第42练　化学平衡状态与化学平衡常数 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

这是一份第42练　化学平衡状态与化学平衡常数 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习，共10页。试卷主要包含了在密闭容器中进行反应等内容，欢迎下载使用。

A．只存在于CO和CO2中
B．存在于CO、H2O、CO2中
C．只存在于CO中
D．存在于CO、H2O、CO2、H2中
2．(2023·徐州高三质检)一定温度下，向一体积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·ml－1。
下列有关该反应的叙述正确的是( )
A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B．达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C．若起始时加入2 ml SO2和1 ml O2，则达平衡时放出的热量为196.6 kJ
D．若反应达到平衡状态后，2 min时生成a ml SO3，则4 min时生成2a ml SO3
3．下列关于化学平衡常数K的说法错误的是( )
A．对于某一可逆反应来说，K只与温度有关，与浓度无关
B．升高温度，K变小，正反应是放热反应
C．K越大，反应进行得越彻底
D．使用合适的催化剂，既可以改变反应速率，也可以改变平衡常数K
4．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 ml·L－1、0.3 ml·L－1、0.2 ml·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是( )
A．Z为0.3 ml·L－1
B．Y2为0.4 ml·L－1
C．X2为0.2 ml·L－1
D．Z为0.4 ml·L－1
5．(2023·南京师范大学附属中学模拟)一定温度下，在恒容密闭容器中充入CO和H2，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔH＜0。下列图像符合实际且t0时达到平衡状态的是( )
6．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大
B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小
C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大
D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率
7．(2023·常州高三模拟)氨催化氧化得NO，NO继续被氧化为NO2，再与水反应生成硝酸，氨气与硝酸反应可制化肥硝酸铵，已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝
－904.8 kJ·ml－1，下列说法正确的是( )
A．该反应ΔS<0
B．反应物的总键能小于生成物的总键能
C．反应平衡常数K＝eq \f(c4NO,c4NH3·c5O2)
D．平衡后升高温度，v正增大，v逆减小，平衡向逆反应方向移动
8．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0；
2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0。
则反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数是( )
A.eq \f(K\\al(2,1),K2) B．2K1－K2
C.eq \f(2K1,K2) D．Keq \\al(2,1)－K2
9．在1 L恒温恒容的密闭容器中投入一定量N2O5，发生反应：
反应1：N2O5(g)===N2O4(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝28.4 kJ· ml－1
反应2：N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝－56.9 kJ· ml－1
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③气体的平均摩尔质量保持不变；④eq \f(cNO2,cN2O4)保持不变；⑤O2的物质的量保持不变；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反应2一定达到平衡状态的是( )
A．①②③⑤ B．②③④⑥
C．①③⑤⑥ D．②③④⑤
10．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表，下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y2Z，平衡常数为1 600
C．其他条件不变时，增大压强可使平衡常数增大
D．改变温度可以改变该反应的平衡常数
11．在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是( )
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 ml·L－1，则此时v正>v逆
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 ml，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 ml·L－1
12．向一恒温恒容的密闭容器中充入1 ml X2和3 ml Y2，发生反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)，测得部分物质的物质的量浓度与时间关系如图1所示，在TiO2-Cu催化下反应机理与能量变化如图2所示。
下列说法正确的是( )
A．3c(X2)＝c(Y2)时，表明反应达到平衡
B．t2 min时改变某种条件，重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数一定减小
C．投料改为2 ml X2和6 ml Y2，XY3的平衡体积分数增大
D．寻找合适催化剂降低活化能，能有效提高X2的平衡转化率
13．(1)Deacn发明的氯化氢转化为氯气的直接氧化法为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
(1)关于直接氧化法制氯气的反应，下列说法正确的是__________(填字母)。
A．该反应的ΔH>0
B．容器内气体的颜色不再变化时，说明该反应达到平衡状态
C．反应达到平衡后，降低温度，能加快正反应速率，减小逆反应速率，使平衡正向移动
D．其他条件一定时，氧气的投料越多，平衡时Cl2的体积分数越大
(2)设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400 ℃)＝__________________________________________________________________(列出计算式)。
14．[2023·全国乙卷，28(3)(4)]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途。
(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时－T的关系如图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝____________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝____________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而______________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时 ＝__________(用、表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝__________kPa(列出计算式)。
第42练 化学平衡状态与化学平衡常数
1．B [由于反应CO＋H2OCO2＋H2为可逆反应，正、逆反应同时进行，则含有O元素的物质中均含有18O，故选B。]
2．A [该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等于0，B错误；因为是可逆反应，所以消耗的SO2的物质的量小于2 ml、消耗O2的物质的量小于1 ml，放出的热量小于196.6 kJ，C错误；反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，2～4 min三氧化硫的物质的量不变，为a ml，D错误。]
