1、专练37化学平衡常数及转化率的计算一、单项选择题12020浙江7月，185mL0.1molL1KI溶液与1mL0.1molL1FeCl3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K2在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H1，研究发现，反应过程中会发生副反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2，温度
2、对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是()AH10B增大压强有利于加快合成反应的速率C生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率D合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K32021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、20MPa条件下，在5L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)0，T1温度下的部分实验数据如下表所示。t/s050010001500c(N2O5)/(mol/L)5.003.522.502.50下列说法正确的是()A该反应在任何温度下均能自发进行BT1温度下的平
3、衡常数为K1125,1000s时N2O5(g)转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol/L，则T1T2，则K1K262021福建福州质检在1L的密闭容器中充入2molN2和7molH2，发生反应N23H22NH3，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Ba、c两点对应的压强：pa0、S0B该反应的平衡常数KC高温下反应每生成1molSi需消耗222.4LH2D用E表示键能，该反应H4E(SiCl)2E(HH)4E(HCl)二、不定项选择题9温度为T时，向2.0L恒容密闭
4、容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是()t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20A.反应在前50s的平均速率v(PCl3)0.0016molL1s1B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)0.11molL1，则反应的H0C相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，反应达到平衡前v正K(T2)Cb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bca11将固
5、体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)2HI(g)H2(g)I2(g)，达到平衡时，c(H2)0.5molL1，c(HI)4molL1，则此温度下反应的平衡常数为()A9B16C20D2512已知反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830时，向一个2L的密闭容器中充入0.2molX和0.8molY，反应初始4s内v(X)0.005mol/(Ls)。下列说法正确的是()温度/70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4A.4s时容器内c(Y)0.76mol/LB830达平衡时，X的转化率
6、为80%C反应达平衡后，升高温度，平衡逆向移动D1200时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数K0.4三、非选择题13向甲乙两个容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、2molB和1molA、1molB。相同条件下(温度T)，发生下列反应：A(g)B(g)xC(g)H0。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2molA、2mo
7、lB，则平衡时甲容器中0.78molL1c(A)”或“”)。(4)若反应在298K进行，在1L密闭容器中加入1molB、0.2molNe，达到平衡时B的转化率为_(填标号)。A等于60%B等于40%C小于40%D介于40%60%之间(5)已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B的平均反应速率(例如直线EF的斜率表示20s60s内B的平均反应速率)，则曲线上任意一点的切线斜率的意义是_。152021全国甲卷二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)该反应一般认为通过如下
8、步骤来实现：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H141kJmol1CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H290kJmol1总反应的H_kJmol1；若反应为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_(填标号)，判断的理由是_。(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t250下的x(CH3OH)p、在p5105Pa下的x(CH3OH)t如图所示。用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp_；图中对应等压过程的曲线是_，判断的理由是_；当x(CH3OH)0.10时，CO2的平衡转化率_
9、，反应条件可能为_或_。专练37化学平衡常数及转化率的计算1DA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，错误。2C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H10，A项正确，C项错误。对于有气体参与的反应，压强
10、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。3D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。4B若反应在恒温恒容下，则vCn/Vt0.4molL1min1，但条件为恒压，随着
11、反应的进行，体积逐渐减小，即vC0.4molL1min1，故A项错误；反应放热，若在绝热条件下，反应向逆反应方向进行，即nC1.6mol，故B项正确；在恒温恒压下，向容器中再投入2molA和1molB，与原平衡投料成比例(2:1)，所以该平衡与原平衡为等效平衡，所以B的转化率不变，故C项错误；若反应在恒温恒容下，压强减小，平衡向左移动，放热减少，故D项错误。综上所述，本题选B。5B该反应H0，S0，根据GHTS可知高温有利于自发进行，A错误；T1温度下，反应到1000s时，反应已达到平衡状态，平衡时，c(N2O5)2.50mol/L，N2O5的浓度减小了2.50mol/L，转化率为100%50
