第02讲 化学平衡常数、转化率等的分析与计算（重难点训练）化学苏教版2019选择性必修1

第02讲 化学平衡常数、转化率等的分析与计算 建议时间：25分钟 突破一 化学平衡状态的判断 1．逆水煤气变换反应为  kJ·mol-1.将6mol和8mol充入容积为2L的密闭容器中，分别在、温度下发生该反应，的物质的量变化如下表所示。下列说法中错误的是 物质的量/mol /℃ /℃ 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min 8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5 A． B．温度下，5~10min内以表示该反应速率mol·L-1·min-1 C．温度下，某时刻mol， D．温度下，该反应(25min)(20min) 【答案】A 【详解】A．根据表中数据可知，T1温度下，平衡时H2物质的量为2.0mol，T2温度下，平衡时H2物质的量为1.5mol，氢气的物质的量减少，平衡正向移动，正反应为放热反应，则温度T1＞T2，A错误； B．T1温度下，5~10min内H2物质的量的变化量为：3.5mol-2.0mol=1.5mol，CH3OH物质的量的变化量为：0.5mol，则以CH3OH表示该反应速率为：，B正确； C．T1温度下，10min时H2的物质的量不再变化，该反应达到平衡状态，此时n(H2)=2.0mol，根据三段式：，则平衡时，c(H2)=1mol/L，c(CO2)=2mol/L，c(CH3OH)=1mol/L，c(H2O)=1mol/L，则平衡常数为：，该温度下，某时刻，n(CO2)=n(H2)=n(CH3OH)=n(H2O)=2mol，则 c(CO2)=c(H2)=c(CH3OH)=c(H2O)=1mol/L ，则，则Q>K，C正确； D．T2 温度下，根据题表数据可知，20 min时，该反应尚未达到平衡状态，H2的物质的量在逐渐减小，反应正向进行，正反应速率在逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，；25 min时，该反应达到平衡状态，，则，D正确； 故答案选A。 2．体积为的恒容密闭容器中充入和，在一定条件下发生反应：  ，经，反应放出热量。下列叙述正确的是 A．，的平均反应速率 B．当时，反应到达平衡状态 C．增大的浓度和使用催化剂均可提高的平衡转化率 D．增大浓度可增大活化分子百分数，使反应速率增大 【答案】A 【详解】A．，反应放出热量，则反应了，生成了，的平均反应速率，A正确； B．当时，说明正逆反应速率相等，反应到达平衡状态，B错误； C．增大的浓度可提高的平衡转化率，使用催化剂不影响化学平衡，C错误； D．增大浓度可增大单位体积内活化分子数，使反应速率增大，D错误； 故选A。 突破二 化学平衡常数的影响因素及应用 3．将1molM和2molN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：T1＞T2 C．温度为T1时，M的平衡转化率为20% D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2 【答案】D 【详解】A．由分析可知，，A错误； B．由分析可知，温度：T1＜T2，C错误； C．由题干信息可知，温度为T1时Q的条件分数为20%，三段式分析为：，则有×100%=20%，解得得x=0.75mol，故M的平衡转化率为×100%=75%，C错误； D．由分析可知，，T1＜T2，即升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，则若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2，D正确； 故答案为：D。 4．研究表明与CO在作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．当有生成时，转移电子数为 B．升高温度，总反应的平衡常数K减小 C．反应中是催化剂，是中间产物 D．总反应速率由反应(2)的速率决定 【答案】D 【详解】A．反应中氮化合价由+1变为0，存在，有（为1mol）生成时，转移2mol电子，电子数为，A正确； B．反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，总反应的平衡常数K减小，B正确； C．由题图可知，Fe+先转化为FeO+，FeO+后续又转化为Fe+，因此Fe+是催化剂，FeO+是中间产物，C正确；   D．由题图可知，反应①的活化能高于反应②，因此反应①的速率较慢，则总反应速率由反应①的速率决定，D错误； 故选D。 突破三 化学平衡常数的计算 5．将2 mol N2O5置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：①2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)；②N2O4(g)2NO2(g)。