2023-2024学年高二化学2019选择性必修1试题2.2.3化学平衡常数

2.2.3化学反应的方向与限度（化学平衡常数）基础知识清单基础知识清单一、化学平衡常数 1.定义式对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝eq\f(cc(C)•cd(D),ca(A)•cb(B))，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各反应的平衡常数表达式：化学方程式平衡常数表达式2NO2(g)N2O4(g)K＝eq\f(c(N2O4),c2(NO2))3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)K＝eq\f(c4(H2),c4(H2O))Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrOK＝eq\f(c(H＋)•c(Br－)•c(HBrO),c(Br2))2.意义 K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 3.影响因素 K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。 4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝Keq\o\al(n,2)。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝eq\f(K1,K2)。 二、平衡转化率 1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式 平衡转化率α＝eq\f(该反应物的起始总量－该反应物的平衡量,该反应物的起始总量)×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝eq\f(c0(A)－c(A),c0(A))×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 4.相关计算——三段式对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为amol、bmol，达到平衡后，A的消耗量为mxmol，容器容积为VL，则有 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始(mol)ab00 变化(mol)mxnxpxqx 平衡(mol)a－mxb－nxpxqx (1)A的转化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%[或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算α(B)。 (2)α(A)：α(B)＝eq\f(mx,a)：eq\f(nx,b)[若a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则α(A)＝α(B)]。 (3)A的体积(物质的量)分数φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%，同理可计算φ(B)、φ(C)、φ(D)。(4)平衡和起始时的压强比eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。 (5)混合气体的密度ρ(混)＝eq\f(a•M(A)＋b•M(B),V)g/L。 (6)平衡时混合气体的平均摩尔质量M＝eq\f(a•M(A)＋b•M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x)g/mol。课后分层练课后分层练1.(2023•河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是() A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度 B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大 C.平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关 D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢 [答案]C[解析]在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度均用平衡浓度，故A错误；平衡常数只与温度有关，温度发生变化时，平衡常数才会发生变化，故B错误；从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度，不能推断反应快慢，故D错误。故选C。 2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g)H2S(g)K2；则反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是() A.K1－K2 B．K2－K1 C.K2/K1 D．K1/K2 [答案]C[解析]反应①的平衡常数K1＝eq\f(c(SO2),c(O2))，反应②K2＝eq\f(c(H2S),c(H2))，反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是K＝eq\f(c(H2S)•c(O2),c(H2)•c(SO2))＝K2/K1。故选C。3.下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是() A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值 B.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变 C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关 D.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 [答案]D[解析]化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，A、B、C错误。 4.某温度时N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则此温度下NH3(g)eq\f(3,2)H2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)的平衡常数为() A.eq\f(1,\r(a))B.eq\r(a)C.eq\f(1,a3)D．