2022届高考化学一轮复习 常考题型39 基于化学平衡的有关计算（含解析）.docx

1、基于化学平衡的有关计算一、单选题（共15题）1完全相同的两个恒容容器甲和乙，已知甲中装有SO2、O2各1 g，乙中装有SO2、O2各2 g，在同一温度下反应，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达平衡后，甲中SO2的转化率为a%，乙中SO2的转化率为b%，则( )Aa%b%Ba%b%Ca%b%D无法判断2一定条件下，容积固定的密闭容器中，对于可逆反应，若X、Y、Z的起始浓度分别为、（均不为零），达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度分别为、，则下列判断不合理的是（ ）AB达到化学平衡状态时，Y和Z的生成速率之比为2：3C达到化学平衡状态时，容器内的压强不再变化D的取值范围为3180时，将0.5

2、 mol H2和1 mol CO2通入1L的恒容密闭容器中，反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示。下列说法中不正确的是A该反应的化学方程式：B在03 min内，CH3OH的平均反应速率为C在310 min内，反应仍未达到平衡状态D10 min时，再通入0.5 mol H2和1 mol CO2，可提高H2和CO2的转化率42SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0是硫酸制造工业的基本反应。将2.0L密闭反应器置于常压下某恒温环境中，反应的部分数据如下表所示。下列说法正确的是n/molt/minn(SO2)n(O2)n(SO3)00.1000

3、.060040.05680.016100.088A该反应的平衡常数K=B工业上应选择高温高压条件进行生产C平衡状态时，c(SO2)=0.006molL-1D04min用O2表示的平均反应速率为5.510-3molL-1min-15已知反应2X(g)+Y(g)2Z(g)，某研究小组将4moX和2molY置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时间内X的转化率，得到的数据如表所示，下列判断正确的是t/min24.556X的转化率30%40%70%70%A随着反应的进行，混合气体的密度不断增大B其他条件不变，将X的物质的量改为10mol，则可得到4molZC6min时，容器中剩余1.4molYD反应在5

4、.5min时，6对于反应，在某温度时X的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关该反应的描述正确的是（ ）A6min后，反应停止B当达到平衡时，X的物质的量减少了0.85molC当达到平衡时，Z的浓度增加了0.85D若降低温度，则v正减小，v逆增大7在一密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4、0.2、0.4，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）A SO2的浓度为0.8，O2为0.4B SO2的浓度为0.5C SO3的浓度为0.8D SO2、SO3的浓度一定均为0.38恒温、恒压条件下，1 mol A和1 mol B在一个容积可变的容器中发生反应，一

5、段时间后达到平衡状态，生成amol C。下列说法不正确的是（ ）A起始时和达到平衡状态时容器中的压强比为1:1B物质A、B的转化率之比一定是1:2C达到平衡状态时A的物质的量为D当时，可断定反应达到平衡状态9固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)yB(g) zC(g)，图1表示T 时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是A该反应可表示为2A(g)B(g) C(g)HK1B新平衡时Y的浓度增大，平衡向逆反应方向移动K1K2C新平衡时，Z的浓度大于原平衡2倍，K1=K2D反应过程中，化学反应速率同等程度增大，K1=K212在一个

6、2L的密闭容器中,发生反应: 2SO3 (g) 2SO2 (g)+ O2 (g) Q (Q0)，其中SO3的物质的量随时间变化如图所示，下列判断错误的是A08min内v(SO3)=0.025mol/(Lmin)B8min时，v逆(SO2)=2v正(O2)C8min时，容器内压强保持不变D若8min时将容器压缩为1L，n(SO3)的变化如图中a13密闭容器中发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。测得某一时刻SO2、O2、SO3物质的量浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，下列数据可能存在的是()ASO2、O2浓度分别为0.4 molL1

7、、0.2 molL1BSO3浓度为0.25 molL1CSO3浓度为0.4 molL1DSO3、SO2浓度均为0.15 molL114T，将2 mol X和1 mol Y充入体积为1L的密闭容器中，已知：2X(g)+Y(g) 2Z(s)H=-M kJmol-1。10 min后达到平衡，生成0.2 mol Z，共放出热量N kJ，下列说法正确的是 A在10 min时，X的反应速率为0.02 molL-1min-lB在010 min内，Y的反应速率为 molL-1min-lC无法计算该温度下Y的平衡转化率D反应达平衡后，保持T，通入稀有气体增加压强，则化学反应速率变快15在2 L恒容绝热(不与外界

