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 平衡常数
考点02 化学平衡的计算
考点01 平衡常数
1.(2023-2024高二上·河南焦作·期中)某密闭容器中发生反应:,某一过程中反应速率与时间的关系如图所示,段为化学平衡状态,改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件,平衡常数一定变化的时间段是
A. B.
C. D.和
2.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH < 0,NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.X和Y分别代表压强和温度
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Ka < Kb < Kc
D.适当降低温度,NO2的平衡转化率增大
3.(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
4.(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
5.(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
6.(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.
7.(2023-2024高二上·安徽淮北·期中)在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A.反应温度
B.该反应的
C.若和时的平衡常数分别为和,则
D.若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
8.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)已知NO和转化为的反应机理如下:
①(快) 平衡常数
②(慢) 平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.的平衡常数
C.反应②的速率大小决定的反应速率
D.反应过程中的能量变化可用上图表示
9.(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
10.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)已知反应在某温度下,①CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s) ΔH 1= -126 kJ·mol-1 K1
②H2(g)+CuO(s)H2O(g) +Cu(s) ΔH2 = -85 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 K3
下列说法正确的是
A.反应①为吸热反应
B.1mol H2(g)和1mol CuO(s)具有的总能量低于1molH2O(g)和1mol Cu(s)的总能量
C.反应③的反应热ΔH2 = -41 kJ·mol-1、
D.升高温度,三个反应的平衡常数K1、K2、K3均变大
考点02 化学平衡的计算
11.(2023-2024高二上·辽宁·期中)在恒容密闭容器中发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下列有关叙述正确的是
容积/L
投料
200 ℃时HCl平衡转化率
400 ℃时HCl平衡转化率
容器Ⅰ
1
4 mol HCl(g)、1 mol O2(g)
90%
75%
容器Ⅱ
2
x mol HCl(g)、2 mol O2(g)
α1
α2
A.该反应的ΔH > 0
B.400 ℃时,该反应的平衡常数为
C.400 ℃时,若x > 8,则α2 > 75%
D.400 ℃时,向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 mol O2(g)和1 mol Cl2(g),此时υ正< υ逆
12.(2023-2024高二上·四川成都·期中)一定温度下,在2L的密闭容器中发生如下反应:,、的物质的量随时间变化的关系如图1,达平衡后在、、、时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A.,反应开始2min内,
B.若时改变的条件是降温,平衡正向移动,则该反应为放热反应
C.时间段的浓度一定未发生变化
D.若平衡后只增加0.3mol的,则达到新平衡后,的体积分数增大。
13.(2023-2024高二上·四川成都·期中)在体积均为2 L的恒温密闭容器1、2中,同时充入1 mol Cl2(g)和1 mol PCl3(g),在起始温度不同的条件下发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)。下列叙述错误的是
A.起始反应温度:容器1>容器2
B.平衡时压强:容器1<容器2
C.容器2中达到平衡时PCl5产率为80%
D.其它条件不变,3min后向容器1中再充入1 mol PCl5(g),达新平衡后PCl3(g)的体积分数减小
14.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,A、B、C三种气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.该反应的化学方程式是
B.时,a点A和C的物质的量相等表示反应达到平衡
C.4分钟内C的反应速率为
D.A和B之间的速率关系
15.(2023-2024高二上·广东江门·期中)在恒温恒容下,在一容器充入2molSO2和1molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后,SO3的体积分数为p%。在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,SO3的体积分数为
A.小于p% B.等于p% C.大于p% D.无法判断
16.(2023-2024高二上·四川·期中)一定温度下,向三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应(正反应放热),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
700
700
800
反应物投入量
2 mol、1 mol
4mol
2 mol、1 mol
平衡时/
(mol·L·s)
平衡时
/(mol·L)
平衡时体系总压强p/Pa
物质的平衡转化率
平衡常数K
下列说法正确的是
A., B.,
C., D.,
17.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)在一个固定体积的密闭容器中,加入和,发生反应,达到平衡时,C的物质的量浓度为,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的物质的量浓度仍是的是
A. B.
C. D.
18.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)回答下列问题。
(1)工业合成氨的反应:,分别在、温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如图所示:
①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是 点。
②条件下,在的密闭容器中,充入和时,达平衡,此时反应物的转化率均为a,写出下列仅含a、x的表达式(不必化简): ;该反应的平衡常数的值 。
③图像中 (填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。
(2)一定温度下,在密闭容器中将等物质的量的和混合,采用适当的催化剂进行反应,已知此温度下,该反应的平衡常数,则平衡时体系中的物质的量分数为 。
考点01 平衡常数
1.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)已知NO和转化为的反应机理如下:
①(快) 平衡常数
②(慢) 平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.的平衡常数
C.反应②的速率大小决定的反应速率
D.反应过程中的能量变化可用上图表示
2.(2023-2024高二上·湖北·期中)某化合物的水合晶体脱水反应分三步完成:
①
②
③,下列有关说法正确的是
A.
