2.2.1 化学平衡常数 同步练习-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

**基本信息** 聚焦化学平衡常数，通过基础概念辨析、定量计算应用、速率与平衡综合拓展三层设计，构建从理解到应用再到深化的知识巩固路径，培养化学平衡思想与科学思维能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础概念层|平衡常数定义、影响因素、表达式书写|单选题聚焦概念辨析（如温度对K的影响），强化化学观念| |计算应用层|平衡常数计算、转化率、表格数据处理|结合工业反应情境（如乙醇制氢），通过三段式计算培养科学思维| |综合拓展层|速率常数与平衡常数关系、反应机理分析|融入速率方程与平衡移动综合题（如多反应平衡常数推导），提升证据推理能力|

2.2.1 化学平衡常数 考点1 化学平衡常数 一、单选题 1．我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径，并实现高附加值乙酸的生产，涉及的反应有： 反应Ⅰ．    ； 反应Ⅱ．    ； 反应Ⅲ．   。 则下列关系式正确的是 A．； B．； C．； D．； 【答案】A 【详解】由盖斯定律可得反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ，则，，故选A。 2．下列说法中正确的是 A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 【答案】D 【详解】A．催化剂的催化效果与温度有关，但并非温度越高越好，高温可能导致催化剂失活，A错误； B．若反应前后气体物质的量相等，改变压强时正逆反应速率变化程度相同，平衡不移动，B错误； C．化学平衡常数仅由温度决定，浓度变化不会改变K，平衡移动是因浓度变化导致Q≠K，C错误； D．平衡常数K随温度变化，温度改变必然导致K变化，从而打破原有平衡，使平衡移动，D正确； 故选D。 3．体积恒定的密闭容器中发生反应：，其它条件不变时，下列说法正确的是 A．降低温度平衡逆向移动 B．增大压强可使化学平衡常数增大 C．移走可提高的平衡转化率 D．使用催化剂可提高的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．降低温度会使放热反应的平衡正向移动，A错误； B．化学平衡常数仅由温度决定，增大压强不改变平衡常数，B错误； C．移走会减少生成物浓度，促使平衡正向移动，的消耗量增加，其平衡转化率提高，C正确； D．催化剂不影响平衡状态，NO的平衡转化率不变，D错误； 故选C。 4．在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K值，C错误； D．ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K值增大，D正确； 故选D。 5．平衡常数K能表明化学反应的限度，下列关于平衡常数说法正确的是 A．K越大，反应的速率越快，反应进行得越彻底 B．在一定温度下，反应达到平衡时，该反应的 C．在一密闭容器中发生，增大压强，平衡正向移动，平衡常数的值增大 D．一般的说，当时，该反应就进行地基本完全 【答案】D 【详解】A．化学平衡常数只反映反应进行的程度，与反应速率无直接关联，K越大反应进行地越彻底，A错误； B．固体没有浓度变化的概念，平衡常数表达式中不应包含B的浓度，正确的表达式应为，B错误； C．增大压强，可使平衡正向移动，但平衡常数K仅与温度有关，温度不变则K不变，C错误； D．当时，反应物转化率极高，可认为反应进行地基本完全，D正确； 故答案选D。 6．已知某反应为  ，常温下，在密闭容器中加入等物质的量的、、发生上述反应，达到平衡Ⅰ时测得，保持温度不变，压缩容器容积至原来的一半并保持容积不变，测得，一段时间后，达到平衡Ⅱ。下列叙述正确的是 A．平衡常数表达式 B．压缩容器容积时，正反应速率小于逆反应速率 C．平衡Ⅱ时 D．该反应中，低温、加压可使固体A再生 【答案】C 【详解】A．观察可逆反应的热化学方程式可知，B(g)和C(g)为气态反应物，平衡常数表达式，A项错误； B．加压，平衡向右移动，正反应速率大于逆反应速率，B项错误； C．根据平衡常数定义可知，温度不变，平衡常数不变，故平衡时B(g)、C(g)的浓度不变，b=a，C项正确； D．采用加热、减压可使平衡逆向移动，使固体A再生，D项错误； 故选C。 7．在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比。 已知： ① K1 ② K2 由盖斯定律，-①=②，则K2=。 故选B。 8．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是 A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大 B．单位时间内消耗和的物质的量比为1：1时，反应达到平衡 C．平衡时，其它条件不变，增加的浓度，逆反应速率将减小，平衡常数减小 D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的平衡转化率增大 【答案】B 【详解】A．该反应为放热反应（ΔH<0），升高温度会使平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误； B．反应式中，每消耗2mol NH3生成2mol N2，正反应中NH3的消耗速率等于N2的生成速率；逆反应中N2的消耗速率等于NH3的生成速率。平衡时正逆反应速率相等，故单位时间内NH3的消耗量（正反应）与N2的消耗量（逆反应）的比为1:1，B正确； C．增加NH3浓度会瞬间增大正反应速率，随后逆反应速率逐渐增大直至新平衡，但平衡常数仅与温度有关，温度不变则平衡常数不变，C错误； D．催化剂仅加快反应速率，不改变平衡状态，故氮氧化物的平衡转化率不变，D错误； 故选B。 9．一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应  。下列说法错误的是 A．某条件下，若该反应的(浓度商)＞K(平衡常数)，则 B．适当增大压强，该反应的平衡常数保持不变 C．及时抽走部分，有利于提高的平衡转化率 D．当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡 【答案】A 【详解】A．当(浓度商)＞K(平衡常数)时，反应逆向进行，此时v逆＞v正，A错误； B．平衡常数K仅与温度有关，增大压强不会改变K，B正确； C．抽走NOBr会降低产物浓度，使反应正向移动，提高NO的平衡转化率，C正确； D．反应前后气体总物质的量变化（3mol→2mol），总质量不变，平均相对分子质量不再变化时说明达到平衡，D正确； 综上所述，答案为A。 10．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．I2是由同种元素构成的分子，为非极性共价键，A项正确； B．该反应的平衡常数表达式为，B项错误； C．该反应为可逆反应存在I2，故滴入淀粉溶液遇碘变蓝，C项正确； D．仅增大，即增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，D正确； 故选B。 考点2 化学平衡常数及转化率的计算 一、单选题 1．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．I2是由同种元素构成的分子，为非极性共价键，A项正确； B．该反应的平衡常数表达式为，B项错误； C．该反应为可逆反应存在I2，故滴入淀粉溶液遇碘变蓝，C项正确； D．仅增大，即增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，D正确； 故选B。 2．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g) N2(g)+O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)  K2=2×1081 ③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)  K3=4×10-92 以下说法正确的是 A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．以上说法都不正确 【答案】C 【详解】A．由方程式可知，反应①的表达式为K1=，A错误； B．由方程式可知，反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)是反应②的逆反应，则反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数为K=， B错误； C．反应的平衡常数越大，反应的限度越大，由题意可知，反应①的平衡常数K1=1×1030、反应②的逆反应的K=1×10-82，反应③的K3=4×10-92，则产生氧气的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，C正确； D．选项C正确，D错误； 故选C。 3．一定温度下，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。下列说法不正确的是 时间（t/min） 物质的量（n/mol） n（A） n（B） n（C） 0 2.0 2.4 0 5 0.8 10 1.6 15 1.6 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．内C的物质的量增加，根据反应比例，A的消耗量为，反应速率为，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，剩余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1.6 mol，则平衡时A、B、C的浓度均为，代入平衡常数公式，B正确； C．B的初始量为，平衡时转化，转化率为，C正确； D．加入各物质后，浓度商，平衡逆向移动，D错误； 故选D。 4．一定温度下，将气体X和Y各0.15mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应2X(g)+Y(g)2Z(g) △H<0。一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如表所示： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率v(Z)=1.5×10-3mol•L-1•min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前：v(逆)>v(正) C．其他条件不变，平衡后再向容器中充入气体Y和Z各0.10mol，平衡会正向移动 D．该温度下，上述反应的平衡常数K=400 【答案】D 【详解】A．反应前2 min Y的物质的量变化量为0.03mol，，则，A错误； B．