化学平衡常数及其相关计算（练习）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第03讲化学平衡常数及其相关计算

oi模拟基础练

【题型一】化学平衡常数的含义与应用

【题型二】有关化学平衡的计算

02重难创新练

03真题实战练

题型一化学平衡常数的含义与应用

1.(2024•甘肃平凉•模拟预测)Deacon催化氧化法将HC1转化为CU的反应为

4HCl(g)+O2(g)^2Cl2(g)+2H2O(g)AH<0o下列关于Deacon催化氧化法制Q的说法中错误的是

A.该反应的AS<0

。2(国0川92)

B.该反应的平衡常数K=

4

C(O2).C(HC1)

C.使用合适的催化剂可提高化学反应速率，但不影响HC1的平衡转化率

D.该反应在高温下可自发进行

【答案】D

【解析】A.该反应为气体分子数减少的反应，所以AS<0,A项正确；B.该反应的平衡常数表达式为

K弋舞X野,B项正确；C.催化剂能降低化学反应的活化能，能同等程度地增大正、逆化学反

应速率，但不影响化学平衡移动，C项正确；D.该反应的AH<0,AS<0,所以在低温下可自发进行，D项错

误；答案选D。

2.(2024•江苏•模拟预测)对于二氧化硫的催化氧化反应：2SO2(g)+O2(g)^=^2SO3(g),下列有关说法

正确的是

A.该反应的AS>0

B.该反应平衡常数的表达式为K=、

c(SO2)-c(O2)

C.反应中每消耗22.4LO2(标准状况)，转移电子数约为2x6.02x1023

D.温度不变，提高02的起始浓度或增大反应压强，均能提高反应速率和SO2的转化率

【答案】D

【解析】A.由方程式可知，该反应前后气体分子数减少，贝必S<0,故A错误；B.由方程式可知，该反

c2(SO,)

应平衡常数的表达式为仁不。「入、,故B错误；C.由方程式可知，反应消耗ImolCh时，转移4moi

c-(SO2)-c(O2)

电子，则标准状况下消耗22.4LC)2时，转移电子数为4x6.02x1023,故c错误；D.增大。2的浓度、增大压

强，反应均向正反应方向移动，S02的转化率增大，故D正确；故选D。

3.(2024•天津・二模)反应2c2H4(g)+6NO(g)+3O2(g)=4CC»2(g)+4H2O(g)+3N2(g)可用于去除氮氧化物。

Cu+催化该反应的过程如图所示。下列说法不正确的是

A.反应过程中，Cu+参与反应，降低了反应的焰变

434

C(CO2)C(N2)C(H2O)

B.该反应的平衡常数K=

263

c(C2H4)C(NO)C(O2)

C-其他条件不变时,增大瑞，N。的平衡转化率增大

D.步骤ni中每消耗lmolCu+(NC)2),转移电子数目为4x6.02x1023

【答案】A

【解析】A.催化剂，降低反应活化能但不改变焰变，反应过程中，Cu+为催化剂，故A错误；B.平衡常

43

C(CO2)C(N2y(H2O)

数等于生成物的浓度幕之积比上反应物的浓度幕之积，所以K=263故B正确；C.增

C(C2H4)C(NO)C(O2)

大一种反应物的量，可以提高另一种反应物的转化率，离增大，则N。的转化率增大，故C正确；D.由

反应I可知，lmolCu+结合ImolCh,转移4moi电子，所以转移电子数目为4x6.02x1()23,故D正确；故选：

Ao

7.(2024•江苏南京•模拟预测)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式：

-1

反应I：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)AH--164.7kJ«mol；反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

1

△HMl.2kJ.mol；反应III：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)AH=-247.1kJ«mOr'0

向恒压、密闭容器中通入hnolCCh和4m0IH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。

下列说法正确的是

A.反应n的平衡常数可表示为K=晨;三点

C(CO)C(H2O)

