内容正文:
专题05 平衡常数 化学平衡的计算
内容概览
考点01 化学平衡常数及影响因素
考点02 化学平衡常数Kc或Kp的计算
考点03 化学平衡综合计算
考点01 化学平衡常数及影响因素
1.(2023-2024高二上·宁夏吴忠·期中)下列关于平衡常数K的说法正确的是
A.K越大,反应物的转化率越小
B.改变反应物浓度能改变平衡常数K
C.加入催化剂可能会改变平衡常数K
D.平衡常数K与反应本身及温度有关
2.(2023-2024高二上·天津河西·期中)某温度下密闭容器中反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) ∆H<0的平衡常数K的值为59,下列说法正确的是
A.加压, B.降温,
C.使用催化剂, D.HI分解反应的平衡常数的表达式为
3.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)某温度下,可逆反应的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是
A.温度越高,K一定越大
B.如果,则
C.若缩小反应器的容积,增大压强,则K增大
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
4.(2023-2024高二上·广东清远·期中)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应:,化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是
A.升高温度,该反应向正反应方向移动
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.该反应在1000℃时的反应速率与700℃时一样大
D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数越大
5.(2023-2024高二上·辽宁本溪·期中)已知反应①和反应②在T℃时的平衡常数分别为和,该温度下反应③的平衡常数为,则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应②中,增大氢气浓度,平衡正移,增大
C.对于反应②,T℃时,
D.对于反应②,恒容时,温度升高,K值减小,则该反应为放热反应
考点02 化学平衡常数Kc或Kp的计算
6.(2023-2024高二上·浙江·期中)已知反应NH3 ⇌ N2 + H2,在某温度下的平衡常数为0.5,在此条件下,氨的合成反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数为
A.0.5 B.1 C.2 D.4
7.(2023-2024高二上·山东·期中) 时,向恒容容器中加入A发生反应:①2A(g) = 4B(g) + C(g),②2B(g) D(g) 。反应体系中A、B、C的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
(对于气相反应,用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度cB也可表示平衡常数Kp。pB = p总×B的物质的量分数,p总为平衡体系总压强)
A.容器内压强保持不变,表明反应达到平衡状态
B.t1时刻A物质反应完全
C. 时,反应②的分压平衡常数
D.当C、D的分压相等时,反应②中B的转化率为
8.(2023-2024高二上·福建·期中)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为
B.Y的平衡转化率为75%,化学平衡常数为16
C.反应前后气体总压强之比为3:2
D.增大压强,平衡会正向移动,反应的平衡常数增大
10.(2023-2024高二上·浙江·期中)已知下列反应: ; ,则反应的平衡常数为
A. B. C. D.
11.(2023-2024高二上·山东潍坊·期中)一定温度下,和在恒容密闭容器中发生反应:,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.前10 min内的平均反应速率 mol⋅L⋅min
C.该温度时,反应的平衡常数 mol⋅L
D.平衡时保持温度不变,压缩容器体积,平衡向正反应方向移动
12.(2023-2024高二上·山东菏泽·期中)两个均充有的刚性恒容密闭容器,起始压强均为PkPa.以温度、催化剂为条件变量,进行实验:,反应相同时间,转化率随温度变化如图。下列说法错误的是
A.800℃,使用催化剂比无催化剂,的产率高
B.曲线Ⅱ、III重合时的温度是催化剂的活化温度
C.增大压强,的分解反应的正逆反应速率均增大
D.900℃,该反应的
考点03 等效平衡
13.(2023-2024高二上·浙江·期中)温度为T时,在三个起始体积均为1L的密闭容器中发生反应:。达到平衡时,下列说法不正确的是
容器编号
容器类型
起始物质的量/mol
平衡时SO3的物质的量/mol
SO2
O2
SO3
Ⅰ
恒温恒容
2
1
0
1.8
Ⅱ
恒温恒压
2
1
0
a
Ⅲ
绝热恒容
0
0
2
b
A.容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率
B.容器Ⅰ中放出的热量为177.3kJ
C.平衡时SO3的物质的量:a>1.8,b>1.8
D.容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数
14.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如下:
容器编号
温度
起始物质的量
平衡时物质的量
Ⅰ
530
0
0
Ⅱ
530
0
0
Ⅲ
500
0
0
下列说法正确的是
A.正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
B.达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
C.达到平衡时,转化率:,Ⅰ,Ⅲ
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入 、 、 、 ,则反应将向逆反应方向进行
15.(2023-2024高二下·北京·期中)一定温度下,在1 L的恒容密闭容器中发生反应:,反应过程中的部分数据如下表所示:
时间(t/min)
物质的量(n/mol)
0
2.0
2.4
0
5
0.8
10
1.6
15
1.6
下列说法不正确的是
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为
B.此温度下,反应的平衡常数K为1.6
C.物质B的平衡转化率约为33%
D.15 min后,再加入A、B、C各1.6 mol,平衡不移动
考点04 化学平衡综合计算
16.(2023-2024高二上·福建福州·期中)五氯化磷是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷氮化得到:。某温度下,在容积恒定为的密闭容器中充入和,一段时间后反应达到平衡状态,不同时刻的物质的量如下表所示:
0
50
150
250
350
0
0.24
0.36
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A.升高温度,平衡向逆反应方向移动
B.加压平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
C.内的平均反应速率
D.平衡时,的转化率是
17.(2023-2024高二上·辽宁·期中)某温度下,在1L恒温密闭容器中投入20molX,发生反应,有关说法正确的是
时间段/s
产物Z的平均生成速率/(mol·L-1·s-1)
1~10
0.4
0~20
0.3
0~30
0.2
A.5s时,Y的浓度为1mol·L-1
B.10s时,加入1molZ,此时v正(Z)<v逆(Z)
C.25s时,X的转化率为45%
D.30s时,加入1molY和2molZ,再次平衡时体系压强增大
18.(2023-2024高二上·四川绵阳·期中)一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L,下列说法正确的是
A.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B.平衡后,再充入0.8molB和0.8molD,平衡不移动
C.x的值为1
D.A和B的平衡转化率相等
19.(2023-2024高二上·河南新乡·期中)某温度下,在容积为2L的密闭容器中,X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知4min时改变了一个条件。下列说法正确的是
A.反应进行到a点时,Z的转化率为10%
B.此温度下,3min时向容器中再通入1molX(g)和1molY(g),此时
C.该温度下,反应的平衡常数为
D.该反应的化学方程式为
20.(2023-2024高二上·北京海淀·期中)在一固定容积的密闭容器中,充入和发生如下化学反应:,其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表:
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
关于该反应的说法正确的是
A.
B.在反应达到平衡时,气体的转化率约为
C.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:
D.在,当时,该反应向逆反应方向进行
1.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应。2min后,NO的浓度为0.06mol/L。下列说法正确的是
A.末,用表示的反应速率为
B.末,的浓度为
C.内,生成的水的物质的量为
D.内,反应物的转化率为
2.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)25℃,向40mL 0.05mol/L 溶液中加入10mL 0.15mo/L KSCN溶液,混合溶液中与反应时间(t)的变化如图所示(不考虑盐类水解),D点浓度不再变化。下列说法不正确的是
A.
