2023版新教材高考化学微专题小练习专练32化学平衡常数及转化率计算

这是一份2023版新教材高考化学微专题小练习专练32化学平衡常数及转化率计算，共11页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题
1．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)⇌BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
2．[2020·浙江7月]5 mL 0.1 ml·L－1KI溶液与1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是( )
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数K＝ eq \f(c2（Fe2＋）,c2（Fe3＋）·c2（I－）)
3．[2022·专题模块测试]K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数，下列判断正确的是( )
A．在500 ℃、20 MPa条件下，在5 L密闭容器中进行合成氨的反应，使用催化剂后K增大
B．室温下K(HCN)C．25 ℃时，pH均为4的盐酸和NH4I溶液中Kw不相等
D．2SO2＋O2 eq \(,\s\up11(催化剂),\s\d4(△)) 2SO3达平衡后，改变某一条件时K不变，SO2的转化率可能增大、减小或不变
4．[2022·湖南师大附中高三月考]N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)＋O2(g) ΔH>0，T1温度下的部分实验数据如下表所示。
下列说法正确的是( )
A．该反应在任何温度下均能自发进行
B．T1温度下的平衡常数为K1＝125，1 000 s时N2O5(g)转化率为50%
C．其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 ml·L－1，则T1D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K15.
[2022·福建福州质检]在1 L的密闭容器中充入2 ml N2和7 ml H2，发生反应N2＋3H2⇌2NH3，保持其他条件不变，相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．该反应是放热反应
B．a、c两点对应的压强：paC．温度为T1 K时，N2的平衡转化率为50%
D．温度为T1 K时，再加入1 ml N2和1 ml NH3，平衡向正反应方向移动
6．[2022·邢台市高三月考]已知反应：2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v＝kcx(NO)·cy(H2)，k是速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如下表所示。
下列说法不正确的是( )
A．关系式中x＝1、y＝2
B．800 ℃时，k的值为8×104
C．若800 ℃时，初始浓度c(NO)＝c(H2)＝4.00×10－3 ml·L－l，则生成N2的初始速率为5.12×10－3 ml·(L·s)－1
D．当其他条件不变时，升高温度，速率常数k将增大
7．[2022·河北沧州七校联盟期中]在容积为2 L的刚性密闭容器中加入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：T1、T2均高于300 ℃)。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时化学平衡常数增大
C．T2时，反应达到平衡时消耗H2的平均反应速率v(H2)＝ eq \f(3nB,2tB) ml·L－1·min－1
D．T2时，该反应的化学平衡常数为 eq \f(n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(B)) ,4)
8．[2022·山东历城二中月考]已知反应：A(g)＋B(g)⇌C(g)＋D(g)，在一定压强下，按x＝ eq \f(n（B）,n（A）) (A的物质的量始终为1 ml)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时，A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x＝2时，正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是( )
A．图甲中x2<1
B．图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C．由图乙可知，T1时K＝1，B的转化率约为33.3%
D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将减小
二、不定项选择题
9．[2022·江苏基地学校联考]在恒容密闭容器中发生反应：4HCl(g)＋O2(g)⇌2Cl2(g)＋2H2O(g)。下列有关说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B．400 ℃时，该反应的平衡常数为 eq \f(81,4)
C．400 ℃时，若X>8，则α2>75%
D．400 ℃时，向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 ml O2(g)和1 ml Cl2(g)，此时v(正)>v(逆)
