1、第 24 讲 化学平衡常数及转化率的计算 1(2020山西省晋城市实验中学模拟)只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数 K 与化学平衡移动的关系叙述不正确的是()AK 不变，平衡可能移动 B平衡向右移动时，K 不一定变化 CK 有变化，平衡一定移动 D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，K 也增大 2 倍【答案】D【解析】因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K 不变，A、B 项正确；K 只与温度有关，K 发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C 项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，化学平衡常数应变为 K2，D 项错误。2(2020吉林省
2、四平市模拟)下列有关说法正确的是()ASO2(g)H2O(g)=H2SO3(l)，该过程熵值增大 BSO2(g)=S(g)O2(g)H0，S0，该反应不能自发进行 CSO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H0，S0，反应在高温下自发进行，不正确；C中是一个H0，S0的反应，由HTSH2OCO2 D温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大【答案】C【解析】A 项，NO(g)12N2(g)12O2(g)的平衡常数为1K11211015，错误；B 项，根据 K2的值可知H2和 O2之间反应的趋势很大，但需要点燃才能进行，错误；C 项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2 的平
3、衡常数依次为 11030、51082、41092，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D 项，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。4(2020浙江省义乌模拟)在淀粉KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数 K 如表所示：t/5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 下列说法正确的是()A反应 I2(aq)I(aq)I3(aq)的 H0 B其他条件不变，升高温度，溶液中 c(I3)减小 C该反应的平衡常数表达式为 Kc(I2)c(I)c(I3)D25 时，向溶液中加入少量 KI 固体
4、，平衡常数 K 小于 689【答案】B【解析】选项 A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，H0，错误；选项 B，温度升高，平衡逆向移动，c(I3)减小，正确；选项 C，Kc(I3)c(I2)c(I)，错误；选项 D，平衡常数仅与温度有关，25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是 689，错误。5(2020山西实验中学模拟)已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)，在相同的某温度下的平衡常数分别为 K1和 K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为
5、K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数 K1c(CO2)c(Cu)c(CO)c(CuO)B反应的平衡常数 KK1K2 C对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小【答案】B【解析】在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应反应反应，因此平衡常数 KK1K2，B 正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此 H0，C 错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D 错误。6(2020江苏省溧水高级中学
6、模拟)某温度下，将 2 mol A 和 3 mol B 充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min 后达到平衡。已知该温度下其平衡常数 K1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的 10 倍，A 的转化率不发生变化，则下列说法正确的是()Aa3 Ba2 CB 的转化率为 40%DB 的转化率为 60%【答案】C【解析】若温度不变时将容器的容积扩大为原来的 10 倍，A 的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以 a1，选项 A、B 错误；设 B 的转化率为 x，列出三段式：A(g)B(g)C(g)D(g)初始物质的量/mol 2 3 0 0 变化物
7、质的量/mol 3x 3x 3x 3x 平衡物质的量/mol 23x 33x 3x 3x 3x3x(23x)(33x)1，解得 x0.4，即 B 的转化率为 40%，选项 C 正确，选项 D 错误。7(2020安徽省芜湖市模拟)在一定条件下发生反应：4NO2(g)O2(g)2N2O5(g)H0，T1 时，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中通入 NO2和 O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是()时间/s 0 5 10 15 c(NO2)/(molL1)4.00 2.52 2.00 c3 c(O2)/(molL1)1.00 c1 c2 0.50 A.05 s 内 N2O5的平均反应速率为
8、 0.148 molL1s1 B其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时 c(N2O5)2.00 molL1 C设 T1时平衡常数为 K1，T2时平衡常数为 K2，若 T1K2 DT1时平衡常数为 0.125，平衡时 NO2和 O2的转化率均为 50%【答案】B【解析】05 s 内，v(N2O5)12v(NO2)12(4.002.52)molL15 s0.148 molL1s1，A 项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得 c10.63，c20.50，c32.00，由此可知 10 s时达到平衡，平衡时 c(N2O5)1.00 molL1，将容器体积压缩一半，此时