B.
C.
D.反应①、②和③都是熵增加的反应,均能自发进行
3.(2023-2024高二上·河南焦作·期中)一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,充入和,发生反应。下列说法正确的是
A.若采取最佳的反应条件,充分反应后放出的热量为
B.采用不同的催化剂,化学平衡常数也会不同
C.升高温度时,减小,增大
D.平衡后向容器中再充入和,达到新平衡后,的转化率增大
4.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)T℃,某密闭容器中发生:,达到平衡后测得CO2的浓度为1mol/L,下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式为
B.反应过程中继续加入CaCO3后,c(CO2)将增大
C.将密闭容器体积增大一倍,再次平衡后,CO2的浓度大于0.5mol/L
D.升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
5.(2023-2024高二上·山东临沂·期中)与之间存在反应。将一定量的放入恒容密闭容器中,在一定条件下,该反应、的消耗速率与自身压强间存在关系:,,其中、是与反应温度有关的常数。下列说法正确的是
A.升高温度,增大,减小
B.该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能
C.速率常数k只受温度影响,加入催化剂速率常数k不发生变化
D.一定温度下,、与平衡常数的关系是
6.(2023-2024高二上·天津河北·期中)已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A.该反应的化学方程式为
B.上述反应的逆反应是吸热反应
C.若平衡浓度符合下列关系式: 则此时的温度为700℃
D.若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol,5min 后温度升高到830℃,此时得 CO为0.4mol时,该反应达到平衡状态
7.(2023-2024高二上·山西·期中)消除汽车尾气的过程中,反应 起决定性作用。某研究小组向某一恒容密闭容器中充入一定量的NO,NO浓度与反应温度和时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.当混合气体的密度不再随时间改变,则该反应达到平衡
B.平衡常数:
C.保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,有利于该反应正向进行
D.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
8.(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
9.(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
10.(2023-2024高二上·安徽安庆·期中)已知K并不是基元反应,化学家提出了由三步构成的反应模型:
①(快);
②(快);
③(慢)。
总反应的速率方程为,下列说法错误的是
A.反应①、②的活化能较高
B.反应③为总反应的决速步骤
C.平衡常数关系为:,
D.温度对总反应速率影响是通过改变速率常数k来实现
11.(2023-2024高二上·河北唐山·期中)t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
考点02 化学平衡的计算
12.(2023-2024高二上·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
13.(2023-2024高二上·云南文山·期中)已知: △H=-14.9 kJ·mol-1。某温度下在甲、乙两个恒容密闭容器中充入反应物,其起始浓度如下表所示。甲中反应达到平衡时,测得c(H2)=0.008 mol·L-1。下列判断正确的是
起始浓度
c(H2)/(mol·L-1)
c(I2)/(mol·L-1)
c(HI)/(mol·L-1)
甲
0.01
0.01
0
乙
0.02
0.02
0
A.平衡时,乙中H2的转化率与甲中的相等
B.平衡时,甲中混合物的颜色比乙中深
C.平衡时,甲、乙中热量的变化值相等
D.该温度下,反应的平衡常数K=4
14.(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
15.(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
16.(2023-2024高二上·广西梧州·期中)合成氨反应N2+3H2=2NH3,初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示;下列说法正确的是
A.图像中P1<P2<P3
B.A、B、C、D的平衡常数大小关系A=B>C>D
C.反应速率逆(状态A)>逆(状态B)
D.在C点时,N2的转化率约为67%
17.(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
18.(2023-2024高二上·湖南·期中)将一定量的X加入某密闭容器中,发生反应:,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:
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
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·福建龙岩·期中)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,回答下列问题:
(1)在一定条件下将和转化为甲醇蒸气的相关反应有:
ⅰ. ;
ⅱ. ;
ⅲ. 。
则 (用含、的代数式表示), (用含、的代数式表示)。
(2)不同温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中仅发生反应 ,其浓度变化如表所示。
容器
温度/K
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.08
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
x
Ⅲ
500
0.20
0.10
0
0.025
该反应达到平衡时:
①对于容器Ⅰ,若5min后该反应达到平衡,此时CO的平衡转化率为 %,0~5min内, 。
②对于容器Ⅱ,该反应达到平衡时的平衡常数 。
③ (填“>”、“<”或“=”)0,判断的理由为 ,在该反应中,每转移0.4mol电子,此时产生的热量为 (用含的代数式表示)。
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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 平衡常数
考点02 化学平衡的计算
考点01 平衡常数
1.(2023-2024高二上·河南焦作·期中)某密闭容器中发生反应:,某一过程中反应速率与时间的关系如图所示,段为化学平衡状态,改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件,平衡常数一定变化的时间段是