a2 [答案]A[解析]某温度时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则该温度下，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数K1＝eq\f(1,a)，NH3(g)eq\f(3,2)H2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)的平衡常数K2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)))eq\s\up6(\f(1,2))＝eq\f(1,\r(a))，故选A。 5．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是()A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C．K随反应物浓度的改变而改变D．K随温度和压强的改变而改变[答案]A[解析]K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关。6．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＋F22HFK＝1047；②H2＋Cl22HClK＝1017；③H2＋Br22HBrK＝109；④H2＋I22HIK＝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．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定[答案]A[解析]化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。7．2000K时，反应CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为()A．eq\f(1,K)B．K2C．eq\f(1,K2)D．eq\f(1,K\f(1,2))[答案]C[解析]平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应，K＝eq\f(c（CO2）,c（CO）·c\f(1,2)（O2）)，K′＝eq\f(c2（CO）·c（O2）,c2（CO2）)，所以K′＝eq\f(1,K2)。]8．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()A．K＝eq\f(c4（H2）·c（Fe3O4）,c3（Fe）·c4（H2O）)B．K＝eq\f(c4（H2）,c4（H2O）)C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数增大D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化[答案]B[解析]A项，固体物质的浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，错误；B项，符合平衡常数表达式的书写要求，正确；C项，化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，错误；D项，温度改变，平衡常数一定改变，错误。9．某可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为()A．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值、K值均扩大了1倍B．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变C．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数D．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数[答案]D[解析]A、B项ΔH值扩大1倍，K变为原来的平方；C项K值变为原来的倒数。10.常温下，下列反应的平衡常数如下： 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。 下列说法正确的是() 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5×10－79C.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>CO2D.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝eq\f(1,2)(K2＋K3) [答案]C[解析]A项，根据平衡常数的含义可知常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝eq\f(c(N2)c(O2),c2(NO))，错误；B项，常温下，水分解产生O2，化学方程式为2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)，此时平衡常数K＝eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，但化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，错误；C项，在相同温度下，物质分解产生O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生O2反应的化学平衡常数：K(NO分解)>K(H2O分解)>K(CO2分解)，所以常温下，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，正确。CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝Keq\s\up6(\f(1,2))2•Keq\s\up6(\f(1,2))3，D项错误。11.温度为T时，将NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得体系的总压强为6kPa，则该反应的平衡常数Kp为() A.6(kPa)2 B．9(kPa)2 C.8(kPa)2 D．36(kPa)2 [答案]B[解析]总压强为6kPa，所以p(NH3)＝p(H2S)＝3kPa。Kp＝eq\f(3kPa×3kPa,1)＝9(kPa)2，故选B。 12.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于() A.33% B．40% C.50% D．65% [答案]D[解析]假设X和Y物质的量为1mol，达到平衡时消耗X物质的量为amol，则： X＋2Y2Z 起始/mol110 转化/mola2a2a 平衡/mol1－a1－2a2a 根据题意有(1－a＋1－2a)：2a＝3：2，a＝eq\f(1,3)，Y的转化率＝eq\f(\f(1,3)×2mol,1mol)×100%≈67%，最接近65%，D项正确。 13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：温度/℃100011501300平衡常数4.03.73.5该反应的平衡常数表达式K＝______________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。