B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化

C.该反应最佳控制温度在80(PC〜1000。(3之间

D.提高CO2转化为CR的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

【答案】D

【分析】反应I和反应ni均为放热反应，因此，CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示

CH4的物质的量变化曲线；由反应II和ni可知，温度升高反应II正向移动，反应HI逆向移动，因此，co在平

衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量

变化曲线，据此分析解答。

【解析】A.化学平衡常数是生成物浓度基之积与反应物浓度塞之积的比值，反应n的平衡常数为

c(CO)c(HQ)

K=e(co)c(Hy故A错误；B.反应I和反应in均为放热反应，因此CH4的平衡量随着温度的升高而减

小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应II和HI可知，温度升高反应n正向移动，反应III

逆向移动，因此CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为co的物质的量变化曲线，则

曲线B为C02的物质的量变化曲线，故B错误；C.由图可知，较低温度时CH4的物质的量较高，且CO

的物质的量较低，因此最佳温度应在200-400(左右，故c错误；D.反应I和反应ni为放热反应，反应n为

吸热反应，降低温度有利于反应I和反应in正向移动，反应n逆向移动，因此在低温时CH4的平衡量较高，

要提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态，故D正确；

故选：D。

5.(2024•江苏•二模)用CH4消除NO2的反应为CH4(g)+2NO2(g)-N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)AH<0„

下列说法正确的是

A.平衡时升高温度,V正增大，V逆减小

C(N2)・C(COJ

反应平衡常数

B.K=2

C(CH4)-C(NO2)

C.反应中生成22.4LN2,转移电子数目为8X6.02X1()23

D.实际应用中，适当增加C%的量有利于消除NO2,减轻空气污染程度

【答案】D

【解析】A.升高温度，正逆反应速率均增大，故A错误；B.该反应水为气态，平衡常数

K=/二、人二：,故B错误；C.气体所处状况不确定，不能根据体积计算其物质的量，故C

C(CH4)-C-(NO2)

错误；D.适当增加CH,的量有利于平衡正向移动，从而提高NO2的转化率，有利于NO?的消除，故D正

确；故选D。

6.(2024•海南省直辖县级单位•模拟预测)工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是

2++

2NaR+CaCaR2+2Na,2NaR+Mg?+^MgR2+2Na+。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交

换树脂(NaR),测得自来水中c(Na+)变化如图所示。下列叙述正确的是

7

T

O

E

H

)

。

A.8min时加入少量NaCl固体，离子交换反应平衡常数减小

B.6min时的逆反应速率大于4min时的逆反应速率

C.其他条件不变时，lOmin时离子交换反应已停止

D.4~8min内平均反应速率：v(Ca2+)=—~—molL-1-min-1

v716

【答案】B

【解析】A.平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A错误；B.在达到平衡前，反应正

向发生，随各物质浓度变化，正反应速率增大，逆反应速率减小，6min时逆反应速率大于4min时逆反应速

率，B正确；C.化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C错误；D.如果只考虑镁离子、钙离子交换,

根据电荷守恒，v(Ca2+,Mg2+)=v(Mg2+)+v(Ca2+)=^^mol-K1.min-',镁离子、钙离子交换速率不确定,

无法计算单一离子交换速率，D错误；故选B。

7.(23-24高三上・安徽亳州・期末)已知某些化学反应的焰变、燧变如下表所示，假设它们不随温度变化，

下列说法正确的是

化学反应AH/(kJ-mor1)AS'/fj-mor'-K-1)

①2H2O(l)+O2(g)=2H2Oz(aq)+98-57.2

@HCl(g)+NH3(g)=NH4Cl^)-176-285

③TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)UTiCl4(g)+2CO(g)-59+146

A.反应①在高温下能自发进行

B.反应②能自发进行的温度7<617.5K

C.反应③只有在低温下能自发进行

D.若将TiO2、C固体粉碎，反应③的反应速率和平衡常数K都增大

【答案】B

【解析】A.由表中数据可知，反应①为吸热的燧减反应，在任何温度下都有AH-TASX),所以反应①在任

何温度下，都能不能正向自发进行，A错误；B.反应②的AH-TASvO能自发进行，贝！|-176+0.285T<0,K617.5K

时，反应能正向自发进行，B正确；C.反应③为放热的燧增反应，在任何温度下均能自发进行，C错误；

D.平衡常数受温度的影响，将TiO2、C固体粉碎，反应③的反应速率增大，但是平衡常数K不变，D错

误；故选B。

题型二有关化学平衡的计算

8.(2024•江苏苏州•三模)CO2催化重整CH4反应：

I：CH4(g)+CO2(g)-2CO(g)+2H2(g)AH1

II：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)AH2>0

III：4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)AH3<0

在恒容反应器中按体积分数CH4：CO2=50%：50%投料。平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。