9、c(N2O5)2.00 molL1，随后平衡正向移动，c(N2O5)2.00 molL1，B 项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C 项正确；达到平衡时 c(NO2)2.00 molL1，c(O2)0.50 molL1，c(N2O5)1.00 molL1，K1.0022.0040.500.125，平衡时 NO2的转化率为2.00 molL14.00 molL1100%50%，O2的转化率为0.50 molL11.00 molL1100%50%，D 项正确。8(2020福建省厦门市一中模拟)在一恒容的密闭容器中充入 0.1 molL1 CO2、0.1 molL1CH4，在一定条件下发生
10、反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)，测得 CH4平衡转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是()A上述反应的 H0 B压强：p4p3p2p1 C1 100 时该反应的平衡常数为 1.64 D压强为 p4时，在 Y 点：v 正0，A项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH4的平衡转化率越小，故 p4p3p2p1，B 项正确；1 100 时，甲烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为 c(CH4)0.02 molL1，c(CO2)0.02 molL1，c(CO)0.16 molL1，c(H2)0.16 molL1，即该温度下的平衡常数 K
11、0.1620.1620.020.021.64，C 项正确；压强为 p4时，Y 点反应未达到平衡状态，需增大 CH4的转化率才能达到平衡，此时 v 正v逆，D 项错误。9.(2020江西省分宜中学模拟)已知 NO 和 O2经反应和反应转化为 NO2，其能量变化随反应过程如图所示。2NO(g)N2O2(g)H1，平衡常数 K1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2，平衡常数 K2 下列说法中不正确的是()AH10，H20 B2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常数 KK1/K2 C2NO(g)O2(g)2NO2(g)的 HH1H2 D反应的速率大小决定 2NO(g)O2(g)2NO2(
12、g)的反应速率【答案】B【解析】由题图可知，反应和反应的反应物总能量均高于生成物总能量，所以 H10，H20，A项正确；反应反应得 2NO(g)O2(g)2NO2(g)，所以 KK1K2，HH1H2，B 项错误，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应的活化能大于反应，所以反应的反应速率小于反应，故反应的速率大小决定 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率，D 项正确。10（2020云南昆明第三中学模拟）在一定条件下发生反应：4NO2(g)O2(g)2N2O5(g)H0，T1时，向体积为 2 L 的恒容密闭容器中通入 NO2和 O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是(
13、)时间/s 0 5 10 15 c(NO2)/(molL1)4.00 2.52 2.00 c3 c(O2)/(molL1)1.00 c1 c2 0.50 A.05 s 内 N2O5的平均反应速率为 0.148 molL1s1 B其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时 c(N2O5)2.00 molL1 C设 T1时平衡常数为 K1，T2时平衡常数为 K2，若 T1K2 DT1时平衡常数为 0.125，平衡时 NO2和 O2的转化率均为 50%【答案】B【解析】05 s 内，v(N2O5)12v(NO2)12（4.002.52）molL15 s0.148 molL1s1，A 项正确；
14、根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得 c10.63，c20.50，c32.00，由此可知10 s 时达到平衡，平衡时 c(N2O5)1.00 molL1，将容器体积压缩一半，此时 c(N2O5)2.00 molL1，随后平衡正向移动，c(N2O5)2.00 molL1，B 项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C 项正确；达到平衡时 c(NO2)2.00 molL1，c(O2)0.50 molL1，c(N2O5)1.00 molL1，K1.0022.0040.500.125，平衡时 NO2 的转化率为2.00 molL14.00 molL1100%50%，O2 的转化率
15、为0.50 molL11.00 molL1100%50%，D项正确。11.（2020甘肃兰州一中模拟）在容积均为 1 L 的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入 1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，当反应进行到 5 min 时，测得 Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)K(T2)B反应进行到 5 min 时，b 容器中 v 正(CO)v 逆(CO)C达到平衡时，a、b、c 中 CO 的转化率为 bac D减压或升温可将 b 中的平衡状态转变成 c 中的平衡状态【答案】D【解析