B.E点对应的坐标为(0,0.04)
C.该反应平衡常数
D.时加入50mL 0.1mol/L KCl溶液,平衡不移动
3.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)⇌NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)⇌Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2
B.通入NH3,再次平衡后,总压强不变
C.平衡后总压强为4.36×105Pa
D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
4.(2023-2024高二上·新疆·期中)将3molA和2.5molB充入2L的恒容密闭容器中,发生的反应:3A(g)+B(g) C(g)+2D(g),5min后反应达到平衡,测得D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下列结论正确的是
A.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)
B.平衡时,C的浓度为0.125mol/L
C.平衡时,的转化率为
D.平衡时,容器内压强为原来的0.8倍
5.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,气体分压的量分数。
已知。在密闭容器中充入等物质的量的反应物,测得平衡时的气体压强对数有如图所示关系,压强的单位为MPa。下列说法不正确的是
A.a点时对应的
B.
C.c点对应的
D.当容器中与CO的压强比为1:2时,不能说明该反应达平衡状态
6.(2023-2024高二上·河南驻马店·期中)温度为时,将1.6mol气体X和1.6mol气体Y充入10L恒容密闭容器中,发生反应,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
2
4
7
9
1.2
1.1
1.0
1.0
A.内的平均反应速率
B.时,反应的平衡常数
C.其他条件不变,后,向容器中再充入,平衡向正反应方向移动,与改变条件前相比再次达到平衡时X的浓度减小,Y的转化率增大
D.其他条件不变,降温到达到化学平衡时,平衡常数,则该反应为放热反应
7.(2023-2024高二上·陕西·期中)将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A.
B.温度:
C.温度为时,M的平衡转化率为50%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为、,则K1<K2
8.(2023-2024高二上·福建南平·期中)在20L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化如图所示,p2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5
4
4
A.p2和195℃时,0~3min,反应速率v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
B.p1>p2,ΔH<0
C.在p2和195℃时,该反应的平衡常数为25mol-2·L2
D.p2和195℃时,在B点:v正>v逆
9.(2023-2024高二上·河南·期中)一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器(a<b<c)中分别投入2mol SO3,发生反应:2SO3 (g)=2SO2 (g)+O2(g)。 tmin时,三个容器中 SO3 的转化率如图中 A,B,C三点。下列叙述错误的是
A.A点延长反应时间,SO3的转化率不会改变
B.容积为 cL的容器中 SO3的平衡转化率大于 80%
C.容积为 a L 的容器达到平衡后再投入 1 mol SO3和 1 molSO2,平衡不移动
D.A、C两点的压强之比为1:1
10.(2023-2024高二上·广西南宁·期中)将0.20molNO和0.20molCO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下发生反应:。反应过程中容器内CO2的物质的量随时间变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.的
B.在温度T2下,若向该容器中加入0.40molNO和0.40molCO,反应达到平衡后CO的转化率小于50%
C.温度T1时,前12minN2的平均反应速率
D.温度T2时,若起始向容器中通入0.10molNO、0.30molCO、0.10molN2和0.10molCO2,反应向正方向进行
11.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡:2X(?)+Y(?)aZ(g)(X、Y状态未知)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时的压强:II>I
B.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
C.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
D.平衡时I容器的体积小于VL
12.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
13.(2023-2024高二上·山东烟台·期中)某密闭容器中充入1和2发生反应: ,平衡时测得混合气体中H的物质的量分数[)]与温度(T)、压强(P)之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a点和b点对应的平衡常数
B.a点用气体分压(即气体总压强×该气体的体积分数)表示的压强平衡常数
C.若达平衡后,再充入1和2,的转化率减小
D.恒温恒容时,混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态
14.(2023-2024高二上·广东广州·期中)由羟基丁酸生成丁内酯的反应如下:.在时,水溶液中羟基丁酸的初始浓度为,随着反应的进行,测得丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示:
21
50
80
100
120
160
220
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
下列说法不正确的是
A.在内,以丁内酯的浓度变化表示的反应速率为
B.在时,该反应的平衡常数
C.及时移出了丁内酯,平衡时羟基丁酸的转化率提高,反应速率加快
D.时,羟基丁酸㢩转化率为
15.(2023-2024高二上·福建福州·期中)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入1molHI,发生反应: ,H2的物质的量随时间变化如表,下列说法正确的是
t/min
1
2
3
n(H2)/mol
0.06
0.1
0.1
A.反应前1min平均速率v(HI)=0.06mol⋅L-1⋅min-1
B.该温度下,平衡时HI的转化率为10%
C.该温度下的平衡常数为K1,温度升高10℃后平衡常数为K2,则K1>K2
D.达平衡后其他条件不变,压缩容器体积,平衡不移动,c(HI)不变
16.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)一定温度下,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应:,测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
反应物投入量
、
、
平衡
物质的平衡转化率
下列说法错误的是
A.
B.
C.时,若的浓度分别为,则此时
D.若在恒压条件下,容器1平衡时等于容器2平衡时
17.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)一定温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示:
t/s
0
5
10
15
20
n(CO)/mol
1.6
1.2
0.9
0.8
0.8
下列说法正确的是
A.该温度下,该反应的平衡常数K=1.25
B.反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.04mol·L-1·s-1
C.保持其他条件不变,升高温度,达到新平衡时c(CO)=0.45mol·L⁻1,则反应的ΔH>0
D.相同温度下,起始时向容器中充入1.6mol CO、1.6mol NO、0.8mol N2、1.6 molCO2,达到平衡前v正<v逆
18.(2023-2024高二上·北京海淀·期中)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入A和B,发生反应:,448K时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度/K
起始时物质的浓度()
10分钟时物质的浓度()
c(A)
c(B)
c(C)
甲
448
3
1
0.5
乙
T1
3
1
0.4
丙
448
6
2
a
下列说法不正确的是
A.甲中,10分钟内A的化学反应速率:
B.甲中,10分钟时反应已达到化学平衡状态
C.乙中,、
D.A的平衡转化率甲<丙
19.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)回答下列问题。
