统考版高考化学复习高频考点分层集训第八单元化学反应速率和化学平衡课练24化学平衡常数、转化率及相含答案

这是一份统考版高考化学复习高频考点分层集训第八单元化学反应速率和化学平衡课练24化学平衡常数、转化率及相含答案，共22页。试卷主要包含了已知可逆反应3X，在1，5 ml·L－1，已知，T ℃时在2 L密闭容器中使X等内容，欢迎下载使用。
课练24　化学平衡常数、转化率及相关计算
————————————　狂刷小题·夯基础　————————————
1.某可逆反应达到平衡状态后，仅改变一个外界条件，达到新平衡时产物浓度增大，下列推断合理的是（　　）
A．反应物转化率一定增大，平衡常数一定增大
B.平衡一定向正反应方向移动，反应物转化率增大
C．平衡一定移动，平衡常数一定不变
D．上述判断都片面，不合理
2.已知可逆反应3X（g）＋2Y（s）⇌nC（g）　ΔH。若p1＜p2，根据表中的数据判断下列说法不正确的是（注明：表格中数据为X的平衡转化率）（　　）

p1MPa
p2MPa
400 ℃
99.6
99.7
500 ℃
96.9
97.8
A.其他条件不变，升高温度，ΔH减小
B．n可能等于2、1
C．200 ℃的平衡常数大于600 ℃的平衡常数
D．加入高效催化剂，不改变C的平衡体积分数
3.在1.0 L恒容密闭容器中加入4 mol N2O5，在一定温度下发生反应：（Ⅰ）N2O5⇌N2O3＋O2，（Ⅱ）N2O3⇌N2O＋O2。达到平衡时c（O2）＝4.5 mol·L－1、c（N2O3）＝1.5 mol·L－1。下列推断合理的是（　　）
A．平衡时，c（N2O5）＝2 mol·L－1
B．平衡时，c（N2O）＝1 mol·L－1
C．反应Ⅱ的平衡常数K＝4.5 mol·L－1
D．N2O5的平衡转化率为25%
4.将一定量的X和Y加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：2X（g）＋Y（s）⇌G（g）＋3E（l）。忽略固体和液体的体积变化，平衡常数与温度和压强的关系如表所示：
压强/MPa
平衡常数
温度/℃
1.0
1.5
2.0
300
a
b
10.8
516
c
50.2
d
800
160
e
f
下列判断正确的是（　　）
A．ΔH＜0
B．a＞b＞10.8
C．ΔS＜0
D．800 ℃、1.0 MPa时X的转化率最大
5.已知化学反应X（g）＋Y（g）⇌Z（g）＋G（g）　ΔH的平衡常数与温度的关系如表所示。

温度/℃
600
700
830
1 000
1 200
平衡常数K
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
在830 ℃时，向2 L密闭容器中投入a mol X、b mol Y气体，反应并达到平衡状态。下列说法不正确的是（　　）
A．600 ℃和1 200 ℃时该反应平衡常数的表达式相同
B．该可逆反应的正反应是吸热反应
C．上述反应达到平衡时X的最大转化率为50%
D.上述反应达到平衡过程中密度、相对分子质量都不变
6.已知：2CH3COCH3（l）CH3COCH2C（OH）（CH3）2（l）。取等量CH3COCH3分别在0 ℃和20 ℃下反应，测得其转化率（α）随时间（t）变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　）

A.曲线Ⅱ表示20 ℃时的转化反应
B．升高温度能提高反应物的平衡转化率
C．在a点时，曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等
D.化学反应速率的大小顺序为：d＞b＞c
7.以CO2和NH3为原料，通过反应：2NH3（g）＋CO2（g）⇌CO（NH2）2（l）＋H2O（l）合成尿素。该反应的平衡常数和温度的关系如表；在一定温度和压强下，原料气中NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）与CO2平衡转化率（α）的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）


t/℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
A.图中B点处NH3的平衡转化率为32%
B．该反应平衡常数的表达式为
C.该反应中反应物的总键能大于生成物的总键能
D．氨碳比越高，合成CO（NH2）2时NH3的转化率越高
8.T ℃时在2 L密闭容器中使X（g）与Y（g）发生反应生成Z（g）。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图Ⅰ所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2（T2＞T1）时，Y的体积分数（或Y的物质的量分数）与时间的关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是（　　）