8、交换能量)容器中进行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反应，按下表数据投料，反应10 s后达到平衡状态，测得体系压强升高，前10s内v(A)= 0.025 mol/(Ls)。下列说法正确的是A达平衡时,2v正（A）=v逆(B) B平衡后，增加D的量,平衡逆向移动C到达平衡时，n(B) =0.5 mol D温度升高，该反应的平衡常数减小二、计算题（共6题）16恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2 (g) 3 H2(g) 2NH3(g)。（1）若反应某时刻t时，n t (N2) = 13 mol，n t (NH3) =

9、6 mol，则a =_mol；（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量_；（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比、下同），n(始)n(平) =_；（4）原混合气体中，ab =_；（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，(N2)(H2)= _；（6）平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3) =_。17一定温度下，在1L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g)，发生如下反应：，测得C2H4(g)的转化率()与时间(t)的关系如图所示。其中T1、T2表示温度，速率方程：v正

10、=k正c(C2H4)c(H2O)，v逆=k逆c(CH3CH2OH)(k是速率常数，只与温度有关)。(1)N点：_（填“”“”或“”）。(2)温度为T1时，测定平衡体系中c(H2O)=0.25 molL-1，则_Lmol -1。18已知CH4与CO2在一定条件下能发生反应，CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H+247.0 kJmol-1。在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，起始时按表中相应的量加入物质，在温度为753K下发生反应，CO2的平衡转化率如下表所示：容器起始物质的量(n)molCO2的平衡转化率CH4CO2COH2A110050%B1122(1)若容器A中反应从开始到

11、平衡所用的时间为t min，则t min内该反应的平均反应速率为：v(CO2)_(用含t的表达式表示)。(2)温度为753K时该反应的平衡常数K_；容器B中的反应起始时将_移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。(3)反应达到平衡时，其他条件不变，升高温度，此时v正_v逆(填“”、“”或“”、“”或“”、“c+d，据此解答。【详解】保持温度不变压强增大至原来的2倍，将容器的容积压缩到原来容积的一半，假定平衡不移动，Y浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，物质Y的浓度是原来的1.6倍，说明平衡向正反应方向移动，则应由a+bc+d，A平衡向正反应方向移动，温度不变K值不变，K2=K1，选项A错误；B新平

12、衡时Y的浓度为原来的1.6倍，浓度增大，平衡向正反应方向移动，温度不变则K1=K2，选项B错误；C新平衡时，平衡正向移动，体积为原来的一半但Z的物质的量增大，浓度大于原平衡的2倍，K1=K2，选项C正确；D反应过程中，化学反应速率均增大，未达平衡前正反应速率大于逆反应速率， K1=K2，选项D错误；答案选C。【点睛】本题考查化学平衡移动的影响，题目难度不大，本题注意用假定法判断，如果平衡不移动，则达到平衡时Y的浓度为原来的2倍，根据实际Y的浓度，判断平衡移动。12D【详解】A、08 min内v（SO3）=0.025mol/（Lmin），选项A正确；B、8min时，n(SO3)不再变化，说明反应

13、已达平衡，v逆(SO2)= v正(SO2)=2v正(O2)，选项B正确；C、8min时，n(SO3)不再变化，说明各组分浓度不再变化，容器内压强保持不变，选项C正确；D、若8min时压缩容器体积时，平衡向气体体积减小的逆向移动，但纵坐标是指物质的量，不是浓度，SO3的变化曲线应为逐变不可突变，选项D错误；答案选D。【点睛】本题考查了化学反应速率的求算、平衡常数、平衡状态的判断、平衡移动的图象分析，明确概念是解题的关键。13B【分析】化学平衡研究的对象为可逆反应化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反

14、应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。【详解】ASO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L，因可逆反应，实际变化应小于该值，所以SO2小于 0.4mol/L，O2小于0.2mol/L，A错误；B如果反应向正反应方向进行，消耗SO2为0.05mol/L，O2为0.025mol/L，平衡时SO3为0.25mol/L，B正确；CSO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L，实际变化小于该值，C错

