1、化学平衡常数平衡转化率 (40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1(2021兰州高二检测)关于化学平衡常数的叙述正确的是()A温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数B两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变C温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时，v(正)v(逆)，D错误。2(2021淮安高二检测)在一定条件下，将0.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L密闭容器中，进行反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是()
2、A.反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小B随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐增大C达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 molL1D该反应建立平衡过程中vt(时间)图象如图【解析】选A。A项，由于该反应从逆反应开始进行，故反应刚开始时，生成物浓度最大，正反应速率最小，A项正确；随着反应的进行，生成物浓度逐渐减小，逆反应速率逐渐减小，反应物浓度逐渐增大，正反应速率逐渐增大，B项不正确；C项，该反应不能进行彻底，且起始时n(CO2)n(H2)，故平衡时CO2的浓度不可能是0 molL1，C项不正确；D项，该反应建立平衡的过程中，逆反应速率大于正反应速率，且逆反应速率逐渐
3、减小，正反应速率逐渐增大，达到平衡时正、逆反应速率相等，D项不正确。3(2021惠州高二检测)在1 000 K时，已知反应Ni(s)H2O(g)NiO(s)H2(g)的平衡常数K0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应()A已达平衡状态B未达平衡状态，反应正向进行C未达平衡状态，反应逆向进行D无法确定【解析】选C。Q10.005 9，故反应未达平衡状态，反应逆向进行，故选C。4(双选)对可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列达到平衡状态的标志是()A达到化学平衡时4v正(O2)5v逆(NO)B单位时间内生成4 mol NO的同时，消耗4 mol N
4、H3CNH3、O2、NO、H2O的物质的量之比满足4546D单位时间里生成4 mol NH3的同时生成6 mol H2O【解析】选A、D。A项表示的反应不同向，且速率比等于方程式中的化学计量数之比，故判断为平衡状态；B项表示的化学反应是同向的；C项，反应中各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比，不一定是平衡状态；D项表示的反应不同向，且速率之比等于计量数之比，故判断为平衡状态。【加固训练】一定条件下，在体积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y 进行反应：2X(g)Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是()AX的百分含量不再发生变化Bc(X)c(Y)
5、c(Z)211C容器内原子总数不再发生变化D同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z【解析】选A。反应过程中原子个数守恒，所以C不合题意；消耗2n mol X与生成n mol Z是同一反应方向，也不能说明反应已达平衡，D错误；浓度之比为211，不能说明浓度保持不变，B错误。5(2021泉州高二检测)在一定条件下，有下列反应前后分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是()H2F22HFK1047H2Cl22HClK1017H2Br22HBrK109H2I22HIK1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是()ABC D无法确定【解析】选A。化学平衡常数越大，表示
6、该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。6(2021南京高二检测)在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)2B(g)2C(g)Hv逆C平衡时，c平(CH3OH)0.04 molL1D若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，该时间内反应速率v(CH3OH)1.6 molL1min1【解析】选B、C。该反应的平衡常数表达式为K，A错误；用所给浓度求得浓度商Q1.86400，故反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，即v正v逆，B正确；由表中数据可知，CH3OH初始浓度为0.44 molL120.6 molL11.64 molL1，设平衡时CH3OCH3的浓度为x molL1，则列
7、三段式为K400，解得x0.8，故平衡时c平(CH3OH)1.64 molL10.8 molL120.04 molL1，C正确；v(CH3OH)0.16 molL1min1，D错误。10(2021昆明高二检测)在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s) NH3(g)H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数K为()ApBp2Cp2Dp【解析】选C。NH4HS(s) NH3(g)H2S(g)开始时 0 0平衡时 p p则该反应的平衡常数Kp(H2S)p(NH3)ppp2。二、非选择题(本题包括2小题，共30分)11(16分)(2021杭州高二检测)
8、反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 molL1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下：(1)此反应的平衡常数为_。(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 molL1，NO2(g)的初始浓度仍为2 molL1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的浓度及SO2和NO2的平衡转化率。c平(SO3)_molL1，c平(SO2)_molL1。(SO2)_，(NO2)_。【解析】(1)设平衡时SO2的浓度为x molL1 SO2(g)NO2(g) SO3(g)N