[答案]eq\f(c（CO2）,c（CO）)<[解析]因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝eq\f(c（CO2）,c（CO）)，由表中数据知，温度升高，平衡常数减小，说明ΔH<0。14．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))2SO3(g)ΔH＜0。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________，升高温度，K值____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数为____________________________。②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)______K(B)(选填“＞”“＜”或“＝”)。[答案](1)eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)减小(2)①800②＝[解析](1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向左移动，故K值减小；(2)①由题图可知，0.10MPa时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始量2mol1mol0转化量eq\a\vs4\al(2mol×80%,＝1.6mol)1.6mol×eq\f(1,2)1.6mol平衡量0.4mol0.2mol1.6mol则平衡时c(SO2)＝eq\f(0.4mol,10L)＝0.04mol/L，c(O2)＝eq\f(0.2mol,10L)＝0.02mol/L，c(SO3)＝eq\f(1.6mol,10L)＝0.16mol/L；K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝eq\f(（0.16）2,（0.04）2·0.02)＝800；②由A到B，温度不变，只增大体系压强，K值不变。1.某温度下，在2L的密闭容器中进行反应3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，若起始时加入3molA和2molB反应一段时间后达到平衡，则下列说法正确的是() A.增大该体系的压强，化学平衡常数增大 B.K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大 C.该反应的化学平衡常数表达式是K＝eq\f(c4(C)•c2(D),c3(A)•c2(B)) D.当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，反应达到平衡 [答案]B[解析]化学平衡常数只受温度影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，A错误；C为固体，该反应的化学平衡常数表达式是K＝eq\f(c2(D),c3(A)•c2(B))，C错误；四种物质的物质的量的大小取决于投料，当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，各成分的物质的量有可能仍在变化、不能说明反应已达到平衡，D错误。故选B。2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是()A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变B．平衡常数随温度的改变而改变C．平衡常数随压强的改变而改变D．使用催化剂不能使平衡常数增大[答案]C[解析]A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变，故A正确；B.平衡常数随温度的改变而改变，故B正确；C.平衡常数不随压强的改变而改变，故C错误；D.使用催化剂只改变反应速率，不改变平衡，不能使平衡常数增大，故D正确。3.在1L密闭容器中，充入4molN2O5，加热到t℃，发生如下反应： ①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)； ②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。 反应达到平衡时，测得N2O3为1.7mol，O2为4.5mol，则t℃时反应①的化学平衡常数为() A.1.9 B．7.65 C.8.5 D．9.1 [答案]C[解析]根据题意可拆成两个三段式。设达到平衡时转化的N2O5的物质的量为amol，生成的N2O的物质的量为bmol。 N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g) 起始/mol)400 转化/mol)aaa 平衡/mol)4－aaa N2O3(g)N2O(g)＋O2(g) 起始/mol)a0a 转化/mol)bbb 平衡/mol)a－bba＋b 则有a－b＝1.7，a＋b＝4.5，解得a＝3.1，b＝1.4，此时n(N2O5)＝0.9mol，n(N2O3)＝1.7mol，n(O2)＝4.5mol，则t℃时反应①的化学平衡常数为K＝eq\f(\f(4.5,1)×\f(1.7,1),\f(0.9,1))＝8.5。 4.已知：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)ΔH1＝566.0kJ•mol－1；S(s)＋O2(g)SO2(g)ΔH2＝－296.0kJ•mol－1。已知某反应的平衡常数K＝eq\f(c2(CO2),c(SO2)•c2(CO))，则该反应的ΔH3等于() A.－540.0kJ•mol－1 B.＋540.0kJ•mol－1 C.－270.0kJ•mol－1 D.＋270.0kJ•mol－1 [答案]C[解析]根据K＝eq\f(c2(CO2),c(SO2)•c2(CO))可知反应的热化学方程式为2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)ΔH3，由盖斯定律可知，ΔH3＝－(ΔH2＋ΔH1)＝－(－296.0kJ•mol－1＋566.0kJ•mol－1)＝－270.0kJ•mol－1。 5.顺Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷和反Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为v正＝k正•c顺和v逆＝k逆•c反，k正和k逆分别是正、逆反应速率常数，它们受温度和催化剂的影响。下列有关说法正确的是() A.某温度时，该反应的平衡常数可表示为K＝eq\f(k逆,k正) B.该反应的平衡常数K可能为0 C.正、逆反应速率常数改变，平衡常数也一定会随之改变 D.正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变 [答案]D[解析]平衡时正、逆反应速率相等，v正＝v逆，即k正•c顺＝k逆•c反，K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K＝eq\f(k正,k逆)，K不可能为0，故A、B项错误；正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变，C项错误，D项正确。