A. B.
C. D.和
【答案】A
【分析】段为化学平衡状态,时,正、逆反应速率均加快,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,若是增大压强,则平衡逆移,不符合;若是增加浓度,则速率没有断点,不符合;则改变的条件是升高温度,升高温度平衡逆移,该反应为放热反应;段的反应速率比t2~t3段快,但平衡不移动,则改变的条件是加入催化剂;段,有断点,反应速率降低,平衡逆移,则改变的条件是减小压强,由此分析回答。
【详解】A.由分析可知,时间段改变的条件是升高温度,且反应是放热反应,故平衡常数减小,A符合题意;
B.由分析可知,时间段改变的条件是催化剂,平衡不移动,故平衡常数不变,B不符合题意;
C.由分析可知,时间段改变的条件是减小压强,平衡常数只与温度有关,K不变,C不符合题意;
D.由选项C可知,时间段K不变,D不符合题意;
故选A。
2.(2023-2024高二上·河南郑州·期中)已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH < 0,NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.X和Y分别代表压强和温度
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Ka < Kb < Kc
D.适当降低温度,NO2的平衡转化率增大
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,NO2平衡转化率降低,该反应为气体物质的量减少反应,增大压强,平衡正向进行,NO2平衡转化率增大,根据图像可知,X代表温度,Y代表压强,故A错误;
B.在温度相同时,增大压强,平衡正向进行,NO2平衡转化率增大,根据图像,推出Y2>Y1,故B错误;
C.利用“放热反应,升高温度,平衡常数减小”,该反应为放热反应,三点中,c温度最高,平衡常数最小,故C错误;
D.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,NO2平衡转化率增大,故D正确;
答案为D。
3.(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
【详解】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。
4.(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
【详解】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。
5.(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
【详解】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。
6.(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
【详解】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。
7.(2023-2024高二上·安徽淮北·期中)在容积不变的密闭容器中,一定量的与发生反应:。温度分别为和时,的体积分数随时间的变化如图所示。下列判断错误的是
A.反应温度
B.该反应的
C.若和时的平衡常数分别为和,则
D.若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同
【答案】C
【分析】由图可知,T2条件下反应先达到平衡,说明温度T2大于T1,T2条件下反应达到平衡时的三氧化硫体积分数小于T1,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。
【详解】A.由分析可知,温度T2大于T1,A正确;
B.由分析可知,该反应为放热反应,反应的焓变△H小于0,B正确;
C.由分析可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,则平衡常数K1大于K2,C错误;
D.催化剂需要一定的活化温度,故若和时使用相同的催化剂,其催化效果可能不同,D正确;
故选C。
8.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)已知NO和转化为的反应机理如下:
①(快) 平衡常数
②(慢) 平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.的平衡常数
C.反应②的速率大小决定的反应速率
D.反应过程中的能量变化可用上图表示
【答案】C
【详解】A.由盖斯定律,①+②可知的反应热为,A错误;
B.由反应①和反应②相加得到,故平衡常数,B错误;
C.慢反应是决定整个反应的关键步骤,故是反应②,C正确;
D.反应过程中的能量变化应体现出两步反应均是生成物能量低于反应物能量,且第二步活化能高于第一步,D错误。
故选C。
9.(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
【详解】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。
10.(2023-2024高二上·贵州黔西·期中)已知反应在某温度下,①CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s) ΔH 1= -126 kJ·mol-1 K1