正反应放热，所以降低温度时，平衡正向移动，此时，B错误； C．根据题中数据，列出三段式：，此时平衡常数为：，充入Y和Z各0.10 mol后,浓度商为：，反应逆向移动，C错误； D．根据题中数据，列出三段式：，此时平衡常数为：，D正确； 故选D。 5．在一定条件下发生反应，在的密闭容器中把 和 混合， 后反应达到平衡时生成 ，又测得反应速率，则下列说法不正确的是 A． B．平衡时气体压强是原来压强的倍 C．的平衡浓度是 D．的转化率是 【答案】B 【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比来确定化学计量数x，，，则x=4，列三段式得 【详解】A．由分析知，x=4，A正确； B．由分析知，平衡时气体总物质的量为6.4 mol，原气体为6 mol，恒温恒容下压强之比等于物质的量之比，为≈1.067，并非1.1倍，B错误； C．由分析知，的平衡浓度是= ，C正确； D．由分析知，B的转化率为=40%，D正确； 故选B。 6．一定条件下，向2 L密闭容器中充入3.0 mol ，发生反应   ，测得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．表示压强 B．反应速率： C．点时，平衡常数 D．两点对应的平衡常数 【答案】B 【分析】由于乙烷脱氢是吸热反应，其他条件相同时，温度越高，乙烷的平衡转化率越大，而压强越大，越不利于平衡正向进行，则m代表温度，n代表压强，且，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，m代表温度，n代表压强，A项错误； B．y点温度最高，压强最大，反应速率最快，而x点和z点温度相同，但是z点压强更大，则反应速率更快，即反应速率：，B项正确； C．x点时，乙烷的平衡转化率为60%，乙烷剩余3 mol×(1-60%)=1.2 mol，生成乙烯、氢气均为3 mol×60%=1.8 mol，平衡常数，C项错误； D．x和y两点对应的温度不同，则平衡常数，D项错误； 答案选B。 7．一定量的与足量的碳在恒压密闭容器中反应：．若压强为p kPa，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，下列说法错误的是 A．升高温度，K增大 B．时，若充入惰性气体，平衡正向移动 C．时，反应达平衡后的转化率为40.0% D．时，压强平衡常数 【答案】C 【详解】A．该反应中，温度升高时CO体积分数增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应（ΔH>0）。升高温度，吸热反应的平衡常数K增大，A正确； B．550°C时恒压充入惰性气体，容器体积增大，相当于减小体系压强。该反应正反应气体分子数增大（1→2），减小压强平衡正向移动，B正确； C．650°C时，设CO2初始物质的量为1mol，转化率为α，平衡时CO2为(1-α)mol，CO为2αmol，气体总物质的量为(1+α)mol。由图像知CO2体积分数为60%，则=0.6，解得α==25%≠40.0%，C错误； D．T°C时CO和CO2体积分数均为50%，总压为p kPa，分压p(CO)=0.5p，p(CO2)=0.5p。Kp===0.5p kPa，D正确； 答案选C。 8．羰基硫是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中合成，反应为  。不同投料的实验结果如下表： 序号 温度/K 起始投料 平衡状态 ① 1.0 1.0 0.6 ② 2.0 2.0 ③ 1.0 1.0 已知：用浓度计算的平衡常数为，用分压计算的平衡常数为。下列叙述错误的是 A．根据表格信息可知， B．若，则 C．若缩小容器容积，正、逆反应速率同倍数增大 D．上述可逆反应的 【答案】A 【详解】A．该反应是等气体分子数反应，①、②温度相同，②的初始投料是①的2倍，相当于加压，但加压平衡不移动，故②中平衡时氢气物质的量是①的2倍，即m =1.2，A项错误： B．若，则③相对于①平衡向左移动，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，则，B项正确； C．若缩小容器容积，相当于加压，各物质浓度增大，但反应前后化学计量数相等，平衡不移动，故正、逆反应速率同倍数增大，C项正确； D．对于等气体分子数反应，各物质的浓度之比等于气体分压之比，也等于物质的量分数或物质的量之比，故同温度下，浓度平衡常数和压强平衡常数的数值相等，D项正确； 故选A。 9．NO为汽车尾气中的污染物之一，通常将NO进行无害化处理，将其转化为N2后排放，常见反应有： Ⅰ．2NO(g)N2(g)＋O2(g)               Ⅱ．2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) 现向1L密闭容器甲中投入0.1molNO，向1L密闭容器乙中投入0.1molNO和0.1molCO，相同时间内测得NO的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．两个反应的∆H< 0 B．X点、Y点均以达到平衡状态 C．容器甲达平衡后，再投入0.1molNO，NO的平衡转化率增大 D．Y点时KⅡ=160 【答案】A 【详解】A．两个反应中NO的转化率随温度升高均先增加后减小，说明两个反应均为放热反应，A正确； B．容器甲中，X点后NO转化率随温度升高仍增大，说明反应未达平衡；容器乙中，Y点之前为曲线最高点，此时平衡，之后温度升高转化率减小，温度升高导致平衡逆向移动，B错误； C．容器甲中反应I为反应前后气体分子数相同的反应，反应达到平衡后再投入0.1 mol NO，NO的平衡转化率不变，C错误； D．根据Y点的转化率数据，列三段式： ，D错误； 答案选A。 10．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压力为p，则该反应的平衡常数Kp为 A．p B．p2 C．p2 D．p 【答案】C 【详解】反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)生成的NH3和H2S物质的量相等，平衡时测得总压强为p，则NH3、H2S的分压都为，该反应的压强平衡常数Kp=p(NH3)p(H2S)=×=； 故选C。 11．450℃时，向某恒容密闭容器中充入1mol/L SO2(g)、0.6mol/L O2(g)，控制适当条件使其发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反应在5s时达到平衡且此时体系内c(SO2)=c(O2)。下列分析错误的是 A．SO2的平衡转化率为80% B．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 C．向平衡体系中充入0.4mol/L SO3(g)和0.3mol/L O2(g)后，容器中V正< V逆 D．该反应的平衡常数为80 【答案】C 【分析】列出三段式： 平衡时，1-2x=0.6-x，得出x=0.4mol/L，K=。 【详解】A．SO2转化率=，A正确； B．总浓度比，平衡时压强是反应开始前的0.75倍，B正确； C．充入后Q==72<K=80，反应正向进行，v正>v逆，C错误； D．根据分析，K计算为80，D正确； 故选C。 二、解答题 12．I.碳的回收和利用是碳中和的重要途径。通过回收可以制备一些高附加值的产品，如甲醇、甲酸(HCOOH)、甲醛(HCHO)等。 (1)已知：  ； 科学研究表明，用作催化剂，CO和反应合成HCOOH需经历三步： 第一步：；第二步：；第三步： 。 (2)用和为原料合成的机理如图所示，总反应含 个基元反应，其中决定总反应速率的反应方程式为 。 II.甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (3)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①℃时，向2L恒容密闭容器中充入0.3mol ，只发生反应，达到平衡时，测得。该反应达到平衡时，的转化率为 。(保留三位有效数字) ②对上述平衡状态，若改变温度至℃，经10s后再次达到平衡，，则10s内的平均反应速率 ，上述变化过程中 (填“>”或“＜”)。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5mol ，平衡将 (填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，的平衡转化率 (填“不变”、“变大”或“变小”)。 【答案】(1) (2) 三 或 (3) 正向移动 变小 【详解】（1）总反应为，由此推知，总反应-第一步反应-第二步反应=第三步，因此第三步反应为。 （2）每步反应都有过渡态，即总反应有几个过渡态，就有几个基元反应，所以此反应有3个过渡态，总反应分三个基元反应进行；决定总反应速率的是活化能最大的一步基元反应，该反应方程式为：或。 （3）①设达到平衡时，甲烷转化了，根据三段式进行计算：，则有，故CH4的转化率为：。 ②由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则到为降温过程，即，结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了，列出三段式：，则有，解得，。 ③在①建立的平衡状态基础上，再通入0.5 mol CH4 ，根据勒夏特列原理，平衡向着减小反应物浓度的方向进行，即反应正向移动，但因为增大了甲烷的起始浓度，故甲烷的转化率变小。 13．我国煤炭资源丰富，通过煤的气化和液化。能使煤炭得以更广泛的应用。 Ⅰ．先将煤转化为，再利用和水蒸气反应制取，反应为； (1)向恒容密闭容器中充入和水蒸气，时测得部分数据： 0 1 2 3 4 0.80 0.64 0.50 0.20 0.20 1.20 1.04 0.90 0.60 0.60 从反应开始到时，为 ；计算该温度下反应的平衡常数 。 (2)相同条件下，向恒容密闭容器中充入、水蒸气、、，此时 (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅱ．利用生产燃料甲醇()，一定条件下发生反应：，图1表示反应中能量的变化，图2表示一定温度下，在体积为的密闭容器中加入和一定量的后，和的浓度随时间的变化： (3)在图1中，曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应的反应热为 。 (4)下列关于图2的说法不正确的是 (填序号)。 ①起始充入的为 ②平衡时的物质的量分数为 ③反应前与平衡时容器内的压强之比为 ④保持温度和容积不变，再充入和，再次达平衡时会减小 (5)已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡时气体分压代替平衡浓度可以计算出平衡常数，则上述温度下，当反应达到化学平衡时，气体总压为p，则 (用含p的最简代数式表示)。 