16、】温度越低，反应速率越慢，再结合 a、b、c 三容器中 Ni(CO)4的体积分数可知，a 容器中反应未达到平衡，bc 的变化则说明随温度升高，化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A 错误；反应进行到 5 min 时，b 容器未必达到平衡状态，则 b 容器中 v 正(CO)不一定等于 v 逆(CO)，B 错误；其他条件相同时，随温度升高，平衡逆向移动，K 减小，CO 转化率减小，故达到平衡时，CO 的转化率为 abc，C 错误；结合 A 项分析知，升温可使 b 中的平衡状态转变为 c 中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致 Ni(CO)4浓度变小，即可使 b 中的平衡状态转变为 c 中的平衡状态
17、，D 正确。12（2020湖南雅礼中学模拟）固定容积为 2 L 的密闭容器中发生反应 xA(g)yB(g)zC(g)，图1 表示 T 时容器中各物质的量随时间变化的关系，图 2 表示平衡常数 K 随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是()A该反应可表示为 2A(g)B(g)C(g)H0，错误；B 项，根据图 1 知 05 min 内，A、B、C 变化的物质的量分别为 0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为2A(g)B(g)C(g)，反应达到平衡时 A、B、C 的平衡浓度分别为 0.2 molL1、0.1 molL1、0.1 molL1，故 T 时该反应的平衡常
18、数 Kc（C）c2（A）c（B）25，错误；C 项，根据质量守恒定律知，容器内气体的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D 项，根据图 1 知 T 时反应达平衡后 C 的体积分数为 0.25，在第 6 min 时再向体系中充入 0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时，C 的体积分数大于 0.25，正确。13（2020浙江省绍兴质检）一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 SO2(g)和 O2(g)，进行反应，2SO2O22SO3，其起始物质的量及 SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是()甲 乙 丙 丁
19、 密闭容器体积/L 2 2 2 1 起始物质的量 n(SO2)/mol 0.40 0.80 0.80 0.40 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2的平衡转化率%80 1 2 3 A.甲中反应的平衡常数小于乙 B该温度下，该反应的平衡常数 K 为 400 CSO2的平衡转化率：123 D容器中 SO3的物质的量浓度：丙丁甲【答案】B【解析】A.温度一定，平衡常数不变，错误；B.甲中平衡常数 Kc2(SO3)c2(SO2)c(O2)0.1620.0420.04400，正确；C.乙和丙中二氧化硫起始量相同，但丙中氧气物质的量大于乙中氧气物质的量，所以 1”“”“”或“
20、”)。【解析】(1)根据反应写出平衡常数的表达式为 K2c(H2O)c(CO)c(H2)c(CO2)，随温度升高，平衡常数增大，说明正反应为吸热反应。某温度下，平衡浓度符合下式：5c(CO2)c(H2)2c(CO)c(H2O)，K2c(H2O)c(CO)c(H2)c(CO2)522.5，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为 800。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在 500，反应平衡常数的数值都是1.0；压强的改变不影响平衡常数，且反应是反应前后气体分子数不变的可逆反应，压强的改变也不会影响化学平衡。(3)根据三反应之间的关系
21、，故 K3K1K2；根据反应在 500 时的浓度值可知，此时 Qc0.88(4)0.15 molL1min1 15(2020山东威海模拟)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为 CH3COOCH3(l)C6H13OH(l)催化剂CH3COOC6H13(l)CH3OH(l)已知 v 正k 正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)，v 逆k 逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)，其中 v 正、v 逆为正、逆反应速率，k 正、k 逆为速率常数，x 为各组分的物质的量分数。(1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比
22、11 投料，测得 348 K、343 K、338 K 三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如图所示。该醇解反应的 H_0(填“”或“0。348 K 时，设初始投入己醇和乙酸甲酯均为 1 mol，则有 CH3COOCH3(l)C6H13OH(l)催化剂CH3COOC6H13(l)CH3OH(l)起始/mol 1 1 0 0 转化/mol 0.64 0.64 0.64 0.64 平衡/mol 0.36 0.36 0.64 0.64 代 入 平 衡 常 数 表 达 式：Kx x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)/x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)0.320.32/(0
23、.180.18)3.2。k 正、k 逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k 正受温度影响更多，因此温度升高，k 正增大的程度大于 k逆，因此 k正k逆值最大的曲线是。根据 v正k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)，v逆k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)，A 点温度高且 x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)大，因此 A 点 v 正最大，C 点温度高且x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)大，因此 C 点 v 逆最大。(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，初始投料比为 21 时乙酸甲酯转化率最大。化学平衡常数 Kx只与温度有关，因此不变。(3