若仅考虑上述反应，下列说法不正确的是

%

、

凝

金

器

及

温度QC

A.AH]=2AH2-AH3>0

B.其他条件不变，适当增大起始时CH4的体积分数，可抑制反应n、in的进行

C.re时，在2.0L容器中加入2moicH4、2moicO2以及催化剂进行重整反应，测得CCh的平衡转化率为

75%,则反应I的平衡常数小于81

D.300〜580。(2时，压0的体积分数增大因为反应III生成H2O的量大于反应II消耗的量

【答案】D

【解析】A.由题干信息反应II：H2(g)+CO2(g)^CO(g)+H2O(g)AH2>0,反应皿：

4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)型<0,则211-皿可得反应I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),

根据盖斯定律可知AH|=2AH2-公旦>0,A正确；B.其他条件不变，适当增大起始时CH4的体积分数，

即增大CH4的用量，减少CO2的用量，则CO2的平衡转化率增大，即CO2的平衡浓度减小，CH4浓度增大,

根据平衡移动原理，减小反应物浓度或增加生成物浓度，平衡都逆向移动，可抑制反应II、in的进行，B正

确；

C.FC时，在2.0L容器中加入2moicH4、2moicO2以及催化剂进行重整反应，测得CCh的平衡转化率为

CH/g)+CO2(g)U2co但)+2国@)

起始量(mol)2200

75%,若只发生反应I,则三段式分析可知，在小三:1c,则反

转化重(mol)1.52x75%33

平衡量(mol)0.50.533

应I的平衡常数K=~粘=81,由于实际上有反应I、反应n和反应ni发生，但由于副反

C(CH4)C(CO2)(U.\X(UQ)

22

应(皿)中，消耗的氢气的量比二氧化碳多的多，故计算式中，分子减小的更多，平衡常数小于81,导致K

小于81,C正确；D.根据题干信息可知，升高温度反应II平衡正向移动，向生成H2O的方向移动，压0的

物质的量增大，反应HI逆向移动，向消耗H2O的方向移动，H2O的物质的量减小，故300〜580。(2时，H2O

的体积分数增大因为温度对反应ni的影响小于对反应n的影响，即整个体系生成H2O的量大于消耗的量，D

错误；故答案为：D。

9.(2024・湖南•模拟预测)利用测压法在恒容反应器中研究25。(2时N2()5(g)分解反应：

2N2O5(g)-4NO2(g)+O2(g)

E

2N2O4(g)

其中NO2二聚为NQ4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:

t/min040801602601300170000

p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

己知：①"8时,电。5信)完全分解;②2NO2(g)UN2()4(g)AH<0；③NO2为红棕色气体。下列说法

错误的是

A.入。5伍）完全分解后,A（C）2）=17.9kPa

B.若升高温度到35。。则NzC^g）完全分解后体系压强°8（35。0大于63.1"2

C.若缩小起始时容器的体积，反应达到平衡后颜色将变浅

D.25。（2时，反应达到平衡后，反应N2O/g）W2NO2（g）的平衡常数/=13.4kPa

【答案】C

【解析】A.NQs的分解不是可逆反应，因此当N2O5完全分解后，产生的的压强必为17.9kPa,故A正

确；B.升高温度后，假设平衡不移动，由于热胀冷缩，压强将增大。升温，平衡向着生成NO?的方向移动,

压强也会增大，故B正确；C.缩小容器的体积，虽然平衡向着生成NQ4的方向移动，但压缩体积将会导

致NO?浓度增大，颜色加深，故C错误；D.平衡时总压强=63.1kPa,此时。（。2）T7.9kPa,若不发生

2NO2（g）UN2O4（g），生成的NO?气体压强应为71.6kPa,由差量法求得生成N2O4气体的分压为26.4kPa,

则NO2气体压强为（63.1-17.9-26.4）=18.8kPa,平衡常数J=^kPa。13.4kPa,故D正确；故选：C。

10.（2024•黑龙江•三模）已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应如下：

I.HCOOHUCO+H20Kl

II.HCOOHUCO2+H2K2

某温度下，在密封石英管内完全充满LOmoLL-的HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于

水，。时刻测得CO、CO?的浓度分别为0.70mol,LT、O.lGmollL反应II达平衡时，测得H2的浓度为

ymol-L^o含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。下列有关说法错误

B.反应I的平衡常数K1=5

体系达平衡后笔黑"=咨

C.

c（CO2）6y

+1

D.H对反应I有催化作用，若体系中还含有O.lmol.L盐酸，则口、增大

c（5HC％OOH）

【答案】D

【解析】A.根据图像可知，ti时刻，CO浓度达到最大值时表明反应I达平衡状态，此时C02浓度未达最大

值，即反应II尚未达平衡状态，因此反应I比反应II先达到平衡状态，故A说法正确；B.ti时刻，反应I达到

平衡，c(HCOOH尸(1.0-0.70-0.16)mol/L=0.14mol/L,K尸本。)="=5,故B说法正确；C.令体系

c(HCOOH)0.14

达到平衡时，c(CO)=xmol/L,则反应I消耗c(HCOOH尸xmol/L,反应II达到平衡时，测的°32户ymol/L,则

生成c(CC>2尸ymol/L,反应n消耗c(HCOOH尸ymol/L,因此根据反应I平衡常数，则有

5-5y

Ki==-......=5,解得即c(CO)_6_5-5y,故C说法正确；D.Ki=>

c(HCOOH)1.0-x-y6一而c(HCOOH)

温度不变，平衡常数不变，故D说法错误；故答案为D。

11.(2024・广东佛山•模拟预测)某1L恒容密闭容器发生反应：2M(g)+2N(g)UE(g)+F(g)AH<0„向

容器中通入0.2molM和nmolN发生上述反应，测得M的平衡转化率与投料比丫尸案(以及温度的关系

如图。下列说法正确的是

A.工工

B.弓时，C点的平衡常数值为2500

C.当2V(N1=v(F)逆时，反应达到平衡

D.其它条件不变，增大压强，可使B点移向C点

【答案】B

【分析】该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，M的平衡转化率减小，则TFT2,丫卜黑，增

大，相等于增大M的物质的量，平衡正向移动，M的平衡转化率减小，以此解答。

【解析】A.由分析可知，TFT?,A错误；B.4时，A点M的平衡转化率为80%,列出“三段式,

2M(g)+2N(g)UE但)+F@

起始(mol)0.20.200

转化(mol)

0.160.160.080.08

平衡(mol)0.040.040.080.08

0.08x0.08

A点的平衡常数值K=（o04）2x（004）2=2500,A点和C点温度相等，平衡常数也相等，B正确；C.当

2V（N%=v（F）逆时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，C错误；D.该反应是气体体积

减小的反应，其它条件不变，增大压强，平衡正向移动，M的平衡转化率增大，D错误；故选B。

12.（2024・辽宁大连•一模）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下CO2和

凡合成乙烯的反应为2co2（g）+6H?（g）O4H2O（g）+CH2=CH2（g）。向1L恒容密闭容器中充入ImolCO2

和3moiH2,测得不同温度下CO?的平衡转化率及催化剂的催化效率如题图所示。下列说法正确的是

100150200250300350温度/℃

A.升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低

B.图中M点乙烯的体积分数约为7.7%

C.25（TC时，当CO?的转化率位于M1点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间不可能使转化率达到50%

D.向N点的平衡体系中充入ImolCO2和3moiH2,其他条件不变，再次达到平衡时，修增大

【答案】B

【解析】A.由图可知，升高温度，CO2得平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率先

上升后降低，A错误；B.根据已知条件列出“三段式”

