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第二节 化学反应限度
第1课时 化学平衡常数与平衡转化率
1．汽车尾气的处理原理为。在恒温恒容密闭容器中充入等体积的NO和CO，加入适量催化剂，发生上述反应。下列叙述错误的是
A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能
B．达到平衡后，加入少量CaO，平衡常数增大
C．达到平衡时，NO、CO的转化率相等
D．当气体总压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能，加快反应速率，故A正确；
B．平衡常数只与温度有关，加入少量CaO，平衡常数不变，故B错误；
C．充入等体积的NO和CO，其初始物质的量相等，二者化学计量数之比为1：1，则达到平衡时，NO、CO的转化率相等，故C正确；
D．反应前后气体体积减小，当气体总压强不变时，各物质浓度不变，则反应达到平衡状态，故D正确；
故选B。
2.恒温恒容条件下，不能表明反应： 已达平衡状态的是( )
A. 容器中颜色不再改变
B. 混合气平均相对分子质量不再改变
C. 混合气密度不再改变
D. 单位时间内生成 的同时生成
【答案】C
【解析】解：、容器中颜色不再改变说明二氧化氮浓度不变，达到了平衡，故A不选；
B、混合气平均相对分子质量是一个变量，当不变时，达到了平衡，故B不选；
C、密度是质量和体积的比值，总质量一定，体积一定，故密度一定，故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态，故C选；
D、单位时间内生成 的同时生成 ，正逆反应速率相等，故能说明达到平衡状态，故D不选；
故选：。
3．已知在700 ℃时CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2，则该温度下其逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2是
A．2 B．0.5 C．4 D．1
【答案】B
【详解】由题意可得CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2= 。而反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2= = =0.5。
故答案选B。
【点睛】注意某一个可逆反应，正反应化学平衡常数为K，那么逆反应的化学平衡常数为。
4．在、恒容条件下，的平衡常数K=9，若、H2O的起始浓度均为，则在此条件下CO的转化率是（ ）
A．60 B．50% C．75% D．25%
【答案】C
【详解】设达到平衡时CO转化的浓度为，
则平衡时，， 。
，解得，
则CO的转化率为，故选C。
5．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
【答案】D
【详解】平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入平衡常数计算式中，则K＝，故答案选D。
6．已知，用分压p（某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积）表示的平衡常数。时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的，平衡时的分压为。已知，则的转化率为（ ）
A．70% B．55% C．46% D．35%
【答案】D
【详解】假设起始时投入的物质的量为，转化率为，用三段式法计算；
起始量/mol 1 0
改变量/mol
平衡量/mol
同温同体积时，压强之比等于物质的量之比，
则，
则，
因此，解得，
所以的平衡转化率为35%，故选D。
7．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K=3.84×10-31；②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=3.10×1024。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为
A．①＞② B．①＜② C．①=② D．不能确定
【答案】B
【详解】对于一个可逆反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。已知反应：①N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K=3.84×10-31；②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=3.10×1024，因为3.84×10-31＜3.10×1024，所以反应②进行的程度大，故选B。
8．下列关于平衡常数的说法正确的是：
A．K不变，平衡可能移动
B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍
C．K值越大，反应速率也越快
D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大
【答案】A
【详解】A. K值只与温度有关，影响化学平衡的因素主要有浓度、温度、压强等。如在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，K值不变，但平衡发生移动，所以K值不变，平衡可能移动，A项正确；
B. 相同条件下，同一个反应，其方程式的计量数增大2倍，K值应为原来的平方，B项错误；
C. K值表示反应进行的程度，其值越大，则说明正向进行的程度越大，与反应速率无关，C项错误；
D. 合成氨反应为N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)，此反应是气体体积减小的反应，则压强增大，平衡右移，但K值只与温度有关，温度不变，则K值不变，D项错误；
答案选A。
9．在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO（g） N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030；2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081； 2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92。以下说法正确的是（　 　）
