高中化学选修4__化学平衡习题及答案解析

一、选择题

1．在一个密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)

已知反应过程中某一时刻，SO2、O2、SO3分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/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/L B．SO2为0.25mol/L

C．SO2、SO3(g)均为0.15mol/L D．SO3(g)为0.4mol/L

2．在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（ ）

A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. A、B、C的浓度不再变化

C. 单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB D. A、B、C的分子数之比为1:3:2 3．可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡时的标志是（ ） 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

4．在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，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．C、D的物质的量的比值 D．气体的总物质的量

5．密闭容器中，用等物质的量A和B发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)，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％

6．在密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为20mol 和 10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（ ）

A 10mol 10% B 20mol 20% C 20mol 40% D 30mol 80% 二、填空题

17．写出下列化学反应的化学平衡常数表达式：

①N2+3H22NH3 K=

②

1N2+H2 32NH3 K= 3③Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 K= 18．在1L密闭容器中，充入amolN2和bmolH2，在一定温度下N2+3H22NH3，达到平衡，容器中还剩余CmolN2，则平衡时N2的转化率是 ，H2的转化率是 ，生成NH3是 mol，容器中H2的平衡浓度是 。 19．一定温度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2，当反应达到平衡时，有3molSO2发

生了反应，则：

（1）生成了 molSO3，SO2的转化率为 。 （2）平衡时容器内气体的总物质的量为 。

（3）平衡时SO2的浓度是 ，O2的浓度是 ，SO3的浓度是 。

答案及解析:

1．C项反应物、生成物浓度不可能同时减小。因是可逆反应，不可能反应物或生成物变为0，A、D不正确。答案：B。

2．判断一个反应是否处于平衡状态的主要依据为：①看v(正)与v(逆)是否相等；②反应物和生成物的浓度是否不随时间的变化而变化。

A选项说明v(正)=v(逆)，B选项说明反应体系各物质的浓度不再改变，应选A、B。D很明显是错误，C选项不能确保已达平衡（在任何时刻，有nmolA产生时必有3nmolB同时产生，两者表示的都是逆反应速率）。答案为AB。

3．对于氢气与碘蒸气合成碘化氢反应来说，它反应前后气体体积没有发生变化。因此在一固定容积的密闭容器中，不管该可逆反应是从正反应开始还是从逆反应开始，不管该反应是否达到平衡状态，容器中混合气体的密度始终是不变的，显然A项不是平衡时的标志；在H2、I2、HI气体中只有I2蒸气具有颜色是紫红色的，当混合气体的颜色不变时，实质上就意味着I2的浓度不再变化，也就是反应混合物各组成成分的含量保持不变。故B选项正确；C选项中H2、I2、HI的浓度相等时，并不表示各物质的浓度保持不变，故C项错误；D选项I2在混合气体中体积分数不变就表示各物质的浓度不再发生变化，故D选项正确。答：BD。

4．题给反应是一个反应前后气体体积不变的反应，故不管平衡是否移动，混合气体的压强与气体的总物质的量均不变；而平衡生成C、D的物质的量相等，故比值不变。

答案：B。 5．转化率=

反应物消耗（反应）的浓度×100%。

反应物的起始浓度A项根据已知压强增大P％，则 x+1＞2，x＞1，排除A。 设通入的一定量气体A为1mol， 2A(g) B(g) + xC(g) 始态（mol） 1 0 0

1a% 21平衡（mol） 1- a% a%

2转化（mol） a% 依据压强增大 P％，则应满足： 1- a% + x=

xa% 2xa% 21xa% + a% =1 + P% 222P+1 aa=2P P=a P＜a B选项正确 C选项正确 D选项排除 当x=2时 当x=3时 当x=4时 答案为B、C。 6．【知识点拨】化学平衡的一般计算要采用平衡计算模式，模式中的三种量可用物质的量，物质的量浓度，对于气体，还可用体积。对于气体的相关计算，可涉及压强、体积、相对密度和平均相对分子量，故可用到相关规律，如压强比等于物质的量之比，气体体积比等于物质的量之比，质量守恒定律。采用求平均量的计算公式或三角正弦法等。

如果已知平衡时总的物质的量或总体积，或平衡时的物质的量与初始物质的量之比，或

平衡时与初始的压强之比，或平衡时的平均相对分子量，则要设未知数写出模式，列代数方程式求解。若是已知平衡时的平均相对分子量，则要根据质量守恒定律列代数式求解。

【分析解答】设A物质的转化率为x，A和B起始物质的量都为amol。 A(g) + 2B(g) 2C(g) 起始物质的量（mol） a a 0 转化物质的量（mol） ax 2ax 2ax 平衡物质的量（mol） a-ax a-2ax 2ax