24、)催化剂参与了醇解反应，改变了反应历程，a 错误；催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使 k 正和 k逆增大相同倍数，b 正确；催化剂能够降低反应的活化能，c 正确；催化剂不改变化学平衡，d 错误。因此选择 bc。【答案】(1)3.2 A C(2)21 不变(3)bc 16(2020辽宁五校协作体联考)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为我国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1180.5 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(
25、g)H2393.5 kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H3221 kJmol1 若某反应的平衡常数表达式为 Kc(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)，则此反应的热化学方程式为_。(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)，某温度下向恒容密闭容器中充入一定量 N2O5，测得 N2O5浓度随时间的变化如下表：t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/(molL1)1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 反应开始时体系压强为 p0，第 2 min 时体系压强为 p1，则 p1p0_。25 min 内用 NO
26、2表示的该反应的平均反应速率为_。一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量 N2O5 进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_(填字母)。aNO2和 O2的浓度比保持不变 b容器中压强不再变化 c2v 正(NO2)v 逆(N2O5)d气体的密度保持不变(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将 K 表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)CO(g)NO(g)CO2(g)，该反应中正反应速率 v 正k 正p(NO2)p(CO)，逆反应速率 v 逆k 逆p(NO)p(CO2)，其中 k 正、k 逆为速率常数，则 Kp为_(用 k 正、k 逆表示)。(4)如图是密
27、闭反应容器中按 n(N2)n(H2)13 投料后，在 200、400、600 下，合成 NH3反应达到平衡时，混合物中 NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。曲线 a 对应的温度是_。M 点对应的 H2的转化率是_。【解析】(1)若某反应的平衡常数表达式为 K c(N2)c2(CO2)c2(NO)c2(CO)，则其化学方程式为 2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，将题中 3 个已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由2可得：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H(393.5 kJmol1)2(180.5 kJmol1)(221 kJmol
28、1)746.5 kJmol1。(2)根据题表中数据及三段式法有：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)开始/(molL1)1.00 0 0 转化/(molL1)0.50 1.00 0.25 2 min 时/(molL1)0.50 1.00 0.25 该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度之比，所以 p1p0(0.501.000.25)molL 11.00 molL 174。25 min 内，v(N2O5)(0.500.17)molL1(52)min0.11 molL1min1，v(NO2)2v(N2O5)0.22 molL1min1。反应过程中
29、NO2和 O2的浓度比始终保持不变，a 项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器中压强为变量，容器中压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b 项符合题意；v 正(NO2)2v 逆(N2O5)时，正、逆反应速率相等，而 2v 正(NO2)v 逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等，c 项不能说明反应已经达到化学平衡状态；反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d 项不能说明反应已经达到化学平衡状态。(3)Kpp(NO)p(CO2)p(NO2)p(CO)，v 正k 正p(NO2)p(CO)，v 逆k 逆p
30、(NO)p(CO2)，平衡时正、逆反应速率相等，即 k 正p(NO2)p(CO)k逆p(NO)p(CO2)，则p(NO)p(CO2)p(NO2)p(CO)k正k逆，故 Kpk正k逆。(4)合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线 a、b、c 中，在相同条件下曲线 a 对应 NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线 a 对应的温度为 200。M 点 NH3的物质的量分数为 60%，设 NH3为 0.6a mol，则 N2、H2共为 0.4a mol，因为反应器中按 n(N2)n(H2)13 投料，故 M 点时 H2为 0.3a mol，结合 N2(g)3H2(g)2NH3(g)可知，转化的 H2的物质的量为 0.9a mol，所以 M 点对应 H2的转化率0.9a0.9a0.3a100%75%。【答案】(1)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1(2)74(或 1.751)0.22 molL1min1 b(3)k正k逆(4)200 75%