A.容器中发生的反应可表示为
4X（g）＋Y（g）⇌2Z（g）
B．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v（X）＝0.3 mol·L－1·min－1
C．升高温度，反应的化学平衡常数K增大
D．若改变反应条件，使反应进程如图Ⅲ所示，则改变的条件是增大压强
9.[2020·浙江7月选考]5 mL 0.1 mol·L－1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3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＝
10.[2020·江苏卷]反应SiCl4（g）＋2H2（g）Si（s）＋4HCl（g）可用于纯硅的制备。
下列有关该反应的说法正确的是（　　）
A．该反应ΔH>0，ΔSKN
C．当温度高于250 ℃时，催化剂的催化效率降低是因为平衡逆向移动引起的
D．若初始投料比n（H2）∶n（CO2）＝3∶1，则图中M点的乙烯体积分数约为7.7%
17.[2022·华附、省实、广雅、深中四校联考]已知：N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）　ΔH＝－m kJ·mol－1。在2 L密闭容器中通入3 mol H2和1 mol N2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是（　　）

A.ΔH>0，T2>T1
B．达到平衡时，T1温度对应反应放出热量为m kJ
C.平衡时，通入氩气平衡正向移动
D．平衡常数：Ka1
B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C．温度为T1、w＝2时，Cl2的平衡转化率为50%
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增大
二、非选择题
8.COCl2的分解反应为COCl2（g）⇌Cl2（g）＋CO（g）　ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化情况如图所示（第10 min到14 min 的COCl2浓度变化曲线未示出）：

（1）计算反应在第8 min时的平衡常数K＝
________________________________________________________________________。
（2）比较第2 min反应温度T（2）与第8 min反应温度T（8）的高低：T（2）　　　　T（8）（填“”或“＝”）。
（3）若12 min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）＝　　　　mol·L－1。
（4）比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v（2～3）、v（5～6）、v（12～13）表示]的大小
_______________________________________________________________________。
（5）比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小，v（5～6）　　　　v（15～16）（填“”或“＝），原因是______________________。
9.[2021·山东菏泽期末]CO2和H2在催化条件下反应不仅可以得到清洁能源，还对温室气体的减排有重要意义。
（1）已知：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－485.6 kJ·mol－1
C（s）＋2H2（g）===CH4（g） ΔH＝－75 kJ·mol－1
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394 kJ·mol－1
CO2和H2生成CH4和H2O（g）的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
（2）在催化条件下，分别将0.2a mol CO2和0.8a mol H2在容积均为V L、温度不同的密闭容器中进行反应。反应进行t min时测得CO2的转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图甲和图乙所示（选择性：转化的CO2中生成CH4或CO的百分比）。
反应Ⅰ：CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）；
反应Ⅱ（副反应）：CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）。


①下列说法不正确的是　　　　（填序号，下同）。
A．反应至t min时，温度为300 ℃的容器中，v（正）＞v（逆）
B．温度影响产物的选择性
C．CO2的平衡转化率随温度升高先增大后减小
D．其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为1∶3，可提高CO2的平衡转化率
②有利于提高CO2的平衡转化率的条件是　　　　。
A．高温低压 B．低温高压
C．高温高压 D．低温低压
③350 ℃时，反应Ⅰ在t min时刻达到平衡，0～t min H2的平均反应速率v（H2）＝　　　　。该温度下反应Ⅰ的平衡常数为　　　　（用含a、V的代数式表示）。
④温度高于400 ℃时，CH4的选择性降低的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.汽车尾气（用N2O表示）是空气污染源之一。回答下列问题：
（1）用CO还原N2O的能量变化如图甲所示，则该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。


在相同温度和压强下，1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间测得如下实验数据：

实验
温度/℃
催化剂
N2O转化率/%
实验1
400
催化剂1
9.5
400
催化剂2
10.6
实验2
500
催化剂1
12.3
500
催化剂2
13.5
试分析在相同温度时，催化剂2催化下N2O的转化率更高的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）在容积均为1 L的密闭容器A（起始500 ℃，恒温）、B（起始500 ℃，绝热）两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图乙所示。

乙
①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图乙中的　　　　曲线。
②要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变N2O的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是　　　　（答出1点即可）。
③500 ℃该反应的化学平衡常数K＝　　　　（用分数表示）。
④实验测定该反应的反应速率v正＝k正·c（N2O）·c（CO），v逆＝k逆·c（N2）·c（CO2），k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。计算M处的＝　　　　（保留两位小数）。





