2025届高三化学一轮复习强化练38：化学平衡常数

强化练38化学平衡常数 基础落实 选择题只有1个选项符合题意 1.一定温度下，反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K=c(X) c2(Y)c3(Z)c2(W)。下列有关该平衡体系的说法不正确的是() A升高温度，该反应的平衡常数K的变化无法判断 B.该反应逆反应的化学平衡常数为c3(Z)c2(W)c(X)c2(Y) C.该反应的化学方程式为3Z(g)+2W(g)X(g)十2Y(g) D.增大X的浓度，该反应的平衡常数增大 2.在一定温度下，反应N(g)十3H(g)2NH(g)的反应热和化学平衡常数分别为 △H和K,则相同温度时反应4NH(g)2N2(g)十6H(g)的反应热和化学平衡常数 为() A2△H和2K B.-2△H和2 C.-2△H和K-2 D.2△H和-2 3.O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水， 在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发 生的反应如下： 反应①O3D2十O1△H>0 平衡常数为K: 反应②[O]+O3R2O2AH<0 平衡常数为K2 总反应：2O33O2△H<0平衡常数为K。 下列叙述正确的是() A降低温度，总反应K减小 BK=K1十K2 C.适当升温，可提高消毒效率 D.压强增大，K2减小 4.常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反 应的平衡常数K=2×10一5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反 应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4: 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。 下列判断正确的是() A.第一阶段应选择稍高于42.2℃的反应温度 B.该反应达到平衡时，0分解Ni(CO)4]=4)消(CO) C.其他条件不变，增加c(CO),平衡向正向移动，平衡常数增大 D.第二阶段，230℃时，反应的平衡常数很小，故Ni的产率很低 5.(2023:马按山红星中学期中)已知反应2A(g)+B(s)C(g)十D(g)的平衡常数K 值与温度的关系如表所示。800℃时，向一个1L的密闭容器中充入0.20molA 和0.20molB,10s末达平衡。下列说法正确的是( 温度/℃ 700 800 1000 K值 0.6 1.0 1.4 A该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 B.达到平衡后，A的转化率为60% C.容器体积减小为原来的一半，平衡向正反应方向移动 D,平衡常数表达式K=c(C)c(D)c2(A)c(B) 6.(2024河北省级联测)在恒温恒容条件下，向容积为1L的密闭容器中充入一定 量的SO(g),发生下列反应：2SO3(g)2SO2(g)十O2(g) △H>0。温度为T时， 部分实验数据如表所示： tis 0 50 100 150 c(SO;)(mol-L-1) 4.00 2.50 2.00 2.00 下列说法错误的是() A.前50s内SO2(g)的平均生成速率为0.03molL-1.s-1 B.容器内密度不再改变说明反应已达平衡 C.150s时，向容器中继续通入2 mol SO3、2 mol SO2、1molO2,则此时反应将逆 向进行 D.其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时SO3的转化率增大 7.亚硝酰氯NOC)是有机合成中的重要试剂，可由NO和C2反应得到，化学方 程式为2NO(g)+C1(g)2NOC1(g): (1)在1L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1molC12(g),在不同温度下测得c NOCI)与时间t的关系如图A所示： 10 t/min 图A ①反应开始到10min时NO的平均反应速率oNO)= molL-lmin-l。 ②T2时该反应的平衡常数K= ③T2时C12的平衡转化率为 (2)若按投料比nNO):(C2)=2:1把NO和C12加入一恒压的密闭容器中发生反 应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： 6 50 40 30 400 5006(0077K 图B ①该反应的△H (填><或“=”)0。 ②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为 ③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp= (用 含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数) 8.工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应。 I .CH(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) (1)下列操作中，能提高CH(g)平衡转化率的是 (填标号) A增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体 C.