15、误；DSO3、SO2浓度均为0.15 molL1，硫元素不守恒，D错误；答案选B。【点睛】本题考查了化学平衡的建立，关键是利用可逆反应的不完全性，运用极限假设法解答，题目难度不大。14B【详解】A. 化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不能表示瞬时速率，故无法计算在10 min时X的反应速率，故A错误；B. 10 min后达到平衡时，放出热量N kJ，设Y的物质的量减少了a mol，则根据反应方程式有：2X(g)+Y(g) 2Z(s)H=-M kJmol-1 1mol MkJ amol NkJ得a=mol，则v（Y）= = = molL-1min-l，故B正确；C. 10 min后达到平

16、衡，生成0.2 mol Z，根据反应方程式可知，此时消耗Y的物质的量是0.1mol，则Y的平衡转化率为：100%=10%，故C错误；D. 反应达平衡后，保持T，通入稀有气体增加压强，但因容器恒容，故反应物的浓度不变，反应速率不变，故D错误；答案选B。15D【解析】起始时D的物质的量为0，则反应2A （g）+B（g）2C（g）+D（s）只能向正反应进行建立平衡，正反应是气体体积减小的反应，又容器的体积不变，而平衡时压强增大，说明在绝热条件下，混合气体的温度升高了，则该反应的正反应为放热反应。A平衡时正逆反应速率相等，且反应速率之比是相应的化学计量数之比，所以根据方程式可知v正（A）2v逆(B)，

17、A错误；BD为固体，平衡时增加D，平衡不发生移动，B错误；C前10s内v（A）=0.025mol/（Ls），则前10s内v（B）=0.0125mol/（Ls），平衡时消耗B的物质的量为：0.0125mol/（Ls）10s2L=0.25mol，所以平衡时B的物质的量为：1mol-0.25mol=0.75mol，C错误；D该反应为放热反应，升高温度后平衡向着逆向移动，则该反应的平衡常数会减小，D正确；答案选D。点睛：本题考查了化学平衡及其影响因素，根据题干数据正确判断该反应为放热反应为解答关键，注意熟练掌握影响化学平衡的因素，选项B是易错点，注意D的状态。1616 mol 8 mol 54 23

18、12 332 【分析】（1）根据化学方程式计算a值；（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，根据NH3的含量(体积分数)为25%计算氨气的物质的量；（3）利用差量法计算原混合气体的物质的量；（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol；（5）利用“三段式”计算N2和H2的转化率之比；（6）根据“三段式”判断平衡混合气体中各气体的物质的量比；【详解】（1）根据N2 (g) 3H2(g)2NH3(g)反应可推知：反应某时刻t时，n (NH3) = 6 mol，则消耗n (N2) =3 mol，开始加入n (N2)=

19、 13mol+ 3mol =16mol；（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），则气体的物质的量是32mol，NH3的含量(体积分数)为25%，所以氨气的物质的量是32mol25%=8mol；（3）设反应后气体物质的量减少n；n=8mol；所以原混合气体的物质的量是32mol+8mol=40mol，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比40:32=5:4；（4）根据（1）可知a=16，根据（3）可知原混合气体的物质的量是40mol，所以b=40mol-16mol=24mol；ab =16:24=2:3；（5） N2的转化率为，H2的转化率为，所以(N2)(H2)=1:2

20、；（5）根据平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3) =12:12:8=3:3:2。17 16.00 【分析】根据速率方程以及化学平衡常数的表达式进行计算。【详解】(1)反应达到平衡时，正=逆，即k正c(C2H4)c(H2O)=k逆c(CH3CH2OH)可得平衡常数K=，N点正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，则；(2)温度为T1时，C2H4(g)的平衡转化率为80%，设C2H4的起始浓度为c mol/L，平衡时c(C2H4)=0.2c molL1，c(CH3CH2OH)=0.80c molL1，已知c(H2O)=0.25molL1，则K=。18molL-1min-1 1 逆向 【

21、分析】(1)=100%，计算出n(CO2)，再根据v(CO2)=计算；(2)根据三段式结合平衡常数K=计算；根据Qc与K的关系判断平衡移动的方向，QcK，平衡逆移，QcK，平衡正移，Qc=K，平衡不移动；(3)反应的H0，正反应为吸热反应，结合温度对平衡移动的影响分析判断；(4)结合等效平衡的原理分析判断。【详解】(1)n(CO2)=1mol50%=0.5mol，v(CO2)= mol/(Lmin)，故答案为：mol/(Lmin)；(2)平衡常数K=1；容器B中的反应起始时Qc=4K=1，平衡逆向移动，故答案为：1；逆向；(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H+247.0

