2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练13化学平衡常数的有关计算含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练13化学平衡常数的有关计算含解析，共30页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
化学平衡常数的有关计算

一、单选题（共16题）
1．一定条件下，向密闭恒容容器中加入1.0mol·L-1X，发生反应2X(g)==Y(g)+Z(g)ΔH＜0，反应到8min时达到平衡；在14min时改变体系的温度，16min时建立新平衡。X的物质的量浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．0～8min用Y表示该反应速率为0.1mol·L-1·min-1
B．16min时的正反应速率比8min时的正反应速率大
C．14min时，改变的反应条件可能是降低了温度
D．8min时达到平衡，该反应的平衡常数K=0.5
2．800℃时，可逆反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=1。800℃时，测得某一时刻密闭容器中各组分的浓度如下表，下列说法正确的是
物质
CO
H2O
CO2
H2
浓度(mol/L)
0.002
0.003
0.0025
0.0025
A．此时，ʋ(正) > ʋ(逆)
B．一段时间后，气体压强降低
C．一段时间后，H2O的体积分数增加
D．一段时间后，正反应速率减小
3．1100℃时，恒容密闭容器中发生反应：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)；ΔH=akJ/mol(a＞0)，该温度下K=0.263，下列有关该反应的说法不正确的个数有
①达到化学平衡状态时，若c(CO)=0.100mol/L，则c(CO2)=0.0263mol/L
②若要提高CO的转化率，则可以加入过量FeO
③若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态
④若生成28gFe，则吸收的热量大于0.5akJ
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
4．利用工业废气中的CO2可以制取甲醇，CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。一定条件下往恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，在不同催化剂作用下发生反应，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示。若a点时已达平衡状态，下列有关叙述正确的是

A．平衡常数：K(c)>K(a)>K(b)
B．a点和d点容器内的压强相等
C．a点：每断裂2 mol C=O键，同时断裂2 mol O-H键
D．若c点时总压强为p，T5温度下该反应以分压表示的平衡常数
5．可逆反应CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)，在密闭容器达到平衡。当温度为749K时，K= 1，当CO的起始浓度为2 mol·L-1，H2O的起始浓度为6mol·L-1时，则CO的转化率为(　)
A．25% B．50% C．75% D．80%
6．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) △H ＝+Q kJ/mol (Q>0)，某温度下，向2L的密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：
时间/s
0
500
1000
1500
c(N2O5)/mol/L
5.0
3.5
2.5
2.5

下列说法正确的是
A．500s内N2O5分解速率为6×10-3mol/(L·s)
B．该温度下的平衡常数K ＝125
C．反应达平衡时，吸收的热量为5Q kJ
D．其他条件不变，若开始时c(N2O5)＝10mol/L，则达平衡后c(N2O5)＝5mol/L
7．某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：H2 (g) +I2 (g)2HI(g) 。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
容器
起始浓度
平衡浓度
c（H2）/mol·L-1
c（I2）/mol·L-1
c（HI）/mol·L-1
甲
0.01
0.01
0.004
乙
0.01
0.02
a
丙
0.02
0.01
b
丁
0.02
0.02
——

下列判断正确的是
A．平衡时，H2的转化率：丁>甲
B．平衡时，乙中H2的转化率等于20%
C．HI的平衡浓度：a=b>0.004
D．丙中条件下，该反应的平衡常数K = 4
8．1000 ℃时，FeO(s)＋H2Fe(s)＋H2O，K＝0.52。欲使容器中有1.0 mol FeO被还原，反应前容器中应充入a mol H2。则a的值最接近
A．1.0 B．2.0
C．3.0 D．4.0
9．某温度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝9/4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是

A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1
D．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
10．在一定温度下，将气体X与气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）△H＜0，一段时间后达到平衡．反应过程中测定的数据如表：下列说法正确的是（　　）
t∕min
2
4
7
9
n（Y）∕mol
0.12
0.11
0.10
0.10