(1)向体积为的恒容密闭容器中通入气体和固体,在一定温度下发生反应:。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/
100
150
200
平衡常数
1
1.2
1.4
该反应的平衡常数的表达式 , 0(填“>”“<”“=”)。
(2)在时,上述容器充入、和气体,则平衡向 (填“左”或“右”或“不移动”)。
(3)臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:某温度时,在体积为的刚性密闭容器中充入和发生反应。
①在恒温恒容条件下,下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是 (填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.的体积分数不再改变 D.与的体积比不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有 (填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,则的转化率为 ,平衡常数 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出气体 b.适当升高温度 c.增大的浓度 d.选择高效的催化剂
20.(2023-2024高二上·北京·期中)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:ΔH <0,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K
298
398
498
平衡常数K
4.1×106
K1
K2
①该反应的平衡常数表达式:K= 。
②试判断K1 K2(填写“>”“=”或“<”)。
③一定温度下,在2L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,H2的物质的量为0.5mol,则N2的转化率α(N2)= ,以NH3表示该过程的反应速率 v(NH3)= 。
(2)对反应ΔH>0,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是 。
a.A、C两点的反应速率:A>C
c.A、C两点的化学平衡常数:A>C
b.A、C两点N2O4的转化率:A<C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
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专题05 平衡常数 化学平衡的计算
内容概览
考点01 化学平衡常数及影响因素
考点02 化学平衡常数Kc或Kp的计算
考点03 化学平衡综合计算
考点01 化学平衡常数及影响因素
1.(2023-2024高二上·宁夏吴忠·期中)下列关于平衡常数K的说法正确的是
A.K越大,反应物的转化率越小
B.改变反应物浓度能改变平衡常数K
C.加入催化剂可能会改变平衡常数K
D.平衡常数K与反应本身及温度有关
【答案】D
【解析】A.K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率越大,A错误;B.改变反应物浓度不能改变平衡常数K,B错误;C.加入催化剂可能会平衡常数K不会改变,C错误;D.平衡常数K与反应本身性质和反应的温度有关,D正确;答案选D。
2.(2023-2024高二上·天津河西·期中)某温度下密闭容器中反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) ∆H<0的平衡常数K的值为59,下列说法正确的是
A.加压, B.降温,
C.使用催化剂, D.HI分解反应的平衡常数的表达式为
【答案】C
【解析】A.K值只与温度有关,加压K不变,故A错误;B.反应为放热反应,降温,平衡正向移动,K增大,,故B错误;C.使用催化剂,平衡不移动,K不变,,故C正确;D.HI分解反应方程式为2HI(g) = H2(g)+I2(g),平衡常数表达式为,故D错误。答案选C。
3.(2023-2024高二上·上海浦东新·期中)某温度下,可逆反应的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是
A.温度越高,K一定越大
B.如果,则
C.若缩小反应器的容积,增大压强,则K增大
D.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大
【答案】D
【解析】A.若该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,平衡常数降低,若正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应移动,平衡常数增大,A项错误;B.平衡常数,由于不知道平衡体系中各组分的浓度,则无论m+n是否等于p,K都无法确定1,B项错误;C.化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,但温度不变,化学平衡常数不变,C项错误;D.平衡常数K越大,说明反应进行的程度越大,反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大,D项正确;故选D。
4.(2023-2024高二上·广东清远·期中)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应:,化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息推断以下说法正确的是
A.升高温度,该反应向正反应方向移动
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.该反应在1000℃时的反应速率与700℃时一样大
D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数越大
【答案】A
【解析】A.根据题中升高温度,平衡常数增大,说明平衡正向移动,故A正确;B.该反应是等体积反应,因此无论该反应是否达到平衡时,密闭容器中的压强都不会变化,故B错误;C.该反应在1000℃时的反应速率比700℃时的反应速率大,故C错误;D.温度不变,该反应的反应物的转化率越大,化学平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,故D错误。综上所述,答案为A。
5.(2023-2024高二上·辽宁本溪·期中)已知反应①和反应②在T℃时的平衡常数分别为和,该温度下反应③的平衡常数为,则下列说法正确的是
A.反应①的平衡常数
B.反应②中,增大氢气浓度,平衡正移,增大
C.对于反应②,T℃时,
D.对于反应②,恒容时,温度升高,K值减小,则该反应为放热反应
【答案】D
【解析】A.反应①的平衡常数,故A错误;B.平衡常数只与温度有关,所以温度不变时增大氢气浓度,平衡常数不变,故B错误;C.由盖斯定律,反应③=反应①-反应②,所以,故C错误;D.对于反应②,恒容时升高温度,K值减小,说明升温平衡逆向移动,所以该反应为放热反应,故D正确;故答案为:D。
考点02 化学平衡常数Kc或Kp的计算
6.(2023-2024高二上·浙江·期中)已知反应NH3 ⇌ N2 + H2,在某温度下的平衡常数为0.5,在此条件下,氨的合成反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数为
A.0.5 B.1 C.2 D.4
【答案】D
【解析】反应NH3 ⇌N2 + H2,在某温度下的平衡常数为0.5,则,在相同温度下,该条件下反应N2+3H2⇌2NH3的平衡常数,故D正确;故选D。
7.(2023-2024高二上·山东·期中) 时,向恒容容器中加入A发生反应:①2A(g) = 4B(g) + C(g),②2B(g) D(g) 。反应体系中A、B、C的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
(对于气相反应,用某组分B的平衡分压pB代替物质的量浓度cB也可表示平衡常数Kp。pB = p总×B的物质的量分数,p总为平衡体系总压强)
A.容器内压强保持不变,表明反应达到平衡状态
B.t1时刻A物质反应完全
C. 时,反应②的分压平衡常数
D.当C、D的分压相等时,反应②中B的转化率为
【答案】D
【解析】A.最后能完全分解,反应②2B(g)D(g),正向气体分子数减小,容器内压强保持不变,容器内气体的总物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;B.由图象可知,反应到时t1时刻,A分解完全,故B正确;C.反应到t1时,A分解完全,反应②达到平衡状态,C的分压为20kPa,则反应①生成B的分压为80kPa,平衡时B的分压为16kPa,B的分解量为(80-16)kPa=64kPa,D的分压为32kPa,反应②的分压平衡常数,故C正确;D.当C、D的分压相等时,设C的分压为xkPa,则反应①生成B的分压为4xkPa,D的分压为xkPa,B的分解量为2xkPa,反应②中B的转化率为会,故D错误;故答案为:D。
8.(2023-2024高二上·福建·期中)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示,下列说法不正确的是
物质
X
Y
Z
初始浓度
1
2
0
平衡浓度
0.5
0.5
1
A.反应可表示为
B.Y的平衡转化率为75%,化学平衡常数为16
C.反应前后气体总压强之比为3:2
D.增大压强,平衡会正向移动,反应的平衡常数增大
【答案】D