2CO2(g')+6H2(g)»U4H2O(g)+CH2=CH2g)

起始(mol)1300

转化(mol)0.51.510.25

平衡(mol)0.51.510.25

乙烯的体积分数约为八一……x100%=7.7%,B正确；C.25O℃0t,CO2得平衡转化率为50%,其他

0.5+1.5+1+0.25

条件不变，当CO?的转化率位于点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间可以使转化率达到50%,C

错误；D.平衡常数Kp只受温度影响，向N点的平衡体系中充入ImolCO?和3moiH2,其他条件不变，

Kp不变，D错误；故选B。

13.（23-24高三下•广东深圳•开学考试）氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧气为原料，利

用“氨催化氧化法”生产NO,在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应I和副反应II：

I.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

II.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)

现将ImolNlh、2moiO2充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物

质的量随温度变化曲线如图所示：

制备目标物质消耗原料的量⑺八”

已知：有效转化率=一原料总的转化量—X10°%

下列说法不正确的是

A.工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840。(2左右

B.520。(2时，NR的有效转化率约为66.7%

c.反应n可能是放热反应

D.该催化剂在高温时对反应I的选择性更好

【答案】B

【解析】A.由图可知，840(时，反应相同时间内，NO的物质的量最大，副产物N2的物质的量最小，说

明该温度下最有利于NO的生成，因此工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840。(3左右，故A

正确;B.由图可知,52(FC时,NH3发生反应I生成0.2molNO,消耗氨气0.2mol,NH3发生反应I［生成0.2molN2,

消耗氨气0.4mol,则NH3的有效转化率为“02叱一-xlOO%=33.3%,故B错误；C.840。(2后NO随温

0.2mo/+0.4mo/

度升高而下降，其原因可能是：该反应为放热反应，高于840(时平衡逆向移动，使得NO的物质的量减少，

故C正确，

D.由图可知，低温时反应的主要产物为氮气，高温时反应的主要产物为NO,说明该催化剂在低温时对反

应n的选择性更好，在高温时对反应I的选择性更好，故D正确；故选B。

14.(23-24高三下•北京・开学考试)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应

X(g)+Y(g)UM(g)+N(g),实验数据如下表：

实验编号温度六C起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol

n(X)以丫)n(M)

7000.400.100.090

②8000.100.400.080

③8000.200.30a

④9000.100.15b

下列说法正确的是

A.实验①中，若5min时测得"(M)=0.050mol,则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率

v(N)=l.Ox-102mol(L-min)

B.实验②中，若某时刻测得"(N)=0.040mol,则此时混合气体中X(g)的体积分数为6%

C.实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%

D.实验④中，达到平衡时，b>0,060

【答案】C

【解析】A.v(N)=v(M)=^^=1.0xl0-3mol(L-min),A错误;B.若某时刻测得“(N)=0.040mol,则反

10x5

应0.040molX,反应为气体分子数不变的反应，此时混合气体中X(g)的体积分数为出xl00%=12%,B

0.1+0.4

错误;C.实验②③温度相同,平衡常数相同，②中生成MN均为0.08moL则此时XY分另I」为0.l-0.08=0.02mol、

K==1；a=012mobx

0.4-0.08=0.32mol,K==1；同理实验③中，达到平衡时，(02-aK(03-a)-

0I?

的转化率为100%=60%,C正确；D.由C方法计算可知，700(时K^2.6,比较实验①②，升温，

0.2

平衡逆向移动，则正反应为放热反应，若④的温度为800。。恒容体系中，气体体积不变的反应，④与③为

等效平衡，b=ya=0.06mol,但④的实际温度为900。(3,相比较800。，平衡逆向移动，b<0.06,D错误；故

选C。

㈤2

市卷.创新幺.