9、O(g)初始浓度(molL1) 2 2 0 0平衡浓度(molL1) x x 2x 2x由题意可知100%50%，x1，K1。(2)设达平衡时NO的浓度为y molL1 SO2(g)NO2(g) SO3(g)NO(g)初始浓度(molL1) 3 2 0 0平衡浓度(molL1) 3y 2y y y因为温度不变，平衡常数不变，K1则1，y1.2平衡浓度：c平(SO3)1.2 molL1，c平(SO2)3 molL11.2 molL11.8 molL1；(SO2)100%40%；(NO2)100%60%。答案：(1)1(2)1.21.840%60%12(14分)现有反应PCl5(g) PCl3(g
10、)Cl2(g)，523 K时，将10 mol PCl5注入容积为2 L的密闭容器中，平衡时压强为原来的1.5倍。(1)该温度下该反应的平衡常数K为_；(2)PCl5的平衡转化率为_。【解析】设达到平衡时PCl5的转化浓度为x，则PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)起始浓度 5 molL1 0 0变化浓度 x x x平衡浓度 5 molL1x x x由题意可知，(5 molL1x)5 molL11.5，解得x2.5 molL1。K(2.52.52.5)molL1 2.5 molL1；PCl5的平衡转化率为2.5 molL15 molL1100%50%。答案：(1)2.5 molL1(2)5
11、0%(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)13工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应原理为CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)，下面选项的条件中可判断该反应达到平衡状态的是()A单位时间内消耗1 mol的H2O同时生成1 mol的H2B两个HO键断裂的同时有两个C=O键断裂C反应容器内的气体密度不再发生变化D混合气体的相对分子质量不再发生变化【解析】选B。单位时间内消耗1 mol的H2O，表示的是正反应速率，生成1 mol的H2表示的也是正反应速率，无法说明反应达到平衡状态，A项错误；两个HO键断裂表示的是正反应速率，两个C=O键断裂表
12、示的是逆反应速率，且正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，B项正确；在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，则混合气体的密度始终不变，所以反应容器内的气体密度不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，C项错误；该反应是气体的总物质的量不变的可逆反应，根据M，混合气体的相对分子质量始终不发生变化，所以相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。14(双选)温度为T1时，向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应：CO(g) H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol1。数据如下，下列说法不正确的是()容器甲乙反应物COH2OCO
13、H2O起始时物质的量(mol)1.20.62.41.2平衡时物质的量(mol)0.80.2abA.乙容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4 kJBT1时，反应的平衡常数K甲1C平衡时，乙中CO的浓度是甲中的2倍D乙容器中，平衡时CO的转化率约为75%【解析】选A、D。甲容器中平衡时，消耗的CO的物质的量为1.2 mol0.8 mol0.4 mol，乙和甲是等效平衡，达到平衡时CO消耗的量是甲的2倍，即消耗了0.8 mol，根据反应CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g)H41 kJmol1，可知平衡时放出热量为：41 kJmol10.8 mol32.8 kJ，故A错误；CO(g)H2
14、O(g)CO2(g)H2(g)起始(mol) 1.2 0.6 0 0转化(mol) 0.4 0.4 0.4 0.4平衡(mol) 0.8 0.2 0.4 0.4 在T1达到平衡状态时甲容器中，c(CO)0.4 molL1，c(H2O)0.1 molL1，c(CO2)0.2 molL1，c(H2)0.2 molL1，则该温度下反应的平衡常数K甲0.20.2/(0.40.1)1，故B正确；CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，则甲、乙互为等效平衡，达到平衡时反应物转化率相等，则，解得a1.6，故C正确；根据C项可知a1.6，乙容器中，平衡时CO
15、的转化率为100%33%，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)15(2021衡水高二检测)(1)已知反应Fe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)H1，平衡常数为K1；反应Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)H2，平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如表所示：700 900 K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H，平衡常数为K，则H_(用H1和H2表示)，K_(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)是_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)一定温度下，向某密闭
16、容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)H0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：该条件下反应的平衡常数为_；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 mol L1，则平衡时CO的浓度为_molL1。下列措施中能使平衡时增大的是_(填字母)。A升高温度B增大压强C再充入一定量的CO2 D再加入一定量铁粉【解析】(1)目标反应可由上述两个反应相减得到，即HH1H2，则K，随温度升高，K1增大，K2减小，所以增大，正反应为吸热反应。(2)平衡时c平(CO2)0.5 molL1，c平(CO)1 molL1，K2.0。设平衡时c平(CO)a molL1，则平衡时c平(CO2)(2.0a) molL1，则K2.0，解得a。平衡时K只与温度有关，由题目信息可知升高温度，K变大，即增大，故只有A项正确。答案：(1)H1H2吸热(2)2.0A