10．[2022·河北石家庄二中月考]利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯：C3H8(g)⇌C3H6(g)＋H2(g) ΔH。向起始容积为2 L的恒压密闭容器中充入1 ml丙烷，在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示(已知p1为0.1 MPa)。
下列说法错误的是( )
A．反应的ΔH>0
B．压强p2<0.1 MPa
C．556 ℃压强为p1时，该反应的压强平衡常数为 eq \f(1,12)
D．556 ℃压强为p1时，容器中通入1.2 ml C3H8、0.8 ml C3H6、0.6 ml H2，此时v(正)>v(逆)
11．[2022·河北石家庄二中月考]相同温度下，分别在起始容器容积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g)⇌2XY3(g) ΔH＝－a kJ·ml－1。实验测得反应的有关数据如表。
下列叙述正确的是( )
A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值相同
B．①中：从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)＝0.1 ml·L－1·min－1
C．②中：X2的平衡转化率小于10%
D．b>0.1a
12．在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1 ml CO，控制在不同温度下发生反应：Fe(s)＋5CO(g)⇌Fe(CO)5(g)，当反应进行到5 min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A.反应进行到5 min时，b容器中v(正)＝v(逆)
B．该反应的正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)
C．b中v(正)大于a中v(逆)
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>c>a
三、非选择题
13．向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入2 ml A、2 ml B和1 ml A、1 ml B。相同条件下(温度T℃)，发生下列反应：A(g)＋B(g)⇌xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示：
回答下列问题：
(1)乙容器中，平衡后物质B的转化率为______。
(2)x＝________。
(3)T℃时该反应的平衡常数为________。
(4)下列说法正确的是________。
A．向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大
B．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同
C．若向甲容器中再充入2 ml A、2 ml B，则平衡时甲容器中0.78 ml·L－1专练37 化学平衡常数及转化率计算
1．C 温度越高，达到平衡时，H2的物质的量越少，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0，A项错误；结合热化学方程式中各物质的状态，由图象曲线变化趋势可知a上面的曲线为n（H2O）随温度的变化曲线，B项错误；化学方程式中反应前后气体分子数相等，故向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动，C项正确；BaSO4为固态，向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率不变，D项错误。
2．D A项，在已知平衡体系中，加入苯，振荡，可以萃取溶液中的碘单质，使溶液中碘单质的浓度减小，平衡正向移动，正确；B项，经苯2次萃取后，在水溶液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色说明溶液中含有Fe3＋，则说明该反应是可逆反应，存在反应限度，正确；C项，加入FeSO4固体，c（Fe2＋）增大，平衡逆向移动，正确；D项，依据化学平衡常数的定义知，该反应的平衡常数K＝ eq \f(c2（Fe2＋）·c（I2）,c2（Fe3＋）·c2（I－）) ，错误。
3．D 化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，使用催化剂加快反应速率，平衡不移动，化学平衡常数不变，故A错误；相同温度下CH3COOH、HCN的电离度与起始浓度、同离子效应等有关，故B错误；水的离子积适用于稀的酸、碱、盐溶液，一定温度下，水的离子积是常数，25 ℃时，盐酸和NH4I（aq）中Kw相等，故C错误；改变压强平衡发生移动，SO2的转化率可能增大、减小，使用催化剂平衡不移动，故D正确。
4．B 该反应ΔH>0，ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知高温有利于自发进行，故A项错误；T1温度下，反应到1 000 s时，反应已达到平衡状态，平衡时，c（N2O5）＝2.50 ml·L－1，N2O5的浓度减小了2.50 ml·L－1，转化率为 eq \f(2.50,5.00) ×100%＝50%，则生成的c（NO2）＝5.00 ml·L－1，c（O2）＝1.25 ml·L－1，平衡常数K1＝ eq \f(5.004×1.25,2.52) ＝125，故B项正确；其他条件不变时，T2温度下，1 000 s时，c（N2O5）＝2.98 ml·L－1>2.50 ml·L－1，则平衡向逆反应方向移动，正反应方向为吸热反应，则T1>T2，故C项错误；正反应为吸热反应，则温度越高，越有利于反应向正反应方向进行，即平衡常数越大，若T1>T2，则K1>K2，故D项错误。