【答案】(1) 3 (2)＞ (3) b (4)④ (5) 【详解】（1）根据表中数据，可知：从反应开始到2min时，；反应达到平衡状态时，，则，已知容器的体积，则，，，因此该温度下平衡常数； （2）相同条件下，向恒容密闭容器中充入、水蒸气、、，此时，，，，因此； （3）在反应中加入催化剂，可通过降低化学反应的活化能从而加快化学反应速率，因此曲线b表示使用催化剂；根据图中能量变化可知，该反应的反应热； （4）①由图可知起始一氧化碳的浓度为，则一氧化碳的起始物质的量为，故①正确； ②一定温度下，在体积为的密闭容器中加入和一定量的后，由图可知，初始浓度为，则起始物质的量为，平衡时，甲醇浓度为，一氧化碳浓度为，则甲醇的物质的量为，一氧化碳的物质的量为，根据三段式可知：，平衡时甲醇的物质的量分数为：，故②正确； ③恒温恒容容器中，气体的压强之比等于气体物质的量之比，由以上可知，反应前与平衡时容器内的压强之比为，故③正确； ④保持温度和容积不变，再充入和，与原平衡比较，相当于增大压强，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故④错误； 选④； （5）由上述分析可知，平衡时，甲醇的物质的量为，一氧化碳的物质的量为，氢气的物质的量为，平衡时混合气体总物质的量为：，则平衡常数为： 。 14．常温常压下可利用催化剂实现加氢制甲醇：  。回答下列问题： (1)反应历程和能量变化如图1所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注)。 ① (填“>”或“<”)0。 ②加氢制甲醇决速步骤的反应式为 。 ③若将与按体积比在恒容密闭容器中进行反应，下列表述可以说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．        B．键断裂的同时生成键 C．的体积分数不再变化      D．混合气体的密度不再变化 (2)向三个体积均为的恒容密闭容器中均充入和，在不同温度下发生反应，测得时的物质的量如图2所示。 ①前容器A中的平均反应速率 。时A中的体积分数为 (保留至)。 ②三个容器中一定达到平衡状态的是 (填字母)，该温度下的平衡常数 (仅列式即可，不必计算出结果)。 【答案】(1) < (或) A (2) C 【详解】（1）①反应物的总能量>生成物的总能量，该反应为放热反应，； ②步骤(或)的活化能最大，为决速步骤； ③A．正逆反应速率之比等于系数之比，达到平衡，A正确； B．描述的均为正反应速率，无法判断反应是否平衡，B错误； C．与按体积比投料，设起始物质的量均为，发生反应的为，则任意时刻的体积分数为，该值是一个恒定的值，故不能作为平衡标志，C错误； D．混合气体的质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，D错误； （2）①根据题目信息列三段式： ；时的体积分数为； ②该反应为放热反应，平衡后升高温度，的物质的量增大，C相对于B的变化满足该趋势，C点已达平衡，而B点相对于A点的物质的量减小，无法判断是否平衡，A点一定不平衡； 平衡常数。 考点3 速率常数与化学平衡常数的关系 一、单选题 1．向2L恒容密闭容器中充入和，发生如下反应，测得不同温度下的转化率与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为，(是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是 A．该反应的 B．化学平衡常数 C．M点：(正)(逆) D．升高温度，平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【详解】A．根据先拐先平衡，T2温度高，降低温度，二氧化硫转化率增大，平衡正向移动，因此正向是放热反应，即该反应的，故A错误； B．根据，，平衡时正逆反应速率相等，则化学平衡常数，故B正确； C．M点是建立平衡的阶段，正向反应，则，故C正确； D．该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故D正确； 综上所述，答案为A。 2．在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：Ⅰ．  Ⅱ．  ，反应Ⅱ速率方程分别和，其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t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．0~2 min时， B．升高温度，减小，增大，，平衡逆向移动 C．反应Ⅱ平衡常数 D．若增大容器容积，平衡时W的转化率不变 【答案】D 【详解】A．由表格数据可知，2min时W的浓度为0.080mol/L，则0∼2min内，，A错误； B．升高温度，、均增大，反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，B错误； C．由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：，，C错误； D．由方程式可知，反应①为W完全分解生成X和Y，阿尔增大容器容积，平衡时W的转化率不变，D正确； 故选D。 3．研究反应，温度为时，在两个体积均为的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中的物质的量分数与反应时间的关系如下表： 容器编号 起始物质 0 40 50 60 70 80 Ⅰ ， 0 50 68 76 80 80 Ⅱ 100 90 84 81 80 80 研究发现上述反应中：，，其中，为常数。下列说法正确的是 A．容器Ⅰ中前内 B．在时，容器Ⅰ中的转化率为 C．温度为时，该反应 D．若平衡时再向容器Ⅱ中加入物质的量均为的、、，反应逆向进行 【答案】C 【分析】温度为T时，均为1L的密闭容器中进行实验，氢气和碘蒸气反应为：；容器Ⅱ中达到平衡时，=80%，则碘化氢的物质的量为1mol×80%=0.8mol，反应的碘化氢为0.2mol； 密闭容器的体积为1 L，则； 【详解】A．反应为气体分子数不变的反应，容器Ⅰ中40s时，=50%，则碘化氢的物质的量为（0.5mol+0.5mol）×50%=0.5mol，平均速率， A错误； B．在时，容器Ⅰ中=80%，则碘化氢的物质的量为（0.5mol+0.5mol）×80%=0.8mol，则反应0.4mol碘单质，的转化率为， B错误； C．反应为气体分子数不变的反应，平衡时正逆反应速率相等，则=，则，C正确； D．若平衡时再向容器Ⅱ中加入物质的量均为的、、，密闭容器的体积为1 L，则，反应正向进行，D错误； 故选C。 4．某密闭容器中发生以下两个反应：①  ；②  。反应①的正反应速率，反应②的正反应速率，其中为速率常数。某温度下，体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A．反应①的活化能大于反应② B．10s时，正反应速率 C．内，X的平均反应速率 D．该温度时， 【答案】D 【详解】A．由题图可知，初始生成M的速率大于N，则反应①的活化能小于反应②，A错误； B．初始生成M的速率大于N，则，时两个反应均达到平衡状态，由于、，则反应速率，B错误； C．①②反应中的化学计量数均为1，则内，X的平均反应速率为，C错误； D．、，则，由题图可知，平衡时刻的浓度分别为、，则，D正确； 故答案选D。 5．某课题组为探究汽车尾气转化为氮气的最佳反应条件，向体积为的刚性容器中按充入和，发生反应：。已知正、逆反应速率可以表达为，(，表示速率常数)，测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．压强的大小关系： C．、、三点的化学平衡常数： D．，若向该容器中充入和发生上述反应，点的 【答案】D 【详解】A．压强相同时，温度升高，的转化率减小，反应平衡逆移，故该反应为放热反应，选项A不正确； B．温度相同时，压强增大，反应平衡正移，的转化率增大，故，选项B不正确； C．M、X、Y三点温度不同，故化学平衡常数不相同，选项C不正确； D．，若向该容器中充入和发生题述反应，化学平衡常数K只与温度有关，N点为非平衡状态，对应同温度的M点为平衡状态，n(CO)=(2-2×40%)mol=1.2mol，n(NO)=1.2mol，n(CO2)=0.8mol，n(N2)=0.4mol，，选项D正确； 答案选D 6．光气广泛应用于农药、医药、精细化学品等领域，由与CO合成它的反应机理如下(为只与温度有关的速率常数、K为平衡常数)：①快反应；②快反应；③慢反应。其中反应②存在。下列说法错误的是 A．总反应的化学反应速率由反应③决定 B．反应②的 C．三个反应中，反应②的活化能最大 D．反应①属于焓增、熵增的变化 【答案】C 【详解】A．慢反应速率决定总反应速率，总反应的化学反应速率由反应③决定，故A正确；     B．反应②达到平衡，即，故B正确； C．活化能越大，反应速率越慢，三个反应中，反应③是慢反应，反应③的活化能最大，故C错误； D．反应①Cl-Cl键断裂，气体物质的量增多，断键吸热，反应①属于焓增、熵增的变化，故D正确； 选C。 7．在℃下，向2L恒容密闭容器中充入气体，发生反应：  。速率方程，(、为速率常数，只与温度、活化能有关)。达到平衡时的转化率为50%。若升高温度，达到新平衡时的转化率增大。下列说法正确的是 A．升高温度，增大，减小， B．℃下，反应达到平衡时 C．当混合气体的密度不变时反应达到平衡状态 D．℃下，平衡时再充入，的平衡转化率增大 【答案】B 【详解】A．升高温度，正、逆反应速率都增大，正、逆反应速率常数都增大，升高温度，达到新平衡时的NO2转化率增大，则正反应是吸热反应∆H>0，A错误； B．平衡时，c(NO2)=c(NO)=0.5mol/L，c(O2)=0.25mol/L，K=，平衡时K=，B正确； C．反应过程中混合气体的体积和质量均不变，故混合气体的密度一直不变，不能作为反应达到平衡的标志，C错误； D．反应物只有一种气体，正反应是气体分子数增大的反应，充入NO2，相当于对原平衡加压(不改变反应物量)，导致NO2的平衡转化率减小，D错误； 答案选B。 8．已知：  。实验测得速率方程为(为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.8molNO(g)和1.2molO3(g)发生上述反应，测得NO的物质的量n(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．T2温度下达到平衡时O2的浓度为 B．a点的NO2在体系中的体积分数为10% C．温度由T2到T1，不变 D．正、逆反应活化能的大小关系为 【答案】B 【详解】A．根据图示可知，在T2温度下，反应达到平衡状态时，n(NO)=0.8mol-0.2mol=0.6mol，结合转化量之比等于化学计量数之比，可知n(O2)=n(NO)=0.6mol，即O2平衡时的物质的量为0.6mol，则c(O2)==0.3mol/L，A错误； B．