6．在一定温度下的密闭容器中，加入1molCO和1molH2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5mol，下列说法不正确的是()A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1B．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)＝0.5mol[答案]B[解析]CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始/mol1100转化/mol0.50.50.50.5平衡/mol0.50.50.50.5由化学方程式及以上数据判断可得A、C、D项正确；平衡常数与反应温度有关，B项错误。7．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＝1×1030②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(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5×10－80C．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＞CO2D．以上说法都不正确[答案]C[解析]由化学平衡常数的定义可知K1＝eq\f(c（N2）·c（O2）,c2（NO）)，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为1×1030、5×10－82、4×10－92，所以产生O2的倾向由大到小顺序为NO＞H2O＞CO2，C项正确，D项错误。8．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则下列说法正确的是()A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝eq\f(c4（C）·c2（D）,c3（A）·c2（B）)B．此时，B的平衡转化率是40%C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大D．增加C，反应速率加快[答案]B[解析]C是固体，不能出现在平衡常数的表达式中，A错；生成1.6molC时，消耗了0.8molB，B的平衡转化率是40%，B对；化学平衡常数只受温度的影响，增大该体系的压强，化学平衡常数不变，C错；C为固体，浓度为定值，增加其量，反应速率不变，D错。9．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表所示：物质XYZ初始浓度/(mol·L－1)0.10.20平衡浓度/(mol·L－1)0.050.050.1下列说法错误的是()A．反应达到平衡时，X的转化率为50%B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为800C．反应前后压强之比为3∶2D．改变温度可以改变此反应的平衡常数[答案]B[解析]X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05mol·L－1、0.15mol·L－1、0.1mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)；X的转化率为eq\f(0.05,0.1)×100%＝50%，平衡常数K＝eq\f(0.12,0.05×0.053)＝1600；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响；反应前后压强之比为3∶2。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，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为()A．eq\f(1,4)pB．eq\f(1,2)p2C．eq\f(1,4)p2D．eq\f(1,2)p[答案]C[解析]NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)开始时00平衡时eq\f(1,2)peq\f(1,2)p则该反应的平衡常数Kp＝p(H2S)·p(NH3)＝eq\f(1,2)p·eq\f(1,2)p＝eq\f(1,4)p2。]11．在容积不变的容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示。下列说法正确的是()温度/℃100200300400500转化率/%3075755018A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小B．400℃时，若B的平衡浓度为0.5mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝2C．200℃，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态D．当单位时间内生成nmolB的同时消耗2nmolC时，反应达到平衡状态[答案]B[解析]A.任何化学反应速率都是随着温度升高而变大，A错误；B.400℃时，若B的平衡浓度为0.5mol·L－1，假设A的起始浓度为cmol/L，则根据三段式进行计算：2A(g)＋B(g)2C(g)起始浓度/(mol/L)c0.25c＋0.50转化浓度/(mol/L)0.5c0.25c0.5c平衡浓度/(mol/L)0.5c0.50.5c则该反应的平衡常数K＝eq\f(c2（C）,c2（A）·c（B）)＝eq\f(（0.5cmol/L）2,（0.5cmol/L）2×0.5mol/L)＝2，B正确；C.由表中数据可知200℃和300℃，A的转化率均为75%，故说明200℃，A的转化率为75%时，反应并未达到平衡状态，300℃早已达到平衡，C错误；D.生成nmolB的同时消耗2nmolC均表示逆反应，故当单位时间内生成nmolB的同时消耗2nmolC时，不能说明反应达到平衡状态，D错误。12.温度为t℃时，在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气，经过20min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020mol•L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：①H2(g)＋I2(g)2HI(g) ②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g) 下列说法正确的是() A.反应速率用HI表示时v(HI)＝0.008mol•L－1•min－1 B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同 C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同 D.