课时提升训练(3) 化学平衡常数及转化率（Word练习）-【百汇大课堂】2026年高考化学选考总复习下册·第1轮（浙江专

课时提升训练(3)　化学平衡常数及转化率 1．已知汽车尾气的无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。为研究某种催化剂，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/ (10－3 mol/L) 1.00 0.45 0.25 0.15 0.1 0.1 c(CO)/ (10－3 mol/L) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 下列说法正确的是(　　) A．该反应在3 s时达到平衡 B．前2 s内的平均反应速率v(N2)＝1.875×10－4 mol/(L·s) C．NO和CO的平衡转化率相同 D．平衡状态时，c(CO2)＝0.9 mol/L 答案：B 2.(2024·浙江重点中学拔尖培养联盟联考)向一恒容密闭容器中加入1 mol C2H6和一定量的水蒸气，发生反应：C2H6(g)＋2H2O(g) 2CO(g)＋5H2(g)，C2H6的平衡转化率按不同投料比x[x＝]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．投料比： x1>x2 B．此反应为放热反应 C．a、b、c点对应的平衡常数：Ka>Kb＝Kc D．反应温度为T1，当容器内气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡状态 答案：D 3．(2024·浙江A9协作体联考)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有如图所示关系，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3.2 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% 答案：D 4．氢能是绿色低碳、应用广泛的二次能源。目前制取氢气的方法之一是利用反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。在恒容密闭容器中，将6 mol CO和一定量的水蒸气混合加热到830 ℃，并达到平衡，此时该反应的平衡常数K为1.0，平衡后CO物质的量为4 mol。下列说法正确的是(　　) A．起始时H2O的物质的量为2 mol B．CO、H2O的转化率之比为2∶1 C.升高温度，H2浓度减小，表明该反应是吸热反应 D．恒温下向平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2各1 mol，平衡向正反应方向移动 答案：D 5．(2024·浙江百校联盟联考)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)，测得有关实验数据如下： 容器编号 温度/K 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol CH3OH NH3 CH3NH2 H2O CH3NH2 H2O Ⅰ 530 0.40 0.40 0 0 0.30 Ⅱ 530 0.80 0.80 0 0 Ⅲ 500 0 0 0.20 0.20 0.16 下列说法正确的是(　　) A．正反应的平衡常数：K( Ⅰ )＝K( Ⅱ )＞K( Ⅲ ) B．达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH, Ⅰ )>c(CH3OH, Ⅱ ) C．达到平衡时，转化率：α(NH3, Ⅰ )＋α(H2O, Ⅲ )<1 D．向容器 Ⅲ 中加入高效催化剂，能减小反应活化能，提高反应转化率 C　解析：该反应为气体分子数不变的反应，则投料比相同时平衡等效， Ⅰ 中平衡时水的物质的量为0.30，若 Ⅲ 温度也为530 K，则平衡时水和CH3NH2的物质的量应为0.15 mol，而实际 Ⅲ 平衡后CH3NH2的物质的量为0.16 mol，说明降低温度平衡正向移动，正向为放热反应，正反应的平衡常数：K( Ⅰ )＝K( Ⅱ )＜K( Ⅲ )，A错误；容器 Ⅰ 和容器 Ⅱ 为等温等容，起始量为2倍关系，由于该反应为气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不发生移动，则达到平衡时，体系中c(CH3OH)大小关系：2c(CH3OH, Ⅰ )＝c(CH3OH, Ⅱ )，B错误；容器 Ⅰ 和容器 Ⅲ 温度不同，若容器 Ⅲ 温度也为530 K，则能建立等效平衡，此时应有α(NH3, Ⅰ )＋α(H2O, Ⅲ )＝1，由于容器 Ⅲ 温度低于530 K，降低温度平衡正向移动，则转化率减小，故达到平衡时转化率：α(NH3, Ⅰ )＋α(H2O, Ⅲ )＜1，C正确；催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，不能提高转化率，D错误。 6．(2024·浙江名校协作体联考)低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有： 反应 Ⅰ　2CH3I(g) C2H4(g)＋2HI(g) 　 ΔH1 反应 Ⅱ　3C2H4(g) 2C3H6(g) ΔH2 反应 Ⅲ　2C2H4(g) C4H8(g) ΔH3 (1)反应 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 的ΔH随温度的变化如图1所示。298 K下，ΔH1＝________kJ/mol。 (2)针对反应 Ⅰ ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有________(填标号)。 A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂 (3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题： ①下列说法正确的是____________(填标号)。 A．因为反应 Ⅱ 、 Ⅲ 自发，且为熵减小反应，则有ΔH2＜0、ΔH3＜0 B．若ΔH随温度的上升而增大，则ΔH＞0 C．随温度升高，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 的化学平衡先正向移动后逆向移动 D．当温度范围：T≤715 K时，相同条件下的反应 Ⅱ 的平衡常数小于反应 Ⅲ ②从图2中可看出，当体系温度高于600 K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)维持温度为810 K，压强为0.1 MPa，起始投料1 mol CH3I，测得平衡体系中n(C2H4)＝n(C3H6)＝0.14 mol，n(C4H8)＝0.065 mol。 ①平衡时CH3I的转化率为________。 ②已知810 K条件下，存在等式＝A(常数)MPa－1[对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数]。保持其他条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1～2.0 MPa)关系的曲线示意图。 答案：(1)80.24　(2)BC (3)①AC　②反应 Ⅰ 吸热，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 放热，升高温度，反应 Ⅰ 平衡正向移动，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显　(4)①96% ② 解析：(1)反应 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 的ΔH随温度的变化如图1所示。反应 Ⅰ 为分解反应，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故298 K下ΔH1＝＋80.24 kJ/mol。 (2)反应 Ⅰ 为气体分子数增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使平衡移动，故答案选BC。 (3)①因为反应 Ⅱ 、 Ⅲ 自发，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，且为熵减小反应，则ΔS<0，所以必须ΔH2<0、ΔH3<0，A正确；若ΔH随温度的上升而增大，则正反应为放热反应，故ΔH<0，B错误；由题图2可知，随温度升高，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，C正确；根据题图2，取715 K时的反应，设该点乙烯、丙烯和丁烯的平衡浓度分别是a mol/L、b mol/L、c mol/L，根据图像可知，b＝c、a<b，KⅡ＝，KⅢ＝，比较得出KⅡ>KⅢ，D错误。 ②从题图2中可看出，当体系温度高于600 K时，因反应 Ⅰ 吸热，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 放热，升高温度，反应 Ⅰ 平衡正向移动，反应 Ⅱ 、 Ⅲ 平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加。 (4)①根据三段式可知： 故平衡时CH3I的转化率为×100%＝96%。 ②维持温度为810 K，压强为0.1 MPa，起始投料1 mol CH3I，平衡时气体总物质的量为0.04 mol＋0.96 mol＋0.14 mol＋0.14 mol＋0.065 mol＝1.345 mol，故平衡总压为0.134 5 MPa，x(HI)＝×100%＝71.4%，据此画出x(HI)与压强(0.1～2.0 MPa)关系的曲线示意图。 学科网（北京）股份有限公司 $$