12、%，则生成的c(NO2)5.00mol/L，c(O2)1.25mol/L，平衡常数K1125，故B项正确；其他条件不变时，T2温度下，1000s时，c(N2O5)2.98mol/L2.50mol/L，则平衡向逆反应方向移动，正反应方向为吸热反应，则T1T2，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T1T2，则K1K2，故D项错误。6D图中ab为建立平衡的过程，bc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，故平衡逆向移动，D项错误。7A由实验数据1
13、和2可知，c(H2)不变，c(NO)扩大1倍，反应速率扩大为原来的4倍，则x2，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2倍，则y1，故A错误；根据数据1可知800时，k的值为8104，故B正确；若800时，初始浓度c(NO)c(H2)4.00103molL1，则生成N2的初始速率vkc2(NO)c(H2)8104(4.00103)2(4.00103)5.12103mol/(Ls)，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。8B由反应方程式可知S0，A项不正确；Si是固体，故该反应的平衡常数K，B
14、项正确；C项未指明是否为标准状况，气体摩尔体积不确定，故消耗氢气的体积无法计算，C项不正确；H反应物键能之和生成物键能之和4E(SiCl)2E(HH)4E(HCl)2E(SiSi)，D项不正确。9ADA、由表中数据可知50s内，n(PCl3)0.16mol，v(PCl3)0.0016mol/(Ls)，A正确；B、由表中数据可知，平衡时n(PCl3)0.2mol，保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)0.11mol/L，则n(PCl3)0.11mol/L2L0.22mol，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，即H0，B错误；C、对于可逆反应：所以平衡常数K(0.10.1)/0
15、.40.025，起始时向容器中充入1molPCl5、0.2molPCl3和0.2molCl2，起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L，浓度商Qc(0.10.1)/0.50.02，QcK，说明反应向正反应方向进行，反应达平衡前v正v逆，C错误；D、等效为起始加入2.0molPCl5，与原平衡相比，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl5转化率较原平衡低，故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol，即相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的物质的量小于0.4mol，参加反
16、应的PCl3的物质的量大于1.6mol，故达到平衡时，PCl3的转化率高于1.6mol/2mol100%80%，D正确。10C5min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(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)bv(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abc
17、，D项错误。11C根据反应：2HI(g)H2(g)I2(g)，消耗的c(HI)2c(H2)1molL1，再结合反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)知c(NH3)c(HI)1molL14molL15molL1。因此该温度下，反应的平衡常数Kc(NH3)c(HI)5molL14molL120。12BC反应初始4s内X的平均反应速率v(X)0.005mol/(Ls)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)v(X)0.005mol/(Ls)，则4s内c(Y)0.005molL1s14s0.02mol/L，Y的起始浓度为0.4mol/L，故4s时c(Y)0.4mol/L0.02mol/L0.
18、38mol/L，A错误；设平衡时X的浓度变化量为x，则：故1.0，解得x0.08，所以平衡时X的转化率为100%80%，B正确；由表格可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C正确；1200时反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1200时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数的值为2.5，D错误。13(1)50%(2)1(3)2(4)C解析：(1)乙容器反应达到平衡时c(A)0.5molL1，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)0.78molL1，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
19、的反应，x1。(3)反应达到平衡时，乙容器中c(A)c(B)c(C)0.5molL1，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2molA、2molB，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0.78molL1c(A)1.56molL1。14(1)0.005(2)K(3)(4)B(5)某一时刻的反应速率(或即时速率、瞬
20、时速率)解析：(1)由图像可知，60s时，B的物质的量浓度为0.6molL1，则A减少0.3molL1，则v(A)0.005molL1s1；(2)该反应的平衡常数表达式为K；(3)从298K323K，为升温，结果B的浓度减小，即表明平衡向逆反应方向移动，则推出正反应为放热反应，H0；(4)由于在恒温恒容条件下，通入稀有气体Ne，不影响化学平衡，故平衡时B的物质的量浓度仍为0.6molL1，即转化0.4molL1，则B的转化率为40%；(5)曲线上任意一点的切线斜率代表的是某一时刻的反应速率。15(1)49AH1为正值，H2和H为负值，反应活化能大于反应的(2)b总反应H0，升高温度时平衡向逆反
21、应方向移动，甲醇的物质的量分数变小33.3%5105Pa,2109105Pa,250解析：(1)根据盖斯定律可知总反应反应反应，则总反应的HH1H241kJmol1(90kJmol1)49kJmol1。总反应是放热反应，即生成物的总能量比反应物的总能量低，则B项、D项错误；反应为慢反应，则反应的活化能较大，故A项正确。(2)根据总反应的化学方程式可知，其压强平衡常数表达式Kp。氢气和二氧化碳合成甲醇的总反应为放热反应，则升温平衡向逆反应方向移动，混合气体中甲醇的物质的量分数减小，故曲线b表示等压过程的曲线。根据起始物n(H2)/n(CO2)3，设初始时H2为3mol，CO2为1mol，达到平衡时转化的CO2为amol，应用三段式法计算：CO2(g) 3H2(g)=CH3OH(g) H2O(g)起始量/mol1300转化量/mola3aaa平衡量/mol1a33aaa则0.10，计算得a，故CO2的平衡转化率为mol(1mol)100%33.3%。结合上述分析知，曲线a、b分别对应t250下的x(CH3OH)p的曲线、p5105Pa下的x(CH3OH)t的曲线，对照图像中的x(CH3OH)0.10可知，反应条件可能是5105Pa,210或9105Pa,250。