达到平衡时，c(O2)=0.4 mol·L-1，c(NO2)=0.4 mol·L-1，下列说法正确的是 A．平衡时，c(N2O5)=0.4 mol·L-1 B．此温度下反应①的平衡常数的数值为3.6 C．平衡时N2O5的分解率为70% D．平衡后混合气体的平均摩尔质量为80 g·mol-1 【答案】B 【详解】A．在反应开始时c(N2O5)=＝1.0 mol·L-1，反应达到平衡时c(O2)=0.4 mol·L-1，则根据方程式①可知反应消耗的c(N2O5)=2×0.4 mol·L-1=0.8 mol·L-1，故平衡时N2O5的浓度c(N2O5)= 1.0 mol·L-1－0.8 mol·L-1=0.2 mol·L-1，A错误； B．根据反应①可知开始时产生N2O4(g)的浓度c(N2O4)=2c(O2)=0.8 mol·L-1，由于c(NO2)=0.4 mol·L-1，则发生反应②消耗的N2O4(g)的浓度为0.2 mol·L-1，故平衡时c(N2O4)=0.6 mol·L-1，根据选项A分析可知平衡时c(N2O5)=0.2 mol·L-1，故反应①的化学平衡常数K=，B正确； C．反应开始时c(N2O5)=1.0 mol·L-1，平衡时c(N2O5)=0.2 mol·L-1，所以N2O5的分解率为，C错误； D．气体总质量m=2 mol ×108 g=216 g，平衡时气体的总物质的量n=(0.2 mol·L-1+0.6 mol·L-1+0.4 mol·L-1+0.4 mol·L-1) ×2 L=3.2 mol，所以平衡后混合气体的平均摩尔质量M=g·mol-1，D错误； 故合理选项是B。 6．工业上用乙烯氧化法制备环氧乙烷(化学式为)，主要涉及反应： 反应I：   反应II：   在恒容密闭容器中充入乙烯和含的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，发生、两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示，已知时测得环氧乙烷的选择性为()。则下列说法正确的是 A．反应I在高温时自发进行 B．a点时，乙烯的消耗速率小于生成速率 C．c点容器内的总压强为 D．时反应I的平衡常数为(以各气体的分压代替浓度计算) 【答案】C 【详解】A. 反应I：  ，反应的，该反应的气体分子数减小，即。根据反应自发进行的条件，低温时自发进行，A项错误； B. 由图可知，a点时乙烯的转化率还未达到最大值，说明反应正向进行，所以乙烯的消耗速率大于生成速率，B项错误； C. 充入乙烯和含的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，则n(N2)= 4mol。c点时乙烯的转化率为60%，则有0.6mol乙烯参加反应，环氧乙烷的选择性为，则有0.4mol乙烯转化为环氧乙烷。即 则平衡时，，，，，平衡时气体总物质的量为n总=0.4mol + 0.2mol + 0.4mol + 0.4mol + 0.4mol + 4mol = 5.8mol。恒容密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，按氧气的分压列式，，C项正确； D. 根据C选项的数据可得： 时反应I的平衡常数，D项错误； 答案选C。 突破四 转化率的计算 7．为实现氯资源循环利用，工业上采用 催化氧化法处理 废气： 。将 和 分别以不同起始流速通入反应器中，在 、 和 下反应，通过检测流出气成分绘制 转化率 曲线，如图所示 (较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是 A．流速较高时，反应物分子进入反应体系时间较短，化学反应速率是影响 转化率的主要因素 B． 代表的温度为 C．相同条件下，将温度升高 或使用更高效的催化剂可提高 点 转化率 D． 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的物质的量分数平衡常数 【答案】D 【详解】A．流速过快时，反应物分子进入反应体系时间较短，反应未达到平衡状态，化学反应速率是影响转化率的主要因素，A正确； B．根据分析，T1代表的温度为，T3为，B正确； C．M对应温度为，由图像可知，升高温度，HCl的转化率增大，使用高效催化剂，可以增大该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，C正确； D．N点时，HCl的平衡转化率为80%，n(HCl):n(O2)=1：1，设n(HCl)=n(O2)=1mol，根据三段式： 物质的量分数平衡常数为：K=，D错误； 答案选D。 8．在催化剂作用下，以为原料合成，其主要反应有： 反应：I： 反应Ⅱ： 将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管，测得的转化率随温度变化的关系如图所示。 已知 下列说法正确的是 A．图中曲线②表示的转化率随温度的变化 B．范围内，随温度的升高，的选择性增大 C．范围内，随温度的升高，出口处及的量均增大 D．