A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c（N2）·c（O2）
B．常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80
C．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出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2NO（g） N2（g）＋O2（g）可知，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝，故A错误；
B. 反应2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081，则2H2O（g）2H2（g）＋O2（g），K==5×10－82，但水常温下不是气体，所以常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值不等于5×10－82，故B错误；
C. 常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减少，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，故C正确；
D. C项正确，故D错误；
故选C。
10．对于恒容密闭容器中发生的可逆反应，下列能说明反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．断开一个键的同时有6个键生成
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均摩尔质量不变
D．、、的分子个数比为1：3：2
【答案】C
【详解】A．断开键与生成键是同一个反应方向，不能判定反应是否达到平衡状态，故A不选；
B．该反应为纯气体反应，气体的总质量为定值，故恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，不能判定反应是否达到平衡状态，故B不选；
C．平均摩尔质量，反应过程中m始终不变，若不变，则n不变，说明反应已达平衡，故选C；
D．当体系达平衡状态时，c（N2）﹕c（H2）﹕c（NH3）可能为1﹕3﹕2，也可能不是1﹕3﹕2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故D不选。
答案选C。
11．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)=0.5 mol，下列说法不正确的是
A．在该温度下，反应的平衡常数K=1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为50%
D．平衡时n(H2O)=0.5 mol
【答案】B
【详解】A．建立三段式，则，A正确；
B．平衡常数与反应温度有关，B错误；
C．CO的平衡转化率为，C正确；
D．根据A选项三段式得到平衡时n(H2O)=0.5 mol，D正确。
综上所述，答案为B。
12．（24-25高二上·山东泰安·期中）合成氨技术一直是科学家研究的重要课题。将和充入密闭容器中反应，平衡后混合物中氨的物质的量分数随温度、压强变化如图所示。下列说法不正确的是
A．压强大小关系为
B．a点达到平衡时的氮气的分压为
C．a点的平衡常数(以物质的量浓度计算)
D．a、b、c三点的平衡常数大小关系为
【答案】C
【详解】A．合成氨反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，氨气物质的量分数增加，故压强大小关系为，A正确；
B．a点时氨气物质的量分数为0.6，设反应了，列三段式：，则，，则氮气的分压，B正确；
C．容器容积未知，且反应前后气体分子数不等，不能计算K，C错误；
D．由题图可知，升高温度，平衡时氨气物质的量分数下降，平衡逆向移动，平衡常数减小，温度：，故，D正确；
故选C。
13．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)=0.0080 mol·L-1并保持不变。
(1)则此温度下，平衡常数值= 。
(2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率= 。
【答案】(1)0.25
(2)80%
【详解】（1）由题意可得，c(I2)=0.0080 mol·L-1，c(H2)=0.0080 mol·L-1，c(HI)=0.0040 mol·L-1，K==0.25；
（2）设生成的H2的浓度为x mol·L-1，，K′=，x=0.008，α(HI)=×100%=80%。
14．工业合成氨原理为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表：
t/min 0 10 20 30 40 50
φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200
请回答下列问题：
(1)0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为 。
(2)N2的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。
(3)若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为 MPa；该反应在T1℃时的压强平衡常数Kp= (MPa)-2。
(4)T1℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下：
物质 N2 H2 NH3
c/(mol·L-1) 2 5 3
该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：v正(N2) v逆(N2)(填“>”“＜”或“=”)。
【答案】(1)0.0125 mol·L-1·min-1