22、 kJmol-1，H0，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正移，正逆，故答案为：； (4)实验B相对于实验A相当于增大压强为A的2倍，平衡逆移，故2n(CO)An(CO)B，故答案为：。【点睛】本题的易错点为(4)，要注意找到B容器与A容器的联系，结合平衡移动的原理分析判断。19-99 +41 a 反应正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小 【详解】(1)反应热=反应物总键能生成物总键能，故H1=1076kJ/mol+2436kJ/mol (3413+343+465)kJ/mol=99 kJ/mol；根据盖斯定律：反应反应=反应，故H3=H2H1=58 kJ/mol (99 kJ/mol)=

23、+41 kJ/mol，故答案为：99；+41；(2)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数表达式；反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，故答案为：；a；反应正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；200.2b1 0.03molL1min1 2.25102 BD CD 【详解】(1)设反应的甲烷的物质的量为x， CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始（mol）1 1 0 0反应（mol）x x x 3x平衡（mol）1-x 1-x x 3x平衡后甲中气体的压强为开始的1.2倍，即物质的量为开

24、始时的1.2倍，则（1mol-x）+（1mol-x）+x+3x=（1 mol +1 mol）1.2，解得x=0.2mol；若要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，即甲乙等效，由于该反应前后气体的物质的量不等，在等温等体积时，需要转换到方程式一边，物质的量分别相等，则b的最大值为1mol，起始时要维持化学反应向逆反应方向进行，则b要大于0.2mol，因此0.2b1，故答案为：0.2b1；（2）将1.0mol CH4和2.0mol H2O （ g ）通入容积固定为10L的反应室，在一定条件下发生反应I，由图象可知100甲烷转化率为50%，故参加反应的甲烷为1mol50%=0.5mol，则： C

25、H4 （g）+H2O （g）CO （g）+3H2 （g）起始量（mol）：1.0 2.0 0 0变化量（mol）：0.5 0.5 0.5 1.5平衡量（mol）：0.5 1.5 0.5 1.5假设100时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率=0.03 molL-1min-1，100时反应I的平衡浓度为c（CH4）=0.05mol/L，c（H2O）=0.15mol/L，c（CO）=0.05mol/L，c（H2）=0.15mol/L，平衡常数K=2.2510-2；（3）A、有2个H - H键生成的同时有3个C - H键断裂，只说明逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态；

26、B、CO百分含量保持不变，证明各组分不再变化，该反应已经达到了化学平衡状态；C、该容器为恒温恒压容器，混合气体的压强始终不变，容器中混合气体的压强不变化不能说明反应是否达到了平衡状态；D、该反应的正反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒压容器中建立平衡时气体体积减小，混合气体质量守恒，混合气体密度增大，所以容器中混合气体的密度保持不变说明达到平衡状态；答案选BD；（4）A平衡后将容器的容积压缩到原来的，压强增大，平衡向正反应方向移动，生成物的浓度增大，由于平衡常数不变，结合平衡常数可知，平衡时反应物各组分的浓度都增大，选项A错误；B压强增大，正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大更多，选项B错误

27、；C压强增大，平衡向正反应方向移动，CH3OH 的物质的量增加，选项C正确；D压强增大，平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡减小，选项D正确；E平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，选项E错误。答案选CD。2160 0.070 0.001 5 0.200 【解析】【详解】(1)60s时，反应N2O42NO2达到平衡，此时a=b，c3=0.100mol/L-c(NO2)=0.100mol/L-0.120mol/L=0.040mol/L，所以N2O4的转化率为，40s时，c2=(0.100mol/L-0.050mol/L)2=0.100mol/L，所以c2c3，表中数据可知60s、80s、100s c(NO2)相等，故从60s开始反应已达平衡，故a=b=c3=0.040mol/L；(2) 20s时，c1=0.100mol/L-0.060mol/L=0.070mol/L，在时间段内，v(NO2)=，v(N2O4)=v(NO2)=；(3) 恒温恒容条件下，且反应前后气体的物质的量发生变化，起始向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到相同的平衡状态，按化学计量数转化到N2O4一边，满足N2O4的浓度为0.100mol/L，由N2O4（g）2NO2（g）可知，二氧化氮的初始浓度=20.100mol/L=0.200mol/L。