其他条件不变，选用高效催化剂能提高平稀时的产率 【答案】C 【详解】A．根据分析可知，曲线②表示的转化率随温度的变化，A错误； B．范围内，随温度的升高，和二氧化碳的转化率都增大，但的转化率增大的程度大于二氧化碳，说明反应2正向进行的程度大于反应的选择性不断减小，，B错误； C．范围内，随温度的升高，和二氧化碳的转化率都增大，则生成及的量均增大，C正确； D．使用高效催化剂只能缩短反应到达平衡的时间，但不能改变最终的平衡产率，D错误； 故选C。 建议时间：30分钟 9．工业上可通过羰基硫（COS）与水蒸气在一定条件下反应制备，反应的原理为  。一定条件下发生该反应，测得COS（g）的平衡转化率与起始投料比[为定值]的关系如图所示，图中各点对应的反应温度可能相同，也可能不同。 下列叙述错误的是 A．对e点平衡体系适当降低温度，可使COS的平衡转化率增大至50% B．若a、e两点对应的反应温度分别为和，则 C．b、c两点对应的反应速率，则 D．图中a点条件下反应的平衡常数 【答案】A 【详解】A．根据e点投料比，当COS的平衡转化率增大至50%，的平衡转化率为100%，A项错误； B．随投料比的增大，a、e两点的平衡转化率却相同，说明e点的温度低，B项正确； C．对放热反应而言，其他条件相同，温度越低，COS平衡转化率越高，b、c两点投料比相同，则c点温度低，故b、c两点对应的反应速率，C项正确； D．假设起始投料，，根据COS的平衡转化率为40%，可得平衡量：为0.6mol、为、为0.4mol、为0.4mol，则a点条件下反应的平衡常数，D项正确； 故选A。 10．1273K时，发生反应：，反应的平衡常数（是以平衡混合气体分压表示的化学平衡常数），下列说法正确的是 A．若生成需要通入水蒸气1mol B．纯固体浓度可视为定值，将铁片改为铁粉，反应速率不变 C．若反应在水蒸气气流中进行，水蒸气气流不断带走生成物，促进反应正向进行 D．若在密闭容器中加入和，充分反应后，体系处于平衡状态 【答案】C 【详解】A．反应为Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g) Kp==1.49，因为p(H2)=、p(H2O)=，所以Kp===1.49，当气相中n(H2)=1mol时，气相中还应有0.67 mol的H2O(g)存在以维持平衡，故需通入1.67mol的H2O(g)才能产生1mol H2(g)，故A错误； B．铁粉比铁片表面积更大，反应速率加快，故B错误； C．水蒸气气流带走H2，降低其分压，使Q<Kp，反应正向进行，故C正确； D．Fe的物质的量远小于水，充分反应后，体系中水的物质的量为1mol-0.1mol=0.9mol，氢气为0.1mol，Q====0.11<Kp，未达到平衡，故D错误； 故答案为C。 11．利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是 A．该反应的△H<0 B． C．M点的压强平衡常数 D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．升高温度，HCHO的平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，则该反应的△H<0，A正确； B．水是液体，该反应气体分子数减小，温度不变时，增大压强平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B正确； C．M点列出三段式：，平衡时气体总物质的量是，M点的压强平衡常数Kp=≈，C错误； D．及时移出O2(g)，减小生成物浓度，平衡正向移动，HCHO的平衡转化率增大，D正确； 故选C。 12．利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成气体和气体，在其他条件不变的情况下，只改变温度或加入催化剂对CO浓度的影响结果如图，下列分析不合理的是 A．对比曲线Ⅰ和Ⅱ可知，Ⅱ使用了催化剂 B．对比三条曲线，可知Ⅲ的温度最低 C．该反应： D．平衡常数： 【答案】B 【详解】A．由分析可知，Ⅱ使用了催化剂，A项正确； B．由分析可知，Ⅲ的反应速率加快，则温度升高，说明对比三条曲线，可知Ⅲ的温度最高，B项错误； C．NO和CO转化成气体和气体，同时该反应放热，则该反应的热化学方程式为： ，C项正确； D．Ⅰ、Ⅱ温度相同，则平衡常数相同，Ⅲ温度升高，平衡逆向移动，则平衡常数变小，则平衡常数：，D项正确； 答案选B。 13．一定温度下，在体积相同的两个密闭容器中进行反应：      实验数据如下：(忽略能量变化对温度的影响) 实验 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 A B C D ① 1 4 0 0 放出热量：32.8kJ ② 2 8 0 0 放出热量：QkJ 下列说法不正确的是 A．①中反应达到平衡时，生成0.8molC B．①条件下的平衡常数 C．其他条件不变，若对②升高温度，则 D．其他条件不变，若②的容积变为原来的一半，能量变化仍为放热 【答案】C 【详解】A．