5．D 图中a→b为建立平衡的过程，b→c为平衡移动的过程，平衡后，升高温度NH3的浓度降低，故该反应为放热反应，A项正确；a、c两点NH3的浓度相等，c点的温度高于a点，则压强pa eq \f(1,16) ，故平衡逆向移动，D项错误。
6．A 由实验数据1和2可知，c（H2）不变，c（NO）扩大1倍，反应速率扩大为原来的 eq \f(1.92×10－3,4.80×10－4) ＝4倍，则x＝2，由实验数据1和3可知，c（NO）不变，c（H2）扩大1倍，反应速率扩大为原来的 eq \f(1.92×10－3,9.6×10－4) ＝2倍，则y＝1，故A错误；根据数据1可知800 ℃时，k的值为 eq \f(1.92×10－3,c2（NO）×c（H2）) ＝ eq \f(1.92×10－3,（2.00×10－3）2×（6.00×10－3）) ＝8×104，故B正确；若800 ℃时，初始浓度c（NO）＝c（H2）＝4.00×10－3ml·L－1，则生成N2的初始速率v＝k×c2（NO）·c（H2）＝8×104×（4.00×10－3）2×（4.00×10－3）＝5.12×10－3 ml·（L·s）－1，故C正确；温度升高，反应速率加快，则当浓度和其它条件不变时，升高温度，速率常数一定是增大的，故D正确。
7．C 由图可知，当其他条件相同时，T2时反应速率较快，则温度：T2>T1，T2时反应达到平衡时甲醇的物质的量小于T1时，则说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH<0，A错误；正反应为放热反应，处于A点的反应体系从T1变到T2，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B错误；在化学反应中物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，由图可知T2时，反应达到平衡时Δn（CH3OH）＝nB，Δn（H2）∶Δn（CH3OH）＝3∶1，则Δn（H2）＝3nB，消耗H2的平均反应速率v（H2）＝ eq \f(3nB,2tB) ml·L－1·min－1，C正确；由三段式：
CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）
起始量/ml 1 3 0 0
变化量/ml nB 3nB nB nB
平衡量/ml 1－nB 3－3nB nB nB
可知T2时，该反应的化学平衡常数K＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(nB,2)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1－nB,2)))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3－3nB,2)))\s\up12(3)) ＝ eq \f(4n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(B)) ,27（1－nB）4) ，D错误。
8．C 增大B的物质的量，平衡正向移动，A的体积分数减小，则甲中x2>1，A项错误；由图甲可知，升高温度A的体积分数增大，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度正反应的K减小，乙中曲线B表示正反应的平衡常数，B项错误；由图乙可知，T1时x＝2，K＝1，设B的转化量为a ml，容器的容积为V L，列三段式：
A（g）＋B（g）⇌C（g）＋D（g）
起始量/ml 1 2 0 0
转化量/ml aaaa
平衡量/ml 1－a 2－aaa
K＝ eq \f(\f(a,V)×\f(a,V),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1－a,V)))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2－a,V)))) ＝1，解得a＝ eq \f(2,3) ，则B的转化率为 eq \f(\f(2,3) ml,2 ml) ×100%≈33.3%，C项正确；由于该反应为气体分子数不变的放热反应，恒容绝热装置中进行该反应，气体体积、物质的量不变，温度升高，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D项错误。
9．BD 由题意可知，升高温度，HCl平衡转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A错误；400 ℃时，根据反应列出三段式：
4HCl（g）＋O2（g）⇌2Cl2（g）＋2H2O（g）
起始量/ml 4 1 0 0
转化量/ml 3 eq \f(3,4) eq \f(6,4) eq \f(6,4)
平衡量/ml 1 eq \f(1,4) eq \f(6,4) eq \f(6,4)