【解析】A.根据表中数据可知,该反应X,Y,Z的转化量关系为1:3:2,则该反应可以表示为,A项正确;B.反应达到平衡时,Y的转化率为,平衡常数为,B项正确;C.反应前后压强之比为,为3:2,C项正确;D.K与温度有关,增大压强,该反应平衡会正向移动,反应的平衡常数不变,D项错误;答案选D。
10.(2023-2024高二上·浙江·期中)已知下列反应: ; ,则反应的平衡常数为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设①O2(g)+C(s)⇌CO2(g) K=K1 ,②2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) K=,用①×2-②可得2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g),则平衡常数为,故选A。
11.(2023-2024高二上·山东潍坊·期中)一定温度下,和在恒容密闭容器中发生反应:,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.前10 min内的平均反应速率 mol⋅L⋅min
C.该温度时,反应的平衡常数 mol⋅L
D.平衡时保持温度不变,压缩容器体积,平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】A.由图可知,反应在前10min内D的浓度变化为3mol/L,A浓度变化量为(3.5-2)mol/L=1.5mol/L,故1:x=1.5:3,解得x=2,故A正确;B.由图可知,反应在前10min内D的浓度变化为3mol/L,平均反应速率v(D)==0.3mol⋅L-1⋅min-1,故B正确;C.该反应方程式为,平衡时,C的浓度为1.5mol/L,D的浓度为3.0mol/L,A的浓度为2.0mol/L,B的浓度为1.0mol/L,所以平衡常数,故C正确;D.反应后气体分子数变大,温度一定时,加压,平衡向逆方向移动,故D错误;故选D。
12.(2023-2024高二上·山东菏泽·期中)两个均充有的刚性恒容密闭容器,起始压强均为PkPa.以温度、催化剂为条件变量,进行实验:,反应相同时间,转化率随温度变化如图。下列说法错误的是
A.800℃,使用催化剂比无催化剂,的产率高
B.曲线Ⅱ、III重合时的温度是催化剂的活化温度
C.增大压强,的分解反应的正逆反应速率均增大
D.900℃,该反应的
【答案】AB
【解析】A.催化剂不能是平衡移动,800℃,无论是否使用Al2O3催化剂,S2的产率不变,故A说法错误;B.催化剂需要适宜温度,曲线Ⅱ、Ⅲ重合时,说明Al2O3催化剂可能几乎失去活性,故B说法错误;C.增大压强,正逆反应速率均增大,故C说法正确;D.根据图示900℃,H2S的平衡转化率为50%,
反应后的总压强为1.25p,该反应的Kp=kpa,故D说法正确;答案为AB。
考点03 等效平衡
13.(2023-2024高二上·浙江·期中)温度为T时,在三个起始体积均为1L的密闭容器中发生反应:。达到平衡时,下列说法不正确的是
容器编号
容器类型
起始物质的量/mol
平衡时SO3的物质的量/mol
SO2
O2
SO3
Ⅰ
恒温恒容
2
1
0
1.8
Ⅱ
恒温恒压
2
1
0
a
Ⅲ
绝热恒容
0
0
2
b
A.容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率
B.容器Ⅰ中放出的热量为177.3kJ
C.平衡时SO3的物质的量:a>1.8,b>1.8
D.容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数
【答案】D
【解析】A.容器Ⅰ为恒温恒容,容器Ⅱ为恒温恒压,起始量相同,Ⅰ容器中达到平衡状态时气体压强减小,Ⅱ容器中随反应进行,气体压强保持恒压,相对于I容器,II相当于增大压强,平衡正向进行,二氧化硫转化率增大,所以容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率,故A正确;B.由ΔH=-197kJ•mol-1可知,生成2molSO3时,放出热量为197kJ,而容器Ⅰ中达到平衡时,SO3为1.8mol,即放出的热量为197kJ×0.9=177.3kJ,故B正确;C.由A选项分析可知,II中三氧化硫物质的量a>1.8,Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态,且III为绝热容器,随反应进行温度降低,相对于容器I,相当于降温,平衡正向进行,b>1.8,故C正确;D.容器Ⅱ为恒温恒压,容器Ⅲ为绝热恒容,反应为放热反应,Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态,随反应进行温度降低,平衡正向进行,平衡常数增大,所以容器Ⅱ的平衡常数小于容器Ⅲ中的平衡常数,故D错误,故选D。
14.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)甲胺是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下,在三个体积均为 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应,测得有关实验数据如下:
容器编号
温度
起始物质的量
平衡时物质的量
Ⅰ
530
0
0
Ⅱ
530
0
0
Ⅲ
500
0
0
下列说法正确的是
A.正反应的平衡常数ⅠⅡⅢ
B.达到平衡时,体系中关系:,Ⅰ,Ⅱ
C.达到平衡时,转化率:,Ⅰ,Ⅲ
D.530K时,若起始向容器Ⅰ中充入 、 、 、 ,则反应将向逆反应方向进行
【答案】C
【分析】由反应CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g),该反应前后气体体积不变,压强不影响该反应,容器I和Ⅱ为等温恒容,且为等效平衡,容器Ⅲ温度较低,根据表中数据,530K时,容器I有:
K(Ⅰ)==9,温度不变,K不变,K(Ⅱ)=9;500K时,容器Ⅲ有:
此时K(Ⅲ)==16,K(Ⅲ)>K(Ⅰ),说明温度降低有利于反应的进行,该反应为放热反应;
【解析】A. 根据分析,正反应的平衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)<K(Ⅲ),故A错误;B. 容器Ⅰ和容器Ⅱ为等效平衡,Ⅱ的起始量为I的两倍,相当于对I增大压强,平衡不移动,平衡时各组分的量为Ⅰ的两倍,故平衡时2c(CH3OH,Ⅰ)=c(CH3OH,Ⅱ),故B错误;C. 容器I和容器Ⅲ温度不同,若容器Ⅲ为530K,则与I为等效平衡,此时α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)=1,由于Ⅲ的温度低于530K,有利于正反应,容器Ⅲ从逆反应方向建立平衡,则转化率减小,所以达到平衡时α(NH3,Ⅰ)+α(H2O,Ⅲ)<1,故C正确;D. 530K时,若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、H2O 0.10 mol,此时Qc==0.67<9,则反应向着正方向进行,故D错误;答案选C。
15.(2023-2024高二下·北京·期中)一定温度下,在1 L的恒容密闭容器中发生反应:,反应过程中的部分数据如下表所示:
时间(t/min)
物质的量(n/mol)
0
2.0
2.4
0
5
0.8
10
1.6
15
1.6
下列说法不正确的是
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为
B.此温度下,反应的平衡常数K为1.6
C.物质B的平衡转化率约为33%
D.15 min后,再加入A、B、C各1.6 mol,平衡不移动
【答案】D
【解析】A.0~5 min内C的物质的量增加了0.8 mol,由于容器的容积是1 L,则用A物质浓度变化表示的反应速率v(A)==0.04mol/(L/min),A正确;B.反应进行到10 min时,A物质的物质的量减少0.4 mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 mol,B的物质的量为2.4 mol-0.8 mol=1.6 mol,B的物质的量等于15 min时B的物质的量,则反应此时已达到平衡,此时C物质的量为1.6mol,可得,B正确;C.根据选项B分析可知:反应在进行到10 min时,A物质的物质的量减少0.4 mol,根据物质反应转化关系可知B物质的物质的量减少0.8 mol,B的平衡转化率约为 ,C正确;D.15 min后,再加入A、B、C各1.6 mol,等效于压缩体积,该反应为体积增大的反应,压强增大,反应逆向移动,D错误;故选D。
考点04 化学平衡综合计算
16.(2023-2024高二上·福建福州·期中)五氯化磷是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷氮化得到:。某温度下,在容积恒定为的密闭容器中充入和,一段时间后反应达到平衡状态,不同时刻的物质的量如下表所示:
0
50
150
250
350
0
0.24
0.36
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A.升高温度,平衡向逆反应方向移动
B.加压平衡向正反应方向移动,平衡常数增大
C.内的平均反应速率
D.平衡时,的转化率是
【答案】B
【解析】A.该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A项正确;B.平衡常数只受温度影响,增大压强,K不变,B项错误;C.根据化学反应中用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,内的平均反应速率,C项正确;D.平衡时,的转化率是,D项正确;故选:B。
17.(2023-2024高二上·辽宁·期中)某温度下,在1L恒温密闭容器中投入20molX,发生反应,有关说法正确的是