根据分析可知，①中反应达到平衡时，生成0.8mol C，A正确； B．①条件下的平衡常数K===1，B正确； C．根据等效平衡原理可知，②中放出热量为32.8kJ×2=65.6kJ，其他条件不变，若对②升高温度，平衡逆向移动，则Q＜65.6，C错误； D．A(g)+B(g)C(g)+D(g)是气体分子总数不变的反应，改变压强，平衡不移动，其他条件不变，若②的容积变为原来的一半，平衡不移动，能量变化仍为放热QkJ，D正确； 故答案为：C。 14．一定条件下利用和制取和的反应为。将原料气按投料比充入恒容密闭容器中，在、不同压强下，反应进行时，的转化率随压强变化如图所示。 下列说法错误的是 A．压强大于后反应达到平衡状态 B．反应速率： C．将X点时容器内压强迅速加压至后，的转化率保持不变 D．下该反应的压强平衡常数 【答案】B 【详解】A．该反应为气体分子数目增多的反应，压强增大，平衡逆向移动，由图可知压强大于后反应达到平衡状态，故A正确； B．X点反应正向进行，Z点达到平衡状态，压强越大、浓度越大反应速率越快，X、Z点浓度相等，Z点压强大于X点，所以，故B错误； C．Z点为平衡状态，将X点时容器内压强迅速加压至后，根据图像，的转化率保持不变，故C正确； D．Z点为平衡状态，的转化率为50%， 下该反应的压强平衡常数，故D正确； 故选B。 15．容积均为1L的甲，乙两个恒容密闭容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol的，发生反应：，甲中的相关量随时间变化如下图所示。 下列说法不正确的是 A．对于甲容器，温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态 B．甲达平衡时，体系温度若为，此温度下的平衡常数 C．前3s，甲中增大是由于温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响 D．平衡时，平衡常数：，容器中压强： 【答案】D 【详解】A．正反应为放热反应，且在绝热密闭容器，甲容器温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态，A正确； B．相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：H＜0，达到平衡状态时二氧化氮浓度为0.02mol/L，结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数， ，平衡常数K甲==225L/mol，B正确； C．甲为绝热容器，反应为放热反应，放出的热量对反应速率影响大，0～3s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是：0-3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响，C正确； D．容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器，相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H＜0，甲容器中温度升高，平衡逆向进行，平衡常数K甲＜K乙，容器中压强：，D错误； 故选D。 16．高炉炼铁以铁矿石(主要成分为)、焦炭、空气为原料，发生反应： 该反应在不同温度下的平衡常数如下。 温度 1000 1150 1300 平衡常数 下列说法不正确的是 A．根据表中数据判断，该反应的 B．利用空气将焦炭转化为，推测有利于增大铁的生成速率 C．增加高炉的高度可以降低平衡气体中的含量 D．时测得尾气中和的体积分数分别为和，则该反应未达到平衡状态 【答案】C 【详解】A．温度升高平衡常数减小，则反应放热，ΔH<0，故A正确； B．空气将焦炭转化为CO，增大CO浓度，正反应速率增加，故B正确； C．增加高炉的高度会延长气体停留时间，但平衡状态下CO的浓度由平衡常数决定，由于反应未完全进行，CO无法被全部消耗，因此增加高度无法减少尾气中CO的含量‌，故C错误； D．1000℃时平衡常数 ，测得尾气中、，则此时，根据体积之比等于物质的量之比，则反应商，表明反应未达平衡，故D正确； 故答案为C。 17．  它由两步反应组成： ⅰ．  ； ⅱ．分解。 反应ⅱ在927℃时的实际转化率(曲线a)和727℃时的平衡转化率(曲线b)如下图所示。下列说法不正确的是 A．   B．曲线a表示反应ⅱ已经处于化学平衡状态 C．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高：的转化率 D．减小压强有利于提高分解的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．根据盖斯定律，反应ⅱ＝总反应－反应ⅰ×2，焓变，因此反应ⅱ的热化学方程式为  ，A正确； B．反应ⅱ为吸热反应，其他条件相同升高温度平衡正向移动，故927℃时的平衡转化率应比727℃时的平衡转化率高，可由图可知927℃时的实际转化率(曲线a)比727℃时的平衡转化率(曲线b)低，因此曲线a时反应ⅱ未达到化学平衡状态，B错误； C．