A．反应前4min的平均反应速率υ（Z）=0.0125mol•L-1•min-1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前υ（逆）＞υ（正）
C．其他条件不变，再充入0.2molZ，达平衡时X的体积分数增大
D．该温度下此反应的平衡常数K=1.44
11．T℃时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3molA、2molB
6molA、4molB
2molC
还到平衡的时间/min
5

8
A的浓度/mol • L-1
cl
c2
O
C的体积分数/%
ω1

ω3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2


下列说法正确的是
A．若xK(c)，A错误；
B．a点和d点CO2的转化率相等，通过三段式计算得平衡混合气物质的量相等，但两者温度不同，则压强不等，B错误；
C．a点达到平衡，反应物每断裂2mol C=O键，同时生成物断裂3mol O—H键，包括CH3OH中的1mol O—H键和H2O中的2mol O—H键，C错误；
D．c点时，CO2的平衡转化率为，则可建立如下三段式：

c点时总压强为p，该反应的平衡常数，D正确；
故选D。
5．C
【详解】
CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)
起始浓度（mol/L） 2 6 0 0
转化浓度（mol/L） x x x x
平衡浓度（mol/L） 2－x 6－x x x
根据平衡常数可知
解得x＝1.5
因此CO的转化率是1.5/2×100%＝75%，答案选C。
6．B
【解析】
A．依据图标数据分析计算500s内N2O5（g）消耗的浓度=5.00mol/L-3.52mol/L=1.48mol/L，分解速率==2.96×10-3 mol/（L•s），选项A错误；B．由表中数据可知，T1温度下，1000s时反应到达平衡，平衡时c（N2O5）=2.5mol/L，c（NO2）=5mol/L，c（O2）=1.25mol/L，平衡常数K===125，选项B正确；C、根据反应2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) △H ＝+Q kJ/mol ，当反应达平衡时，消耗N2O5(g)的物质的量为2.5mol/L×2L=5mol，吸收的热量为Q×=2.5Q kJ，选项C错误；D、恒容条件下，若开始时c(N2O5)＝10mol/L，浓度为原来2倍，假设平衡不移动，则达平衡后c(N2O5)＝5mol/L，但增大2倍的浓度对于恒容容器相当于增大压强，平衡向气体体积缩小的逆方向移动，故达平衡后c(N2O5)0.004，选项C正确；D、平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。
H2 (g) +I2 (g)2HI(g)
起始浓度（mol/L） 0.01 0.01 0
改变浓度（mol/L） 0.002 0.002 0.004
平衡浓度（mol/L） 0.008 0.008 0.004
K==0.25，选项D错误。答案选C。
8．C
【详解】
本题考查化学反应分析，涉及化学平衡常数、化学计算等知识，意在考查考生的分析能力与计算能力。1000 ℃时，水是气态。当容器中有1.0 mol FeO被还原时，有1.0 mol H2参与反应，生成1.0 mol H2O。设容器容积为V L，则平衡时c(H2O)＝1/V mol/L，c(H2)＝(a－1)/V mol/L。K＝c(H2O)/c(H2)＝ ＝0.52，解得a≈2.9，C选项正确。
9．C
【解析】
A、反应开始时，丙中的物质的浓度最大，反应速率最快，甲中的物质的浓度最小，反应速率最慢，选项A正确；
B、甲和丙对比，相当于是在甲的基础上又加倍增大了物质的加入量，但是对于化学反应前后体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，物质的转化率不变，根据计算得出甲中H2的转化率是60%，所以丙中H2的转化率是60%，选项B正确；
C、对于甲容器：H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）
开始（mol/L）： 0.01 0.01 0 0
变化（mol/L）： x x x x
平衡（mol/L）： 0.01-x 0.01-x x x
所以=，解得x=0.006，c（CO2）=0.01mol-0.006mol=0.004mol；甲和丙对比，相当于是在甲的基础上又加倍增大了物质的加入量，但是对于化学反应前后体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，丙的初始投入量是甲的2倍，所以平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，但为0.008mol，选项C不正确；C、乙和甲对比，乙相当于在甲的基础上增加了氢气的量，所以乙中二氧化碳的转化率增大，会大于甲中的，即大于60%，选项D正确。答案选C。