②H2(g)+CuO(s)H2O(g) +Cu(s) ΔH2 = -85 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3 K3
下列说法正确的是
A.反应①为吸热反应
B.1mol H2(g)和1mol CuO(s)具有的总能量低于1molH2O(g)和1mol Cu(s)的总能量
C.反应③的反应热ΔH2 = -41 kJ·mol-1、
D.升高温度,三个反应的平衡常数K1、K2、K3均变大
【答案】C
【详解】A. 则反应①为放热反应,A错误;
B.,1mol H2(g)和1mol CuO(s)具有的总能量高于1molH2O(g)和1mol Cu(s)的总能量,B错误;
C.③=①-②,则=-126 kJ·mol-1 –(-85 kJ·mol-1)= -41 kJ·mol-1 ,
,C正确;
D.三个反应均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,D错误;
故选C。
考点02 化学平衡的计算
11.(2023-2024高二上·辽宁·期中)在恒容密闭容器中发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。下列有关叙述正确的是
容积/L
投料
200 ℃时HCl平衡转化率
400 ℃时HCl平衡转化率
容器Ⅰ
1
4 mol HCl(g)、1 mol O2(g)
90%
75%
容器Ⅱ
2
x mol HCl(g)、2 mol O2(g)
α1
α2
A.该反应的ΔH > 0
B.400 ℃时,该反应的平衡常数为
C.400 ℃时,若x > 8,则α2 > 75%
D.400 ℃时,向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 mol O2(g)和1 mol Cl2(g),此时υ正< υ逆
【答案】B
【详解】A.由题意可知,升高温度HCl平衡转化率减小,逆向移动,正反应放热,ΔH< 0,故A错误;
B.根据反应列出三段式 ,因为体积是1L,所以平衡常数为K=,故B正确;
C.若X=8,则容器Ⅱ中反应和容器I为等效平衡,若X >8时,HCl本身浓度增加,但本身转换率降低,故C错误;
D.当向容器I平衡体系中再加入1molO2(g)和1molCl2(g)时,Q=,平衡向正反应方向移动,v (正)> v (逆),故D错误;
故选B。
12.(2023-2024高二上·四川成都·期中)一定温度下,在2L的密闭容器中发生如下反应:,、的物质的量随时间变化的关系如图1,达平衡后在、、、时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A.,反应开始2min内,
B.若时改变的条件是降温,平衡正向移动,则该反应为放热反应
C.时间段的浓度一定未发生变化
D.若平衡后只增加0.3mol的,则达到新平衡后,的体积分数增大。
【答案】B
【详解】A.通过图1可知,2min达平衡,△n(B)=0.3mol-0.1mol=0.2mol,△n(C)=0.2mol,物质的量变化量之比等于化学计量数之比,故2:x=0.2mol:0.2mol,解得x=2;由方程式知 A是纯固体,不能计算反应速率,A错误;
B.tl时,逆反应速率减小,并且t1后逐渐增大至不变,则平衡正向移动,若tl时改变的条件是降温,该反应为放热反应,B正确;
C.t3-t5时间段逆反应速率减小后不变,平衡不移动,结合该反应是气体体积不变的反应,t3时可能是减小压强,B的浓度减小,C错误;
D.结合A分析知方程式为,即反应前后气体体积不变,结合起始加入量,若平衡后只增加0.3mol的,由等效平衡知达到新平衡后的体积分数不变,D错误;
故选B。
13.(2023-2024高二上·四川成都·期中)在体积均为2 L的恒温密闭容器1、2中,同时充入1 mol Cl2(g)和1 mol PCl3(g),在起始温度不同的条件下发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)。下列叙述错误的是
A.起始反应温度:容器1>容器2
B.平衡时压强:容器1<容器2
C.容器2中达到平衡时PCl5产率为80%
D.其它条件不变,3min后向容器1中再充入1 mol PCl5(g),达新平衡后PCl3(g)的体积分数减小
【答案】B
【分析】由图可知容器1中,3min、5min PCl5(g)的物质的量相等,说明反应3min时已达到平衡状态,而容器2中,4min时反应达到平衡状态,据此解答。
【详解】A. 由图可知,容器1中反应在3min时就达到平衡状态,可知容器1中反应速率较快,则温度:容器1>容器2,故A正确;
B.由图可知,平衡时,容器1中生成的PCl5(g)少于容器2,则结合反应可知,该反应是气体体积减小的反应,所以最终容器1中气体的总量大于容器2,而气体的物质的量之比等于体系内压强之比,则压强:容器1>容器2,故B错误;
C.1 mol Cl2(g)和1 mol PCl3(g)充分反应,理论上生成1mol PCl5,而容器2平衡时生成0.8mol PCl5,所以容器2中达到平衡时PCl5产率为80%,故C正确;
D.其它条件不变,3min后向容器1中再充入1 mol PCl5(g),体积不变相当于增大压强,增大压强平衡向体积减小的方向移动,所以达新平衡后PCl3(g)的体积分数减小,故D正确;
故选B。
14.(2023-2024高二上·四川凉山·期中)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,A、B、C三种气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是