(2)33.3%
(3) 0.50
(4)>
【分析】根据三段式分析可知：
结合表中的数据，达到平衡时N2的体积分数即物质的量分数等于20%，可列式为： =0.2，解得x=。
【详解】（1）0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为：v====0.0125 mol·L-1·min-1；
（2）N2的平衡转化率为×100%=×100%=33.3%;
（3）恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为=0.50 MPa，此时p(N2)=0.2×0.5 MPa=0.1 MPa，p(H2)=0.6×0.5 MPa=0.3 MPa，p(NH3)=0.2×0.5 MPa=0.1 MPa，故该反应在T1 ℃时的压强平衡常数Kp===(MPa)-2；
（4）T1 ℃时，K===。向该容器中投入三种成分，此时Qc===＜K，反应继续正向移动，该时刻，正、逆反应速率的大小
15．已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时，K=，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。
（1）830K时，若起始时c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为 ；K值为 。
（2）830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L-1，则水蒸气的转化率为 。
（3）若830K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c(CO)=amol·L-1，c(H2O)=bmol·L-1，过段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c(H2)=cmol·L-1
①a、b、c之间的关系式是 ；
②当a=b时，a= c。
【答案】 40% 1 25% c2=(a-c)(b-c) 2
【详解】（1）830K时，若起始时c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，消耗CO浓度是1.2 mol·L-1，根据方程式可知消耗水蒸气浓度是1.2 mol·L-1，所以水蒸气的转化率为×100%＝40%；平衡时CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)浓度分别是（mol·L-1）0.8、1.8、1.2、1.2，则K＝。
（2）830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L-1，则
，解得x＝1.5，所以水蒸气的转化率为×100%＝25%。
（3）若830K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c(CO)=amol·L-1，c(H2O)=bmol·L-1，过段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c(H2)=cmol·L-1，则
①根据平衡常数表达式可知，所以a、b、c之间的关系式是c2=(a-c)(b-c)；
②根据以上分析可知当a=b时，a=2c。
1．下列反应的平衡常数的表达式错误的是
A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝
B．SO3(g)SO2(g)+O2(g) K＝
C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq) K＝
D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq) K＝
【答案】D
【详解】A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，固体参与的反应，固体不列入表达式中，且气态水参加反应时，水列入表达式中，则K＝，故A正确；
B．SO3(g)SO2(g)+O2(g)，气体参加的反应，气体列入表达式中，则K＝，故B正确；
C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq)，固体参与的反应，固体不列入表达式中，则K＝，故C正确；
D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)，在水溶液中进行的反应，水不列入表达式中，则K＝，故D错误；
故选D。
2．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，则在650℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为（ ）
A．0.27P总 B．0.67P总 C．0.90P总 D．1.50P总
【答案】A
【详解】由图可知650°C时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，所以平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP =；
故选A。
3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)；②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下,反应①的平衡常数为
A．9 B．16 C．20 D．25
【答案】C
【详解】①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)；②2HI(g)H2(g)+HI(g)
达到平衡时生成c(H2)=0.5mol·L-1时，消耗c(HI)=0.5mol·L-1×2=1mol/L则反应①过程中生成的c(HI)=1mol·L-1+4mol·L-1=5mol·L-1，生成的c(NH3)=c(HI)=5mol/L，平衡常数计算中所用的浓度为各物质平衡时的浓度，此温度下反应①的平衡常数为K= c(NH3)×c(HI)=5×4=20，故C项正确。
综上所述，本题正确答案为C。