由分析可知，曲线a时反应ⅱ未达到化学平衡状态，因此图中X点所示条件下，延长反应时间能提高的转化率，C正确； D．是气体系数增大的反应，减小压强平衡正向移动，有利于提高分解的平衡转化率，D正确； 故选B。 18．环境保护是当今社会的热门问题，而氮的氧化物是大气污染的主要物质，研究氮的氧化物的反应对于减少大气污染有重要意义。回答下列问题： I.汽车尾气中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用还原NO的反应原理为：。 该反应的能量变化过程如图： (1) (用图中字母a、b、c、d表示)。该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下有利于自发进行。 II.汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染。已知反应：。 在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： (2)据图分析可知， (填“>”、“＜”或“=”)；反应平衡后，改变以下条件能使速率和两种污染气体转化率都增大的是 (填标号)。 a.压缩容器体积　　 b.升高温度　　c.恒压充入氦气　　d.加入催化剂 (3)反应在D点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的 点方向移动。 (4)E点的压强平衡常数 (保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×该组分物质的量分数)。 【答案】(1) a+b-c-d或a+b-(c+d) 低温 (2) > a (3)G (4)0.089 【详解】（1）提取图中数据，反应物的总键能-生成物的总键能=(a+b)kJ/mol-(c+d)kJ/mol；由于该反应是放热的熵减反应，若，反应可自发进行，所以该反应在低温下能自发进行。 （2）①，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO体积分数变大，故； 能使速率和两种污染气体转化率都增大，即既加快反应速率，平衡又向正向移动； a．压缩容器体积，相当于增大压强，反应速率加快，平衡向气体分子数减少的方向进行，即正向进行，a项选； b．升高温度，反应向吸热方向进行，转化率降低，b项不选； c．恒压充入氦气，体积变大，浓度变小，反应速率减慢，c项不选； d．加入催化剂，加快反应速率，但不影响平衡移动，转化率不变，d项不选； 故选a； （3）该反应是一个气体体积减小的放热反应，相同压强下降低温度，向正反应方向移动，一氧化氮体积分数减小，相同温度下增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮体积分数减小，降低温度的同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向G点移动； （4）E点时NO的体积分数为25%，根据已知在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，列三段式： 恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，NO体积分数等于物质的量分数，故，平衡时n(NO)=4mol、n(CO)=6mol、n(N2)=2mol、n(CO2)=4mol；物质的量分数分别为25%、37.5%、12.5%、25%，故； 建议时间：20分钟 19．（2024·广西·高考真题）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 【答案】D 【详解】A．苯甲腈在溶液中发生连续水解：，,有NH3生成，A正确； B．a点之前x(Y)逐渐增大，；a点之后，x(Y)逐渐减小，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即，B正确； C．在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成的反应有催化作用，C正确； D．根据图像所示，反应的前期应该有，a点之后，由于明显减小，显著增大，三者的速率关系不再满足，D错误； 故选D。 20．（2024·江西·高考真题）温度T下，向1L真空刚性容器中加入，反应达到平衡时，，      下列说法正确的是 A．再充入1mol X和1mol Y，此时 B．再充入1mol X，平衡时 C．再充入，平衡向右移动 D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应 【答案】A 【详解】A．向真空刚性容器中再充入1mol X和1mol Y时，反应的浓度商Qc==0.35＞K，则反应向逆反应方向进行，正反应速率小于逆反应速率，故A正确； B．