课练24　化学平衡常数、转化率及相关计算
狂刷小题　夯基础
[练基础]
1．D　对于气体分子数相等的反应，缩小体积，平衡不移动，产物浓度增大，反应物转化率和平衡常数都不变，A项错误；若增加产物的量，平衡逆向移动，反应物转化率减小，B项错误；对于吸热反应，升高温度，平衡向右移动，产物浓度增大，转化率和平衡常数都增大，C项错误；D项正确。
2．A　化学反应的焓变与化学计量数有关，与反应温度无关，A项错误；Y为固体，增大压强时X的平衡转化率增大，说明n＜3，n＝1或2，B项正确；温度升高，X的平衡转化率降低，说明正反应是放热反应，所以，温度升高，平衡常数减小，C项正确；加入催化剂，只改变反应速率，能缩短达到平衡所需的时间，但平衡不发生移动，C的平衡体积分数不变，D项正确。
3．C　设反应达到平衡时，有x mol·L－1 N2O5转化为N2O3，其中有y mol·L－1 N2O3转化为N2O，用三段法计算：
　　　　　　　　（Ⅰ）N2O5⇌N2O3＋O2　（Ⅱ）N2O3⇌N2O＋O2
开始（mol·L－1）　　　 4　　　0　 0　　　　 x　　　0　　x
平衡（mol·L－1）　　 4－x　 x　 x　 　 　 x－y　　y　x＋y
依题意，　解得：
平衡时，c（N2O5）＝1 mol·L－1，A项错误；c（N2O）＝1.5 mol·L－1，B项错误；反应Ⅱ的平衡常数K＝＝＝4.5 mol·L－1，C项正确；N2O5的平衡转化率为×100%＝75%，D项错误。
4．C　升高温度，平衡常数K增大，说明正反应是吸热反应，A项错误；温度相同，平衡常数K相等，B项错误；由反应方程式可知，该反应为气体分子数减小的反应，即该反应是熵减反应，C项正确；800 ℃时增大压强，该反应平衡向右移动，X的转化率增大，故2.0 MPa时X的转化率最大，D项错误。
5．B　根据数据表知，升高温度，平衡常数减小，说明正反应是放热反应。
6．D　根据“先拐先平数值大”可知，曲线Ⅰ先达到平衡状态，因此曲线Ⅰ对应的温度较高，曲线Ⅰ表示20℃时的转化反应，A项错误；曲线Ⅰ温度较高，但平衡转化率较低，故升高温度能降低反应物的平衡转化率，B项错误；a点时，虽然曲线Ⅰ和Ⅱ表示的CH3COCH3的转化率相等，但化学平衡常数仅与温度有关，对应温度不同，平衡常数不相等，C项错误；d、b点处温度比c点处高，反应速率比c点快，d点处比b点处转化率低，故d点处反应物浓度大，反应速率快，故化学反应速率的大小顺序为：d＞b＞c，D项正确。
7．A　对B点，设CO2起始物质的量为m mol，则NH3起始物质的量为4m mol，根据三段式有
　　　 　 　　2NH3（g）＋CO2（g）⇌CO（NH2）2（l）＋H2O（l）
起始/mol　　 4m　　 　m
转化/mol　 1.28m　　 0.64m
平衡/mol　 2.72m　　 0.36m
所以图中B点处NH3的平衡转化率为×100%＝32%，A项正确；由于该反应中CO（NH2）2和H2O均为液态，故平衡常数表达式应为，B项错误；根据表中数据可知，温度升高平衡常数减小，说明升高温度会使平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，则该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，C项错误；增大氨碳比，相当于增加氨气的浓度，根据勒夏特列原理知，虽然平衡向正反应方向移动，但氨气的转化率降低，D项错误。
8．C　由题图Ⅰ可知，0～3 min内，X减少0.6 mol，Y减少0.2 mol，Z增加0.4 mol，根据同一反应中不同物质的化学计量数之比等于物质的量变化之比，知X、Y、Z的化学计量数之比为0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2，故化学方程式为3X（g）＋Y（g）⇌2Z（g），A项错误；反应进行的前3 min内，v（X）＝＝0.1 mol·L－1·min－1，B项错误；根据题图Ⅱ知，温度升高，Y的体积分数减小，说明3X（g）＋Y（g）⇌2Z（g）平衡正向移动，平衡常数增大，C项正确；由题图Ⅰ和题图Ⅲ知，达到平衡时，反应物和生成物的物质的量的变化量保持不变，但达到平衡所用时间减少，说明改变的条件不影响化学平衡的移动，只影响反应速率，且该反应是气体分子数减小的反应，所以改变的条件只能是使用了催化剂，D项错误。
[练高考]
9．D　碘易溶于苯，加入苯，碘进入到苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A项正确；如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3＋，加入KSCN，溶液不会呈血红色，溶液呈血红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B项正确；加入FeSO4，二价铁离子浓度增大，平衡逆向移动，C项正确；该反应的平衡常数K＝c2（Fe2＋）·c（I2）/[c2（Fe3＋）·c2（I－）]，D项错误。