4．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2 2HF　K=1047； ②H2＋Cl2 2HCl　K=1017；③H2＋Br2 2HBr　K=109； ④H2＋I2 2HI　K=1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A．①④③② B．④②③① C．①②③④ D．无法确定
【答案】C
【详解】化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比。反应的化学平衡常数越大，表示反应正向进行的程度就越大。根据化学平衡常数K的值可知其大小关系为：①＞②＞③＞④，所以反应正向进行的程度大小关系为①＞②＞③＞④，故合理选项是C。
5．活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应：，反应相同时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．容器内的压强：
B．图中点所示条件下：(正)(逆)
C．图中、点对应的浓度：
D．时，该反应的化学平衡常数为
【答案】D
【详解】A．a点反应三段式为：
b点反应三段式为：
根据a点反应三段式、b点反应三段式和PV=nRT可知，PaV1=1.2RT，PbV2=1.4RT，由于V2>V1，所以容器内的压强：，故A正确；
B．相同时间内，b点比a点反应慢，但转化率达到80%，c点比a点反应更慢，转化率也有40%，说明a点为平衡点，c点为未平衡点，即图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆)，故B正确；
C．图中a点、c点NO2的转化率相同，生成的CO2的物质的量相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应CO2的浓度：，故C正确；
D．由于a点为平衡点，此时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为：
各物质平衡浓度为c(NO2)=、c(N2)=、c(CO2)=，T℃时，该反应的化学平衡常数，故D错误；
故选：D。
6．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，能证明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥与的比值 ⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积 ⑨、的分子数之比为
A．①③④⑤ B．①③④⑤⑧⑨ C．①②③④⑤⑦ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
【答案】A
【详解】①该反应为反应前后气体体积减小的反应，压强为变量，当混合气体的压强不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
②该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体总质量不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，错误；
③B物质的量浓度不变时，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，正确；
④该反应为气体体积减小的反应，混合气体的总物质的量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
⑤混合气体的总质量不变，总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当其不变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，正确；
⑥未说明两物质反应速率的方向，则根据与的比值始终不变，不能说明各组分的浓度不再变化，则无法判断平衡状态，错误；
⑦该反应的反应物和生成物都是气体，混合气体的总质量始终不变，不能根据混合气体的总质量判断平衡状态，错误；
⑧容器容积不变，则混合气体的总体积为定值，不能根据混合气体总体积判断平衡状态，错误；
⑨C、D的分子数之比为，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，错误；故选A。
7．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，已知NO(g)、H2(g)、N2(g)、H2O(g)的起始浓度分别为0.2mol L-1、0.6mol L-1、0.1mol L-1、0.2mol L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是
A．c(NO)=0.38mol L-1 B．c(H2O)=0.3mol L-1
C．c(H2)+c(NO)=0.75mol L-1 D．=1.8
【答案】D
【详解】根据三段式：
故平衡时，选项A符合；
平衡时，，选项B符合；
设在转化过程中，NO的转化浓度为，
根据三段式：
正向转化平衡时，
故可能转化0.0125，，逆向转化平衡时，选项C符合：
正向转化平衡时，，取，；逆向转化平衡时，，取，，故不可能小于2，选项D不符合；
答案选D。
8．为了研究汽车尾气净化反应：的转化效率，某小组在一定温度下，使用气体传感器测得不同时间的和物质的量浓度如下：
时间 0 1 2 3 4 5
1.00 0.45 c 0.15 0.1 0.1
3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
下列说法不正确的是
A．前内生成的反应速率
B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量时即达到平衡状态
C．上表中c的值为0.25
D．该温度下的平衡常数
【答案】A
【详解】A．前内生成的反应速率，A错误；
B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量，即正逆反应速率相等时即达到平衡状态，B正确；
C．c是2s时，NO的浓度，由表中可知，CO的浓度为2.85，CO物质的量的改变量和NO的改变量是相同的，3.6-2.85=1.00-c，c=0.25，C正确；