向真空刚性容器中再充入1mol X相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则平衡时，Y的浓度小于0.8mol/L，故B错误； C．向真空刚性容器中再充入不参与反应的1mol氮气，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故C错误； D．温度升高，X的转化率增加，说明平衡向正反应方向移动，该反应为焓变大于0的吸热反应，故D错误； 故选A。 21．（2024·北京·高考真题）可采用催化氧化法将工业副产物制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是 A．Y为反应物，W为生成物 B．反应制得，须投入 C．升高反应温度，被氧化制的反应平衡常数减小 D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 【答案】B 【详解】A．由分析可知，Y为反应物，W为生成物，A正确； B．在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误； C．总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确； D．图中涉及的两个氧化还原反应是和，D正确； 故选B。 22．（2023·河北·高考真题）在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 反应②和③的速率方程分别为和，其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．内，W的平均反应速率为 B．若升高温度，平衡时减小 C．若，平衡时 D．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 【答案】B 【详解】A．由表格数据可知，2min时W的浓度为0.080mol/L，则0∼2min内，W的反应速率为=0.040 mol/(L·min)，故A错误； B．反应③的活化能大于反应②说明X转化为Z的反应为放热反应，升高温度，反应②平衡向逆反应方向移动，Z的浓度减小，故B正确； C．由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：=，若，则X和Z的浓度关系为，故C错误； D．由转化关系可知，反应①为W完全分解生成X和Y，Y只参与反应①，所以增大容器容积，平衡时Y的物质的量不变、产率不变，故D错误； 故选B。 23．（2024·湖南·高考真题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 【答案】D 【详解】A．根据分析可知，投料比x代表，故A错误； B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误； C．甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自发，所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应，则ΔH1<0；当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，由T2＞T1可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误； D．L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确； 故答案选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第02讲 化学平衡常数、转化率等的分析与计算 建议时间：25分钟 突破一 化学平衡状态的判断 1．逆水煤气变换反应为  kJ·mol-1.将6mol和8mol充入容积为2L的密闭容器中，分别在、温度下发生该反应，的物质的量变化如下表所示。下列说法中错误的是 物质的量/mol /℃ /℃ 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min 8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5 A． B．温度下，5~10min内以表示该反应速率mol·L-1·min-1 C．温度下，某时刻mol， D．温度下，该反应(25min)(20min) 2．体积为的恒容密闭容器中充入和，在一定条件下发生反应：  ，经，反应放出热量。下列叙述正确的是 A．，的平均反应速率 B．当时，反应到达平衡状态 C．增大的浓度和使用催化剂均可提高的平衡转化率 D．增大浓度可增大活化分子百分数，使反应速率增大 突破二 化学平衡常数的影响因素及应用 3．将1molM和2molN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：T1＞T2 C．温度为T1时，M的平衡转化率为20% D．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1＞K2 4．