相同温度下，2HI(g)H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相同 [答案]A[解析]H2(g)＋I2(g)2HI(g) 初始浓度/(mol•L－1)0.1000.1000 平衡浓度/(mol•L－1)0.0200.0200.160 所以v(HI)＝0.160mol •L－1÷20min＝0.008mol•L－1•min－1，A正确；K①＝eq\f(c2(HI),c(H2)•c(I2))＝64，而K②＝eq\f(c4(HI),c2(H2)•c2(I2))＝Keq\o\al(2,①)＝642＝4096，B错误；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错误；正、逆两个反应的平衡常数互为倒数，D错误。 13．某温度下，向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为()A．3.2×103 B．1.6×103C．8.0×102 D．4.0×102[答案]A[解析]2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)c(始)/(mol·L－1)000.05c(转)/(mol·L－1)0.010.0050.01c(平)/(mol·L－1)0.010.0050.04K＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝3.2×103。]14.在容积不变的密闭容器中，将2molCO(g)与3molH2O(g)混合加热到一定温度，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是() A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c(CO2)•c(H2),c(CO)) B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2mol •L－1 C.CO的平衡转化率为40% D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变 [答案]D[解析]假设平衡时，CO转化了xmol，由题意列三段式如下： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始/mol2300 转化/molxxxx 平衡/mol2－x3－xxx 则平衡常数K＝eq\f(c(CO2)•c(H2),c(CO)•c(H2O))＝eq\f(\f(x,V)×\f(x,V),\f(2－x,V)×\f(3－x,V))＝1，解得x＝1.2mol。H2O此时为气态，也应写在平衡常数中，即K＝eq\f(c(CO2)•c(H2),c(CO)•c(H2O))，A错误；由于体积未知，无法计算各物质的浓度，B错误；平衡时，CO转化了1.2mol，则CO转化率＝eq\f(1.2mol,2mol)×100%＝60%，C错误；根据原子守恒知，H、C、O的个数比始终等于起始三者个数之比，即6：2：5，D正确。15.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，c(HI)＝4mol/L，下列说法错误的是()A.①的平衡常数为20B.②的平衡常数为eq\f(1,64) C.同温时H2(g)＋I2(g)2HI(g)和②的平衡常数互为倒数 D.温度升高，反应①②的平衡常数可以保持不变 [答案]D[解析]平衡时c(HI)＝4mol/L，HI分解生成的H2的浓度为0.5mol/L，则分解的HI浓度为2×0.5mol/L＝1mol/L；NH4I分解生成的HI的浓度为4mol/L＋1mol/L＝5mol/L，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5mol/L，所以反应①的平衡常数K＝c(NH3) •c(HI)＝5×4＝20，故A正确；反应②的平衡常数K＝eq\f(c(H2)×c(I2),c2(HI))＝eq\f(0.5×0.5,42)＝eq\f(1,64)，故B正确；H2(g)＋I2(g)2HI(g)和②互为可逆反应，则平衡常数互为倒数，故C正确；平衡常数只与温度有关，温度升高，平衡常数肯定发生变化，故D错误。故选D。 16.在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如下表，根据以上信息推断，下列说法正确的是() t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c(CO2)•c(H2),c(CO)•c(H2O)) 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.此反应达到1000℃时的正反应速率比700℃时的正反应速率大 D.该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低 [答案]C[解析]平衡常数表达式应为K＝eq\f(c(CO)•c(H2O),c(CO2)•c(H2))，A错误；反应前后气体体积不变，压强始终不变，B错误；温度越高反应速率越快，C正确；化学平衡常数越大，反应物的转化率越高，D错误。17.已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH<0的速率方程为v正＝k正cα(NO)cβ(O2)，在T℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据如下表。下列说法错误的是()实验c0(NO)/(mol•L－1)c0(O2)/(mol•L－1)v正111v2214v3122v42x16vA.α、β的值分别为2、1 B.表中的x为4 C.降低温度，k正可能增大 D.若v逆＝k逆c2(NO2)，则K＝eq\f(k正,k逆) [答案]C[解析]根据表格数据可知当NO的浓度增大为原来的2倍，O2的浓度不变时，速率变为原来的4倍，所以α＝2，同理可得β＝1，A正确；根据A选项分析可知v正＝k正c2(NO)·c(O2)，第4组实验中NO的浓度变为原来的2倍，速率变为原来的16倍，则O2的浓度变为原来的4倍，即x＝4，B正确；降低温度的瞬间，反应物浓度不变，但反应速率减小，说明k正减小，C错误；平衡时v正＝v逆，即k正c2(NO)c(O2)＝k逆c2(NO2)，该反应的平衡常数K＝eq\f(c2(NO2),c(O2)c2(NO))＝eq\f(k正,k逆)，D正确。故选C。 18.已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是() A.反应①的平衡常数K1＝eq\f(c(CO2)•c(Cu),c(CO)•c(CuO)) B.反应③的平衡常数K＝eq\f(K1,K2) C.升高温度，化学反应速率加快，但平衡常数不变 D.