课时作业(37) 化学平衡常数及转化率（Word练习）-【优化指导】2025年高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(37)　化学平衡常数及转化率 1．(2024·山西吕梁调研)一定条件下，对于已达平衡的可逆反应2A(g)＋B(g) ⥫⥬2C(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　) A．其他条件不变，增大压强，平衡常数随之增大 B．其他条件不变，增大A的浓度，平衡常数随之增大 C．改变条件使平衡常数增大，化学反应速率加快 D．改变条件使平衡常数增大，A的转化率增大 D　解析：化学平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，A、B均错误；该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数增大，但化学反应速率减小，C错误；改变条件使平衡常数增大说明反应程度增大，反应物A的转化率增大，D正确。 2．（双选）（2024·安徽芜湖名校联考）在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示： 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 下列说法正确的是(　　) A．升高温度，CO的平衡转化率增大 B．80 ℃时反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为 C.在80 ℃达到平衡时，充入一定量的Ni(CO)4再次平衡后，CO的体积分数增大，平衡常数减小 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol/L BD　解析：温度升高，平衡常数减小，说明该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小，A错误；80 ℃时，反应Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)的平衡常数为2，则反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为，B正确；在80 ℃达到平衡时，充入一定量的Ni(CO)4，相当于增大压强，再次平衡后，CO体积分数减小，温度不变，平衡常数不变，C错误；80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为＝ mol/L＝2 mol/L，D正确。 3．一定温度下，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，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。 4．(2024·浙江金华十校联考)向某2 L密闭容器中投入NO、O2分别为2 mol、1 mol，只发生反应：2NO＋O2⥫⥬2NO2，在不同温度下、相同时间(t min)内NO的转化率如下表所示。则下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 5 30 70 80 转化率/% 10 80 80 50 A.该反应是吸热反应 B．若温度为50 ℃，NO的转化率>80%， C．30 ℃、70 ℃下，t min时的NO2生成速率相等 D．80 ℃下，该反应的平衡常数为2 B　解析：根据表格数据可知，随着温度升高，速率增大，5 ℃、30 ℃下t min未达平衡，70 ℃、80 ℃下t min时反应已经达到平衡，为平衡转化率，平衡转化率随温度升高而减小，根据勒夏特列原理知该反应为放热反应，A错误；由选项A中分析和表格数据可知，50 ℃时NO的转化率大于80%，B正确；30 ℃、70 ℃的NO的转化率相同，但温度不同，t min时的NO2生成速率不相等，C错误；80 ℃下t min时反应已建立该条件下的平衡，NO、O2的起始浓度分别为1 mol/L，0.5 mol/L，NO的转化率为50%，则NO、O2、NO2的平衡浓度分别为0.5 mol/L、0.25 mol/L、0.5 mol/L，故K＝＝＝4，D错误。 5．（双选）（2024·辽宁鞍山五校联考）已知反应①CO(g)＋CuO(s)⥫⥬CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s)⥫⥬Cu(s)＋H2O(g)在T ℃时的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3。则下列说法正确的是(　　) A．反应①的平衡常数K1＝ B．反应②中，增大氢气浓度，平衡正向移动，K2不变 C．对于反应③，T ℃时，K3＝K1－K2 D．对于反应③，恒容时，温度升高，K值减小，则该反应为放热反应 BD　解析：反应①中氧化铜和铜为固体，不代入平衡常数表达式，则反应①的平衡常数K1＝，A错误；化学平衡常数是温度的函数，温度不变，化学平衡常数不变，则反应②中，增大氢气浓度，平衡向正反应方向移动，但K2不变，B正确；根据盖斯定律，反应③＝反应①－反应②，结合平衡常数表达式，反应③T ℃时，K3＝，C错误；对于反应③，恒容时，温度升高，K值变小，说明平衡向逆反应方向移动，则该反应是放热反应，D正确。 