研究表明与CO在作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．当有生成时，转移电子数为 B．升高温度，总反应的平衡常数K减小 C．反应中是催化剂，是中间产物 D．总反应速率由反应(2)的速率决定 突破三 化学平衡常数的计算 5．将2 mol N2O5置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：①2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)；②N2O4(g)2NO2(g)。达到平衡时，c(O2)=0.4 mol·L-1，c(NO2)=0.4 mol·L-1，下列说法正确的是 A．平衡时，c(N2O5)=0.4 mol·L-1 B．此温度下反应①的平衡常数的数值为3.6 C．平衡时N2O5的分解率为70% D．平衡后混合气体的平均摩尔质量为80 g·mol-1 6．工业上用乙烯氧化法制备环氧乙烷(化学式为)，主要涉及反应： 反应I：   反应II：   在恒容密闭容器中充入乙烯和含的净化空气(只含和，的体积分数为20%)，发生、两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示，已知时测得环氧乙烷的选择性为()。则下列说法正确的是 A．反应I在高温时自发进行 B．a点时，乙烯的消耗速率小于生成速率 C．c点容器内的总压强为 D．时反应I的平衡常数为(以各气体的分压代替浓度计算) 突破四 转化率的计算 7．为实现氯资源循环利用，工业上采用 催化氧化法处理 废气： 。将 和 分别以不同起始流速通入反应器中，在 、 和 下反应，通过检测流出气成分绘制 转化率 曲线，如图所示 (较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是 A．流速较高时，反应物分子进入反应体系时间较短，化学反应速率是影响 转化率的主要因素 B． 代表的温度为 C．相同条件下，将温度升高 或使用更高效的催化剂可提高 点 转化率 D． 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的物质的量分数平衡常数 8．在催化剂作用下，以为原料合成，其主要反应有： 反应：I： 反应Ⅱ： 将体积比为的混合气体按一定流速通过催化反应管，测得的转化率随温度变化的关系如图所示。 已知 下列说法正确的是 A．图中曲线②表示的转化率随温度的变化 B．范围内，随温度的升高，的选择性增大 C．范围内，随温度的升高，出口处及的量均增大 D．其他条件不变，选用高效催化剂能提高平稀时的产率 建议时间：30分钟 9．工业上可通过羰基硫（COS）与水蒸气在一定条件下反应制备，反应的原理为  。一定条件下发生该反应，测得COS（g）的平衡转化率与起始投料比[为定值]的关系如图所示，图中各点对应的反应温度可能相同，也可能不同。 下列叙述错误的是 A．对e点平衡体系适当降低温度，可使COS的平衡转化率增大至50% B．若a、e两点对应的反应温度分别为和，则 C．b、c两点对应的反应速率，则 D．图中a点条件下反应的平衡常数 10．1273K时，发生反应：，反应的平衡常数（是以平衡混合气体分压表示的化学平衡常数），下列说法正确的是 A．若生成需要通入水蒸气1mol B．纯固体浓度可视为定值，将铁片改为铁粉，反应速率不变 C．若反应在水蒸气气流中进行，水蒸气气流不断带走生成物，促进反应正向进行 D．若在密闭容器中加入和，充分反应后，体系处于平衡状态 11．利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下，将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示，已知为用平衡分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是 A．该反应的△H<0 B． C．M点的压强平衡常数 D．及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率 12．利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成气体和气体，在其他条件不变的情况下，只改变温度或加入催化剂对CO浓度的影响结果如图，下列分析不合理的是 A．对比曲线Ⅰ和Ⅱ可知，Ⅱ使用了催化剂 B．对比三条曲线，可知Ⅲ的温度最低 C．该反应： D．平衡常数： 13．一定温度下，在体积相同的两个密闭容器中进行反应：      实验数据如下：(忽略能量变化对温度的影响) 实验 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 A B C D ① 1 4 0 0 放出热量：32.8kJ ② 2 8 0 0 放出热量：QkJ 下列说法不正确的是 A．①中反应达到平衡时，生成0.8molC B．①条件下的平衡常数 C．