对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数K一定会减小 [答案]B[解析]在书写平衡常数表达式时，纯固体不列入平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝eq\f(K1,K2)，B正确；升高温度，平衡常数一定改变，C错误；对于反应③，由于温度没有发生变化，平衡常数K不变，D错误。19．下表为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH的平衡常数与温度的关系：T/K373473573673773K3.35×1091.00×1072.45×1051.88×1042.99×103由上表数据分析可知：(1)温度升高，K值减小，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。(2)对于某一反应，若温度升高时，K值增大，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。[答案](1)放热＜(2)吸热＞[解析]由表格可知，升高温度，K值减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，由此得出规律：升温，K值减小；降温，K值增大。20．将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO2)＝0.040mol·L－1。(1)该条件下的平衡常数为________。(2)平衡时SO2的平衡转化率是________。[答案](1)2.5(2)20%[解析]2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)c(初始)/(mol·L－1)0.0500.0300Δc/(mol·L－1)0.0100.0050.010c(平衡)/(mol·L－1)0.0400.0250.010所以，平衡常数K＝(0.010)2÷[(0.040)2×0.025]＝2.5，平衡时SO2的平衡转化率：eq\f(0.010,0.050)×100%＝20%。21．可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为749K时，K＝eq\f(9,4)，问：(1)当CO和H2O的起始浓度均为2mol·L－1时，CO的转化率为__________。(2)当CO的起始浓度仍为2mol·L－1，H2O的起始浓度为6mol·L－1时，CO的转化率为____________________________________。[答案](1)60%(2)85%[解析](1)设CO转化的物质的量浓度为xmol·L－1：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)eq\a\vs4\al(起始/,（mol·L－1）)2200eq\a\vs4\al(转化/,（mol·L－1）)xxxxeq\a\vs4\al(平衡/,（mol·L－1）)2－x2－xxxK＝eq\f(x2,（2－x）2)＝eq\f(9,4)，解得：x＝1.2。CO的转化率：eq\f(1.2mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝60%。(2)设CO转化的物质的量浓度为ymol·L－1，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)eq\a\vs4\al(起始/,（mol·L－1）)2600eq\a\vs4\al(转化/,（mol·L－1）)yyyyeq\a\vs4\al(平衡/,（mol·L－1）)2－y6－yyyK＝eq\f(y2,（2－y）（6－y）)＝eq\f(9,4)，解得：y＝1.7；CO的转化率：eq\f(1.7mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝85%。22．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为eq\f(4,7)。计算：(1)该条件下N2的平衡转化率为__________。(2)该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________。[答案](1)66.7%(2)0.005[解析]设N2转化的物质的量浓度为xmol·L－1。N2＋3H22NH3起始浓度/(mol·L－1)0.30.80转化浓度/(mol·L－1)x3x2x平衡浓度/(mol·L－1)0.3－x0.8－3x2x所以eq\f(2x,（0.3－x）＋（0.8－3x）＋2x)＝eq\f(4,7)，解得x＝0.2，N2的转化率为eq\f(0.2,0.3)×100%≈66.7%。反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数K＝eq\f(c3（H2）·c（N2）,c2（NH3）)＝eq\f(（0.8－3×0.2）3×（0.3－0.2）,（2×0.2）2)＝0.005。23.我国力争于2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH，可减少CO2排放，并合成清洁能源。 (1)该反应一般认为通过如下步骤来实现： Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH1＝41kJ•mol－1 Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ•mol－1 ①总反应的ΔH＝kJ•mol－1。 ②该反应在(填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发进行。 ③若反应Ⅰ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(填字母)。 ABCD(2)500℃时，在容积为2L的密闭容器中充入3molCO2和8molH2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得t＝5min时，反应达到平衡，此时n(CO2)＝1.0mol。 ①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝。 ②平衡时H2的转化率为。 ③该反应的平衡常数为。 [答案]－49低温下C0.6mol•L－1•min－175%2[解析](1)①已知ⅠCO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)ΔH1＝41kJ•mol－1，ⅡCO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ•mol－1，而二氧化碳加氢制备甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH，该反应可由Ⅰ＋Ⅱ得到，根据盖斯定律可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝41kJ•mol－1＋(－90kJ•mol－1)＝－49kJ•mol－1；②该反应是气体的物质的量减小的反应，故ΔS＜0，ΔH＜0，根