根据图示可知，在a点时，n(NO)=0.8mol-0.6mol=0.2mol，结合转化量之比等于化学计量数之比，可知n(O2)=n(O3)=n(NO2)=n(NO)=0.2mol，因此a点时，n(O2)=n(NO2)=0.2mol，n(O3)=1.2mol-0.2mol=1mol，此时体系中混合气体的总的物质的量n(总)=0.2mol+0.2mol+0.6mol+1mol=2mol，结合在恒温恒容条件下，气体体积之比等于物质的量之比，因此a点NO2在体系中的体积分数=×100%=×100%=10%，B正确； C．当反应达到平衡状态时，正=逆，即k正c(NO)•c(O3)=k逆c(NO2)•c(O2)，则==K，根据图示可知T1时先平衡，T1＞T2，升高温度，NO的物质的量的增大，平衡逆向移动，因此该反应正向为放热反应；当温度由T2到T1，温度升高，此时平衡逆向移动，K值减小，因此减小，C错误； D．根据C选项的分析可知，该反应正向是一个放热反应，即ΔH=Ea(正)-Ea(逆)＜0，因此Ea(正)＜Ea(逆)，D错误； 故答案为：B。 9．汽车尾气中的NO和CO可以在三元催化器作用下转化为和，即。已知该反应的净反应速率(、分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关)。将2mol和2mol充入2L恒容密闭容器中，在和时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。 下列叙述错误的是 A． B．下，0~2min内平均反应速率 C．混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态 D．M点的大于N点的 【答案】B 【详解】A．根据“先拐先平衡，数值大”可知，温度，A项正确； B．下根据CO的转化率随时间变化的曲线图可知 ， 则有，B项错误； C．反应为气体体积缩小的反应，根据质量守恒有总质量始终保持不变，物质的量发生变化，平均摩尔质量为变量，当变量不变时说明达到了平衡状态，故当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，C项正确； D．M、N两点为不同温度下的平衡点，均有，而，由图可知，温度升高平衡逆向移动，该反应为放热反应，而放热反应温度升高K减小，故M点的大于N点的，D项正确； 答案选B。 10．已知：。实验测得速率方程为，(、为速率常数，只与温度有关，与浓度无关)。向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．化学反应速率： B．温度下的小于温度下的 C．正、逆反应活化能的大小关系为 D．恒温恒压时，充入，平衡不移动，该反应速率不变 【答案】D 【分析】根据先拐先平数值大可知，T1＞T2，温度高的时x(NO)大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，∆H＜0； 【详解】A．T1＞T2，c点未达平衡，b点达平衡正逆反应速率相等，vc (正) ＞vb (正)=vb (逆)，b点温度大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率vc (正) ＞vb (逆) ＞va (逆)，A正确； B．由v正=k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)，当v正= v逆时，可知==K，T1＞T2，∆H＜0，温度高时K值反而小，则T1温度下的＜T2温度下的，B正确； C．正反应为放热反应，∆H＜0，故正逆反应活化能的大小关系为Ea(正)＜Ea(逆)，C正确； D．恒温恒压时，充入He，平衡不移动，但容器体积变大，浓度变小，反应速率减小，D错误； 故选D。 二、填空题 11．天然气开采过程中普遍混有H2S，它会腐蚀管道等设备，必须予以去除。回答下列问题： (1)和H2S在金属硫化物的催化下重整制氢的反应为，机理如图1所示，催化剂的性能对于转化效率和选择性有着重要的影响。 ①X为 (填化学式，下同)，Y为 。 ②当温度过高时重整制氢的转化效率下降，可能的原因为 (任写一种)。 (2)铁酸锌高温脱硫：。 ①该反应的速率表达式为和，平衡时测得的体积比为，则 。 ②在时，该反应的，初始投料比，则H2S的平衡转化率为 。 (3)溶液可除去H2S，原理如图2所示。 ①写出Fe2+与O2反应的离子方程式： 。除去，需标准状况下O2的体积为 L。 ②溶液的脱硫率与溶液的关系如图3所示。当大于时，脱硫率逐渐降低的原因是 。 【答案】(1) 温度升高，催化剂活性下降(或CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降，或其他合理答案) (2) 2 (3) 11.2 随c(Fe3+)增大，促进H2S被氧化，溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小。前者影响小于后者，H2S去除率降低(合理即可) 【详解】（1） ①由原理图可知,，依据原子守恒，可求出X为CH4；+H2，则Y为H2S。 ②当温度过高时重整制氢的转化效率下降，转化效率受催化剂的性能影响，可能是温度升高导致催化剂活性下降，也可能是CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降。则可能的原因为：温度升高，催化剂活性下降(或CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降，或其他合理答案)。 （2）①正逆反应速率相等时反应达到平衡，平衡时测得的体积比为，则平衡时的物质的量浓度比为，设为2a mol/L、a mol/L、2a mol/L，则。 ②设起始时，。的转化率为，则 ，则。 （3）①Fe2+与O2反应，生成Fe3+和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为；依据图中信息，可得出总反应为，则除去1molH2S需要O2 0.5mol，标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 ②2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+，c(Fe3+)增大，一方面，被氧化的H2S增多，另一方面，c(H+)增大，H2S的溶解度降低，则随c(Fe3+)增大，促进H2S被氧化，溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小。前者影响小于后者，H2S去除率降低(合理即可)。 12．以煤为原料的化工原料气中含有CO、氧硫化碳(COS)等有毒气体，它们能使催化剂中毒和大气污染。使用这样的原料气时需要进行净化处理。 Ⅰ、CO的处理：硝酸的工业尾气中含有大量的氮氧化物，在一定条件下用氮氧化物处理CO能使有毒气体都变为环境友好型物质。已知有下列反应： ① K1 ② K2 (1)写出反应 NO(g)+ CO(g) N2(g)+ CO2(g)的平衡常数K= (请用K1、K2表示)。 (2)下列措施中能够增大该反应有毒气体平衡转化率的是 (填序号)。 a．增大反应体系的压强 b．使用优质催化剂 c．适当降低温度    d．增大NO的浓度 (3)向容积为2L的密闭容器中加入等物质的量的水蒸气和氧硫化碳，在一定条件发生脱硫反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)   △H<0 测得一定时间内COS(g)和CO2(g)的物质的量变化如下表所示： 物质的量/mol T1/℃ T2/℃ 0min 5min 10min 15min 20min 25min 30min 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 0 0.84 1.20 1.20 1.50 1.60 1.60 ①0~5min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)= 。 ②若15min末改变温度为T2，由表中数据变化判断T1 T2(填“>”，“<”或“=”)。 ③若15min末保持温度T1℃不变，向该容器中继续加入水蒸气和氧硫化碳各2mol，重新达到平衡时，CO2(g)的物质的量 (填序号)。 a．等于1.2mol b．等于2.4mol c． d．大于2.4mol (4)实验测得：，(、为速率常数，只与温度有关)。在T2℃温度下达到平衡时， ，在20min时，V正：V逆 = 。 【答案】(1) (2)ac (3) 0.084mol·L-1·min-1 ＞ b (4) 16 16:9 【详解】（1）已知① K1 ② K2 利用盖斯定律，将反应①-反应②得，反应NO(g)+ CO(g) N2(g)+ CO2(g)，平衡常数K用K1、K2表示该反应的平衡常数K= =； （2）a．增大反应体系的压强，由于反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以平衡正向移动，CO和NO的转化率都增大，a符合题意； b．使用优质催化剂，可加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不能改变反应物的转化率，b不符合题意； c．因为正反应为放热反应，所以适当降低温度，可使平衡正向移动，c符合题意； d．增大NO的浓度，虽然平衡正向移动，CO的转化率增大，但NO的转化率减小，d不符合题意； 故选ac； （3）①0~5min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)==0.084mol·L-1·min-1； ②若15min末改变温度为T2，由于正反应为放热反应，改变温度后，反应物浓度不断减小，则平衡正向移动，所以由表中数据变化判断T1＞T2； ③若15min末保持温度T1℃不变，向该容器中继续加入水蒸气和氧硫化碳各2mol，平衡正向移动，但由于反应前后气体分子数相等，所以两平衡等效，重新达到平衡时，各组分的百分数不变，根据表中数据，原平衡时15min末，CO2(g)的物质的量为1.20，重新加入的反应物为原来2倍，故平衡时各成分的量也是原来的2倍，则CO2(g)的物质的量等于2.4mol，故选b； （4）对于反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)，向容积为2L的密闭容器中加入2mol水蒸气和2mol氧硫化碳，T2℃温度下达到平衡时，COS(g)为0.40mol，CO2(g)为1.60mol，则可求出K==16，若在2L的密闭容器中充入1molCOS和1molH2O，在T2℃温度下达到平衡时，K不变，仍为16，所以K=16；反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)中各物质的量系数均为1，投入的COS(g) 、H2O(g)相同，生成的H2S(g)、CO2(g)相同，则在20min时，根据表中数据可推知，COS(g) 、H2O(g)、H2S(g)、CO2(g)的浓度分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，V正：V逆 ===16:9。