根据题意，A和B物质的量之和与C物质的量相等 a-ax＋a-2ax=2ax x=0.4

则A的转化率为40％，选项A正确．

7．同温同容下，对于氨的分解反应，我们根据反应的系数关系，将选项的四种情况都换算成反应物（NH3），如果NH3为2mol时，它们都可达到相同的平衡状态，即等效。

选项A换算成NH3为2mol，符合题意；选项B、C换算成NH3都不是2mol，故排除。 选项D：2NH3N2 + 3H2 2 1 3 x 0.95 2.85 x=1.90mol 0.1＋1.9=2.0（mol），等效。 答案为：A、D。

8．某可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只要正反应起始浓度与逆反应起始浓度“相当”，在相同条件下，可达到同一平衡状态。答案：B。 9． 【分析解答】X + 2Y 2Z

起始 amol bmol 0

1ba ba ba 21平衡 aba bba ba

212(ab)根据题意ababbaba ∴a100%

25b反应

答案为B选项。

10．【分析解答】一法：设第一种平衡状态下O2为x，则SO3为变化量为y，

2SO2g＋O2g

3，变成第二种平衡时O22 2SO3g＋Q

33x x＋2y＝20 解得： x＝12 mol 22 x y 2y x－y＝11 y＝01 mol 11 20

可得：2SO2g＋O2g 2SO3g＋Q 0.9 1.2 1.8

0.2 0.1 0.2 0.7 1.1 2.0

二法：用等效平衡办法，将SO3转变为SO2和O2，使原初始量比相同。

2SO2g＋O2g 2SO3g 2SO2g＋O2g 2SO3g

3 4 6 x 11 20  5 3 0   2.0 1 0 

9632.0x2.0x＝ ＝ x＝0.7 mol

7341.112.1三法：2SO2g＋O2g 2SO3g 2SO2g＋O2g 2SO3 g

21 0 21 0

1 2 21－4a 6a 11 2 4a 6a

12.14a＝，a＝03 26a2SO2g＋O2g 2SO3g 2SO2g＋ O2g 2SO3g

27 21 0 27 21 0

18 09 18 2 1 2 09 12 18 07 11 2 答案为A。 11．【分析解答】解法一：

2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3 (g)

n 0 (mol) a b 0 a b 0 n变 (mol) 2x x 2x a－1.4 b－0.9

n平 (mol) a－2x b－x 2x 1.4 0.9

b＝1.6 mol，a＝

7×0.8＝2.8 mol。 2 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) 2.8 1.6 0 n变 (mol) 1.4 0.7 1.4 n平 (mol) 1.4 0.9 1.4 解法二： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) n 0 (mol) 3a 2a 4a n变 (mol) 2x x 2x

n平 (mol) 3a＋2x 2a＋x 4a2x

由题意知，3a＋2x＝1.4，2a＋x＝0.9，联立二式得：a＝0.4 mol，x＝0.1 mol，4a 2x＝ 4×0.4 mol 2×0.1 mol＝1.4 mol ，故应选A。

12． A 13．D 14．C 15． BD 16． B 17．（1）K[NH3]2[N2][H2]3； （2）K[NH3[N22]32]1]3[H[H2]4； （3）K 4[H2O]18．

3(ac)ac100%；100%；2(a-c)mol；b-3a+3cmol/L ab19．（1）3；60% （2）6.5mol （3）0.2mol/L；0.15mol/L；0.3mol/L 20．（1）a-b=0.4 （2）0.4≤a≤1.3

解析：（1）A、B消耗浓度与化学计量数成正比：a-0.5=b-0.1a-b=0.4 （2）若反应从正方向开始，C的起始浓度为0： A2 + B2 2C 0.5mol 1.6mol

(0.5+0.8)mol 0 a=1.3mol 若反应从逆向反应开始：A、B两物质中必有一种物质的量为0，根据题目数据可知 b=0 A2 + B2 2C 0.5 0.1 1.6mol

(0.5-0.1)mol 0 a=0.4mol 则a的取值范围为0.4≤a≤1.3

21．1 40%；25%； CO＋ H2O＝1 2 ①4 ②05 ③

cc＋＝1或 acab＋bc＝ab 注：此类平衡除上述规律外，还有一规律：生成物的平衡量的分子是两反应物的乘积， 分母是两反应物的和。 22．（1）H2O H2， CO CO2 （2）(2－2a－b) mol 23．分析 凡化学平衡算题，常用下列计算模式进行计算： （一）常规解法：

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：

NH3％=17c/[28（a-c/2）+2（b-3c/2）＋17c]×100％=17c/（28a+2b）×100％ （二）巧解：

平衡混合气质量守恒，仍为（28a＋2b）g，其中NH3为17cg，则有NH3％=17c／（28a＋2b）×100％

答案 17c/（28a+2b）×100%。 24．分析 同温同压下反应前后气体密度比为0.9∶1，即体积比为1∶0.9，体积差量为（1+3）×0.1=0.4．

设反应掉的SO2为x体积．

X=0.8

则反应掉SO2是原有SO2的80％． 解题方法为差量法． 答案 80%．