10．B　氢气还原SiCl4制单质硅为吸热反应，ΔH>0，该反应为气体分子数增大的反应，ΔS>0，A项错误；反应的平衡常数为气态生成物浓度的幂之积与气态反应物浓度的幂之积的比值，B项正确；C项未指明H2所处的状态，无法用22.4 L·mol－1计算H2的体积，C项错误；反应的ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，D项错误。
11．D　由于在平衡后加入1 mol Z（g），相当于增大压强，各组分体积分数不变，说明平衡不移动，则反应前后气体物质的量相等，即m＝2，A项正确；化学平衡常数K只与温度有关，B项正确；反应后n（X）＝3 mol×30%＝0.9 mol，n（Y）＝3 mol×60%＝1.8 mol，二者转化率都为10%，C项正确；再加入1 mol Z，反应后n（Z）＝4 mol×10%＝0.4 mol，则c（Z）＝n（Z）/V＝0.2 mol/L，D项错误。
[练模拟]
12．C　由题图可知，随着温度的升高，CH3OH的产率逐渐减小，CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）平衡逆向移动，则ΔH1＜0；CO的产率随温度的升高而逐渐增大，CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）平衡正向移动，则ΔH2＞0，A项正确，C项错误；对于有气体参与的反应，压强越大反应速率越快，所以增大压强有利于加快合成反应的速率，B项正确；合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K＝，D项正确。
13．D　根据三段式法可得
　　　 A（g）＋B（g）⇌2C（g）＋D（s）
n始/mol　　2.0　　2.0　　0
n变/mol　　1.0　　1.0　　2.0
n平/mol　　1.0　　1.0　　2.0
t时刻反应达到平衡时，A（g）的体积分数为×100%＝25%，故A错误；T ℃时该反应的化学平衡常数K＝＝4，故B错误；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，故C错误；温度相同，平衡常数不变，令A的转化率为x，K＝＝4，解得x＝0.5，故D正确。
14．B　若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，与图像不符合，A错误。结合A项分析推知，X代表温度，L代表压强；温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L1＞L2，B正确。温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小；由于温度：A＜B，则平衡常数：K（A）>K（B），C错误。温度一定，达到平衡状态时，n（SO2）、n（O2）和n（SO3）均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。
15．D　气体投料比等于化学计量数之比时，平衡时生成物的体积分数最大，当＝2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小，可能是图中的F点，D项正确。该反应的ΔH＜0，反应达平衡时，升高体系温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，A项错误；该反应在T ℃下在恒容密闭容器中进行，反应达平衡时，再充入一定量Ar，平衡不移动，温度不变平衡常数不变，B项错误；因该反应前后均是气体，故混合气体的总质量不变，又容器容积不变，故混合气体的密度始终保持不变，C项错误。
16．C　A项，由题图可知，随着温度的升高，CO2平衡转化率下降，说明温度升高，平衡逆向移动，故逆向吸热，正向放热，正确；B项，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故KM>KN，正确；C项，温度高于250 ℃时，催化剂催化效率与平衡移动无关，错误；D项，由题图可知，M点CO2平衡转化率为50%，设H2起始为3 mol，CO2为1 mol，列三段式如下：
　　　　　　6H2（g）＋　2CO2（g）CH2===CH2（g）＋4H2O（g）
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 1.5 0.5 0.25 1
平衡/mol 1.5 0.5 0.25 1
则平衡时乙烯的体积分数＝×100%≈7.7%，正确。
17．D　A项，根据“先拐先平数值大”知，T1