A.该反应的化学方程式是
B.时,a点A和C的物质的量相等表示反应达到平衡
C.4分钟内C的反应速率为
D.A和B之间的速率关系
【答案】B
【详解】A.0~4min,A物质的量减少6mol但未变为0,B物质的量减少4mol也未变为0, C物质的量增加6mol,故方程式为,故A正确;
B.各组分含量不再变化才达到平衡态,图中显示这个时刻为4min,故B错误;
C. 4分钟内C的反应速率为,故C正确;
D.由A可知,化学速率之比等于对应化学计量数之比:,,故D正确;
故答案为:D。
15.(2023-2024高二上·广东江门·期中)在恒温恒容下,在一容器充入2molSO2和1molO2发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后,SO3的体积分数为p%。在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,SO3的体积分数为
A.小于p% B.等于p% C.大于p% D.无法判断
【答案】C
【详解】反应为气体分子数减小的反应,在恒温恒容下再充入2molSO2和1molO2,再次达到平衡后,相当于在原平衡基础上增大压强,平衡正向移动,导致SO3的体积分数大于p%;
故选C。
16.(2023-2024高二上·四川·期中)一定温度下,向三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应(正反应放热),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
700
700
800
反应物投入量
2 mol、1 mol
4mol
2 mol、1 mol
平衡时/
(mol·L·s)
平衡时
/(mol·L)
平衡时体系总压强p/Pa
物质的平衡转化率
平衡常数K
下列说法正确的是
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【分析】由题中表格信息可知,容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的一半(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果;由于加压,化学反应速率加快,则;题给平衡右移,则,根据勒夏特列原理可得,;容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果,升高温度,化学反应速率加快,则;题给平衡左移,则,,由于温度升高,气体物质的量增加,故;对于特定反应,平衡常数仅与温度有关,温度升高,题给平衡左移,平衡常数减小,则;
【详解】A.由以上分析可知,,,A错误;
B.由以上分析可知,;,,则,B错误;
C.,,则;若容器2的容积是容器1的2倍,则两者建立的平衡完全相同,根据平衡特点,此时应存在,由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压,故将减小,则,结合,则,C正确;
D.由以上分析可知,,,D错误;
故选C。
17.(2023-2024高二上·四川攀枝花·期中)在一个固定体积的密闭容器中,加入和,发生反应,达到平衡时,C的物质的量浓度为,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的物质的量浓度仍是的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)中,在恒温恒容下,不同途径达到平衡后,C的浓度仍为Kmol/L,说明与原平衡为等效平衡,按化学计量数转化到方程式的左边,只要满足n(A)=2mol,n(B)=1mol即可,据此进行分析.
【详解】A.开始加入2molA+1molB+2molC,按化学计量数转化到左边可得4molA、2molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡相比增大压强,平衡正向移动,所以达到平衡时C的浓度为大于k mol/L,故A错误;
B.该反应是气体体积不变的反应,压强不影响平衡,开始加入4molA+2molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡相比增大压强,平衡正向移动,所以达到平衡时C的浓度为大于k mol/L,故B错误;
C.开始加入2molC+1molB,按化学计量数转化到左边可得2molA、2molB,与原反应不是等效平衡,达到平衡时C的浓度为不是kmol/L,故C错误;
D.开始加入1molA+0.5molB+1molC,按方程式的化学计量数转化到左边,可得2molA、1molB,与加入2molA和1molB达平衡的平衡为等效平衡,达到平衡时C的浓度为kmol/L,故D正确;
故选:D。
18.(2023-2024高二上·福建泉州·期中)回答下列问题。
(1)工业合成氨的反应:,分别在、温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如图所示:
①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是 点。
②条件下,在的密闭容器中,充入和时,达平衡,此时反应物的转化率均为a,写出下列仅含a、x的表达式(不必化简): ;该反应的平衡常数的值 。
③图像中 (填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。
