2022届高三化学一轮复习化学反应原理10化学平衡的有关计算含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理10化学平衡的有关计算含解析，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
化学平衡的有关计算
一、单选题（共15题）
1．在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·L-1。下列判断不正确的是
A．x=1
B．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L-1·min-1
C．A与B的转化率相等，均为40%
D．平衡时B与C的浓度之比为2：3
2．t℃时，在一个体积为2L密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：。反应过程中的部分数据如下表所示，下列说法正确的是
物质
起始
2分钟
4分钟
6分钟
A
2mol
1.2mol


B
6mol

3.0mol

C
0mol


4.5mol

A．前2分钟内，A的反应速率为0.2mol/(L•min)
B．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C．4分钟时，反应已达到平衡状态
D．混合气体的压强不变，不能说明该反应达到了化学平衡状态
3．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min末该反应达到平衡，生成0.8mol D，并测得C的浓度为0.2mol/L。下列判断错误的是
A．x=1
B．B的转化率为40%
C．2min内A的平均反应速率为0.3 mol·(L·min)－1
D．若混合气体的密度不变则表明该反应达到平衡状态
4．在一定条件下，将2molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：2A+BxC+2D(A、B、C、D均为气体)，2min末该反应达到平衡，生成0.4molD，并测得C的浓度为0.2mol•L-1。下列判断正确的是
A．x=1
B．2min内A的平均反应速率为0.2mol•L-1•min-1
C．B的转化率为80%
D．平衡混合气体中，C的体积分数为12.5%
5．已知：2N2O5(g) ⇌4NO2(g) +O2(g) ∆H= +Q kJ·mol-1(Q>0)，某温度下，向2L的密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见表：
时间/s
0
500
1000
1500
n(N2O5)/mol
10.0
7.0
5.0
5.0
下列说法正确的是
A．在500s内，N2O5 分解速率为6 ×10 -3 mol·L-1·s-1
B．在1000s时，反应恰好达到平衡
C．在1000s内，反应吸收的热量为2.5Q kJ
D．在1500s时，N2O5的正反应速率等于NO2的逆反应速率
6．已知：2N2O5(g)4NO2 (g)+ O2(g) ，生成1molO2(g)时，吸热QkJ。一定温度下，向2L的恒容密闭容器中通入N2O5，实验测得的部分数据如表：
时间/s
0
500
1000
1500
n(N2O5)/mol
10.0
7.0
5.0
5.0
下列说法正确的是
A．0~1000s内，用N2O5表示的平均反应速率为0.005mol·L-1·s-1
B．从表中数据可知，在1000s时，反应恰好达到平衡状态
C．反应达到平衡时，容器内压强保持不变
D．充分反应后，吸收的热量为5QkJ
7．在一定条件下，将3 molA和 1 molB混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xCg)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 molD，得C的浓度为0.2mol/L，下列判断错误的是
A．x=1
B．0~2min内A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
C．A的转化率为40%
D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态
8．在密闭容器中进行X(g)+3Y(g)2Z(g)的反应。其X、Y、Z的起始浓度依次为0.1 mol·L－1 、0.3 mol·L－1 、0.2 mol·L－1 ，当反应达平衡时，各物质的浓度有可能的是
A．c(Z)=0.5 mol·L－1 B．c(Z)=0.4 mol·L－1
C．c(X)=0.2 mol·L－1 或c(Y)=0.6 mol·L－1 D．c(Y)=0.5 mol/ L 或c(X)=0.1 mol·L－1
9．已知反应： ，当反应达到平衡时，下列能提高COCl2转化率的措施的是
A．恒容通入惰性气体 B．增加CO浓度
C．加催化剂 D．恒压通入惰性气体
10．甲酸甲酯是重要的有机化工原料，制备反应为，相同时间内，在容积固定的密闭容器中，使反应在不同温度下进行(起始投料比均为1)，测得CO的转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法中，不正确的是

A．a点对应的CO的转化率与的转化率相同
B．b点和e点的平衡常数：
C．70~80℃，CO转化率随温度升高而增大，其原因是升高温度反应速率增大
D．85~90℃，CO转化率随温度升高而降低，其原因可能是升高温度平衡逆向移动
11．一定温度下，容积为的密闭容器中发生反应： ，容器中部分物质的含量见表()：
反应时间/




0
1.2
0.6
0
0

0.8





0.2


下列说法正确的是
A．内，的平均化学反应速率为
B．该温度下，反应的化学平衡常数
C．达到化学平衡状态时，的转化率为
D．若升高温度，平衡逆向移动
12．向某容积为2L的恒容密闭容器中充入2molX(g)和1molY(g)，发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g)。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，平衡常数减小
C．平衡后充入X，达到新平衡时X的体积分数减小
D．W、M两点Y的正反应速率相同
13．物质的量之比为2∶3的N2和H2，在一定条件下反应，并达平衡。在此过程中，下列说法正确的是
A．在建立平衡的过程中，N2和H2的物质的量之比始终是2∶3
B．N2的转化率始终为H2转化率的2倍
C．N2的转化率始终为H2转化率的1/2
D．达到平衡时，平衡体系的总物质的量与起始时的总物质的量之比可为1∶2
14．用活性α-Al2O3作催化剂研究COS的水解反应（COS(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2S(g) ΔH”或“＜”)；增大压强，平衡向___________反应方向移动；两点的平衡常数B___________C(填“>”或“＜”)。