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.2.1 化学平衡常数 考点1 化学平衡常数 一、单选题 1．我国科学家研发出一种利用乙醇进行绿色制氢的新途径，并实现高附加值乙酸的生产，涉及的反应有： 反应Ⅰ．    ； 反应Ⅱ．    ； 反应Ⅲ．   。 则下列关系式正确的是 A．； B．； C．； D．； 【答案】A 【详解】由盖斯定律可得反应Ⅰ-反应Ⅱ=反应Ⅲ，则，，故选A。 2．下列说法中正确的是 A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 【答案】D 【详解】A．催化剂的催化效果与温度有关，但并非温度越高越好，高温可能导致催化剂失活，A错误； B．若反应前后气体物质的量相等，改变压强时正逆反应速率变化程度相同，平衡不移动，B错误； C．化学平衡常数仅由温度决定，浓度变化不会改变K，平衡移动是因浓度变化导致Q≠K，C错误； D．平衡常数K随温度变化，温度改变必然导致K变化，从而打破原有平衡，使平衡移动，D正确； 故选D。 3．体积恒定的密闭容器中发生反应：，其它条件不变时，下列说法正确的是 A．降低温度平衡逆向移动 B．增大压强可使化学平衡常数增大 C．移走可提高的平衡转化率 D．使用催化剂可提高的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．降低温度会使放热反应的平衡正向移动，A错误； B．化学平衡常数仅由温度决定，增大压强不改变平衡常数，B错误； C．移走会减少生成物浓度，促使平衡正向移动，的消耗量增加，其平衡转化率提高，C正确； D．催化剂不影响平衡状态，NO的平衡转化率不变，D错误； 故选C。 4．在CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2＋(蓝色)＋4Cl-[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，下列说法正确的是 A．该反应的反应类型为氧化还原反应 B．该反应的平衡常数表达式为 C．仅增大[Cu(H2O)4]2＋的浓度，反应达到平衡后，该反应的平衡常数增大 D．适当升高温度，该反应的平衡常数增大 【答案】D 【详解】A．反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，A错误； B．平衡常数表达式中H2O的浓度作为溶剂不参与，正确表达式应为，B错误； C．平衡常数仅与温度有关，浓度变化不影响K值，C错误； D．ΔH>0为吸热反应，升温使平衡正向移动，K值增大，D正确； 故选D。 5．平衡常数K能表明化学反应的限度，下列关于平衡常数说法正确的是 A．K越大，反应的速率越快，反应进行得越彻底 B．在一定温度下，反应达到平衡时，该反应的 C．在一密闭容器中发生，增大压强，平衡正向移动，平衡常数的值增大 D．一般的说，当时，该反应就进行地基本完全 【答案】D 【详解】A．化学平衡常数只反映反应进行的程度，与反应速率无直接关联，K越大反应进行地越彻底，A错误； B．固体没有浓度变化的概念，平衡常数表达式中不应包含B的浓度，正确的表达式应为，B错误； C．增大压强，可使平衡正向移动，但平衡常数K仅与温度有关，温度不变则K不变，C错误； D．当时，反应物转化率极高，可认为反应进行地基本完全，D正确； 故答案选D。 6．已知某反应为  ，常温下，在密闭容器中加入等物质的量的、、发生上述反应，达到平衡Ⅰ时测得，保持温度不变，压缩容器容积至原来的一半并保持容积不变，测得，一段时间后，达到平衡Ⅱ。下列叙述正确的是 A．平衡常数表达式 B．压缩容器容积时，正反应速率小于逆反应速率 C．平衡Ⅱ时 D．该反应中，低温、加压可使固体A再生 【答案】C 【详解】A．观察可逆反应的热化学方程式可知，B(g)和C(g)为气态反应物，平衡常数表达式，A项错误； B．加压，平衡向右移动，正反应速率大于逆反应速率，B项错误； C．根据平衡常数定义可知，温度不变，平衡常数不变，故平衡时B(g)、C(g)的浓度不变，b=a，C项正确； D．采用加热、减压可使平衡逆向移动，使固体A再生，D项错误； 故选C。 7．在的催化作用下，向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和，发生反应：，该反应的化学平衡常数为K1。该温度下反应的化学平衡常数K2为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比。 已知： ① K1 ② K2 由盖斯定律，-①=②，则K2=。 故选B。 8．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：。在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是 A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大 B．单位时间内消耗和的物质的量比为1：1时，反应达到平衡 C．平衡时，其它条件不变，增加的浓度，逆反应速率将减小，平衡常数减小 D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的平衡转化率增大 【答案】B 【详解】A．该反应为放热反应（ΔH<0），升高温度会使平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误； B．反应式中，每消耗2mol NH3生成2mol N2，正反应中NH3的消耗速率等于N2的生成速率；逆反应中N2的消耗速率等于NH3的生成速率。平衡时正逆反应速率相等，故单位时间内NH3的消耗量（正反应）与N2的消耗量（逆反应）的比为1:1，B正确； C．增加NH3浓度会瞬间增大正反应速率，随后逆反应速率逐渐增大直至新平衡，但平衡常数仅与温度有关，温度不变则平衡常数不变，C错误； D．催化剂仅加快反应速率，不改变平衡状态，故氮氧化物的平衡转化率不变，D错误； 故选B。 9．一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应  。下列说法错误的是 A．某条件下，若该反应的(浓度商)＞K(平衡常数)，则 B．适当增大压强，该反应的平衡常数保持不变 C．及时抽走部分，有利于提高的平衡转化率 D．当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡 【答案】A 【详解】A．当(浓度商)＞K(平衡常数)时，反应逆向进行，此时v逆＞v正，A错误； B．平衡常数K仅与温度有关，增大压强不会改变K，B正确； C．抽走NOBr会降低产物浓度，使反应正向移动，提高NO的平衡转化率，C正确； D．反应前后气体总物质的量变化（3mol→2mol），总质量不变，平均相对分子质量不再变化时说明达到平衡，D正确； 综上所述，答案为A。 10．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．I2是由同种元素构成的分子，为非极性共价键，A项正确； B．该反应的平衡常数表达式为，B项错误； C．该反应为可逆反应存在I2，故滴入淀粉溶液遇碘变蓝，C项正确； D．仅增大，即增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，D正确； 故选B。 考点2 化学平衡常数及转化率的计算 一、单选题 1．实验室配制碘水时，通常将溶解于溶液中：。下列关于该反应的说法错误的是 A．含有非极性键 B．该反应的平衡常数表达式为 C．滴入淀粉溶液，可观察到混合溶液变蓝 D．仅增大，可提高的平衡转化率 【答案】B 【详解】A．I2是由同种元素构成的分子，为非极性共价键，A项正确； B．该反应的平衡常数表达式为，B项错误； C．该反应为可逆反应存在I2，故滴入淀粉溶液遇碘变蓝，C项正确； D．仅增大，即增大反应物浓度，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，D正确； 故选B。 2．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下： ①2NO(g) N2(g)+O2(g)  K1=1×1030 ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)  K2=2×1081 ③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)  K3=4×10-92 以下说法正确的是 A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2) B．该温度下，反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80 C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D．以上说法都不正确 【答案】C 【详解】A．由方程式可知，反应①的表达式为K1=，A错误； B．由方程式可知，反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)是反应②的逆反应，则反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数为K=， B错误； C．反应的平衡常数越大，反应的限度越大，由题意可知，反应①的平衡常数K1=1×1030、反应②的逆反应的K=1×10-82，反应③的K3=4×10-92，则产生氧气的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，C正确； D．选项C正确，D错误； 故选C。 3．一定温度下，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。下列说法不正确的是 时间（t/min） 物质的量（n/mol） n（A） n（B） n（C） 0 2.0 2.4 0 5 0.8 10 1.6 15 1.6 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．内C的物质的量增加，根据反应比例，A的消耗量为，反应速率为，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，剩余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1.6 mol，则平衡时A、B、C的浓度均为，代入平衡常数公式，B正确； C．B的初始量为，平衡时转化，转化率为，C正确； D．加入各物质后，浓度商，平衡逆向移动，D错误； 故选D。 4．一定温度下，将气体X和Y各0.15mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应2X(g)+Y(g)2Z(g) △H<0。一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如表所示： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是 A．