(2)一定温度下,在密闭容器中将等物质的量的和混合,采用适当的催化剂进行反应,已知此温度下,该反应的平衡常数,则平衡时体系中的物质的量分数为 。
【答案】(1) q 低于
(2)40
【详解】(1)①m、n、q三点均处于平衡状态,增大起始n(H2),平衡正向移动,N2的转化率增大,即起始n(H2)越大,N2的平衡转化率越大,则在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是q点;
②;反应物的转化率相等,则投料比等于化学反应计量系数之比,即y=3x,建立三段式:
则该反应的平衡常数的值=
③正反应放热,n(H2)一定时,降低温度,平衡正向移动,平衡时氨的体积分数增大,则T2低于T1;
(2)设投料时CO(g)和H2O(g)的物质的量均为m,转化量为n,建立三段式:
设容器体积为V,则平衡常数,即,则平衡时体系中H2的物质的量分数为。
考点01 平衡常数
1.(2023-2024高二上·浙江宁波·期中)已知NO和转化为的反应机理如下:
①(快) 平衡常数
②(慢) 平衡常数
下列说法正确的是
A.的
B.的平衡常数
C.反应②的速率大小决定的反应速率
D.反应过程中的能量变化可用上图表示
【答案】C
【详解】A.由盖斯定律,①+②可知的反应热为,A错误;
B.由反应①和反应②相加得到,故平衡常数,B错误;
C.慢反应是决定整个反应的关键步骤,故是反应②,C正确;
D.反应过程中的能量变化应体现出两步反应均是生成物能量低于反应物能量,且第二步活化能高于第一步,D错误。
故选C。
2.(2023-2024高二上·湖北·期中)某化合物的水合晶体脱水反应分三步完成:
①
②
③,下列有关说法正确的是
A.
B.
C.
D.反应①、②和③都是熵增加的反应,均能自发进行
【答案】C
【详解】A.三个反应方程式中均有,但在不同温度下发生的,故,A错误;
B.三个反应在不同温度下发生的,不存在加和性,,B错误;
C.310℃下发生反应,根据方程式有,C正确;
D.反应①、②和③都是熵增加的反应,但均为吸热反应,在高温下自发进行,D错误;
答案选C。
3.(2023-2024高二上·河南焦作·期中)一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,充入和,发生反应。下列说法正确的是
A.若采取最佳的反应条件,充分反应后放出的热量为
B.采用不同的催化剂,化学平衡常数也会不同
C.升高温度时,减小,增大
D.平衡后向容器中再充入和,达到新平衡后,的转化率增大
【答案】D
【详解】A.该反应为可逆反应,不管怎么改变反应条件,该反应不能百分之百转化,A错误;
B.平衡常数只受温度影响,采用不同的催化剂,化学平衡常数不变,B错误;
C.升高温度时,、均增大,C错误;
D.平衡后向容器中再充入和,相当于增大压强,平衡正移,达到新平衡后,的转化率增大,D正确;
故选D。
4.(2023-2024高二上·安徽池州·期中)T℃,某密闭容器中发生:,达到平衡后测得CO2的浓度为1mol/L,下列说法正确的是
A.该反应的化学平衡常数表达式为
B.反应过程中继续加入CaCO3后,c(CO2)将增大
C.将密闭容器体积增大一倍,再次平衡后,CO2的浓度大于0.5mol/L
D.升高温度,该反应平衡将向正反应方向移动
【答案】D
【详解】A.固体物质不带入平衡常数表达式,该反应的化学平衡常数应该为K=c(CO2),A错误;
B.CaO是固体,浓度不变,加入CaO后,化学平衡不移动,因此c(CO2)不变,B错误;
C.将密闭容器体积增大一倍,导致压强减小,化学平衡正向移动,但由于化学平衡常数不变,则CO2的浓度不变,C错误;
D.该反应的正反应是吸热反应,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡将向吸热的正反应方向移动,D正确;
故选D。
5.(2023-2024高二上·山东临沂·期中)与之间存在反应。将一定量的放入恒容密闭容器中,在一定条件下,该反应、的消耗速率与自身压强间存在关系:,,其中、是与反应温度有关的常数。下列说法正确的是
A.升高温度,增大,减小
B.该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能
C.速率常数k只受温度影响,加入催化剂速率常数k不发生变化
D.一定温度下,、与平衡常数的关系是
【答案】B
【详解】A.速率常数是温度的函数,温度升高,速率常数和均增大,A错误;
B.由应可知,反应吸热,正反应的活化能高于逆反应的活化能,B正确;
C.速率常数与温度、催化剂表面积、溶剂的性质等有关,加入催化剂速率常数k发生变化,C错误;
D.与的消耗速率满足2∶1比时反应达到平衡,即,所以,D错误;
故选B。
6.(2023-2024高二上·天津河北·期中)已知某化学反应的平衡常数表达式为 在不同温度下该反应的平衡常数如下表。下列有关叙述正确的是
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
A.该反应的化学方程式为
B.上述反应的逆反应是吸热反应
C.若平衡浓度符合下列关系式: 则此时的温度为700℃
D.若在一定容积的密闭容器中通入 和各 1mol,5min 后温度升高到830℃,此时得 CO为0.4mol时,该反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.由平衡常数表达式可知,反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),故A错误;
B.由表格数据可知,升高温度,化学平衡常数减小,说明正反应为放热反应,逆反应是吸热反应,故B正确;