其他条件不变，若对②升高温度，则 D．其他条件不变，若②的容积变为原来的一半，能量变化仍为放热 14．一定条件下利用和制取和的反应为。将原料气按投料比充入恒容密闭容器中，在、不同压强下，反应进行时，的转化率随压强变化如图所示。 下列说法错误的是 A．压强大于后反应达到平衡状态 B．反应速率： C．将X点时容器内压强迅速加压至后，的转化率保持不变 D．下该反应的压强平衡常数 15．容积均为1L的甲，乙两个恒容密闭容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol的，发生反应：，甲中的相关量随时间变化如下图所示。 下列说法不正确的是 A．对于甲容器，温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态 B．甲达平衡时，体系温度若为，此温度下的平衡常数 C．前3s，甲中增大是由于温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响 D．平衡时，平衡常数：，容器中压强： 16．高炉炼铁以铁矿石(主要成分为)、焦炭、空气为原料，发生反应： 该反应在不同温度下的平衡常数如下。 温度 1000 1150 1300 平衡常数 下列说法不正确的是 A．根据表中数据判断，该反应的 B．利用空气将焦炭转化为，推测有利于增大铁的生成速率 C．增加高炉的高度可以降低平衡气体中的含量 D．时测得尾气中和的体积分数分别为和，则该反应未达到平衡状态 17．  它由两步反应组成： ⅰ．  ； ⅱ．分解。 反应ⅱ在927℃时的实际转化率(曲线a)和727℃时的平衡转化率(曲线b)如下图所示。下列说法不正确的是 A．   B．曲线a表示反应ⅱ已经处于化学平衡状态 C．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高：的转化率 D．减小压强有利于提高分解的平衡转化率 18．环境保护是当今社会的热门问题，而氮的氧化物是大气污染的主要物质，研究氮的氧化物的反应对于减少大气污染有重要意义。回答下列问题： I.汽车尾气中的NO对人体健康有严重危害，一种新技术用还原NO的反应原理为：。 该反应的能量变化过程如图： (1) (用图中字母a、b、c、d表示)。该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下有利于自发进行。 II.汽油燃油车上安装三元催化转化器，可以使CO和NO两种尾气反应生成，可有效降低汽车尾气污染。已知反应：。 在密闭容器中充入10molCO和8molNO发生反应，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示： (2)据图分析可知， (填“>”、“＜”或“=”)；反应平衡后，改变以下条件能使速率和两种污染气体转化率都增大的是 (填标号)。 a.压缩容器体积　　 b.升高温度　　c.恒压充入氦气　　d.加入催化剂 (3)反应在D点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的 点方向移动。 (4)E点的压强平衡常数 (保留两位有效数字；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×该组分物质的量分数)。 建议时间：20分钟 19．（2024·广西·高考真题）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 20．（2024·江西·高考真题）温度T下，向1L真空刚性容器中加入，反应达到平衡时，，      下列说法正确的是 A．再充入1mol X和1mol Y，此时 B．再充入1mol X，平衡时 C．再充入，平衡向右移动 D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应 21．（2024·北京·高考真题）可采用催化氧化法将工业副产物制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：。下图所示为该法的一种催化机理。 下列说法不正确的是 A．Y为反应物，W为生成物 B．反应制得，须投入 C．升高反应温度，被氧化制的反应平衡常数减小 D．图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应 22．（2023·河北·高考真题）在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 反应②和③的速率方程分别为和，其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．内，W的平均反应速率为 B．若升高温度，平衡时减小 C．若，平衡时 D．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 23．（2024·湖南·高考真题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$