移除COg) D.加入催化剂 (2)恒温恒压条件下，1 mol CH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率 为a,CO2(g)的物质的量为bmol,则反应I的平衡常数Kx= (写出含有a、 b的计算式；对于反应mA(g)+nB(g)C(g)十gDg),Kx=p(C)xq(D)xm (A)xm(B),x为物质的量分数)。其他条件不变，HO(g)起始量增加到5mol, 达平衡时，a=0.90,b=0.65,平衡体系中H2(g)的物质的量分数为 (结果 保留两位有效数字)。 能力提升 9.25℃，向40mL0.05molL的FcC13溶液中加入10mL0.15molL的KSCN溶 液，发生反应：Fe3++3SCN-Be(SCN)3,混合溶液中cFe3+)与反应时间()的 变化如图所示。（盐类的水解影响忽略不计）下列说法正确的是() c(Fe)/mol-L- n m 0 ts t t/min A在该反应过程中，A点的正反应速率小于B点的逆反应速率 B.E点对应的坐标为(0,0.05) C.该反应的平衡常数K=0.04一mm(3m一0.09)3 D.t4时向溶液中加入50mL0.1 mol/L KC1溶液，平衡不移动 10.(2023·大连八中期中)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g) +Y(g)M(g)+N(g). 实验 温度 起始时物质的量mol 平衡时物质的量/mol 编号 /℃ n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 800 0.10 0.15 b 下列说法正确的是( A.实验①中，若5min时测得M)=0.050mol,则0至5mim时间内，用N表示 的平均反应速率vN)=1.0×10-2mol/Lmin) B.实验②中，该反应的平衡常数K=2.0 C.实验③中，达到平衡时，Y的转化率为60% D.实验④中，达到平衡时，b=0.06 11.900℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入0.40mol乙苯，压强为2MPa,发生 反应： (g) (g)十H(g)。一段时间后，反应达到平衡，反应过程 中测定的部分数据如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 (乙苯)mol 0.40 0.30 0.24 22 13 n(苯乙烯)mol 0.00 0.10 1 0.20 0.20 下列说法错误的是( A保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂，则乙苯的 转化率大于50.0% B.反应在20min时反应速率vH2)=0.004molL-1min-1 C.900℃该反应的平衡常数Kp=1MPa D.相同温度下，起始时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2, 则达到平衡前：0正逆 12.(2024·南阳一中月考)二氧化碳催化加氢制取二甲醚DME)有利于减少温室气 体二氧化碳，制取过程发生如下反应： 反应1.CO2(g)+3H(g)CH3OH(g)+HO(g) △H1=-49.5kJ/mol 反应II.2CHOH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-23.4 kJmol-1 反应IⅢ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3=+41.2 kJmol-1 回答下列问题： (I)在压强一定的条件下，将CO2和H2按一定比例、流速通过装有催化剂的反应 管，测得平衡时“CO2的转化率”及“CH OCH3(g)选择性”和“CO、CH3OH选 择性的和”分别与温度的关系如图所示，回答下列问题： 80 曲线A 柔 曲线B 曲线C 20 0 T Ta TT 温度/℃ ①曲线C表示： ②T1一T5温度之间，升高温度，比值n(CO)n(H2O)将 (填“增大” “减小”或“不变”) (2)已知反应Ⅲ的速率方程可表示为0正=k正pCO2)P(H),v逆=k递p (CO)p(HO),lgk与温度的关系如图所示，T2℃下，图中A、B点的纵坐标分别 为a-0.7、a-1。T2℃、200MPa时，向恒压容器中充入CO2(g)和H(g)混合气 体制取二甲醚(DME),发生上述三个反应，平衡后，测得CHOH(g)、CH,OCH (g)和CO(g)体积分数分别为5%、10%、5%，则H,O(g)体积分数为 CH;OCH(g)产率为 ，生成CHOCH3(g)的选择性为 反应I的 Kp= (CH:OCH3选择性=生成二甲醚消耗的CO2物质的量消耗CO2总物 质的量×100%：10-0.3=0.50)。 Igk 参考答案 1DA.由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应，故升高温度化学平衡常 数的变化无法判断，故A正确：B.