反应前2min的平均速率v(Z)=1.5×10-3mol•L-1•min-1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前：v(逆)>v(正) C．其他条件不变，平衡后再向容器中充入气体Y和Z各0.10mol，平衡会正向移动 D．该温度下，上述反应的平衡常数K=400 【答案】D 【详解】A．反应前2 min Y的物质的量变化量为0.03mol，，则，A错误； B．正反应放热，所以降低温度时，平衡正向移动，此时，B错误； C．根据题中数据，列出三段式：，此时平衡常数为：，充入Y和Z各0.10 mol后,浓度商为：，反应逆向移动，C错误； D．根据题中数据，列出三段式：，此时平衡常数为：，D正确； 故选D。 5．在一定条件下发生反应，在的密闭容器中把 和 混合， 后反应达到平衡时生成 ，又测得反应速率，则下列说法不正确的是 A． B．平衡时气体压强是原来压强的倍 C．的平衡浓度是 D．的转化率是 【答案】B 【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比来确定化学计量数x，，，则x=4，列三段式得 【详解】A．由分析知，x=4，A正确； B．由分析知，平衡时气体总物质的量为6.4 mol，原气体为6 mol，恒温恒容下压强之比等于物质的量之比，为≈1.067，并非1.1倍，B错误； C．由分析知，的平衡浓度是= ，C正确； D．由分析知，B的转化率为=40%，D正确； 故选B。 6．一定条件下，向2 L密闭容器中充入3.0 mol ，发生反应   ，测得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．表示压强 B．反应速率： C．点时，平衡常数 D．两点对应的平衡常数 【答案】B 【分析】由于乙烷脱氢是吸热反应，其他条件相同时，温度越高，乙烷的平衡转化率越大，而压强越大，越不利于平衡正向进行，则m代表温度，n代表压强，且，据此分析作答。 【详解】A．由分析可知，m代表温度，n代表压强，A项错误； B．y点温度最高，压强最大，反应速率最快，而x点和z点温度相同，但是z点压强更大，则反应速率更快，即反应速率：，B项正确； C．x点时，乙烷的平衡转化率为60%，乙烷剩余3 mol×(1-60%)=1.2 mol，生成乙烯、氢气均为3 mol×60%=1.8 mol，平衡常数，C项错误； D．x和y两点对应的温度不同，则平衡常数，D项错误； 答案选B。 7．一定量的与足量的碳在恒压密闭容器中反应：．若压强为p kPa，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，下列说法错误的是 A．升高温度，K增大 B．时，若充入惰性气体，平衡正向移动 C．时，反应达平衡后的转化率为40.0% D．时，压强平衡常数 【答案】C 【详解】A．该反应中，温度升高时CO体积分数增大，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应（ΔH>0）。升高温度，吸热反应的平衡常数K增大，A正确； B．550°C时恒压充入惰性气体，容器体积增大，相当于减小体系压强。该反应正反应气体分子数增大（1→2），减小压强平衡正向移动，B正确； C．650°C时，设CO2初始物质的量为1mol，转化率为α，平衡时CO2为(1-α)mol，CO为2αmol，气体总物质的量为(1+α)mol。由图像知CO2体积分数为60%，则=0.6，解得α==25%≠40.0%，C错误； D．T°C时CO和CO2体积分数均为50%，总压为p kPa，分压p(CO)=0.5p，p(CO2)=0.5p。Kp===0.5p kPa，D正确； 答案选C。 8．羰基硫是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中合成，反应为  。不同投料的实验结果如下表： 序号 温度/K 起始投料 平衡状态 ① 1.0 1.0 0.6 ② 2.0 2.0 ③ 1.0 1.0 已知：用浓度计算的平衡常数为，用分压计算的平衡常数为。下列叙述错误的是 A．根据表格信息可知， B．若，则 C．若缩小容器容积，正、逆反应速率同倍数增大 D．上述可逆反应的 【答案】A 【详解】A．该反应是等气体分子数反应，①、②温度相同，②的初始投料是①的2倍，相当于加压，但加压平衡不移动，故②中平衡时氢气物质的量是①的2倍，即m =1.2，A项错误： B．若，则③相对于①平衡向左移动，该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，则，B项正确； C．若缩小容器容积，相当于加压，各物质浓度增大，但反应前后化学计量数相等，平衡不移动，故正、逆反应速率同倍数增大，C项正确； D．对于等气体分子数反应，各物质的浓度之比等于气体分压之比，也等于物质的量分数或物质的量之比，故同温度下，浓度平衡常数和压强平衡常数的数值相等，D项正确； 故选A。 9．NO为汽车尾气中的污染物之一，通常将NO进行无害化处理，将其转化为N2后排放，常见反应有： Ⅰ．2NO(g)N2(g)＋O2(g)               Ⅱ．2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) 现向1L密闭容器甲中投入0.1molNO，向1L密闭容器乙中投入0.1molNO和0.1molCO，相同时间内测得NO的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．两个反应的∆H< 0 B．X点、Y点均以达到平衡状态 C．容器甲达平衡后，再投入0.1molNO，NO的平衡转化率增大 D．Y点时KⅡ=160 【答案】A 【详解】A．两个反应中NO的转化率随温度升高均先增加后减小，说明两个反应均为放热反应，A正确； B．容器甲中，X点后NO转化率随温度升高仍增大，说明反应未达平衡；容器乙中，Y点之前为曲线最高点，此时平衡，之后温度升高转化率减小，温度升高导致平衡逆向移动，B错误； C．容器甲中反应I为反应前后气体分子数相同的反应，反应达到平衡后再投入0.1 mol NO，NO的平衡转化率不变，C错误； D．根据Y点的转化率数据，列三段式： ，D错误； 答案选A。 10．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压力为p，则该反应的平衡常数Kp为 A．p B．p2 C．p2 D．p 【答案】C 【详解】反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)生成的NH3和H2S物质的量相等，平衡时测得总压强为p，则NH3、H2S的分压都为，该反应的压强平衡常数Kp=p(NH3)p(H2S)=×=； 故选C。 11．450℃时，向某恒容密闭容器中充入1mol/L SO2(g)、0.6mol/L O2(g)，控制适当条件使其发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反应在5s时达到平衡且此时体系内c(SO2)=c(O2)。下列分析错误的是 A．SO2的平衡转化率为80% B．平衡时压强是反应开始前的0.75倍 C．向平衡体系中充入0.4mol/L SO3(g)和0.3mol/L O2(g)后，容器中V正< V逆 D．该反应的平衡常数为80 【答案】C 【分析】列出三段式： 平衡时，1-2x=0.6-x，得出x=0.4mol/L，K=。 【详解】A．SO2转化率=，A正确； B．总浓度比，平衡时压强是反应开始前的0.75倍，B正确； C．充入后Q==72<K=80，反应正向进行，v正>v逆，C错误； D．根据分析，K计算为80，D正确； 故选C。 二、解答题 12．I.碳的回收和利用是碳中和的重要途径。通过回收可以制备一些高附加值的产品，如甲醇、甲酸(HCOOH)、甲醛(HCHO)等。 (1)已知：  ； 科学研究表明，用作催化剂，CO和反应合成HCOOH需经历三步： 第一步：；第二步：；第三步： 。 (2)用和为原料合成的机理如图所示，总反应含 个基元反应，其中决定总反应速率的反应方程式为 。 II.甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (3)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①℃时，向2L恒容密闭容器中充入0.3mol ，只发生反应，达到平衡时，测得。该反应达到平衡时，的转化率为 。(保留三位有效数字) ②对上述平衡状态，若改变温度至℃，经10s后再次达到平衡，，则10s内的平均反应速率 ，上述变化过程中 (填“>”或“＜”)。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5mol ，平衡将 (填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，的平衡转化率 (填“不变”、“变大”或“变小”)。 【答案】(1) (2) 三 或 (3) 正向移动 变小 【详解】（1）总反应为，由此推知，总反应-第一步反应-第二步反应=第三步，因此第三步反应为。 （2）每步反应都有过渡态，即总反应有几个过渡态，就有几个基元反应，所以此反应有3个过渡态，总反应分三个基元反应进行；决定总反应速率的是活化能最大的一步基元反应，该反应方程式为：或。 （3）①设达到平衡时，甲烷转化了，根据三段式进行计算：，则有，故CH4的转化率为：。 ②由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则到为降温过程，即，结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了，列出三段式：，则有，解得，。 ③在①建立的平衡状态基础上，再通入0.5 mol CH4 ，根据勒夏特列原理，平衡向着减小反应物浓度的方向进行，即反应正向移动，但因为增大了甲烷的起始浓度，故甲烷的转化率变小。 13．我国煤炭资源丰富，通过煤的气化和液化。能使煤炭得以更广泛的应用。 Ⅰ．先将煤转化为，再利用和水蒸气反应制取，反应为； (1)向恒容密闭容器中充入和水蒸气，时测得部分数据： 0 1 2 3 4 0.80 0.64 0.50 0.20 0.20 1.20 1.04 0.90 0.60 0.60 从反应开始到时，为 ；计算该温度下反应的平衡常数 。 (2)相同条件下，向恒容密闭容器中充入、水蒸气、、，此时 (填“>”、“<”或“=”)。 Ⅱ．利用生产燃料甲醇()，一定条件下发生反应：，图1表示反应中能量的变化，图2表示一定温度下，在体积为的密闭容器中加入和一定量的后，和的浓度随时间的变化： (3)在图1中，曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应的反应热为 。 (4)下列关于图2的说法不正确的是 (填序号)。 ①起始充入的为 ②平衡时的物质的量分数为 ③反应前与平衡时容器内的压强之比为 ④保持温度和容积不变，再充入和，再次达平衡时会减小 (5)已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡时气体分压代替平衡浓度可以计算出平衡常数，则上述温度下，当反应达到化学平衡时，气体总压为p，则 (用含p的最简代数式表示)。 