18．I.将1.0molCH4和3.0molH2O(g)通入反应室(容积为100L)中，在一定条件下发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0，CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示：

(1)已知压强p1，温度为100℃时反应I达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为___。
(2)图中的p1___p2(填“”或“=”)。
II.钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为：MoOS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)MoO(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)△H。实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。

(3)图中A点对应的平衡常数Kp=___(已知A点压强为0.lMPa，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
19．甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206kJ∙mol-1。
请回答下列问题：
(1)上述反应能自发进行的理由是___，条件是___(填“低温”、“高温”或“任何条件”)。
(2)向体积为2L的密闭容器中，按n(H2O)∶n(CH4)=1投料：
a．保持温度为T1时，测得CH4(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b．其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间后，CH4的转化率随反应温度的变化如图2所示。

①结合图1，写出反应达平衡的过程中的能量变化：吸收__kJ(用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出：起始条件相同，保持温度为T2(T2＞T1)时，c(CH4)随时间的变化曲线__。
③根据图2判断：
ⅰ．a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是__。
ⅱ．CH4的转化率：c＞b，原因是___。
(3)①设起始=Z，在恒压(P0)下，平衡时φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图3所示：(其中φ(CH4)为CH4的体积分数)

比较图3中a、b与3的大小关系____(请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=px(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时，Kp=___。
20．I．在一定条件下aA＋bBcC+dD达到平衡时，请填写：
(1)若A、B、C、D都是气体，在加压后平衡向正反应方向移动，则a、b、c、d关系是_______。
(2)已知B、C、D是气体，现增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是_______(填状态)。
(3)若保持容器容积不变，加入气体B，气体A的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)若加热后，C的百分含量增大，则正反应是_______反应(填“放热”或“吸热”)。
(5)若保持容器压强不变，且A、B、C、D都是气体，向容器中充入稀有气体，则化学平衡逆向移动，则a、b、c、d关系是_______。
Ⅱ．工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。
(1)在一定温度下，将2 mol CO和5 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝0.25mol·L－1。该反应的平衡常数K=_______。
(2)若在一体积可变的容器中充入lmolCO、2molH2和3molCH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的0.6倍，则该反应向_______(填“正”、“逆”)反应方向移动。
(3)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投人反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：
容
器
反应物投入的量
反应物的转化率
CH3OH的浓度(mol/l)
能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0)
1
2molCO和4molH2
a1％
c1
放出Q1kJ热量
2
2molCH3OH
a2％
c2
吸收Q2kJ热量
3
4molCO和8molH2
a3％
c3
放出Q3kJ热量
则下列关系正确的是_____。
A．2Q1=Q3B．c1=c2C．a1+a2=1 D．2a1=a3
参考答案
1．D
【详解】
A．2min末该反应达到平衡，测得生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·L-1，生成C的物质的量是0.2mol·L-1×2L＝0.4mol，变化量之比是化学计量数之比，因此x＝1，A正确；
B．根据三段式可知
因此2min内A的平均反应速率为＝0.3mol·L-1·min-1，B正确；
C．由于A和B是按照化学计量数之比通入的，因此A与B的转化率相等，均为×100%＝40%，C正确；
D．平衡时B与C的浓度之比为0.6:0.4＝3:2，D错误；
答案选D。
2．C
【分析】

【详解】
A．A为固体，浓度始终是一个常数，故不能用A来表示该反应的速率，故A错误；
B．升高温度，正、逆反应的速率都会增大，故B错误；
C．4分钟时，通过分析计算，C物质的量为4.5mol，与6分钟时C物质的量相同，即4分钟时反应达到平衡状态，故C正确；
D．从反应的化学方程式来看，反应前后气体物质的量发生变化，则混合气体压强不变，能说明反应达到平衡状态，故D错误。
本题答案C。
3．D
【详解】
A．平衡时生成的C的物质的量为0.2mol•L-1×2L=0.4mol，根据方程式可知0.4mol：0.8mol=x：2，解得x=1，A正确；
B．2min内Δn(C)=0.4mol，根据方程式可知Δn(B)=Δn(C)=0.4mol，所以B的转化率为×100%=40%，B正确；
C．2min内Δn(C)=0.4mol，根据方程式可知Δn(A)=3Δn(C)=1.2mol，容器体积为2L，所以v(A)==0.3 mol·(L·min)－1，C正确；
D．容器的容积不变，混合气体的质量不变，密度为定值，始终不变，故混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误；
综上所述答案为D。
4．D
【分析】