时间段/s
产物Z的平均生成速率/(mol·L-1·s-1)
1~10
0.4
0~20
0.3
0~30
0.2
A.5s时,Y的浓度为1mol·L-1
B.10s时,加入1molZ,此时v正(Z)<v逆(Z)
C.25s时,X的转化率为45%
D.30s时,加入1molY和2molZ,再次平衡时体系压强增大
【答案】C
【解析】A.由题给数据可知,0~10s时,v(Y)=v(Z)=0.2mol⋅L−1⋅s−1,按平均速率计算,5s时Y的浓度是1mol⋅L−1,但化学反应速率是前10s的平均值,瞬时反应速率随着反应进行会逐渐降低,所以前5s时Y的平均生成速率大于0.2mol⋅L−1⋅s−1,5s时Y的浓度大于1mol⋅L−1,A错误;B.根据表中数据,20s时c(Z)=20s×0.3mol⋅L−1⋅s−1=6mol⋅L−1,30s时c(Z)=30s×0.2mol⋅L−1⋅s−1=6mol⋅L−1,可判断20s时,反应已达到平衡,平衡时c(Z)=6mol⋅L−1,c(Y)=3mol⋅L−1,K=c(Y)×c2(Z)=3×62=108,10s时,c(Z)=10s×0.4mol⋅L−1⋅s−1=4mol⋅L−1,加入1molZ,Z就有5mol,Qc=2×(4+1)2=50,所以Qc<K,平衡正向移动,v正(Z)>v逆(Z),B错误;C.由B选项分析知,20s时,反应已达到平衡,则25s时,Z的物质的量的变化值为c(Z)=20s×0.3mol⋅L−1⋅s−1×1L=6mol,25s平衡时X消耗9mol,反应物转化率为45%,C正确;D.按照系数比加入Y和Z,平衡常数K=c(Y)×c2(Z),温度相同K不变,所以再次平衡时体系压强与30s时压强相同,D错误;故选C。
18.(2023-2024高二上·四川绵阳·期中)一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L,下列说法正确的是
A.此温度下该反应的平衡常数K等于0.5
B.平衡后,再充入0.8molB和0.8molD,平衡不移动
C.x的值为1
D.A和B的平衡转化率相等
【答案】A
【分析】将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L,则反应生成0.8molC;所以C、D系数相同,x=2。
【解析】A.此温度下该反应的平衡常数K0.5,故A正确;B.平衡后,再充入0.8molB和0.8molD,Q=>K,平衡逆向移动,故B错误;C.2min末反应达到平衡,生成0.8molD,并测得C的物质的量浓度为0.4mol/L,则反应生成0.8molC;所以C、D系数相同,x=2,故C错误;D.A的平衡转化率为60%,B的平衡转化率为20%,故D错误;选A。
19.(2023-2024高二上·河南新乡·期中)某温度下,在容积为2L的密闭容器中,X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知4min时改变了一个条件。下列说法正确的是
A.反应进行到a点时,Z的转化率为10%
B.此温度下,3min时向容器中再通入1molX(g)和1molY(g),此时
C.该温度下,反应的平衡常数为
D.该反应的化学方程式为
【答案】B
【分析】由图可知,反应中,X的物质的量增大,Y、Z的物质的量减小,则Y、Z为反应的反应物,X为生成物,3min反应达到平衡时,X、Y、Z的物质的量之比为(1.0-0.4) mol:(1.2-1.0) mol:(2.0-1.6) mol=3:1:2,则反应的化学方程式为Y(g)+2Z(g)3X(g)。
【解析】A. 由图可知,a点时,X的物质的量为0.82mol,则X的变化量为0.42mol,由方程式可知,Z的变化量为0.28mol,Z的转化率为×100%=14%,A项错误;B. 由图可知:3min时达到平衡状态,由此可列三段式:
则该温度下平衡常数,此温度下,3min时向容器中再通入1mol X(g)和1mol Y(g),可得此时浓度商,平衡逆向移动,因此,B项正确;C. 由B可知,该温度下,反应的平衡常数为,C项错误;D. 由分析可知,方程式为:Y(g)+2Z(g)3X(g),D项错误;故答案选B。
20.(2023-2024高二上·北京海淀·期中)在一固定容积的密闭容器中,充入和发生如下化学反应:,其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表:
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
关于该反应的说法正确的是
A.
B.在反应达到平衡时,气体的转化率约为
C.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:
D.在,当时,该反应向逆反应方向进行
【答案】B
【解析】A.由题干表中数据可知,升高温度平衡常数增大,说明升高温度化学平衡正向移动,故,A错误;B.由三段式分析可知,,由表中数据可知,在时K=1.0,故反应达到平衡时,=1.0,解得x=mol,故气体的转化率约为×100%=,B正确;C.由A项分析可知,该反应正反应是一个吸热反应,故其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前平衡逆向移动,故有:,C错误;D.由表中数据可知,在时K=1.7,当时即.0<K,则该反应向正反应方向进行,D错误;故答案为:B。
1.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应。2min后,NO的浓度为0.06mol/L。下列说法正确的是
A.末,用表示的反应速率为
B.末,的浓度为
C.内,生成的水的物质的量为
D.内,反应物的转化率为
【答案】D
【分析】据此三段式分析解题:
【解析】A.末的反应速率是瞬时速率,无法计算,A错误;B.由分析可知,末,的浓度为=,B错误;C.由分析可知,内,生成的水的物质的量为,C错误;D.由分析可知,内,反应物的转化率为×100%=,D正确;故答案为:D。
2.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)25℃,向40mL 0.05mol/L 溶液中加入10mL 0.15mo/L KSCN溶液,混合溶液中与反应时间(t)的变化如图所示(不考虑盐类水解),D点浓度不再变化。下列说法不正确的是
A.
B.E点对应的坐标为(0,0.04)
C.该反应平衡常数
D.时加入50mL 0.1mol/L KCl溶液,平衡不移动
【答案】D
【解析】A.浓度越大、反应速率越快,且随着反应的进行反应物浓度减小,反应速率减慢,图示可知,从A到B反应正向进行,则正(A)>逆(B),A正确;B.E点对应的总体积为40mL+10mL=50mL,c(Fe3+)==0.04mol/L,B正确;C.D点浓度不再变化,即达到平衡状态,由图可知,平衡时c(Fe3+)=mmol/L;反应的三段式为 :该反应平衡常数K==,C正确;D.KCl固体对平衡移动无影响,但溶液总体积增大,离子浓度均变小,平衡向离子浓度增大的方向移动,即平衡逆向移动,D错误;故答案为:D。
3.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1:NH4HCO3(s)⇌NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)⇌Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是
A.反应2的平衡常数为4×106Pa2 B.通入NH3,再次平衡后,总压强不变
C.平衡后总压强为4.36×105Pa D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A.对于反应2平衡体系,2种等量气体总压强为4×103Pa,,其平衡常数:,A正确;B.刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变,B错误;C.,,,总压强:,C正确;D.达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变,D正确;答案选B。
4.(2023-2024高二上·新疆·期中)将3molA和2.5molB充入2L的恒容密闭容器中,发生的反应:3A(g)+B(g) C(g)+2D(g),5min后反应达到平衡,测得D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下列结论正确的是
A.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min) B.平衡时,C的浓度为0.125mol/L
C.平衡时,的转化率为 D.平衡时,容器内压强为原来的0.8倍
【答案】C
【分析】5min后反应达到平衡时,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则D的物质的量为0.1mol/(L·min) ×5min×2L=1mol,由题意可建立如下三段式:
【解析】A.由反应速率之比等于化学计量数之比可知,A的平均反应速率为0.1mol/(L·min) ×=0.15mol/(L·min),故A错误;B.由三段式数据可知,C的浓度为=0.25mol/L,故B错误;C.由三段式数据可知,B的转化率为×100%=20%,故C正确;D.由平衡时,容器内压强为可知,平衡时,容器内压强之比等于气体物质的量之比=,故D错误;故选C。
5.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,气体分压的量分数。
已知。在密闭容器中充入等物质的量的反应物,测得平衡时的气体压强对数有如图所示关系,压强的单位为MPa。下列说法不正确的是
A.a点时对应的
B.