10．D
【解析】
A、4min内Y物质的量变化为0.16mol-0.11mol=0.05mol，故v（Y）= =0.00125mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，故v（Z）=2v（Y）=2×0.00125mol/（L•min）=0.0025mol/（L•min），选项A错误；B、该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，反应达到新平衡前v（逆）＜v（正），选项B错误；C、再通入0.2 mol Z，等效为在原平衡基础上增大压强，反应前后气体的体积不变，平衡不移动，X的体积分数不变，选项C错误；D、由表中数据可知7min时，反应到达平衡，平衡时Y的物质的量为0.10mol，则： X（g）+Y（g）⇌2Z（g）
开始（mol）：0.16 0.16 0
变化（mol）：0.06 0.06 0.12
平衡（mol）：0.1 0.1 0.12
由于反应气体氢气的化学计量数相等，用物质的量代替浓度进行计算，故化学平衡常数K= =1.44，选项D正确。答案D。
11．C
【解析】
A、若x＜4，则正反应为气体体积减小的反应．若甲、乙建立等效平衡，则2c1=c2，但乙对于甲而言，恒容时等倍增加反应物的用量，相当于加压，平衡正向移动，所以乙容器中A的平衡浓度c2＜2c1，选项A正确；B、起始甲中投入量与化学方程式化学计量数比不等，故w3不可能等于w1，x的值也不能确定，选项B错误；C、起始乙投入的量是甲的2倍，根据质量守恒定律知，反应前后总质量不变，而容积体积又相等，故有2ρ1=ρ2，选项C正确；D、起始乙投入的量是甲的2倍，体积相同，乙中反应物的浓度是甲中2倍，反应速率快，达到平衡需要的时间短，故容器甲达到平衡所需的时间比容器乙达到平衡所需的时间长，选项D错误。答案选C。
12．B
【分析】
图中b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好达到平衡状态，由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大，NO2的起始浓度逐渐减小，但浓度均大于b点，NO2的浓度越大，反应速率越大，达到平衡的时间越短，所以ab曲线上反应均达到平衡状态，反应正向是气体体积增大的反应，随着容器体积的增大，NO2的转化率逐渐增大，b点达到最大；b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态，由于NO2的起始浓度低，则反应正向进行。
【详解】
A．由图可知，b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好达到平衡状态，而ab曲线上对应容器的体积均小于V2L，起始投料相同，则NO2的起始浓度均大于b点， ab曲线上物质的反应速率均大于b点，所以ab曲线上反应均先于b点达到平衡状态，即ab曲线上反应均达到平衡状态。由于a点时NO2的转化率为40%，发生反应为2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。a点反应开始时n(NO2)=1 mol，n(N2)=n(CO2)=0，根据物质反应转化关系可知：平衡时n(NO2)=(1-0.4)mol=0.6 mol，n(N2)=0.2 mol；n(CO2)=0.4 mol，该点时容器的容积为V1L，故平衡时各种气体的浓度c(NO2)=，c(N2)=，c(CO2)=，故T℃时该反应的化学平衡常数Kc=，A错误；
B．图中b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好达到平衡状态，b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上反应均未达到平衡状态，并且NO2的起始浓度均小于b点，反应速率也小于b点，则bc曲线上反应正向进行，即图中c点所示条件下，v正＞v逆，B正确；
C．b点反应开始时n(NO2)=1 mol，n(N2)=n(CO2)=0，由于平衡时NO2的转化率为80%，根据物质反应转化关系可知：平衡时n(NO2)=(1-0.8) mol=0.2 mol，n(N2)=0.4 mol；n(CO2)=0.8 mol，该点时容器的容积为V2 L，平衡时气体总物质的量n(b)总=0.2 mol+0.4 mol+0.8 mol=1.4 mol。由选项A计算可知：A点平衡时气体总物质的量n(a)总=0.6 mol+0.2 mol+0.4 mol=1.2 mol。根据理想气体状态方程PV=nRT，a点时PaV1=1.2RT，Pb V2=1.4RT，由于V2＞V1，所以pa∶pb＞6∶7，C错误；