【答案】(1) 3 (2)＞ (3) b (4)④ (5) 【详解】（1）根据表中数据，可知：从反应开始到2min时，；反应达到平衡状态时，，则，已知容器的体积，则，，，因此该温度下平衡常数； （2）相同条件下，向恒容密闭容器中充入、水蒸气、、，此时，，，，因此； （3）在反应中加入催化剂，可通过降低化学反应的活化能从而加快化学反应速率，因此曲线b表示使用催化剂；根据图中能量变化可知，该反应的反应热； （4）①由图可知起始一氧化碳的浓度为，则一氧化碳的起始物质的量为，故①正确； ②一定温度下，在体积为的密闭容器中加入和一定量的后，由图可知，初始浓度为，则起始物质的量为，平衡时，甲醇浓度为，一氧化碳浓度为，则甲醇的物质的量为，一氧化碳的物质的量为，根据三段式可知：，平衡时甲醇的物质的量分数为：，故②正确； ③恒温恒容容器中，气体的压强之比等于气体物质的量之比，由以上可知，反应前与平衡时容器内的压强之比为，故③正确； ④保持温度和容积不变，再充入和，与原平衡比较，相当于增大压强，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故④错误； 选④； （5）由上述分析可知，平衡时，甲醇的物质的量为，一氧化碳的物质的量为，氢气的物质的量为，平衡时混合气体总物质的量为：，则平衡常数为： 。 14．常温常压下可利用催化剂实现加氢制甲醇：  。回答下列问题： (1)反应历程和能量变化如图1所示(其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注)。 ① (填“>”或“<”)0。 ②加氢制甲醇决速步骤的反应式为 。 ③若将与按体积比在恒容密闭容器中进行反应，下列表述可以说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 A．        B．键断裂的同时生成键 C．的体积分数不再变化      D．混合气体的密度不再变化 (2)向三个体积均为的恒容密闭容器中均充入和，在不同温度下发生反应，测得时的物质的量如图2所示。 ①前容器A中的平均反应速率 。时A中的体积分数为 (保留至)。 ②三个容器中一定达到平衡状态的是 (填字母)，该温度下的平衡常数 (仅列式即可，不必计算出结果)。 【答案】(1) < (或) A (2) C 【详解】（1）①反应物的总能量>生成物的总能量，该反应为放热反应，； ②步骤(或)的活化能最大，为决速步骤； ③A．正逆反应速率之比等于系数之比，达到平衡，A正确； B．描述的均为正反应速率，无法判断反应是否平衡，B错误； C．与按体积比投料，设起始物质的量均为，发生反应的为，则任意时刻的体积分数为，该值是一个恒定的值，故不能作为平衡标志，C错误； D．混合气体的质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，D错误； （2）①根据题目信息列三段式： ；时的体积分数为； ②该反应为放热反应，平衡后升高温度，的物质的量增大，C相对于B的变化满足该趋势，C点已达平衡，而B点相对于A点的物质的量减小，无法判断是否平衡，A点一定不平衡； 平衡常数。 考点3 速率常数与化学平衡常数的关系 一、单选题 1．向2L恒容密闭容器中充入和，发生如下反应，测得不同温度下的转化率与时间(t)的关系如图所示。假设反应速率方程为，(是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是 A．该反应的 B．化学平衡常数 C．M点：(正)(逆) D．升高温度，平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【详解】A．根据先拐先平衡，T2温度高，降低温度，二氧化硫转化率增大，平衡正向移动，因此正向是放热反应，即该反应的，故A错误； B．根据，，平衡时正逆反应速率相等，则化学平衡常数，故B正确； C．M点是建立平衡的阶段，正向反应，则，故C正确； D．该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故D正确； 综上所述，答案为A。 2．在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：Ⅰ．  Ⅱ．  ，反应Ⅱ速率方程分别和，其中、为该反应的速率常数。测得c(W)的浓度随时间t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．0~2 min时， B．升高温度，减小，增大，，平衡逆向移动 C．反应Ⅱ平衡常数 D．若增大容器容积，平衡时W的转化率不变 【答案】D 【详解】A．由表格数据可知，2min时W的浓度为0.080mol/L，则0∼2min内，，A错误； B．升高温度，、均增大，反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，B错误； C．由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：，，C错误； D．由方程式可知，反应①为W完全分解生成X和Y，阿尔增大容器容积，平衡时W的转化率不变，D正确； 故选D。 3．研究反应，温度为时，在两个体积均为的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中的物质的量分数与反应时间的关系如下表： 容器编号 起始物质 0 40 50 60 70 80 Ⅰ ， 0 50 68 76 80 80 Ⅱ 100 90 84 81 80 80 研究发现上述反应中：，，其中，为常数。下列说法正确的是 A．容器Ⅰ中前内 B．在时，容器Ⅰ中的转化率为 C．温度为时，该反应 D．若平衡时再向容器Ⅱ中加入物质的量均为的、、，反应逆向进行 【答案】C 【分析】温度为T时，均为1L的密闭容器中进行实验，氢气和碘蒸气反应为：；容器Ⅱ中达到平衡时，=80%，则碘化氢的物质的量为1mol×80%=0.8mol，反应的碘化氢为0.2mol； 密闭容器的体积为1 L，则； 【详解】A．反应为气体分子数不变的反应，容器Ⅰ中40s时，=50%，则碘化氢的物质的量为（0.5mol+0.5mol）×50%=0.5mol，平均速率， A错误； B．在时，容器Ⅰ中=80%，则碘化氢的物质的量为（0.5mol+0.5mol）×80%=0.8mol，则反应0.4mol碘单质，的转化率为， B错误； C．反应为气体分子数不变的反应，平衡时正逆反应速率相等，则=，则，C正确； D．若平衡时再向容器Ⅱ中加入物质的量均为的、、，密闭容器的体积为1 L，则，反应正向进行，D错误； 故选C。 4．某密闭容器中发生以下两个反应：①  ；②  。反应①的正反应速率，反应②的正反应速率，其中为速率常数。某温度下，体系中生成物浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A．反应①的活化能大于反应② B．10s时，正反应速率 C．内，X的平均反应速率 D．该温度时， 【答案】D 【详解】A．由题图可知，初始生成M的速率大于N，则反应①的活化能小于反应②，A错误； B．初始生成M的速率大于N，则，时两个反应均达到平衡状态，由于、，则反应速率，B错误； C．①②反应中的化学计量数均为1，则内，X的平均反应速率为，C错误； D．、，则，由题图可知，平衡时刻的浓度分别为、，则，D正确； 故答案选D。 5．某课题组为探究汽车尾气转化为氮气的最佳反应条件，向体积为的刚性容器中按充入和，发生反应：。已知正、逆反应速率可以表达为，(，表示速率常数)，测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．压强的大小关系： C．、、三点的化学平衡常数： D．，若向该容器中充入和发生上述反应，点的 【答案】D 【详解】A．压强相同时，温度升高，的转化率减小，反应平衡逆移，故该反应为放热反应，选项A不正确； B．温度相同时，压强增大，反应平衡正移，的转化率增大，故，选项B不正确； C．M、X、Y三点温度不同，故化学平衡常数不相同，选项C不正确； D．，若向该容器中充入和发生题述反应，化学平衡常数K只与温度有关，N点为非平衡状态，对应同温度的M点为平衡状态，n(CO)=(2-2×40%)mol=1.2mol，n(NO)=1.2mol，n(CO2)=0.8mol，n(N2)=0.4mol，，选项D正确； 答案选D 6．光气广泛应用于农药、医药、精细化学品等领域，由与CO合成它的反应机理如下(为只与温度有关的速率常数、K为平衡常数)：①快反应；②快反应；③慢反应。其中反应②存在。下列说法错误的是 A．总反应的化学反应速率由反应③决定 B．反应②的 C．三个反应中，反应②的活化能最大 D．反应①属于焓增、熵增的变化 【答案】C 【详解】A．慢反应速率决定总反应速率，总反应的化学反应速率由反应③决定，故A正确；     B．反应②达到平衡，即，故B正确； C．活化能越大，反应速率越慢，三个反应中，反应③是慢反应，反应③的活化能最大，故C错误； D．反应①Cl-Cl键断裂，气体物质的量增多，断键吸热，反应①属于焓增、熵增的变化，故D正确； 选C。 7．在℃下，向2L恒容密闭容器中充入气体，发生反应：  。速率方程，(、为速率常数，只与温度、活化能有关)。达到平衡时的转化率为50%。若升高温度，达到新平衡时的转化率增大。下列说法正确的是 A．升高温度，增大，减小， B．℃下，反应达到平衡时 C．当混合气体的密度不变时反应达到平衡状态 D．℃下，平衡时再充入，的平衡转化率增大 【答案】B 【详解】A．升高温度，正、逆反应速率都增大，正、逆反应速率常数都增大，升高温度，达到新平衡时的NO2转化率增大，则正反应是吸热反应∆H>0，A错误； B．平衡时，c(NO2)=c(NO)=0.5mol/L，c(O2)=0.25mol/L，K=，平衡时K=，B正确； C．反应过程中混合气体的体积和质量均不变，故混合气体的密度一直不变，不能作为反应达到平衡的标志，C错误； D．反应物只有一种气体，正反应是气体分子数增大的反应，充入NO2，相当于对原平衡加压(不改变反应物量)，导致NO2的平衡转化率减小，D错误； 答案选B。 8．已知：  。实验测得速率方程为(为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.8molNO(g)和1.2molO3(g)发生上述反应，测得NO的物质的量n(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．T2温度下达到平衡时O2的浓度为 B．a点的NO2在体系中的体积分数为10% C．温度由T2到T1，不变 D．正、逆反应活化能的大小关系为 【答案】B 【详解】A．根据图示可知，在T2温度下，反应达到平衡状态时，n(NO)=0.8mol-0.2mol=0.6mol，结合转化量之比等于化学计量数之比，可知n(O2)=n(NO)=0.6mol，即O2平衡时的物质的量为0.6mol，则c(O2)==0.3mol/L，A错误； B．