【文档说明】2023-2024学年高二化学人教版2019选择性必修1同步举一反三系列 专题2.2 化学平衡（九大题型） Word版无答案.docx，共(12)页，1.580 MB，由小赞的店铺上传

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专题2.2化学平衡【题型1可逆反应】【题型2化学平衡状态的特征】【题型3化学平衡状态的判断】【题型4化学平衡常数及其应用】【题型5“三段式”解决化学平衡常数的计算】【题型6化学平衡图像解读】【题型7化学平衡的移动及影响因素

】【题型8等效平衡】【题型9汽车尾气的治理】【题型1可逆反应】【例1】将2.0mol()3PClg、1.0mol()2Clg和0.5mol()5PClg充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应：PCl3(g)+Cl2(g)⇋PCl5(g)，反应达到平

衡时，下列数据合理的是A．()()Cl4.2Pnn=B．()()35PClPCl2molnn+=C．()()23Cl0.6PClnn=D．()2Cl106.5gm=【变式1-1】在一密闭容器中进行反应：2SO2（g）＋O2（g）⇌2S

O3（g），已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1mol/L、0.05mol/L、0.3mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是A．SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LB．SO2、SO3均为0.8mol/LC．SO3为0.4mo

l/LD．SO2为0.35mol/L【变式1-2】可逆反应：()()()2232SOgOg2SOg+，充入182O一段时间后，下列物质中含有18O的是A．多余的氧气B．生成的三氧化硫C．氧气和二氧化硫D．二氧化硫、氧气和三氧化硫【题型2化学平衡状态的特征】【例2】化学反应达到化学平衡的标志是A．逆

反应停止进行B．反应物与生成物的浓度相等C．转化率达到100%D．正反应速率和逆反应速率相等【变式2-1】在一定条件下，向恒容密闭容器中充入182O和2SO发生反应2232SOO2SO+催化剂加热。下列说法正确的是A．反应一段时间后，含有18O的分子只有2O和3SOB．

达到平衡后，反应生成的3SO不再分解C．反应混合物中2SO、2O的物质的量之比为2：1时，说明反应已达平衡状态D．若向容器中充入惰性气体，正、逆反应速率保持不变【变式2-2】对于反应()()()2232SOgOg2SOg+，下列说法正确的是A．使用合适的催化剂可将2SO全部转化为3SO

B．达到平衡时2SO的消耗速率等于2O的生成速率C．2mol2SO气体和1mol2O气体的总能量大于2mol3SO气体的能量D．断开2mol2SO和1mol2O中共价键所吸收的能量大于形成2mol3SO中共价键所放出的能量【变式2-3】在恒温

恒容的条件下，可作为反应()()()22Hg+Ig2HIg达到平衡状态的标志的是A．容器内气体的密度不随时间而变化B．容器内的总压强不随时间而变化C．容器内气体的颜色不随时间而变化D．H2、I2、HI气体的浓度之比为1：1：2的状态【变式2-4】德国化

学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是A．若生成3molH-H键的同时生成6molN-H键，说明该反应已处于平衡状态B．达到化学平衡时，

N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的反应速率之比为1：3：2D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零【变式2-5】恒温时，在容积不变的刚性密闭容器中，发生可逆反应()()()2232SOgOg2SOg+H0能说明反应已达到平衡状态的是A．()()

222vSO=vO正逆B．容器内混合气体的密度保持不变C．容器内的压强保持不变D．2SO与3SO的浓度相等【题型3化学平衡状态的判断】【例3】可逆反应：2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g）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

2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③NO2、NO、O2的物质的量浓度均保持不变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．①③④⑥B．②③⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥【变式3-1】

对于可逆反应2NO2（g）⇋2NO（g）＋O2（g），判断下列说法是否正确。（1）如下图示能说明反应达到平衡状态。（2）在容积固定的密闭容器中，混合气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量不再改变，能说明该反应已达到平衡状态。（3）在容积固定的密闭容器中，单位时间内生成nmolO2的同时生成2n

molNO，能说明该反应已达到平衡状态。（4）在容积固定的密闭容器中，单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，能说明该反应已达到平衡状态。【变式3-2】在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：SiO2（s）＋4HF（

g）⇌SiF4（g）＋2H2O（g）。如果上述反应在恒容密闭容器中发生，下列不能说明该反应达到平衡状态的是A．12v正（HF）=v逆（H2O）B．SiF4与H2O的浓度之比保持不变C．SiO2的质量保持不变D．混合气体的总物质的量保持不变【变式3-3】将固体4NHI置于恒