C.由反应的平衡常数可知,平衡浓度符合关系式时,平衡常数==0.60,则此时的温度为1000℃,故C错误;
D.由方程式可知,830℃条件下生成0.4mol一氧化碳时,二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol-0.4mol=0.6mol,水蒸气的物质的量为0.4mol,假设容器体积为VL,则反应的浓度熵Qc==2.25>1.00,则反应未达到平衡,故D错误;
故选B。
7.(2023-2024高二上·山西·期中)消除汽车尾气的过程中,反应 起决定性作用。某研究小组向某一恒容密闭容器中充入一定量的NO,NO浓度与反应温度和时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.当混合气体的密度不再随时间改变,则该反应达到平衡
B.平衡常数:
C.保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,有利于该反应正向进行
D.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
【答案】D
【详解】A.恒容密闭容器中,体积不变,反应前后均气体且反应前后气体质量不变,则密度为恒定值,不能说明反应达平衡,A错误;
B.由图可知,T2>T1,温度升高,NO的浓度增大则正反应为放热反应,平衡常数:,B错误;
C.恒容密闭容器中,保持其他条件不变,仅充入少量的稀有气体,该反应不移动,C错误;
D.该反应为放热反应,反应物的键能总和小于生成物的键能总和,D正确;
故选D。
8.(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
【详解】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。
9.(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
【详解】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。
10.(2023-2024高二上·安徽安庆·期中)已知K并不是基元反应,化学家提出了由三步构成的反应模型:
①(快);
②(快);
③(慢)。
总反应的速率方程为,下列说法错误的是
A.反应①、②的活化能较高
B.反应③为总反应的决速步骤
C.平衡常数关系为:,
D.温度对总反应速率影响是通过改变速率常数k来实现
【答案】A
【详解】A.反应①、②都是快反应,活化能较低,反应③为慢反应、为决速反应、活化能较高,A项错误;
B.反应③为慢反应、为总反应的决速步骤,B项正确;
C.反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可由反应①+反应③得,则K=K1∙K3,K1=,K2=,则K1=,C项正确;
D.其它条件不变,升高温度反应速率加快、降低温度反应速率减慢,总反应的速率方程为,故温度对总反应速率影响是通过改变速率常数k来实现,D项正确;
答案选A。
11.(2023-2024高二上·河北唐山·期中)t℃时,某一气态平衡体系中含有X、Y、Z、W四种气体物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:,有关该平衡体系的说法正确的是
A.升高温度,平衡常数K增大,则正反应为吸热反应
B.增大压强,W质量分数增加
C.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
D.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变大,则正反应是放热反应
【答案】A
【详解】根据平衡常数表达式得到反应方程式为:2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。
A.升高温度,平衡向吸热反应移动,平衡常数K增大,说明正向移动,即正反应为吸热反应,故A正确;
B.增大压强,向体积减小方向移动即正向移动,W质量分数减小,故B错误;
C.增大X浓度即增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.升高温度,平衡向吸热反应移动,若混合气体的平均相对分子质量变大,气体质量不变,说明向气体物质的量减小方向移动即正向移动,因此正反应是吸热反应,故D错误;
综上所述,答案为A。
考点02 化学平衡的计算
12.(2023-2024高二上·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
【详解】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。
13.(2023-2024高二上·云南文山·期中)已知: △H=-14.9 kJ·mol-1。某温度下在甲、乙两个恒容密闭容器中充入反应物,其起始浓度如下表所示。甲中反应达到平衡时,测得c(H2)=0.008 mol·L-1。下列判断正确的是
起始浓度
c(H2)/(mol·L-1)
c(I2)/(mol·L-1)
c(HI)/(mol·L-1)
甲
0.01
0.01
0
乙
0.02
0.02
0
A.平衡时,乙中H2的转化率与甲中的相等
B.平衡时,甲中混合物的颜色比乙中深
C.平衡时,甲、乙中热量的变化值相等
D.该温度下,反应的平衡常数K=4
【答案】A
【详解】A.该反应前后气体分子数不变,乙中的浓度为甲中的2倍,乙中压强为甲中2倍,但压强不影响该反应平衡移动,二者建立等效平衡,平衡时对应各组分的转化率相同,故A正确;