D．4s时达到平衡，
，D正确；
故选A。
9．（24-25高二上·山东潍坊·期中）某温度下固体物质在密闭容器中分解达到平衡时气体的总压强为该物质的分解压()，分解压越小固体物质的稳定性越高，如的分解压：。下表为时，某些氧化物的分解压。
氧化物
分解压
下列说法错误的是
A．的
B．的分解压与温度无关
C．时，稳定性：
D．时，还原制取，可以采用做还原剂
【答案】B
【详解】A．反应的平衡常数：，A正确；
B．的分解压：，升温分解压增大，B错误；
C．相同温度条件下，上述氧化物若分解压越大，分解反应进行的程度越大，则该物质稳定性越差，时，稳定性：，C正确；
D．根据表格可知，MgO和MnO属于同类型的氧化物， MnO分解压大于MgO的分解压，相同温度下，分解压越小，说明物质不宜分解，则MnO不稳定，可以采用做还原剂，D正确；
答案选B。
10．（24-25高二上·山东潍坊·期中）一定条件下将和按物质的量之比充入反应容器，发生反应：。在不同压强下分别测得的平衡转化率随温度变化的曲线如图，下列说法正确的是
A．
B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大
C．、条件下，的平衡转化率为
D．时，该反应的化学平衡常数的数值为
【答案】A
【详解】A．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，一氧化氮的转化率增大，由图可知，相同温度时p1条件下一氧化氮的转化率小于p2，则压强p1小于p2，故A正确；
B．由图可知，相同压强时，升高温度，一氧化氮的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，反应的反应限度减小，故B错误；
C．设起始一氧化氮的物质的量为2mol、氧气的物质的量为1mol，由图可知，、条件下，一氧化氮的转化率为40%，由方程式可知，氧气的转化率为×100%=40%，故C错误；
D．该反应是气体体积减小的反应，缺容器的体积，所以无法计算该温度下该反应的化学平衡常数，但可通过恒压条件下计算该温度下的压强平衡常数为，故D错误；
故选A。
11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。下列叙述正确的是
A．反应在c 点达到平衡状态
B．反应物浓度：点小于点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．时，SO2的转化率：段小于段
【答案】D
【详解】A、化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率还在改变，未达平衡，错误；
B、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；
C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；
D、随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，正确；
答案选D。
12．（双选24-25高二上·山东青岛·期中）向一容积为的刚性密闭容器中充入和一定量，发生反应 。不同温度下，的平衡转化率随起始的变化如图所示。下列说法正确的是
A．活化能：
B．平衡常数：
C．气体平均相对分子质量：
D．点时，该反应的平衡常数
【答案】AD
【详解】A．反应吸热，故活化能，故A正确；
B．温度P＞M=N，故平衡常数KP＞KN=KM，故B错误；
C．反应前后气体总质量不变，反应正向气体分子数增大，C2H5OH的平衡转化率P＞N＞M，则气体的总物质的量P＞N＞M，气体平均相对分子质量MP＜MN＜MM，故C错误；
D．M点水的加入量为3mol,C2H5OH的平衡转化率为50%，则C2H5OH的反应量为1mol×50%=0.5mol，平衡时C2H5OH的物质的量为1mol-0.5mol=0.5mol，水的物质的量为3mol-0.5mol×3=1.5mol，二氧化碳的物质的量为1mol，氢气的物质的量为3mol，该反应的平衡常数Kc===，故D正确；
答案为AD。
13．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。已知反应CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃ 400 500 830 1 000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题。
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
(2)在相同条件下，为增大反应物的转化率，该反应应在 (填“高温”或“低温”)条件下进行。
(3)在830 ℃时发生上述反应，按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的反应有 (填序号)。
选项 A B C D
n(CO2)/mol 3 1 0 1
n(H2)/mol 2 1 0 1
n(CO)/mol 1 2 3 0.5
n(H2O)/mol 5 2 3 2
【答案】 低温 BC
【详解】（1）化学平衡常数为一定温度下，平衡时生成物浓度的幂指数积与生成物浓度的幂指数积的比值，则该反应的化学平衡常数表达式为K＝，故答案为：；
（2）根据表中数据可知，温度升高，反应的平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则在相同条件下，为增大反应物的转化率应在低温条件下进行，故答案为：低温；
（3）A.由题给数据可知，反应的浓度熵Qc===＞K(830 ℃)=1，反应向逆反应方向移动，故A错误；
B.由题给数据可知，反应的浓度熵Qc===＜K(830 ℃)=1，反应向正反应方向移动，故B正确；
C.由题给数据可知，只有反应物，反应向正反应方向移动，故C正确；
D.由题给数据可知，反应的浓度熵Qc===1=K(830 ℃)，反应达到平衡状态，平衡不移动，故D错误；
BC正确，故答案为：BC。