容密闭容器中，在一定温度下只发生下列反应：43NHI(s)NH(g)HI(g)+，下列叙述能表示反应达到平衡的是A．3NH体积分数保持不变B．气体平均相对分子质量保持不变C．容器内压强保持不变D．3NH和HI物质的量之比为1∶1【变式3-4】在某恒压

密闭容器中充入1molCO和2molH2，发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的是A．单位时间内生成1molCH3OH的同时消耗2molH2B．容器中CO与H2的体积之比恒定不变C．容器中CO与CH3OH物质的量之比为1:1D．容器中混合

气体的密度不随时间变化【题型4化学平衡常数及其应用】【例4】在一定温度下，可逆反应2323CO(g)FeO(s)2Fe(s)3CO(g)++的平衡常数表达式为A．()()232(CO)FeOCO(Fe)ccKcc=B．()()322323CO(Fe)(CO)FeOccKcc

=C．()223(Fe)FeOcKc=D．()323CO(CO)cKc=【变式4-1】某温度下气体反应体系达到化学平衡，平衡常数K=22c(A)c(B)c(E)c(F)，下列说法正确的是A．该反应的化学方程式为2E（g）+F（g）⇌A（g）+2B（g）B．降低温度，正反应速率增

大C．该温度时，v（F）=v（A）则反应达到平衡状态D．增大c（A）、c（B），K增大【变式4-2】下列反应在210℃达到平衡：①PCl5（g）PCl3（g）＋Cl2（g）ΔH>0，K=1；②CO（g）＋Cl2（g）COCl2（g）ΔH<0，K=5×104；③COCl2（g）CO（g）

＋Cl2（g）；（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（填字母）。A．c平（PCl5）=c平（PCl3）=c平（Cl2）=1B．c平（PCl5）=c平（PCl3）·c平（Cl2）=1C．c平（PCl5）=c平（PCl3）·c平（Cl2）（2）

反应②和反应③的平衡常数K表达式（填“相同”或“不同”）。【变式4-3】乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：2CO2（g）＋6H2（g）催化剂CH3CH2OH（g）＋3H2O（g）①298K时，K1=2.95×10112CO（g）＋4H2（g）催化剂CH3CH

2OH（g）＋H2O（g）②298K时，K2=1.71×1022（1）写出反应①的平衡常数表达式K=。（2）条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是；以CO2为原料合成乙醇的优点是（写出一点即可）。【变式4-4】已知：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的平衡常数为K1，12N2（g）

＋32H2（g）NH3（g）的平衡常数为K2，NH3（g）12N2（g）＋32H2（g）的平衡常数为K3。（1）写出K1和K2的关系式：；（2）写出K2和K3的关系式：；（3）写出K1和K3的关系式：。【变式4-5】甲醇既是重要的化工原料，又

可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH1=-99kJ·mol-1②CO2（g）＋3H2（g）CH

3OH（g）＋H2O（g）ΔH2=-58kJ·mol-1③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）ΔH3=＋41kJ·mol-1回答下列问题：（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是。（2）合成气组成22

n(H)n(CO+CO)=2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是；图2中的压强由大到小为，其判断理由是。【题型5“三段式”解决化学平衡常数的计算】【例5】已知

2HS热分解反应为()()()122212HSgSg2HgΔ170kJmolH−=+=+。在1470K、100kPa反应条件下，将()()2HS:Ar1:4nn=的混合气进行上述反应。平衡时混合气中2HS与2H的分压相等，2HS平衡转化率为，平衡常数pK=kPa

。【变式5-1】将0.1molCO与0.1molH2O气体混合充入10L密闭容器中，加热到800℃，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005mol·L-1。（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3mol，