B.二者建立等效平衡,平衡时乙中c(I2)是甲中的2倍,则平衡时乙中颜色更深,故B错误;
C.二者建立等效平衡,反应物转化率相同,乙中参加反应的I2是甲中的2倍,则乙中的热量变化是甲中的2倍,故C错误;
D.该温度下,甲中反应达到平衡时,测得c(H2)=0.008mol·L-1,建立三段式:
则反应的平衡常数,故D错误;
故选A。
14.(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
【详解】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。
15.(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。
【详解】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。
16.(2023-2024高二上·广西梧州·期中)合成氨反应N2+3H2=2NH3,初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示;下列说法正确的是
A.图像中P1<P2<P3
B.A、B、C、D的平衡常数大小关系A=B>C>D
C.反应速率逆(状态A)>逆(状态B)
D.在C点时,N2的转化率约为67%
【答案】D
【详解】A.该反应是气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,平衡后混合物中氨的物质的量分数(φ)增大,则p1>p2>p3,A错误;
B.化学平衡常数只与温度有关,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则A、B、C、D的平衡常数大小关系A>B=C=D,B错误;
C.温度:B>A,压强:pB>pA,则反应速率逆(状态A)<逆(状态B),C错误;
D.在C点时,氨的体积分数为50%,设初始冲入氮气、氢气的物质的量分别为1mol、3mol,反应的氮气为xmol,,则有=50%,则x=mol,N2的转化率为×100%≈67%,D正确;
故答案为:D。
17.(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
【详解】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。
18.(2023-2024高二上·湖南·期中)将一定量的X加入某密闭容器中,发生反应:,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:
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
【答案】D
【详解】A.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;
B.该反应为气体体积增大的反应,同一温度下,增大压强,平衡逆向移动,X的物质的量分数增大,则压强大小:,B错误;
C.根据图像知,同一温度下,升高温度,X的物质的量分数降低,说明平衡正向移动,平衡常数增大,C错误;
D.列出三段式:,M点X的物质的量分数为0.1,即,解得,则转化率为:,D正确;
故选D。
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)。
【详解】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·福建龙岩·期中)甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,回答下列问题:
(1)在一定条件下将和转化为甲醇蒸气的相关反应有:
ⅰ. ;
ⅱ. ;
ⅲ. 。
则 (用含、的代数式表示), (用含、的代数式表示)。
(2)不同温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中仅发生反应 ,其浓度变化如表所示。
容器
温度/K
物质的起始浓度
物质的平衡浓度
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.08
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
x
Ⅲ
500
0.20
0.10
0
0.025
该反应达到平衡时:
①对于容器Ⅰ,若5min后该反应达到平衡,此时CO的平衡转化率为 %,0~5min内, 。
②对于容器Ⅱ,该反应达到平衡时的平衡常数 。
③ (填“>”、“<”或“=”)0,判断的理由为 ,在该反应中,每转移0.4mol电子,此时产生的热量为 (用含的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
80 0.032 2500 < 由容器Ⅰ和容器Ⅲ可知温度越高,的平衡时浓度越小,则该反应为放热反应(或升高温度,反应达到平衡时,容器Ⅲ中的平衡常数小于容器Ⅰ中的平衡常数)
【详解】(1)由盖斯定律可知三个式子之间的关系为iii=i+ii,所以,。
(2)容器I中对应的三段式:
所以5min时CO的平衡转化率为80%,;,由于容器I与容器II中温度相同,平衡常数K相等,由容器Ⅰ和容器Ⅲ可知温度越高,的平衡时浓度越小,则该反应为放热反应(或升高温度,反应达到平衡时,容器Ⅲ中的平衡常数小于容器Ⅰ中的平衡常数),
由于反应转移电子数为4mole-,反应热为,故转移0.4mol e-时,产生的热量为。
(
2
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