因为容积是1 L，所以平衡常数K＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,4)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,4)))\s\up12(2),14×\f(1,4)) ＝ eq \f(81,4) ，故B正确；若X＝8，则容器Ⅱ中和容器Ⅰ中达到的平衡是等效平衡，若X>8，HCl浓度增大，但自身转化率降低，故C错误；当向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 ml O2（g）和1 ml Cl2（g），Q＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,4)))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,4)))\s\up12(2),14×\f(5,4)) ＝ eq \f(45,4) < eq \f(81,4) ，反应正向进行，v（正）>v（逆），故D正确。
10．CD 根据题图可知，随温度升高，平衡时丙烯的物质的量分数增大，丙烷的物质的量分数减小，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；该反应为气体体积增大的反应，压强增大平衡逆向移动，丙烯的物质的量分数减小，p2压强下丙烯物质的量分数大于p1，说明p1>p2，即压强p2<0.1 MPa，B项正确；根据图像可知556 ℃压强为p1时，平衡时丙烷的物质的量分数为50%，则p（C3H8）＝0.5p1＝0.05 MPa，根据反应的化学方程式C3H8（g）⇌C3H6（g）＋H2（g）可知剩余50%的气体中，丙烯和氢气各占一半，所以p（C3H6）＝p（H2）＝0.025 MPa，所以压强平衡常数Kp＝ eq \f(0.025×0.025,0.05) ＝ eq \f(1,80) ，C项错误；556 ℃压强为0.1 MPa时，容器中通入1.2 ml C3H8、0.8 ml C3H6、0.6 ml H2，此时各物质分压分别为p（C3H8）＝ eq \f(1.2,2.6) ×0.1 MPa、p（C3H6）＝ eq \f(0.8,2.6) ×0.1 MPa、p（H2）＝ eq \f(0.6,2.6) ×0.1 MPa，则Qp＝ eq \f(p（C3H6）·p（H2）,p（C3H8）) ＝ eq \f(\f(0.8,2.6)×0.1×\f(0.6,2.6)×0.1,\f(1.2,2.6)×0.1) ＝ eq \f(1,65) >Kp＝ eq \f(1,80) ，此时反应逆向进行，v（正）11．AD 温度不变，平衡常数不变，A项正确；由题给数据可知，容器①达到平衡时反应放出热量0.1a kJ，则反应消耗X2的物质的量为 eq \f(1×0.1a kJ,a kJ·ml－1) ＝0.1 ml，从开始至10 min内的平均反应速率v（X2）＝ eq \f(\f(0.1 ml,1 L),10 min) ＝0.01 ml·L－1·min－1，B项错误；由题给数据可知，恒容容器①中X2的平衡转化率为 eq \f(0.1 ml,1 ml) ×100%＝10%，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%，C项错误；由C项分析可知②中X2的平衡转化率大于①，恒压容器②中放出的热量大于0.1a kJ，即b>0.1a，D项正确。
12．C 5 min时，b容器中的反应不一定达到了平衡状态，则v（正）、v（逆）不一定相等，A项错误；温度越高，反应速率越快，根据图中b、c两容器中的φ（CO）可知，升高温度，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，B项错误；根据图像，a容器中反应未达到平衡，v（正）>v（逆），b容器的温度高，v（正）b>v（正）a，因此b容器中正反应速率大于a容器中的逆反应速率，C项正确；该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，故达平衡时，a、b、c中CO的转化率为a>b>c，D项错误。
13．答案：（1）50% （2）1 （3）2 （4）C
解析：（1）乙容器反应达到平衡时c（A）＝0.5 ml·L－1，转化率为50%。B的转化率也为50%。（2）甲容器反应达到平衡时，c（A）＝0.78 ml·L－1，转化率为61%，即压强越大，A的转化率越高，所以正反应为气体体积减小的反应，x＝1。（3）反应达到平衡时，乙容器中c（A）＝c（B）＝c（C）＝0.5 ml·L－1，T℃时，该反应的平衡常数为2。（4）A项，向平衡后的乙容器中充入“惰性气体”氦气，气体浓度不变，平衡不发生移动，c（A）不变；B项，原平衡时乙中A的体积分数大于甲中A的体积分数，若再将乙容器单独升温，平衡逆向移动，A的体积分数增大，会更大于甲容器中A的体积分数；C项，若向甲容器中再充入2 ml A、2 ml B，相当于压强变为原来的2倍，达到平衡时A的转化率比不加前增大，所以平衡时甲容器中0.78 ml·L－10
500
1 000
1 500
c(N2O5)/(ml·L－1)
5.00
3.52
2.50
2.50
实验
数据
初始浓度
生成N2的初始速
率/ml·(L·s)－1
c(NO)/ml·L－1
c(H2)/ml·L－1
1
2.00×10－3
6.00×10－3
1.92×10－3
2
1.00×10－3
6.00×10－3
4.80×10－4
3
2.00×10－3
3.00×10－3
9.60×10－4
容积/L
投料
200 ℃时
HCl平衡
转化率
400 ℃时
HCl平衡
转化率
容器Ⅰ
1
4 ml HCl(g)、
1 ml O2(g)
90%
75%
容器Ⅱ
2
X ml HCl(g)、
2 ml O2(g)
α1
α2
容器
反应
条件
起始物质的量/ml
达到平衡
所用时
间/min
达到平衡
过程中的
能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热0.1a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