数保持不变
③容器中气体的压强保持不变
④SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
⑤容器中混合气体的密度保持不变
⑥容器中气体的平均摩尔质量保持不变
⑦2v正(SO2)＝v逆(O2)
⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗 2n mol SO3
A．①②④⑤ B．②③⑦⑧
C．②③⑤⑥ D．②③⑥
解析：选D。判断一个化学反应达到平衡状态依据的原则是“变量不变达平衡”。①反应物和生成物的浓度不变时达到平衡状态，而不是浓度相等，错误；②SO2的质量分数是变量，不变时达到平衡状态，正确；③反应在恒容密闭容器中进行，且该反应是反应前后气体分子数发生变化的反应，故容器中气体的压强是变量，当压强不变时达到平衡状态，正确；④SO3的生成速率与SO2的消耗速率是同一个反应方向，一定相等，错误；⑤容器的容积固定，气体的质量固定，混合气体的密度是定量，错误；⑥反应前后气体的物质的量发生变化，而气体总质量不变，因此当容器内气体的平均摩尔质量保持不变时，一定达到平衡状态，正确；⑦正确的关系式为v正(SO2)＝2v逆(O2)，错误；⑧单位时间内生成n mol O2的同时消耗2n mol SO3，这个关系一直存在，与是否达到平衡无关，错误。
5．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH4Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]
下列叙述正确的是( )
A．2NO2N2O4是放热反应
B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强增大
解析：选A。加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO2N2O4是放热反应，NH4Cl溶于水时吸收热量。
6．如图曲线表示其他条件一定时，反应2W(g)＋Q(g)2G(g)(正反应为放热反应)中W的转化率与温度的关系，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)>v(逆)的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：选C。纵轴表示W的转化率，横轴表示温度，曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的W的转化率，从c点作纵轴的平行线与曲线交于一点，这表示若想达到c点对应温度的平衡状态，需要转化更多的W，则c点未达到平衡状态，且反应向正反应方向进行，即v(正)>v(逆)。
7．(2018·龙岩高三模拟)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：选C。反应一的正反应是气体体积减小的反应，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。
8．(2018·焦作一模)在某2 L恒容密闭容器中充入 2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g) ΔH，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A．M点时Y的转化率最大
B．升高温度，平衡向逆反应方向移动
C．平衡后充入Z达到新平衡时Z的体积分数增大
D．W、M两点Y的正反应速率相等
解析：选B。温度在a ℃之前，升高温度，X的含量减小，温度在a ℃之后，升高温度，X的含量增大，曲线上最低点为平衡点，最低点之前未达到平衡，反应向正反应方向进行，最低点之后，升高温度X的含量增大，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。A项，曲线上最低点Q为平衡点，升高温度平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，所以Q点时Y的转化率最大，错误；B项，已知该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正确；C项，反应前后气体的物质的量不变，平衡时充入Z，达到新平衡时与原平衡是等效平衡，所以达到新平衡时Z的体积分数不变，错误；D项，W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高，反应速率越大，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，错误。
9．在425 ℃时，在1 L密闭容器中充入下列气体物质进行的反应达到平衡，分析如下示意图，不能从示意图中读出相关信息的选项是( )
A．同温同压下，只要投入物质比例适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态
B．图(1)表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)
C．图(1)中H2的转化率＋图(2)中HI的转化率＝100%
D．相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同
解析：选D。比较图(1)和图(2)可知，两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同，图(1)表示的化学反应方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)，图(1)中H2的转化率为×100%＝79%，图(2)中HI的转化率为×100%＝21%，故A、B、C正确。
10．(2018·成都模拟)已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p3
下列说法正确的是( )
A．反应速率：③>①>②
B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4
C．若容器体积V1>V3，则Q<0
D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%
解析：选C。①、②的温度相同，而CO转化率②>①，则②可看作在①的基础上加压，即V1>V2，因此反应速率：②>①，A错误；①与②比较，达到平衡时，平衡混合物的物质的量之比为5∶4，但V1与V2不相等，因此平衡时体系压强p1∶p2不等于5∶4，B错误；若容器体积V1>V3、温度相同，则①与③比较，CO的转化率③>①，而现在CO的转化率相同，则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即正向是放热反应，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则可看作在②的基础上压缩体积，CO转化率增大，D错误。
二、非选择题
11．(2018·大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，该反应达到平衡后测得如下数据。
实验序号
温度(℃)
初始CO浓度
(mol·L－1)
初始H2O浓度
(mol·L－1)
CO的平衡转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡将________移动(填“向左”“向右”“不”或“无法确定”)。
(2)实验2中，x的值________(填序号)。
A．等于50% B．大于50%
C．小于50% D．无法确定
(3)实验3中的y值为________。
(4)在100 ℃条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。
A．压强不再变化
B．生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C．混合气体的密度不变
D．H2的质量不再变化
解析：(1)根据反应速率的公式可得v(CO)＝1 mol·L－1×50%/10 h＝0.05 mol·L－1·h－1，再根据速率之比等于化学计量数之比，v(H2)＝v(CO)＝0.05 mol·L－1·h－1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过实验1可知在110 ℃时，该反应的K＝＝1，温度一定，K一定，在实验3中，K＝＝1，求得y＝1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。
答案：(1)0.05 不 (2)B (3)1.2 (4)D
12．(2018·长春高三模拟)已知2A2(g)＋B2(g)2C(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A2和1 mol B2，在500 ℃时充分反应，达到平衡后C的浓度为w mol·L－1，放出热量b kJ。请回答下列问题：
(1)比较：a________(填“>”“＝”或“<”)b。
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡不移动的是________(填字母)。
a．及时分离出C气体
b．适当升高温度
c．增大B2的浓度
d．选择高效的催化剂
(3)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，平衡后再加入2 mol A2和1 mol B2，500 ℃时充分反应，达到平衡后放出热量d kJ，则d________(填“>”“＝”或“<”)b。
解析：(1)a为反应的焓变的绝对值，而b是反应放出的热量，由于该反应是可逆反应，反应不可能进行到底，因此a>b。
(2)分离出C，降低C的浓度，反应速率减小；由于正反应是放热反应，升温平衡左移；增大B2的浓度，反应速率增大，平衡右移；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动。
(3)若改为恒压，相当于给原平衡加压，因为始终保持较大压强，平衡正向移动，放出的热量增多，故d>b。
答案：(1)> (2)d (3)>
13．运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
解析：(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，所以v正>v逆。(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；使用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝1.2 mol÷2 L÷10 min＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，曲线d符合题意。
答案：(1)①向左 ②> (2)①D ②0.06 mol·L－1·min－1 d
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