正反应与逆反应的化学平衡常数互为倒数，故 B正确：C,根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态可知，该反应的 化学方程式为3Z(g)十2W(g)X(g)+2Y(g),故C正确：D.改变反应物的浓度对 化学平衡常数无影响，故增大X的浓度，该反应的平衡常数不变，故D项错误。 2.C[根据热化学方程式的意义，4NH(g)2N2(g)十6H2(g)的反应热为一2AH, 再根据平衡常数的表达式，得出其平衡常数为K一2，C项正确。] 3.C[降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K1=c(O2)c(IO])c (O3)、K2=c2(O2)c([O])c(O3)、K=c3(O2)c2(O3)=K1K2,B项错 误：升高温度，反应①平衡向右移动，反应②平衡向左移动c(①O)增大，可提高 消毒效率，C项正确：对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。] 4.AA.Ni(CO)4的沸点为42.2℃，第一阶段选择稍高于42.2℃的反应温度，使 镍与CO反应转化成气态N(CO)4,故A正确：B.该反应达到平衡时，正逆反应 速率比等于系数比，4v分解N(CO)=v消耗(CO),故B错误：C.平衡常数只与温 度有关，其他条件不变，增加(CO),平衡向正向移动，平衡常数不变，故C错 误；D.第二阶段，230C时，反应的平衡常数很小，说明该反应逆向趋于完全， Ni的产率很高，故D错误。1 5.A[A.由表中数据可知，温度越高，K值越大，可知升高温度，平衡正向移动， 所以该反应为吸热反应，A正确：B.800C时，K=1.0,向一个1L的密闭容器中 充入0.20molA和0.20molB,由三段式得 2A(g)+B(s)C(g)+D(g)起始浓度(molL)0.2000变化浓度(molL) 2xxx平衡浓度(molL）0.20一2xxx, K=x2(0.20一2x)2=1.0,解得x=115mol/L,则转化率为2150.20×100%=66.7%， B错误：C由于该反应是气体分子数不变的反应，容器体积减小为原来的一一半， 压强增大，平衡不移动，C错误；D.由于B是固体，不需要写入平衡常数表达式， 故平衡常数表达式为K=c(C)c(D)c2(A),D错误。] 6.B[A.由题干表格数据可知，前50s内SO3(g)的平均消耗速率为(4.00一2.50) molL50s=0.03molL-1s-1,根据反应速率之比等于化学计量数之比，故前50s 内SO2(g)的平均生成速率为0.03moL一1s-1,A正确：B.已知反应过程中气体 的质量不变，容器的体积不变，即反应过程中容器内密度始终保持不变，故容器 内密度不再改变不能说明反应已达平衡，B错误；C由题干表格数据可知，达到 化学平衡时c(SO3)=c(SO2)=2.00molL,c(O2)=1.00molL,此时化学平衡常数 K=c2(SO2)c(O2)c2(SO3)=22×122=1,150s时，向容器中继续通入2 mol SO3、2 mol SO2、1molO2,则此时Q=c2(SO2)c(O2)c2(SO3)=(2 +2)2(1+1)(2+2)2=2>K,故反应将逆向进行，C正确：D.其他条件不变， 若将恒容改为恒压，随着反应的进行容器的体积增大，相当于减小压强，平衡正 向移动，则平衡时SO3的转化率增大，D正确。] 7.(1)①0.1②2③50%(2)①k②40%③5p 解析(1)①10min时，cNOC)=1molL-1,则转化的NO的物质的量浓度为1 molL-1,则vNO)=1molL-110min=0.1molL-lmin-1。②平衡常数K=1212 ×0.5=2。③C12的平衡转化率为0.5molL一11molL一1×100%=50%。(2)①根据 图像，升高温度，平衡时NO的转化率减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反 应属于放热反应，△H<0。②根据图像，在p压强条件下，M点NO的转化率为 50%,根据2NO(g)十C1(g)2NOCl(g)可知，气体减小的体积为反应的NO的体 积的一半，因此NO的体积分数为2一2×50%50%2×100%=40%。③设NO的物 质的量为2mol,则Cl2的物质的量为1mol 2N()(g)+C1.(g)2NCI(g) 起始/mol 2 1 0 反应/mol 1 0.5 1 平衡/mol 1 0.5 1 平衡分压p×2.5 0.5 1 p×2.5 p×2.5 M点的压强平衡常数K,=12.510.52.5=5p。 8.(1)BC(2)(a-b)(3a+b)3(1-a)(1-a-b)(2+2a)20.43 解析(1)A.