6．(2024·浙江宁波十校联考)在不同温度下，向V L密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s) ⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q＞0)，达到平衡时的数据如下表所示： 温度/℃ n(C)/mol n(CO2)/mol T1 0.15 T2 0.375 下列说法正确的是(　　) A．由上述信息可推知：T1＞T2 B．T2℃时，反应达到平衡后再缩小容器的体积，c(N2)∶c(NO)增大 C．T1℃时，反应达到平衡后再增加碳的量，NO的转化率增大 D．T1℃时，该反应的平衡常数K＝ D　解析：在不同温度下，向V L密闭容器中加入0.5 mol NO和0.5 mol活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s) ⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－Q kJ/mol(Q＞0)。T1时，n(CO2)＝0.15 mol，则平衡时NO、N2、CO2的物质的量分别为0.2 mol、0.15 mol、0.15 mol；T2时，n(C)＝0.375 mol，则平衡时NO、N2、CO2的物质的量分别为0.25 mol、0.125 mol、0.125 mol。T2时CO2的浓度比T1时小，则表明平衡逆向移动，由此可推知：T1＜T2，A错误；T2℃时，反应达到平衡后再缩小容器的体积，由于反应前后气体的分子数相等，平衡不发生移动，c(N2)、c(NO)都增大，但c(N2)∶c(NO)不变，B错误；T1℃时，反应达到平衡后再增加碳的量，平衡不发生移动，NO的转化率不变，C错误；T1℃时，该反应的平衡常数K＝＝，D正确。 7．（双选）某温度下在2 L密闭容器中加入一定量A，发生以下化学反应：2A(g)⥫⥬B(g)＋C(g)　ΔH＝－48.25 kJ/mol，反应过程中B、A的浓度比与时间t有下图所示关系，若测得第15 min时c(B)＝1.6 mol/L，下列结论正确的是(　　) A．该温度下此反应的平衡常数为4 B．A的初始物质的量为4 mol C．反应到达平衡时，放出的热量为193 kJ D．反应达平衡时，A的转化率为80% AD　解析：利用“三段式法”进行计算： 此时＝2，则有＝2，解得c(A)＝4.0 mol/L，n(A)＝4.0 mol/L×2 L＝8.0 mol，B错误；化学平衡常数K＝＝＝4，A正确；生成1 mol B的反应热ΔH＝－48.25 kJ/mol，达到平衡时生成3.2 mol B，放出的热量为48.25 kJ/mol×3.2 mol＝154.4 kJ，C错误；反应达到平衡时，A的转化率为×100%＝80%，D正确。 8．(2024·湖南省雅礼中学月考)Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下： ①Cl2(g) ⥫⥬2Cl·(g)　快反应 ②CO(g)＋Cl·(g) ⥫⥬COCl·(g)　快反应 ③COCl·(g)＋Cl2(g) ⥫⥬COCl2(g)＋Cl·(g) 慢反应 反应②的速率方程为v正＝k正c(CO)·c(Cl·)，v逆＝k逆c(COCl·)。下列说法错误的是(　　) A．反应①的活化能小于反应③的活化能 B．反应②的平衡常数K＝ C．要提高合成COCl2的速率，关键是增大反应①的速率 D．选择合适的催化剂能提高单位时间内COCl2的产率 C　解析：反应①是快反应，反应③是慢反应，反应的活化能越大，反应速率越大，则反应①的活化能小于反应③的活化能，A正确；反应②达到平衡时v正＝v逆，即k正c(CO)c(Cl·)＝k逆c(COCl·)，则有K＝＝，B正确；反应①、②是快反应，反应③是慢反应，慢反应是整个反应的决速反应，要增大合成COCl2的速率，关键是增大反应③的速率，C错误；选择合适的催化剂能增大该反应的速率，能提高单位时间内COCl2的产率，D正确。 9．（双选）（2024·黑龙江哈尔滨三中月考）将一定量的X加入某密闭容器中，发生反应：2X(g)⥫⥬3Y(g)＋Z(g)，平衡时混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示。下列推断正确的是(　　) A．平衡后加入高效催化剂可使混合气体的平均摩尔质量增大 B．压强大小有p3<p2<p1 C．升高温度，该反应平衡常数K减小 D．在该条件下M点X平衡转化率为 BD　解析：催化剂不会使平衡发生移动，混合气体的平均摩尔质量不变，A错误；该反应为气体体积增大的反应，由图像及平衡移动可知，压强越大，X的物质的量分数越大，则压强大小有p3＜p2＜p1，B正确；根据图像知，升高温度，X的物质的量分数降低，说明反应向正反应方向移动，平衡常数增大，C错误；根据三段式分析： ， M点X的物质的量分数为0.1，则有＝0.1，解得x＝a，故X的转化率为，D正确。 10．(2024·湖南省名校联盟联考)我国科学家利用石墨烯量子点为催化剂，将CO2转化为燃料甲烷，空间站基于该反应将航天员呼出的CO2转化为火箭燃料。