14．在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，达到平衡时各物质的浓度分别是c（NO2）＝0.06 mol·L－1，c（NO）＝0.24 mol·L－1，c（O2）＝0.12 mol·L－1。试求：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为： ，值为 。
(2)开始时NO2的浓度为 。
(3)NO2的转化率为 。
【答案】 1.92 0.3 mol/L 80%
【分析】设开始时NO2的浓度为x，由题给数据可以建立如下三段式：
2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)
起（mol/L） x 0 0
变（mol/L） 0.24 0.24 0.12
平（mol/L） 0.06 0.24 0.12
【详解】（1）化学平衡常数为各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积，平衡时各物质的浓度分别是c（NO2）＝0.06 mol·L－1，c（NO）＝0.24 mol·L－1，c（O2）＝0.12 mol·L－1，则K===1.92，故答案为：；1.92；
（2）开始时NO2的浓度等于平衡浓度加上变化浓度，则依据三段式数据可知开始时NO2的浓度=（0.24+0.06）mol/L=0.3 mol/L，故答案为：0.3 mol/L；
(3)转化率等于变化量除以起始量，则依据三段式数据可知NO2的转化率=×100%=80%，故答案为：80%。
15．工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示：
化学反应 平衡常数符号 平衡常数值
500℃ 700℃ 800℃
① 2.5 0.34 0.15
② 1.0 1.70 2.52
③
请回答下列问题：
(1)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； 0(用“>”或“<”表示)；
(2)根据反应①与②可推导出 (用、表示)；
(3)恒温恒容下，对反应①，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________
A．压强不再变化 B．气体密度不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化 D．
(4)恒容、500℃下，测得反应②在某时刻时，、、、的浓度分别为、、、，则此时 (填“>”“=”或“<”)，达平衡时的浓度为
(5)下列图像符合反应③的是___________
A． B．
C． D．
【答案】(1) <
(2)
(3)AC
(4) > 0.75
(5)A
【详解】（1）依据盖斯定律反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1·K2，依据不同温度下K1和K2的平衡常数可知500℃时，K3=K1·K2=2.5×1.0=2.5，800℃时，K3=K1·K2=2.52×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变ΔH＜0；
（2）依据盖斯定律反应①+②可得反应③，则；
（3）A. 反应①压强减小，当压强不再变化，说明达到平衡状态，A正确；
B. 反应前后气体质量和容器容积不变，所以气体密度始终不再变化，B错误；
C. 正反应体积减小，混合气体的质量不变，所以气体平均相对分子质量不再变化，可以说明反应达到平衡状态，C正确；
D. 没有指明反应方向，无法判断是否达到平衡状态，D错误；
答案选AC。
（4）500℃时，反应②在某时刻，、、、的浓度分别为、、、，Qc==0.25＜K2=1，则此时v正＞v逆；设平衡时消耗氢气和二氧化碳均是xmol/L，则，解得x＝0.25，所以达平衡时的浓度为0.75mol/L；
（5）A．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，图象符合，故A正确；
B．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，氢气质量分数增加，图象不符合，故B错误；
C．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，平衡状态不变，平衡时一氧化碳的物质的量不变，图象不符合，故C错误；
D．平衡常数只与温度有关系，与压强无关，图象不符合，故D错误；
故答案为：A。第二节 化学反应限度
第1课时 化学平衡常数与平衡转化率
1．汽车尾气的处理原理为。在恒温恒容密闭容器中充入等体积的NO和CO，加入适量催化剂，发生上述反应。下列叙述错误的是
A．催化剂能降低NO和CO反应的活化能
B．达到平衡后，加入少量CaO，平衡常数增大
C．达到平衡时，NO、CO的转化率相等
D．当气体总压强不变时，反应达到平衡状态
2.恒温恒容条件下，不能表明反应： 已达平衡状态的是( )
A. 容器中颜色不再改变
B. 混合气平均相对分子质量不再改变
C. 混合气密度不再改变
D. 单位时间内生成 的同时生成
3．已知在700 ℃时CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K1＝2，则该温度下其逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2是
A．2 B．0.5 C．4 D．1
4．在、恒容条件下，的平衡常数K=9，若、H2O的起始浓度均为，则在此条件下CO的转化率是（ ）
A．60 B．50% C．75% D．25%
5．对于3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为
A．K＝ B．K＝
C．K＝ D．K＝
6．已知，用分压p（某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积）表示的平衡常数。时，在体积固定的密闭容器中充入一定量的，平衡时的分压为。已知，则的转化率为（ ）
A．70% B．55% C．46% D．35%
7．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K=3.84×10-31；②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=3.10×1024。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为