【详解】
A．C、D物质的量变化比等于1:1，所以x=2，故A错误；
B．2min内A的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1，故B错误；
C．B的转化率为，故C错误；
D．平衡混合气体中，C的体积分数为，故D正确；
选D。
5．C
【详解】
A．在500s内，反应消耗n(N2O5)=10.0mol−7mol=3mol，N2O5反应速率 ，选项A错误；
B．对比1000s和1500s的n(N2O5)可知，反应达到平衡状态，但在1000s时反应不一定恰好达到平衡状态，也可能在500s到1000s之间达到平衡，选项B错误；
C．，在1000s内，反应的n(N2O5)=10mol−5mol=5mol，吸收热量2.5QkJ，选项C正确；
D．对比1000s和1500s的物质的量n(N2O5)可知，反应达到平衡状态，速率之比等于化学方程式计量数之比，v (N2O5)：v(NO2)=1：2，在1500s时，N2O5的正反应速率不等于NO2的逆反应速率，选项D错误；
答案选C。
6．C
【详解】
A．0~1000s内，用N2O5表示的平均反应速率为0.0025mol·L-1·s1，故A错误；
B．从表中数据可知，平衡时n(N2O5)=5 mol·L-1，可能没有到1000s就已经达到平衡状态，故B错误；
C．恒容密闭容器，反应达到平衡时，气体物质的量不再变化，容器内压强保持不变，故C正确；
D．充分反应后分解了10.0mol-5.0mol=5.0mol N2O5，根据2N2O5(g)⇌4NO2(g)+ O2(g)可知生成2.5mol氧气，则吸收2.5QkJ的能量，故D错误；
选C。
7．B
【分析】
列出三段式， ，依此解析。
【详解】
A． 同一个方程式中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比，则C、D计量数之比=x：2=0.4mol：0.8mol=1：2，x=1，故A正确；
B． 0~2min内A的平均反应速率为 =0.3mol/(L·min)，故B错误；
C． A的转化率为=40%，故C正确；
D． 反应前后气体质量不变，体积变化，则混合气体的平均相对分子质量始终在变，若混合气体的平均相对分子质量不变，能说明反应达到平衡状态，故D正确；
故选B。
8．D
【详解】
A． X、Y极限转化c(Z)=0.2mol·L－1+0.2mol·L－110时，COS的平衡转化率趋于稳定；图乙中当反应温度大于某温度时时可能因为催化剂失活导致COS的转化率降低。
【详解】
A．从图甲可以看出，不断提高投料比可以使COS得转化率提高，但是当投料比时，COS转化率不变，即的体积分数降低，故A错误；
B．该反应，为放热反应，故B错误；
C．图甲为一定温度下测得反应数据，平衡常数与温度有关，所以P、N两点平衡常数相等，故C错误；
D．从图乙中可以看出，升高到某温度后，COS的转化率开始下降，其原因为当温度升高到一定值后，可能是由于催化剂活性降低，反应速率变慢导致COS(g)的水解转化率降低，故D正确；
故选D。
15．D
【详解】
A．从图中可以看出，升高温度，CH4的平衡转化率增大，则平衡正向移动，从而得出上述反应的△H＞0，A不正确；
B．温度相同时，从反应方程式可以看出，减小压强，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，则压强：，B不正确；
C．压强为时，y 点未达平衡，是反应进行的某个阶段，反应继续进行，使CH4的平衡转化率增大，则反应正向进行，所以v逆＜v正，D不正确；
D．1100 ℃时，在2L恒容密闭容器中充入0.2 mol CO2和0.2 mol CH4，CH4的平衡转化率为80%，可建立如下三段式：

该反应的平衡常数K=≈ 1.64，D正确；
故选D。
16．放热 不移动 = K1∙K2 ＞ 2
【详解】
(1)由表格数据可知，升高温度，反应①的平衡常数减小，说明升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；反应②的反应前后气体总物质的量不变，则增大压强，平衡不移动。
(2)平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，则平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A) =K(B)。根据盖斯定律可知，由反应①+反应②可得反应③，则K3= K1∙K2。
(3)由(2)可知，K3= K1∙K2，则500℃时，K3= K1∙K2=2.5×1.0=2.5，测得反应③在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则，则反应正向进行，此时v正＞v逆。
(4)500度时，在1L密闭容器中加入2molH2和amolCO2进行②的反应，反应5分钟后达到平衡，平衡时CO2的转化率为50%，则可列出三段式：，则，解得a=2，用CO表示这段时间内的平均反应速率。
17．K= △H1+△H2=△H3或△H2=△H3-△H1，或△H1=△H3-△H2 ＜ 75% ＜ 正反应方向 >
【详解】
(1)① C(s)+CO2(g)2CO(g) H1；
② CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) H2；
③ C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g) H3；
化学平衡常数等于生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，固体不计入平衡常数表达式，反应③的平衡常数表达式为K=；根据盖斯定律①+②得C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g) H3=△H1+△H2；
(2)根据不同温度下反应②的平衡常数可知，升高温度，平衡常数减小，则△H2