达到平衡时，CO的浓度为多少？【变式5-2】已知在800K时，反应：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g），若初始浓度c0（CO）=2mol·L-1，c0（H2O）=3mol·L-1，则反应达到平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%。求：（1）8

00K时该反应的平衡常数；（2）如果将H2O的初始浓度加大为6mol·L-1，求此时CO转化为CO2的转化率。【变式5-3】将2molH2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可

逆反应：2H2O（g）2H2+O2，2CO+O22CO2。（1）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是和，或和。（填它们的分子式）（2）

若平衡时O2和CO2的物质的量分别为：n平（O2）=amol，n平（CO2）=bmol。试求n平（H2O）=。（用含a、b的代数式表示）【题型6化学平衡图像解读】【例6】在某密闭容器中发生可逆反应A(g)+B(g)xC(g)。当其他条件不变时，

C的体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法不正确的是A．p1<pB．该反应为放热反应C．x≥1D．T1>T2【变式6-1】以下图像和叙述错误的是A．图甲：该图像表示的反应方程式为2A=3B+C，反应

速率v（A）=0.4mol/（L•s）B．图乙：某温度下发生反应：22H(g)I(g)2HI(g)+，t1时刻改变的条件可以是加入催化剂C．图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大D．图丁：对于反应：mA(g)nB(g)

pC(g)+，H0mnp+【变式6-2】某恒容密闭容器中，只改变温度（T）或压强（p），水蒸气百分含量随时间的变化趋势符合下图所示的反应是A．()()()()422CHg3COg4COg2HOg++H0B．()()()22232CHCHgHOgC

HCHOHg=+垐?噲?H0C．()()()()2232COg3HgCHOHgHOg++H0D．()()()()222422Ng4HOgNHg2HOg++垐?噲?H0【题型7化学平衡的移动及影响因素】【例7

】工业合成氨的适宜条件是：①适宜温度（400～500℃）②使用铁触媒作催化剂③压强为1030MPa④将混合气体中的氨气变为液氨，其中符合勒夏特列原理能提高反应物转化率的是A．①③④B．③④C．②③④D．①②③④【变式7-1】一定温度下在1L的密闭容器中放入足量草酸

钙（固体所占体积忽略不计）发生反应：CaC2O4（s）CaO（s）+CO（g）+CO2（g）。若某时刻达到平衡时，将容器体积缩小为原来一半并固定不变，在t1时刻重新达到平衡，CO2的浓度变化情况是A．增大B．减少C．不变D．无法判断【变式7-2】下列事实中，能用勒夏

特列原理解释的是A．实验室可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气B．对2SO2+O22SO3△H<0的反应，使用催化剂可加快反应的速率C．对CO（g）+NO2（g）CO2（g）+NO（g）平衡体系增大压强可使顔色变深D．N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H<

0，500℃左右比室温更有利于合成NH3【变式7-3】在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO（g）和足量C（s），发生反应C（s）＋2NO（g）CO2（g）＋N2（g），平衡状态时NO（g）的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是A．该反应的

ΔH>0B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2C．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v（正）<v（逆）D．在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态【变式7-4】某温度下，在容积为2L的密闭容器中进行反应()()()aNgbMg+

cPgH0，M、N、P的物质的量随时间的变化曲线如图所示。（1）化学方程式中a:b:c=。（2）01min内以P的浓度变化表示的平均反应速率为。（3）平衡时N的转化率为。（4）下列叙述中能说明上述反应达到平衡

状态的是。A．M与N的物质的量相等B．单位时间内每消耗amolN，同时消耗bmolMC．混合气体的密度不随时间的变化而变化D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化E．混合气体的压强不随时间的变化而变化F．M的物

质的量浓度保持不变（5）下列措施中能使(P)(N)nn增大的是（填字母）。A．升高温度B．充入He，使体系压强增大C．在容器容积不变的条件下再向容器中加入1molN气体D．使用催化剂E．缩小容器体积【题型8等效平衡】【例8】甲胺（32CHNH）是合成太阳

能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应()()()()33322CHOHgNHgCHNHgHOg++，测得有关实验数据如下：容器编号温度/K起始物质的量/mol平衡物质的量/mol3CH