3．D [平衡常数只受温度影响，使用催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡常数，D错误。]
4．A [若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 ml·L－1、0.2 ml·L－1、0.4 ml·
L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 ml·L－1、0.4 ml·L－1、0 ml·
L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以00.4 ml·L－1，05．D [该反应中气体总质量、容器容积为定值，则密度始终不变，故A不符合题意；初始时CH3OH(g)的体积分数应该为0，故B不符合题意；2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)为气体体积减小的反应，混合气体总质量为定值，则建立平衡过程中混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，反应过程中压强逐渐减小，当压强不再变化，t0时，表明达到平衡状态，故C不符合题意、D符合题意。]
6．C [K越大，说明反应进行的越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率受外界因素影响，反应速率不一定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，则K不变，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应ΔH>0，为吸热反应，则平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能改变反应速率，平衡不移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。]
7．B [该反应气体分子数增加，为熵增的反应，反应ΔS＞0，故A错误；该反应为放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，故B正确；由方程式可知，反应的平衡常数K＝eq \f(c4NO·c6H2O,c4NH3·c5O2)，故C错误；平衡后升高温度，正、逆反应速率均增大，故D错误。]
8．A [2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K1＝eq \f(cClNO,c2NO2) ；2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K2＝eq \f(c2ClNO,c2NO·cCl2)；4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g) K＝eq \f(cCl2·c2NO,c4NO2)＝eq \f(cClNO,c2NO2)×eq \f(cClNO,c2NO2)×eq \f(c2NO·cCl2,c2ClNO)＝eq \f(K\\al(2,1),K2)。]
9．B [①反应中各物质均为气体，混合气体的总质量不变，且反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终不变，故不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；②反应2的平衡建立过程中，气体总物质的量不断变化，则气体压强不断变化，当气体压强保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；③平衡建立过程中，混合气体的总质量不变，但其总物质的量不断变化，故当气体的平均摩尔质量保持不变时，反应2达到平衡状态，正确；④eq \f(cNO2,cN2O4)保持不变，则c(NO2)、c(N2O4)均保持不变，反应2达到平衡状态，正确；⑤反应1是不可逆反应，O2的物质的量始终保持不变，不能据此判断反应2是否达到平衡，错误；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2，正、逆反应速率相等，反应2达到平衡状态，正确。]
10．C [达到平衡时消耗X的物质的量浓度为(0.1－0.05) ml·L－1＝0.05 ml·L－1，因此X的转化率为50%，A项正确；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，三种组分的系数之比为(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶0.1＝1∶3∶2，因此反应方程式为X＋3Y2Z，平衡常数K＝eq \f(0.12,0.05×0.053)＝1 600，B项正确；化学平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，C项错误、D项正确。]
11．C [温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K′＝eq \f(1,K)＝eq \f(1,5×104)＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 ml·
L－1，则Q＝eq \f(c[NiCO4],c4CO)＝eq \f(0.5,0.54)＝8>K，v正＜v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 ml，c(CO)＝1 ml·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 ml·L－1＝2 ml·L－1，D项正确。]
12．C [X2和Y2的起始量和转化量之比相等均为1∶3，则反应从开始到平衡过程中始终有c(X2)∶c(Y2)＝1∶3，即3c(X2)＝c(Y2)，所以当3c(X2)＝c(Y2)时，反应不一定达到平衡，A错误；由图1可知，t2 min时改变的条件可能是减小Y2浓度或增大XY3浓度或升高温度，若是浓度因素的影响，则平衡常数不变，B错误；投料改为2 ml X2和6 ml Y2，为原投料量的2倍，恒温恒容条件下等同于加压，平衡向正反应方向移动，则XY3的平衡体积分数增大，C正确；催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，但不能使平衡发生移动，不能提高X2的平衡转化率，D错误。]
13．(1)B (2)eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)
解析 (1)由图可知，温度越高，HCl的平衡转化率越小，则该反应的ΔH<0，A项错误；反应中有Cl2生成，当容器内气体的颜色不再变化时，氯气浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B项正确；降低温度，正、逆反应速率均降低，C项错误；其他条件一定时，氧气的投料越多，平衡正向移动，生成Cl2的物质的量增大，但氧气的投料较大，平衡时Cl2的体积分数不一定增大，D项错误。(2)c(HCl)∶c(O2)比值越大，HCl转化率越低，结合图像，最上面即为c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的图像，400 ℃时，HCl平衡转化率为84%，可列出三段式：
4HCl(g) ＋ O2(g) === 2Cl2(g)＋2H2O(g)
起始 c0 c0 0 0
转化 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡 (1－0.84)c0 (1－0.21)c0 0.42c0 0.42c0
则K(400 ℃)＝eq \f(c2Cl2·c2H2O,c4HCl·cO2)＝eq \f(0.422×0.422,1－0.844×1－0.21c0)。
14．(3)3.0 2.25 增大 (4)eq \f(pSO2－pSO3,4) 46.26 eq \f(46.262×2.64,35.72)
解析 (3)660 K时，＝1.5 kPa，则＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时，则平衡时，得。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝p总、，联立方程组消去，可得＝4p总，代入相关数据可求出＝46.26 kPa，则＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，Kp(Ⅱ)＝eq \f(46.26 kPa2×2.64 kPa,35.7 kPa2)＝eq \f(46.262×2.64,35.72) kPa。
物质
X
Y
Z
起始浓度/(ml·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(ml·L－1)
0.05
0.05
0.1
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10－5