增加CH4(g)用量可以提高HO(g)的转化率，但是CH4(g)平衡转化率 减小，A不符合题意；B恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应 混合物中各组分的浓度减小，反应I的化学平衡正向移动，能提高CH(g)平衡转 化率，B符合题意；C移除CO(g),减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应I的 化学平衡正向移动，能提高CH4(g)平衡转化率，C符合题意：D加入催化剂不能 改变平衡状态，故不能提高CH(g)平衡转化率，D不符合题意；(2)恒温恒压条件 下，1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为a,CO2(g)的 物质的量为bmol,则转化的CH4(g)为amol,剩余的CH4(g)为(1一a)mol,根据 C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为(a一b)mol,根据H和O守恒可知，H2O (g)的物质的量为(1一a一b)mol,H(g)的物质的量为(3a十b)mol,则反应混合物的 总物质的量为(2α+2)mol,平衡混合物中，CH(g)、HO(g)、CO(g)、Hz(g)的物 质的量分数分别为1一a2+2a、1一a-b2+2a、a一b2+2a、3a十b2+2a,因此， 反应I的平衡常数K,=a-b3a+b2+2al-al-a-b2十2a=(a-b)(3a+b)3 (1一a)(1一一b)(2十2u)2:其他条件不变，H2O(g)起始量增加到5mol,达 平衡时，a=0.90,b=0.65,则平衡时，CHL4(g)为0.1mol,根据C元素守恒可知， CO(g)的物质的量为0.25mol,,根据H和O守恒可知，H2O(g)的物质的量为 (5-0.90-0.65)mol=3.45mol,H2(g)的物质的量为(3a+b)mol=3.35mol,平衡 混合物的总物质的量为(2α+6)mol=7.8mol,平衡体系中H2(g)的物质的量分数 为3.357.8-0.43。 9.CA.A点反应物浓度大于B点反应物浓度，A和B两点均没有达到平衡状态， 则在该反应过程中，A点的正反应速率大于B点的逆反应速率，A错误；BE点 混合后溶液的浓度为0.04L×0.05mol/L):0.05L=0.04mol/L,则E点坐标为0， 0.04),B错误；C.由图可知，平衡时Fe3+浓度为m,则络合离子浓度为0.04一m, SCN的浓度为(0.01×0.15)0.05-3×(0.04-m)=3m-0.09,则K=0.04-mm (3m一0.09)3，C正确：D.t4时向溶液中加入50mL0.1 molL KC1溶液，溶液 总体积增大，浓度减小，向浓度增大的方向移动，即逆向移动，D错误。] 10.D[A.根据反应方程式可知，前5min内，生成M的物质的量与生成N的物 质的量相等，均为0.050mol,0N)=0.050mol10L5min=1.0×10-3mol/Lmin), 故A错误：B.达到平衡时，nX)=0.020mol,n(Y)=0.32mol,n0M)=nN)=0.080 mol,该反应的平衡常数K=c(M)c(N)c(X)c(Y)=n(M)n(N)n(X) n(Y)=0.080×0.0800.020×0.32=1,故B错误；C.化学平衡常数只受温度影响， 达到平衡时，n(X)=(0.20-a)mol,nY)=(0.30-a)mol,nM)=nN)=amol,该 反应的平衡常数K=c(M)c(N)c(X)c(Y)=n(M)n(N)n(X)n(Y) =a×a(0.20一a)×(0.30一a)=1,解得a=0.12,则Y的转化率为0.120.3×100% =40%;故C错误；D.根据选项C的分析，有K=c(M)c(N)c(X)c(Y) =n(M)n(N)n(X)n(Y)=b×b(0.10一b)×(0.15-b)=1,解得b=0.06, 故D正确。] 11.A[A.由表中数据可知，30min时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的物质的量为 0.2mol,由方程式可知，参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故乙苯的转化率 为0.2mol0.4mol×100%=50%,保持其他条件不变，向容器中充入不参与反应的 水蒸气作为稀释剂，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，乙苯的转化率不变， 故A错误；B.由表中数据可知，20min内乙苯的物质的量变化量为0.4mol一0.24 mol=0.16mol,故W乙苯)=△c△t=0.16mol2L×20min=0.004molL-1min-1, 速率之比等于化学计量数之比，则vH2)=v(乙苯)=0.004molL一1min-1,故B 正确；C列三段式： 乙苯(g)一苯乙烯(g)十L(g) 起始量/mol0.4 0 0 变化量/mol0.2 0.2 0.2 平衡量/mol0.2 0.2 0.2 恒温恒容下，物质的量与压强成正比，0.40.2十0.2+0.2=2MPa即，则平衡时总压 强为3MPa,900C该反应的平衡常数Kp=p(苯乙烯)p(H2)p(乙苯) 0.20.20.60.20.6=1MPa,故C正确：D.30mim时处于平衡状态，平衡时苯乙烯的 物质的量为0.2mol,平衡时苯乙烯的浓度为0.2mol2L=0.1mol/L,由方程式可 知，氢气的平衡浓度为0.1mol/L,参加反应的乙苯的物质的量为0.2mol,故平衡 时乙苯的浓度为0.1molL,故平衡常数K=0.1×0.10.1=0.1,相同温度下，起始 时向容器中充入0.10mol乙苯、0.10mol苯乙烯和0.30molH2,此时浓度商Q= 0.10.320.12=0.15>K=0.1,，反应向逆反应进行，故达到平衡前y正<v道，故D 正确。] 12.(1)①CO、CHOH选择性的和②增大(2)40%（或0.4）40%（或0.4）66.7% (或23或0.667)13200或0.0003