C.c点对应的
D.当容器中与CO的压强比为1:2时,不能说明该反应达平衡状态
【答案】A
【解析】A.a点时,,,对应的,故A错误;B.根据图示,T1时Kp大于T2时Kp,正反应吸热,所以,故B正确;C.根据图像,T2时、,则T2时Kp=,c点对应的,,故C正确;D.没有明确温度,当容器中与CO的压强比为1:2时,不能判断压强是否还改变,不能说明该反应达平衡状态,故D正确;选A。
6.(2023-2024高二上·河南驻马店·期中)温度为时,将1.6mol气体X和1.6mol气体Y充入10L恒容密闭容器中,发生反应,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
2
4
7
9
1.2
1.1
1.0
1.0
A.内的平均反应速率
B.时,反应的平衡常数
C.其他条件不变,后,向容器中再充入,平衡向正反应方向移动,与改变条件前相比再次达到平衡时X的浓度减小,Y的转化率增大
D.其他条件不变,降温到达到化学平衡时,平衡常数,则该反应为放热反应
【答案】D
【解析】A.由表中数据可求得前4min内消耗Y为0.10mol,故v(Z)=,所以v(Z)=2v(Y)=0.05mol/(L⋅min),故A错误;B.由表中数据可知7min时反应到达平衡,反应的三段式为
所以平衡常数K=,故B错误;C.其他条件不变,9min时是平衡状态,再充入1.6molX,平衡向正反应方向移动,再次达到平衡时Y的转化率增大,但再次达到平衡时,X的浓度增大,故C错误;D.T1时,平衡常数K=1.44,降温到T2达到平衡时,平衡常数K2=4,降温K增大,则平衡正向移动,所以该反应正向为放热反应,故D正确;故选:D。
7.(2023-2024高二上·陕西·期中)将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A.
B.温度:
C.温度为时,M的平衡转化率为50%
D.若X、Y两点的平衡常数分别为、,则K1<K2
【答案】C
【分析】
先拐先平数值大,,温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明,据此作答。
【解析】A.温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明,A错误;B.先拐先平数值大,,B错误;C.温度为时,设M的变化量为x mol,列三段式为:,温度为,平衡时Q的体积分数=20%,解得,M的平衡转化率为=50%,C正确;D.,对于放热反应,温度越低平衡常数越大,则,D错误;故答案选C。
8.(2023-2024高二上·福建南平·期中)在20L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度的变化及不同压强下CO的变化如图所示,p2和195℃时n(H2)随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5
4
4
A.p2和195℃时,0~3min,反应速率v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
B.p1>p2,ΔH<0
C.在p2和195℃时,该反应的平衡常数为25mol-2·L2
D.p2和195℃时,在B点:v正>v逆
【答案】C
【解析】A.p2和195℃时,0~3min,反应速率v(CH3OH)=v(CH3OH)=×= mol·L-1·min-1,故A错误;B.根据反应特点,温度不变时,压强越大,CO的转化率越大,所以p2>p1,压强不变时,升高温度,CO的转化率减小,所以ΔH<0,故B错误;C.CO、H2、CH3OH的平衡浓度分别c平(CO)=0.1 mol·L-1,c平(H2)=0.2 mol·L-1,c平(CH3OH)=0.1 mol·L-1,K===25 mol-2·L2,故C正确;D.从图像可知,若要使B在该条件下达到平衡,CO的转化率要减小,即反应应向左进行,所以,v正<v逆,故D错误;故选C。
9.(2023-2024高二上·河南·期中)一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器(a<b<c)中分别投入2mol SO3,发生反应:2SO3 (g)=2SO2 (g)+O2(g)。 tmin时,三个容器中 SO3 的转化率如图中 A,B,C三点。下列叙述错误的是
A.A点延长反应时间,SO3的转化率不会改变
B.容积为 cL的容器中 SO3的平衡转化率大于 80%
C.容积为 a L 的容器达到平衡后再投入 1 mol SO3和 1 molSO2,平衡不移动
D.A、C两点的压强之比为1:1
【答案】D
【解析】A.因为a<b,a容器中SO3的浓度比b大,反应速率快,但相同时间,B转化率达到了80%,而A转化率只有50%,说明A点为平衡状态,延长反应时间,不能提高SO3的转化率,A正确;B.容积为cL的容器比容积为bL的容器中c(SO3)小,相当于减小压强,平衡正向移动,所以的平衡转化率大于80%,B正确;C.A点的SO3的转化率为50%,容器中SO3的物质的量为1mol,生成的SO2为1mol、O2为0.5mol,计算,再投入 1 mol SO3和 1 molSO2,浓度熵,平衡不移动,C正确;D.A点与C点的的转化率都为50%,反应后混合气体的物质的量相同,温度相同,但体积不相同,压强之比不是1:1,D错误;
故选D。
10.(2023-2024高二上·广西南宁·期中)将0.20molNO和0.20molCO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下发生反应:。反应过程中容器内CO2的物质的量随时间变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.的
B.在温度T2下,若向该容器中加入0.40molNO和0.40molCO,反应达到平衡后CO的转化率小于50%
C.温度T1时,前12minN2的平均反应速率
D.温度T2时,若起始向容器中通入0.10molNO、0.30molCO、0.10molN2和0.10molCO2,反应向正方向进行
【答案】D
【分析】由题干图像所示信息可知,T2温度下先出现拐点,即T2温度下反应速率更快,则T2>T1,且温度越高CO2的平衡物质的量越小,说明升高温度平衡逆向移动,即正反应是一个放热反应,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,是一个放热反应,故,A错误;B.由题干图像信息可知,在温度T2下,将0.20molNO和0.20molCO混合气体,平衡时CO2为0.1mol,根据方程式可知,反应消耗的CO为0.1mol,此时CO的平衡转化率为:×100%=50%,若向该容器中加入0.40molNO和0.40molCO,增大容器压强,平衡正向移动,故反应达到平衡后CO的转化率大于50%,B错误;C.由题干信息可知,温度T1时,前12min生成的CO2为0.12mol,根据方程式可知生成的N2为0.06mol,故N2的平均反应速率,C错误;D.温度T2时,,则该温度下平衡常数K===5,若起始向容器中通入0.10molNO、0.30molCO、0.10molN2和0.10molCO2,则Qc===<5=K,故反应向正方向进行,D正确;故答案为:D。