将5 mol CO2和20 mol H2通入某恒压(压强为p0)密闭容器中，发生如下反应： Ⅰ .CO2(g)＋4H2(g) ⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－165 kJ/mol(主反应) Ⅱ .CO2(g)＋H2(g) ⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol(副反应) 平衡时容器中含碳元素物质的物质的量[n(X)]随温度(T)的变化如图甲、乙、丙曲线所示。 下列说法错误的是(　　) A．曲线甲、乙、丙分别表示CO2、CO、CH4 B．空间站中使CO2转化为燃料CH4的反应不能采用高温 C．1 050 K时，曲线丙逐渐下降的原因是以反应 Ⅱ 为主 D．800 K时反应 Ⅰ 的压强平衡常数Kp≈ A　解析：反应 Ⅰ 为放热反应，温度越低，越有利于反应 Ⅰ 正向移动，故甲为CH4，反应 Ⅱ 为吸热反应，温度越高，越有利于反应 Ⅱ 正向移动，故乙为CO，则丙为CO2，A错误；空间站中使CO2转化为燃料CH4，由图可知，较低温度时，CO2的平衡转化率高，平衡时CH4的物质的量大，B正确；曲线丙为CO2，高温主要进行反应 Ⅱ ，温度升高，该反应正向移动，CO2的平衡转化率提高，含量下降，C正确；800 K达到平衡时，CH4为3.8 mol，CO2为1 mol，CO为0.2 mol，根据三段式法计算： 、 ， 容器中n(总)＝17.4 mol，反应 Ⅰ 中各气体的分压：p(CO2)＝p0，p(H2)＝p0，p(CH4)＝p0，p(H2O)＝p0，故800 K时反应 Ⅰ 的压强平衡常数Kp＝≈，D正确。 11．在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应：2MoS2(s)＋7O2(g) ⥫⥬2MoO3(s)＋4SO2(g)　ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (1)比较p1、p2、p3的大小：________。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp＝________(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压＝总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 答案：(1)p1＞p2＞p3　(2)(kPa)－3 解析：(1)该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，故压强：p1＞p2＞p3。 (2)若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n(O2)＝7.0 mol×(1－50%)＝3.5 mol，生成n(SO2)＝×4＝2 mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，故A点压强为×7.0 kPa＝5.5 kPa，p(O2)＝×5.5 kPa＝3.5 kPa，p(SO2)＝(5.5－3.5)kPa＝2 kPa，则A点平衡常数Kp＝＝(kPa)－3＝(kPa)－3。 12．N2O4是NO2的二聚产物，NO、NO2等氮氧化物是主要的大气污染物，氮氧化物与悬浮在大气中的粒子相互作用时，涉及如下反应： ①2NO2(g)＋NaCl(s) ⥫⥬NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1＜0　K1 ②2NO(g)＋Cl2(g) ⥫⥬2ClNO(g)　ΔH2＜0　K2 (1)反应4NO2(g)＋2NaCl(s) ⥫⥬2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)，该反应的平衡常数为________(用K1、K2表示)。 (2)为研究不同条件对反应②的影响，T ℃时，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.2 mol Cl2，经5 min达到平衡状态，反应过程中容器内的压强减小10%，则5 min内反应的平均速率v(ClNO)＝________mol/(L·min)，NO的平衡转化率α1＝________%。 答案：(1)2ΔH1－ΔH2　　(2)0.008　40 解析：(1)分析反应①、②，根据盖斯定律，由①×2－②可得4NO2(g)＋2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，则该反应的ΔH＝2ΔH1－ΔH2，该反应的平衡常数为K＝。 (2)根据阿伏加德罗定律可知，同温同容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应过程中容器内的压强减小10%，则平衡时气体总物质的量为0.4 mol×(1－10%)＝0.36 mol。设反应中NO转化x mol，则： 则有0.2－x＋0.2－0.5x＋x＝0.36，解得x＝0.08，故5 min内反应的平均速率为v(ClNO)＝＝0.008 mol/(L·min)，NO的平衡转化率α1＝×100%＝40%。 学科网（北京）股份有限公司 $$