A．①＞② B．①＜② C．①=② D．不能确定
8．下列关于平衡常数的说法正确的是：
A．K不变，平衡可能移动
B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍
C．K值越大，反应速率也越快
D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大
9．在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO（g） N2（g）＋O2（g）　K1＝1×1030；2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×1081； 2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×10－92。以下说法正确的是（　 　）
A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c（N2）·c（O2）
B．常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80
C．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
10．对于恒容密闭容器中发生的可逆反应，下列能说明反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．断开一个键的同时有6个键生成
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均摩尔质量不变
D．、、的分子个数比为1：3：2
11．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)=0.5 mol，下列说法不正确的是
A．在该温度下，反应的平衡常数K=1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为50%
D．平衡时n(H2O)=0.5 mol
12．（24-25高二上·山东泰安·期中）合成氨技术一直是科学家研究的重要课题。将和充入密闭容器中反应，平衡后混合物中氨的物质的量分数随温度、压强变化如图所示。下列说法不正确的是
A．压强大小关系为
B．a点达到平衡时的氮气的分压为
C．a点的平衡常数(以物质的量浓度计算)
D．a、b、c三点的平衡常数大小关系为
13．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)=0.0080 mol·L-1并保持不变。
(1)则此温度下，平衡常数值= 。
(2)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率= 。
14．工业合成氨原理为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在T1 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生上述反应，测得N2的体积分数φ(N2)随时间(t)的变化如下表：
t/min 0 10 20 30 40 50
φ(N2) 0.250 0.225 0.210 0.203 0.200 0.200
请回答下列问题：
(1)0～40 min内，用H2表示该反应的平均速率为 。
(2)N2的平衡转化率为 (保留三位有效数字)。
(3)若反应开始时，容器内的压强为0.6 MPa，则第40 min末时容器内的压强为 MPa；该反应在T1℃时的压强平衡常数Kp= (MPa)-2。
(4)T1℃时，向该容器中投入三种成分的浓度如下：
物质 N2 H2 NH3
c/(mol·L-1) 2 5 3
该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：v正(N2) v逆(N2)(填“>”“＜”或“=”)。
15．已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，达到平衡时，K=，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。
（1）830K时，若起始时c(CO)=2mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为 ；K值为 。
（2）830K时，若只将起始时c(H2O)改为6mol·L-1，则水蒸气的转化率为 。
（3）若830K时，起始加入物质为CO和H2O，起始浓度c(CO)=amol·L-1，c(H2O)=bmol·L-1，过段时间，达到平衡时H2的平衡浓度c(H2)=cmol·L-1
①a、b、c之间的关系式是 ；
②当a=b时，a= c。
1．下列反应的平衡常数的表达式错误的是
A．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝
B．SO3(g)SO2(g)+O2(g) K＝
C．I-(aq)＋AgCl(s)AgI(s)+Cl-(aq) K＝
D．Cl2(g)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq) K＝
2．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，则在650℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为（ ）
A．0.27P总 B．0.67P总 C．0.90P总 D．1.50P总
3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)；②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下,反应①的平衡常数为
A．9 B．16 C．20 D．25
4．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2 2HF　K=1047； ②H2＋Cl2 2HCl　K=1017；③H2＋Br2 2HBr　K=109； ④H2＋I2 2HI　K=1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