11.(2023-2024高二上·湖北武汉·期中)如图,I是恒压密闭容器,II是恒容密闭容器。其它条件相同时,在I、II中分别加入2molX和2molY,起始时容器体积均为VL,发生如下反应并达到平衡:2X(?)+Y(?)aZ(g)(X、Y状态未知)。此时I中X、Y、Z的物质的量之比为1:3:2,则下列说法一定正确的是
A.若X、Y均为气态,则平衡时的压强:II>I
B.若X为固态,Y为气态,则I、II中从起始到平衡所需时间相同
C.若X、Y不均为气态,则平衡时气体平均摩尔质量:I>II
D.平衡时I容器的体积小于VL
【答案】B
【分析】
达到平衡时,I中X、Y、Z的物质的量之比为1∶3∶2,则,n=0.8,,a=1。
【解析】A.X、Y均为气态,正向反应气体分子数减少,II容积不变,压强减小,则平衡时的压强: II<I,A错误;B.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,压强对平衡移动无影响,反应2X(s)+Y(g)Z(g),压强相同,Ⅰ、Ⅱ中从起始到平衡所需时间相同,B正确;C.若X为固态,Y为气态,反应前后气体系数和相等,压强对平衡移动无影响,则平衡时气体平均摩尔质量:I=II,C错误;D.若X为固态,Y为气态,平衡时I容器的体积等于VL,D错误;故选B。
12.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)将2mol固体置于1L容积不变的密闭容器中,在一定温度下加入催化剂后发生下列反应:①;②,反应经过10min后达到了平衡状态,测得,,下列说法正确的是
A.在上述平衡体系中再加入少量的,再次达到平衡后将减小
B.的分解率为25%
C.此温度下反应②平衡常数
D.若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时不变
【答案】C
【解析】A.增加浓度为定值的氧化银固体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,故A错误;B.由硫原子个数守恒可知,反应①生成三氧化硫的物质的量为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol,则三氧化硫的分解率为×100%=20%,故B错误;C.由反应②可知,平衡时氧气的浓度为0.1mol/L×=0.05mol/L,则此温度下反应②平衡常数K==mol/L,故C正确;D.由方程式可知,反应①的平衡常数K=c(SO3)= 0.4mol/L,若温度不变,体积缩小为原来的一半,再次达到平衡时,反应①和②的平衡常数不变,则平衡时三氧化硫和二氧化硫的浓度不变,二氧化硫的物质的量为原平衡的,故D错误;故选C。
13.(2023-2024高二上·山东烟台·期中)某密闭容器中充入1和2发生反应: ,平衡时测得混合气体中H的物质的量分数[)]与温度(T)、压强(P)之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a点和b点对应的平衡常数
B.a点用气体分压(即气体总压强×该气体的体积分数)表示的压强平衡常数
C.若达平衡后,再充入1和2,的转化率减小
D.恒温恒容时,混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态
【答案】C
【解析】A.该反应为放热反应,由题图可知,温度下大于温度下的,说明时反应进行程度大,则,A项正确;B.设一氧化碳转化了xmol,则根据题中数据列出三段式如下:
a点时的物质的量分数为40%,则可得到,解得,三种气体的体积分数等于物质的量分数,则可得到三种气体的分压分别为:,,,压强平衡常数,B项正确;C.若达平衡后,再充入1molCO和2mol,若保持压强不变,则反应为等效平衡,CO的转化率不变,但充入气体后,相当于增大了压强,且该反应是气体系数减小的反应,相比于等效平衡状态,反应向正方向移动,CO的转化率增大,C项错误;D.恒容条件下,混合气体的物质的量是变量,故混合气体的平均摩尔质量也是变量,当其不再随时间的变化而变化时,达到平衡,D项正确;故选C。
14.(2023-2024高二上·广东广州·期中)由羟基丁酸生成丁内酯的反应如下:.在时,水溶液中羟基丁酸的初始浓度为,随着反应的进行,测得丁内酯的浓度随时间的变化如下表所示:
21
50
80
100
120
160
220
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
下列说法不正确的是
A.在内,以丁内酯的浓度变化表示的反应速率为
B.在时,该反应的平衡常数
C.及时移出了丁内酯,平衡时羟基丁酸的转化率提高,反应速率加快
D.时,羟基丁酸㢩转化率为
【答案】C
【解析】A.在50~80min内,以γ-丁内酯的浓度变化表示的反速率为==7.00×10-4mol/(L•min),A正确;B.根据表格数据可知平衡时c(γ-丁内酯)=0.132mol/L,c(γ-羟基丁酸)=c(γ-丁内酯)=0.132mol/L,所以平衡时c(γ-羟基丁酸)=(0.180-0.132)mol/L=0.048mol/L,K===2.75,B正确;C.及时移出了丁内酯,即减小生成物浓度,逆反应速率突然减慢,化学平衡正向移动,导致反应物浓度减小,正反应速率也逐渐减慢,故平衡时羟基丁酸的转化率提高,但反应速率减慢,C错误;D.0~120min内,c(γ-丁内酯)=(0.090-0)mol/L=0.090mol/L,根据方程式知,相同时间内消耗的c(γ-羟基丁酸)=c(γ-丁内酯)=0.090mol/L,在120m时,γ-羟基丁酸的转化率为×100%=×100%=50%,D正确;故答案为:C。
15.(2023-2024高二上·福建福州·期中)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入1molHI,发生反应: ,H2的物质的量随时间变化如表,下列说法正确的是
t/min
1
2
3
n(H2)/mol
0.06
0.1
0.1
A.反应前1min平均速率v(HI)=0.06mol⋅L-1⋅min-1
B.该温度下,平衡时HI的转化率为10%
C.该温度下的平衡常数为K1,温度升高10℃后平衡常数为K2,则K1>K2
D.达平衡后其他条件不变,压缩容器体积,平衡不移动,c(HI)不变
【答案】A
【解析】A.2L恒容密闭容器中发生反应,,1min内HI的分解速率,A项正确;B.2min后不再变化,故2min时已达到平衡,HI的转化率为,B项错误;C.该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,K增大,则,C项错误;D.由于反应前后气体分子数不变,故容器体积不影响平衡移动,但压缩体积后,虽n(HI)不变,但由于体积减小,故c(HI)增大,D项错误;答案选A。
16.(2023-2024高二上·浙江杭州·期中)一定温度下,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应:,测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
反应物投入量
、
、
平衡
物质的平衡转化率
下列说法错误的是
A.
B.
