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跟踪练(33) 化学平衡常数及转化率
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.高温下,反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0,反应达平衡状态。下列说法正确的是( )
A.该反应中,CO具有能量低于CO2具有能量
B.其他条件不变,增大压强,平衡常数(K)不变
C.升高温度,正反应速率减小
D.平衡常数表达式为K=
B 解析:该反应是吸热反应,反应物具有总能量低于生成物具有总能量,但不能比较CO和CO2具有能量的高低,A错误;平衡常数(K)只与温度有关,其他条件不变,增大压强,平衡常数(K)不变,B正确;升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率均增大,C错误;根据平衡常数表达式书写方法,该反应的平衡常数表达式为K=,D错误。
2.(2023·首都师大附中模拟)一定温度下,将2 mol A 和 2 mol B两种气体混合放入体积为 2 L 的密闭刚性容器中,发生反应2A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2 min末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的物质的量浓度为 0.4 mol/L,下列说法正确的是( )
A.x的值为 1
B.A的平衡转化率为 40%
C.此温度下,该反应的平衡常数 K=0.5
D.A和 B 的平衡转化率相等
B 解析:2 min后生成0.8 mol D,生成C的物质的量为0.4 mol/L×2 L=0.8 mol,则有=,解得x=2,A错误;根据反应的化学方程式可知,生成0.8 mol D,必定消耗0.8 mol A和0.4 mol B,则A的转化率为α(A)=×100%=40%,B正确;B的转化率为α(B)=×100%=20%,A和B的转化率不相等,D错误;利用“三段式法”计算平衡常数:
此温度下,该反应的平衡常数 K==≈0.089,C错误。
3.(经典考题)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g),平衡常数K=0.1,反应前CO的物质的量为10 mol,平衡后COS的物质的量为2 mol。下列说法正确的是( )
A.通入CO后,正反应速率逐渐不变
B.反应前H2S的物质的量为5 mol
C.CO的平衡转化率为20%
D.平衡时,CO和H2S的转化率相等
C 解析:恒容条件,通入CO后,c(CO)增大,正反应速率增大,A错误;利用“三段式法”进行计算:
又知平衡常数K=0.1,则有=0.1,解得n(H2S)=7 mol,B错误;CO的平衡转化率为α(CO)=×100%=20%,C正确;平衡时H2S的转化率为α(H2S)=×100%≈28.6%,显然CO和H2S的转化率不同,D错误。
4.T ℃时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g)C(s) ΔH<0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示,下列判断正确的是( )
A.T ℃时,该反应的平衡常数值为4
B.c点没有达到平衡,此时反应向逆反应方向进行
C.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T ℃
D.T ℃时,直线cd上的点均为平衡状态
C 解析:根据平衡常数的表达式并结合图中曲线可知,K==,A错误;c点没有达到平衡,如果达到平衡,应向d点移动,A、B的浓度降低,说明平衡向正反应方向移动,B错误;如果c点达到平衡,此时的平衡常数小于T ℃时的平衡常数,说明平衡向逆反应方向移动,即温度升高,C正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
5.在2 L恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应:A(g)+B(g) 2C(g)+D(s),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质
的量/mol
n(A)
n(B)
n(C)
①
600
0.30
0.20
0.30
②
700
0.20
0.30
0.24
③
800
0.10
0.10
a
下列说法不正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K=
B.实验①中,若5 min时测得n(B)=0.050 mol,则0~5 min时间内平均反应速率为v(A)=0.015 mol/(L·min)
C.实验②中达到平衡后,增大压强,平衡常数K不变
D.700 ℃时该反应的平衡常数为K=4.0
A 解析:D是固体,在平衡常数表达式中不能表示出来,A错误;实验①中,5 min时测得n(B)=0.050 mol,则消耗的n(A)=n(B)=0.20 mol-0.050 mol=0.15 mol,故有v(A)==0.015 mol/(L·min),B正确;增大压强,