根据图示可知，在a点时，n(NO)=0.8mol-0.6mol=0.2mol，结合转化量之比等于化学计量数之比，可知n(O2)=n(O3)=n(NO2)=n(NO)=0.2mol，因此a点时，n(O2)=n(NO2)=0.2mol，n(O3)=1.2mol-0.2mol=1mol，此时体系中混合气体的总的物质的量n(总)=0.2mol+0.2mol+0.6mol+1mol=2mol，结合在恒温恒容条件下，气体体积之比等于物质的量之比，因此a点NO2在体系中的体积分数=×100%=×100%=10%，B正确； C．当反应达到平衡状态时，正=逆，即k正c(NO)•c(O3)=k逆c(NO2)•c(O2)，则==K，根据图示可知T1时先平衡，T1＞T2，升高温度，NO的物质的量的增大，平衡逆向移动，因此该反应正向为放热反应；当温度由T2到T1，温度升高，此时平衡逆向移动，K值减小，因此减小，C错误； D．根据C选项的分析可知，该反应正向是一个放热反应，即ΔH=Ea(正)-Ea(逆)＜0，因此Ea(正)＜Ea(逆)，D错误； 故答案为：B。 9．汽车尾气中的NO和CO可以在三元催化器作用下转化为和，即。已知该反应的净反应速率(、分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关)。将2mol和2mol充入2L恒容密闭容器中，在和时，CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。 下列叙述错误的是 A． B．下，0~2min内平均反应速率 C．混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态 D．M点的大于N点的 【答案】B 【详解】A．根据“先拐先平衡，数值大”可知，温度，A项正确； B．下根据CO的转化率随时间变化的曲线图可知 ， 则有，B项错误； C．反应为气体体积缩小的反应，根据质量守恒有总质量始终保持不变，物质的量发生变化，平均摩尔质量为变量，当变量不变时说明达到了平衡状态，故当混合气体的平均摩尔质量不变时，反应达到平衡状态，C项正确； D．M、N两点为不同温度下的平衡点，均有，而，由图可知，温度升高平衡逆向移动，该反应为放热反应，而放热反应温度升高K减小，故M点的大于N点的，D项正确； 答案选B。 10．已知：。实验测得速率方程为，(、为速率常数，只与温度有关，与浓度无关)。向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法错误的是 A．化学反应速率： B．温度下的小于温度下的 C．正、逆反应活化能的大小关系为 D．恒温恒压时，充入，平衡不移动，该反应速率不变 【答案】D 【分析】根据先拐先平数值大可知，T1＞T2，温度高的时x(NO)大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，∆H＜0； 【详解】A．T1＞T2，c点未达平衡，b点达平衡正逆反应速率相等，vc (正) ＞vb (正)=vb (逆)，b点温度大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率vc (正) ＞vb (逆) ＞va (逆)，A正确； B．由v正=k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)，当v正= v逆时，可知==K，T1＞T2，∆H＜0，温度高时K值反而小，则T1温度下的＜T2温度下的，B正确； C．正反应为放热反应，∆H＜0，故正逆反应活化能的大小关系为Ea(正)＜Ea(逆)，C正确； D．恒温恒压时，充入He，平衡不移动，但容器体积变大，浓度变小，反应速率减小，D错误； 故选D。 二、填空题 11．天然气开采过程中普遍混有H2S，它会腐蚀管道等设备，必须予以去除。回答下列问题： (1)和H2S在金属硫化物的催化下重整制氢的反应为，机理如图1所示，催化剂的性能对于转化效率和选择性有着重要的影响。 ①X为 (填化学式，下同)，Y为 。 ②当温度过高时重整制氢的转化效率下降，可能的原因为 (任写一种)。 (2)铁酸锌高温脱硫：。 ①该反应的速率表达式为和，平衡时测得的体积比为，则 。 ②在时，该反应的，初始投料比，则H2S的平衡转化率为 。 (3)溶液可除去H2S，原理如图2所示。 ①写出Fe2+与O2反应的离子方程式： 。除去，需标准状况下O2的体积为 L。 ②溶液的脱硫率与溶液的关系如图3所示。当大于时，脱硫率逐渐降低的原因是 。 【答案】(1) 温度升高，催化剂活性下降(或CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降，或其他合理答案) (2) 2 (3) 11.2 随c(Fe3+)增大，促进H2S被氧化，溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小。前者影响小于后者，H2S去除率降低(合理即可) 【详解】（1） ①由原理图可知,，依据原子守恒，可求出X为CH4；+H2，则Y为H2S。 ②当温度过高时重整制氢的转化效率下降，转化效率受催化剂的性能影响，可能是温度升高导致催化剂活性下降，也可能是CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降。则可能的原因为：温度升高，催化剂活性下降(或CH4分解生成积碳，覆盖在催化剂的活性位点，导致催化剂活性下降，或其他合理答案)。 （2）①正逆反应速率相等时反应达到平衡，平衡时测得的体积比为，则平衡时的物质的量浓度比为，设为2a mol/L、a mol/L、2a mol/L，则。 ②设起始时，。的转化率为，则 ，则。 （3）①Fe2+与O2反应，生成Fe3+和H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为；依据图中信息，可得出总反应为，则除去1molH2S需要O2 0.5mol，标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。 ②2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+，c(Fe3+)增大，一方面，被氧化的H2S增多，另一方面，c(H+)增大，H2S的溶解度降低，则随c(Fe3+)增大，促进H2S被氧化，溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小。前者影响小于后者，H2S去除率降低(合理即可)。 12．以煤为原料的化工原料气中含有CO、氧硫化碳(COS)等有毒气体，它们能使催化剂中毒和大气污染。使用这样的原料气时需要进行净化处理。 Ⅰ、CO的处理：硝酸的工业尾气中含有大量的氮氧化物，在一定条件下用氮氧化物处理CO能使有毒气体都变为环境友好型物质。已知有下列反应： ① K1 ② K2 (1)写出反应 NO(g)+ CO(g) N2(g)+ CO2(g)的平衡常数K= (请用K1、K2表示)。 (2)下列措施中能够增大该反应有毒气体平衡转化率的是 (填序号)。 a．增大反应体系的压强 b．使用优质催化剂 c．适当降低温度    d．增大NO的浓度 (3)向容积为2L的密闭容器中加入等物质的量的水蒸气和氧硫化碳，在一定条件发生脱硫反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)   △H<0 测得一定时间内COS(g)和CO2(g)的物质的量变化如下表所示： 物质的量/mol T1/℃ T2/℃ 0min 5min 10min 15min 20min 25min 30min 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40 0 0.84 1.20 1.20 1.50 1.60 1.60 ①0~5min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)= 。 ②若15min末改变温度为T2，由表中数据变化判断T1 T2(填“>”，“<”或“=”)。 ③若15min末保持温度T1℃不变，向该容器中继续加入水蒸气和氧硫化碳各2mol，重新达到平衡时，CO2(g)的物质的量 (填序号)。 a．等于1.2mol b．等于2.4mol c． d．大于2.4mol (4)实验测得：，(、为速率常数，只与温度有关)。在T2℃温度下达到平衡时， ，在20min时，V正：V逆 = 。 【答案】(1) (2)ac (3) 0.084mol·L-1·min-1 ＞ b (4) 16 16:9 【详解】（1）已知① K1 ② K2 利用盖斯定律，将反应①-反应②得，反应NO(g)+ CO(g) N2(g)+ CO2(g)，平衡常数K用K1、K2表示该反应的平衡常数K= =； （2）a．增大反应体系的压强，由于反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以平衡正向移动，CO和NO的转化率都增大，a符合题意； b．使用优质催化剂，可加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不能改变反应物的转化率，b不符合题意； c．因为正反应为放热反应，所以适当降低温度，可使平衡正向移动，c符合题意； d．增大NO的浓度，虽然平衡正向移动，CO的转化率增大，但NO的转化率减小，d不符合题意； 故选ac； （3）①0~5min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)==0.084mol·L-1·min-1； ②若15min末改变温度为T2，由于正反应为放热反应，改变温度后，反应物浓度不断减小，则平衡正向移动，所以由表中数据变化判断T1＞T2； ③若15min末保持温度T1℃不变，向该容器中继续加入水蒸气和氧硫化碳各2mol，平衡正向移动，但由于反应前后气体分子数相等，所以两平衡等效，重新达到平衡时，各组分的百分数不变，根据表中数据，原平衡时15min末，CO2(g)的物质的量为1.20，重新加入的反应物为原来2倍，故平衡时各成分的量也是原来的2倍，则CO2(g)的物质的量等于2.4mol，故选b； （4）对于反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)，向容积为2L的密闭容器中加入2mol水蒸气和2mol氧硫化碳，T2℃温度下达到平衡时，COS(g)为0.40mol，CO2(g)为1.60mol，则可求出K==16，若在2L的密闭容器中充入1molCOS和1molH2O，在T2℃温度下达到平衡时，K不变，仍为16，所以K=16；反应COS(g) + H2O(g)H2S(g)+CO2(g)中各物质的量系数均为1，投入的COS(g) 、H2O(g)相同，生成的H2S(g)、CO2(g)相同，则在20min时，根据表中数据可推知，COS(g) 、H2O(g)、H2S(g)、CO2(g)的浓度分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L、0.75mol/L，V正：V逆 ===16:9。 学科网（北京）股份有限公司 $