A．①④③② B．④②③① C．①②③④ D．无法确定
5．活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应：，反应相同时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A．容器内的压强：
B．图中点所示条件下：(正)(逆)
C．图中、点对应的浓度：
D．时，该反应的化学平衡常数为
6．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，能证明反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥与的比值 ⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积 ⑨、的分子数之比为
A．①③④⑤ B．①③④⑤⑧⑨ C．①②③④⑤⑦ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
7．在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，已知NO(g)、H2(g)、N2(g)、H2O(g)的起始浓度分别为0.2mol L-1、0.6mol L-1、0.1mol L-1、0.2mol L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能是
A．c(NO)=0.38mol L-1 B．c(H2O)=0.3mol L-1
C．c(H2)+c(NO)=0.75mol L-1 D．=1.8
8．为了研究汽车尾气净化反应：的转化效率，某小组在一定温度下，使用气体传感器测得不同时间的和物质的量浓度如下：
时间 0 1 2 3 4 5
1.00 0.45 c 0.15 0.1 0.1
3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
下列说法不正确的是
A．前内生成的反应速率
B．单位时间内，消耗的物质的量等于生成的物质的量时即达到平衡状态
C．上表中c的值为0.25
D．该温度下的平衡常数
9．（24-25高二上·山东潍坊·期中）某温度下固体物质在密闭容器中分解达到平衡时气体的总压强为该物质的分解压()，分解压越小固体物质的稳定性越高，如的分解压：。下表为时，某些氧化物的分解压。
氧化物
分解压
下列说法错误的是
A．的
B．的分解压与温度无关
C．时，稳定性：
D．时，还原制取，可以采用做还原剂
10．（24-25高二上·山东潍坊·期中）一定条件下将和按物质的量之比充入反应容器，发生反应：。在不同压强下分别测得的平衡转化率随温度变化的曲线如图，下列说法正确的是
A．
B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度增大
C．、条件下，的平衡转化率为
D．时，该反应的化学平衡常数的数值为
11．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。下列叙述正确的是
A．反应在c 点达到平衡状态
B．反应物浓度：点小于点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．时，SO2的转化率：段小于段
12．（双选）向一容积为的刚性密闭容器中充入和一定量，发生反应 。不同温度下，的平衡转化率随起始的变化如图所示。下列说法正确的是
A．活化能：
B．平衡常数：
C．气体平均相对分子质量：
D．点时，该反应的平衡常数
13．煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。已知反应CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃ 400 500 830 1 000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题。
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
(2)在相同条件下，为增大反应物的转化率，该反应应在 (填“高温”或“低温”)条件下进行。
(3)在830 ℃时发生上述反应，按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的反应有 (填序号)。
选项 A B C D
n(CO2)/mol 3 1 0 1
n(H2)/mol 2 1 0 1
n(CO)/mol 1 2 3 0.5
n(H2O)/mol 5 2 3 2
14．在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，达到平衡时各物质的浓度分别是c（NO2）＝0.06 mol·L－1，c（NO）＝0.24 mol·L－1，c（O2）＝0.12 mol·L－1。试求：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为： ，值为 。
(2)开始时NO2的浓度为 。
(3)NO2的转化率为 。
15．工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示：
化学反应 平衡常数符号 平衡常数值
500℃ 700℃ 800℃
① 2.5 0.34 0.15
② 1.0 1.70 2.52
③
请回答下列问题：
(1)根据反应①与②可推导出 (用、表示)； 0(用“>”或“<”表示)；
(2)根据反应①与②可推导出 (用、表示)；
(3)恒温恒容下，对反应①，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________
A．压强不再变化 B．气体密度不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化 D．
(4)恒容、500℃下，测得反应②在某时刻时，、、、的浓度分别为、、、，则此时 (填“>”“=”或“<”)，达平衡时的浓度为
(5)下列图像符合反应③的是___________
A． B．
C． D．

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