C.时,若的浓度分别为,则此时
D.若在恒压条件下,容器1平衡时等于容器2平衡时
【答案】B
【解析】A.由题干表格信息可知,容器2中所加物质相当于4mol SO2、2mol O2,若容器2的体积变为2L,则和容器1等效平衡,浓度相同,然后再压缩到1L,若在此过程中平衡不移动,c2=2 mol•L-1,但压缩过程中平衡正向移动,c2>2 mol•L-1,A正确;B.若容器2的体积变为2L、容器3的温度为T1,则两容器达到等效平衡,此时α2(SO3)+α3(SO2)=1,但容器2的体积为1L,压缩此容器平衡正向移动,SO3的转化率减小,容器3温度为T2>T1,上述平衡逆向移动,则SO2的转化率减小,故α2(SO3)+α3(SO2)<1,B错误;C.由容器1数据列三段式
,
该温度下K===2,T1时,若SO2、O2、SO3的浓度分别为1.2 mol•L-1、0.6 mol•L-1、1.2 mol•L-1,则此时Qc===<2=K,则反应向正向进行,即,C正确;D.恒压条件下,容器1和容器2达到等效平衡,故容器1平衡时等于容器2平衡时,D正确;故答案为:B。
17.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)一定温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入1.6molCO、1.6molNO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),经过一段时间后达平衡。反应进行到不同时间测得n(CO)如表所示:
t/s
0
5
10
15
20
n(CO)/mol
1.6
1.2
0.9
0.8
0.8
下列说法正确的是
A.该温度下,该反应的平衡常数K=1.25
B.反应在前5s的平均速率为v(N2)=0.04mol·L-1·s-1
C.保持其他条件不变,升高温度,达到新平衡时c(CO)=0.45mol·L⁻1,则反应的ΔH>0
D.相同温度下,起始时向容器中充入1.6mol CO、1.6mol NO、0.8mol N2、1.6 molCO2,达到平衡前v正<v逆
【答案】A
【解析】A.该温度下,列出三段式:,反应的平衡常数,A正确;B.反应在前5s的平均速率,B错误;C.根据表格数据,该温度平衡时c(CO)=,保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(CO)=0.45mol·L⁻1,说明CO浓度增大,平衡逆向移动,逆反应吸热,则正反应的ΔH<0,C错误;D.起始时向容器中充入1.6mol CO、1.6mol NO、0.8mol N2、1.6 molCO2,Q=<K,平衡正向移动,达到平衡前v正>v逆,D错误;故答案选A。
18.(2023-2024高二上·北京海淀·期中)一定条件下,分别在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入A和B,发生反应:,448K时该反应的化学平衡常数K=1,反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如下:
容器
温度/K
起始时物质的浓度()
10分钟时物质的浓度()
c(A)
c(B)
c(C)
甲
448
3
1
0.5
乙
T1
3
1
0.4
丙
448
6
2
a
下列说法不正确的是
A.甲中,10分钟内A的化学反应速率:
B.甲中,10分钟时反应已达到化学平衡状态
C.乙中,、
D.A的平衡转化率甲<丙
【答案】B
【解析】A.由表格数据可知,10分钟时,甲中C的浓度为0.5mol/L,由方程式可知,10分钟内A的化学反应速率为=0.075 mol/(L·min),故A正确;B.由表格数据可知,10分钟时,甲中C的浓度为0.5mol/L,由方程式可知,A、B的浓度分别为3mol/L—0.5mol/L×=2.25mol/L、1mol/L—0.5mol/L×=0.75mol/L,则反应的浓度熵Qc=≠1,所以反应未达到平衡,故B错误;C.由表格数据可知,10分钟时,甲中C的浓度为0.5mol/L、乙中C的浓度为0.4mol/L,则乙中反应的反应速率小于甲中,反应温度小于448K,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以乙中反应的平衡常数小于甲中,故C正确;D.由表格数据可知,丙中起始物质的浓度是甲中的2倍,相当于增大了混合气体的压强,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,A的平衡转化率增大,则甲中A的平衡转化率小于丙中,故D正确;故选B。
19.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)回答下列问题。
(1)向体积为的恒容密闭容器中通入气体和固体,在一定温度下发生反应:。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/
100
150
200
平衡常数
1
1.2
1.4
该反应的平衡常数的表达式 , 0(填“>”“<”“=”)。
(2)在时,上述容器充入、和气体,则平衡向 (填“左”或“右”或“不移动”)。
(3)臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:某温度时,在体积为的刚性密闭容器中充入和发生反应。
①在恒温恒容条件下,下列事实能够证明该反应已经达到平衡的是 (填标号)。
A. B.混合气体密度不再改变
C.的体积分数不再改变 D.与的体积比不再改变
②欲增加的平衡转化率,可采取的措施有 (填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
③达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,则的转化率为 ,平衡常数 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离出气体 b.适当升高温度 c.增大的浓度 d.选择高效的催化剂
【答案】(1) >
(2)右
(3)C D 50%
(4)c
【解析】(1)该反应的平衡常数的表达式,温度升高,K增大,说明正反应方向为吸热反应,故>0。
(2)在时,上述容器充入、和气体,,可知该反应向正方向移动。
(3)在恒温恒容条件下,无法说明反应达到平衡,A错误;恒温恒容条件下,气体的体积和质量均不变,密度恒定不变,则无法说明反应达到平衡,B错误;的体积分数不再改变说明反应达到平衡,C正确;与的体积比恒为1:1,故体积比不再改变,无法说明反应达到平衡,D错误。
在恒温恒容条件下充入氦气,平衡不发生移动,不影响转化率,升高温度平衡逆向移动转化率减小,充入,转化率减小,恒温恒容条件下充入和平衡向气体分子数减小的正反应移动,转化率增大,故选D。
达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,可列出三段式:
NO2的转化率为,平衡常数。
(4)及时分离出气体反应速率减小,平衡正向移动;适当升高温度反应速率增大,但平衡逆向移动;增大的浓度反应速率增大且平衡正向移动;催化剂不影响平衡移动。故选c。
20.(2023-2024高二上·北京·期中)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。
(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:ΔH <0,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K
298
398
498
平衡常数K
4.1×106
K1
K2
①该反应的平衡常数表达式:K= 。
②试判断K1 K2(填写“>”“=”或“<”)。
③一定温度下,在2L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,H2的物质的量为0.5mol,则N2的转化率α(N2)= ,以NH3表示该过程的反应速率 v(NH3)= 。
(2)对反应ΔH>0,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是 。
a.A、C两点的反应速率:A>C
c.A、C两点的化学平衡常数:A>C
b.A、C两点N2O4的转化率:A<C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
【答案】(1) > 83.3% (2)d
【解析】(1)①平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,固体和纯液体不写入表达式,K=;②该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则K1>K2,故答案为:>;③起始加入3mol H2达到平衡时为0.5mol,消耗氢气3-0.5=2.5mol,由可知消耗氮气mol,起始充入1molN2,则N2的转化率α(N2)=,生成氨气∆n=mol,以NH3表示该过程的反应速率 v(NH3)=;
(2)a.A、C两点温度相同,压强越大,反应速率越快,所以速率:C>A,故a错误;b.A、C两点温度相同,平衡常数只与温度有关,所以化学平衡常数:A=C,故b错误;c.A、C两点温度相同,C点压强更高,压强增大,平衡逆反应方向移动,N2O4的转化率降低,所以两点N2O4的转化率:A>C,故c错误;d.该反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,NO2的体积分数增大,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法,故d正确;故选:d。
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