OH3NH32CHNH2HO32CHNH2HOⅠ5300.400.40000.30Ⅱ5300.800.8000Ⅲ500000.200.200.16下列说法正确的是A．正反应的平衡常数()()()KKK=ⅠⅡⅢ

B．达到平衡时，体系中3c(CHOH)关系：33)2(cCHOH,cCH()OH,ⅠⅡC．达到平衡时，转化率：32NH,αα(HO,)()1+ⅠⅢD．向容器Ⅲ中加入高效催化剂，能增大反应活化能，提高反应转化率【变式8-1】某温度下，在一个容积恒定的密闭

容器中发生如下可逆反应：()()()()222COgHOgCOgHg++H0，反应达到平衡时，测得容器中各物质均为nmol，现欲使2H的平衡浓度增大一倍，在其他条件不变时，下列措施可以采用的是A．再加入22nmolCO和22nmolH

B．降低温度C．再加入nmolCO和2nmolHOD．加入催化剂【变式8-2】在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA（g）+y（B）z（C），平衡时测得A的浓度为0.25mol/L，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达平衡时，测得A的浓度为0.30mol/L。下列有关判断

正确的是A．平衡向正反应方向移动B．x+y<zC．B的转化率降低D．C的体积分数减小【变式8-3】下列说法正确的是A．在恒温恒容条件下，当()()242NOg2NOg达到平衡后，再充入一定量的24NO后达到平衡，24NO的转化率将增大B．恒温下，当反应()(

)()3222NHgNg3Hg+达平衡后，缩小容器体积，再次平衡时，2N的浓度比原平衡时大C．可逆反应达到平衡后，改变任何一种反应物或生成物的量，都可使平衡发生移动D．恒温下，当反应()()()AgBgCg+达到平衡后，缩小容器体积，活化分子百分数增加【变式8-4】一定

条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：()()()()222COgHOgCOgHg++41kJ/molH=−，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确．．．的是容器编号起始时各物质的物质的量/mol达到平衡的时间/min达

到平衡时体系能量的变化CO2HO2CO2H①14001t放出32.8kJ热量②28002t放出QkJ热量A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．平衡时()cCO：②>①C．Q大于65.6D．该温度下，②中反应的平衡常数1K=

【题型9汽车尾气的治理】【例9】为防止氮的氧化物污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。已知：22C(s)+O(g)2CO(g)ΔH=-221=kJ/mol①22C(s)+O(g)CO(g)ΔH=-393.5kJ=/mol②22N(g)+O(g)2NO(g)ΔH=

+181=kJ/mol③回答下列问题：Ⅰ.消除上述气体污染物可用CO与NO反应生成2CO和2N。（1）请完成热化学方程式：222CO(g)+2NO(g)N(g)+2CO(g)ΔH=kJ/mol，反应的平衡常数表达式为K=。（2）为

提高此反应中NO的转化率，下列措施可行的是（填字母代号）。A．增大压强B．升高温度C．使用催化剂D．增大CO的浓度Ⅱ.向2L的密闭容器中加入活性炭（足量）和2.0molNO，发生反应：22C(s)+2NO(g)N(g)+CO(g)ΔH=-574.5kJ=/molNO和2N的物质

的量变化如下表所示：物质的量浓度/（-1molL）1T/℃2T/℃05min10min15min20min25min30minNO1.00.580.400.400.250.200.202N00.210.300.300.3750.400.40（1）0~5min内，以2CO表示的该

反应速率()2vCO=11molLmin−−，该条件下的平衡常数K=。（2）第15min后，温度调整到2T，则1T2T（填“>”“<”或“=”）。（3）若30min时，温度保持2T不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2.0mol，则此时反应（填“正向”“逆向”或“不”）移动。【变式9-1

】对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：()()2NOg2COg+催化剂()()22Ng2COgQ(Q0)++。一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓

度如下表：时间/s012345()1cNO/molL−31.0010−44.5010−42.5010−41.5010−41.0010−41.0010−()1cCO/molL−33.6010−33.0510−32.8510−32.7510−32.7010−32.

7010−（1）写出该反应的平衡常数表达式。