D．反应2C(s)+2NO2(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的正向是气体体积减小的反应，在恒温恒容条件下，平向衡体系中再充入一定量的NO2，相当增大体系的压强。增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，NO2的平衡转化率减小，即向a点平衡体系中充入一定量的NO2，达到平衡时， NO2的转化率比原平衡小，D错误；
故合理选项是B。
13．A
【分析】
假设起始时H2S的物质的量为amol，则三段式分析如下： ，K===0.1，解得：a=7，据此分析解题。
【详解】
A．由有分析可知，起始时H2S的物质的量为7mol，A正确；
B．CO、H2S的转化率分别为： 、 ，故转化率之比不为1：1，B错误；
C．升高温度，COS浓度减小，说明化学平衡逆向移动，故该反应正反应是放热反应，C错误；
D．恒温下向平衡体系中再加入CO、H2S、COS、H2各1mol，则此时的Qc==＞0.1，故平衡逆向移动，D错误；
故答案为：A。
14．B
【详解】
略
15．D
【详解】
A．依据表中数据分析计算，500s内(g)消耗的浓度为，因此其分解速率，所以的生成速率，故A错误；
B．由表中数据可知，温度下，1000s时反应到达平衡，平衡时，其转化率为，故B错误；
C．温度下，1000s时反应到达平衡，平衡时，达到平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，若平衡不移动，则各物质的浓度变为原来的2倍，而加压平衡会左移，则，故C错误；
D．该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，所以温度越高，平衡常数越大，故D正确。
故选D。
16．D
【详解】
A．随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，由温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理可知该反应的正反应为放热反应，则△H＜0 ，A错误；
B．根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，B错误；
C．Y点时反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，化学平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，C错误；
D．设NO起始浓度为a mol/L，NO的转化率为50%，由2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol/L、(5.0×10-4-0.25a) mol/L、0.5a mol/L，则化学平衡常数K==2000，D正确；
故合理选项是D。
17．< = 甲 4：1
【详解】
(1)由图象可知，随温度升高，反应物的平衡浓度逐渐增大，即升温平衡逆向移动，故，即；曲线z呈下降趋势，则z代表或，再结合二者的化学计量数可知，曲线z代表；M点和N点对应的曲线上只有1个点，故M点和N点的浓度相等；
(2)该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，的平衡转化率增大，甲容器中的压强小于乙容器中的压强，故曲线Ⅰ对应的是甲容器；利用“三段式”法计算A、B两点的有关量：
甲容器：

乙容器：

故。
18．0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，提高 ，所以 温度、压强和反应物的起始浓度(组成) 升高温度，增大使逐渐提高，但降低使逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低；后，增大对的提高小于引起的降低。
【详解】
(1)由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡转化率增大，故，结合题图(b)知5.0 MPa、550℃时对应的平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反应物的起始浓度等。
(2)设通入的、和共100 mol，利用三段式法进行计算：

平衡时气体的总物质的量为，则，，，因，，代入计算得。
(3)升高温度，反应速率常数增大，反应速率，提高但降低使反应速率逐渐下降。时，增大对的提高大于引起的降低后，增大对的提高小于引起的降低。
19．1863.6(mol·L-1)-2 1246.9(mol·L-1)-2 右 X>-2平衡左移；若x1+
2x+x2>
2+x>
X>-2平衡左移
若x