15.(2024・湖南长沙•模拟预测)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和ImolY发生反应：

2X(g)+Y(g)OZ(g)AH,其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图

所示。下列说法正确的是

压强t甲

乙

时间

A.反应速率：Va正<Vb逆B.气体的总物质的量：na>nc

C.a点平衡常数：K=12D.AH<0

【答案】D

【分析】甲为绝热过程，开始时压强增大，但正反应2X(g)+Y(g)=Z(g)为气体物质的量减少的反应，说

明正反应为放热反应。

【解析】A.a、b均为平衡点，甲为绝热过程、乙为恒温过程，正反应为放热反应，a点温度高于b点，图

像显示a点压强高于b点，达到平衡时甲中速率更快，所以反应速率：vaiE>vbiE=vbi£,故A错误；B.乙

为恒温过程、甲为绝热过程，甲中压强开始时增大，说明反应为放热反应，甲中温度升高，即a点温度高

于c点，而a、c两点压强相同，所以气体的总物质的量：na<nc,故B错误；C.若温度恒定不变，三段

2X(g)+Y(g)uZ(g)

一始/mol/L210

式表不户心,,a点压强为起始时压强的一半，容器容积为1L,则

转/mol1/LT2mmm

平/mol/L2-2m1-mm

2-2m+l-m+m=1.5,解得m=0.75,平衡常数：K=———-=12,而a点平衡实际上是绝热条件下

(2-1.5)x(l-0.75)

达到的，要使平衡时压强变为原来的一半，体系中的气体总物质的量应小于即平衡应进一步右移,

所以K>12,故C错误；D.由图可知，甲为绝热过程，开始时压强增大，但正反应2X(g)+Y(g)UZ(g)为

气体物质的量减少的反应，说明正反应为放热反应，即AH<0,故D正确；故答案为：D。

16.(2024•湖南邵阳三模)汽车尾气净化反应为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)M=-746.8kJ/mol、

-3

A5'=-197.5J/(mol-K)0向IL密闭容器中充入l.OxlO^molNO、3.6xlOmolCO，测得NO和CO的物质的

量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是

7

T

O

U

I

T

2

/)

。

A.当体系中N?和CO?浓度比不变时达到平衡状态

B.Vfz段反应速率v(NO)=0.1mol/(L-s)

C.上述正反应在任何温度下都能自发进行

D.该温度下，上述反应的逆反应平衡常数K=2x10-4

【答案】D

【解析】A.向1L密闭容器中充入1.0xl(f3moiNO、3.6x10^molCO，发生反应:

2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+2CO2(g),反应过程中N?和CO?浓度比是定值，当体系中N?和CO?浓度比不变

时，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B.由曲线与纵坐标交点可知，曲线abcde表示CO,曲线xyzw

表示NO,则y-z段反应速率v(NO)=045mo町.15mol/L=03MOL/^L,S),B错误;C.根据反应可知AHO,

AS<0,当较低温度时满足AH-TASO,反应能自发进行，C错误；D.曲线abcde表示CO,曲线xyzw表示

3

NO,则该温度下，达到平衡时，c(CO)=2.7xl0-3mol/L,c(NO)=0.1xlO-mol/L,c(N2)=

3333

1A(NO)=I(1.0X10--0.1X10-)mol/L=0.45x10-mol/L,c(CO2)=2c(NO)=0.9xl0-mol/L,上述反应的逆反应

"Me。)="l『)：(2.7xlO工2xW

平衡常数K=D正确；故选D。

2XOXO

c(CO2)c(N,)(O.91O-3『(4513)

17.(2024•广东深圳•模拟预测)在甲、乙均为1L的恒容密闭容器中均充入2moiNO和2moicO,在恒温

和绝热两种条件下仅发生反应2NO(g)+2CO(g)F^N2(g)+2CO2(g)AH=-747kJ/mol,测得压强变化如图所示。

下列说法错误的是

A.甲容器中的反应条件为绝热

B.乙容器中0〜4min内u(NO)=0.4mol・L-i・min-i

C.a点放出的热量为597.6kJ

D.Kb>Ka

【答案】D

【分析】乙容器反应到4min时，压强为4p,此时混合气的物质的量为4mol=3.2mol,利用差量法可求

出参加反应NO的物质的量为2x(4mol-3.2mol)=1.6molo

【解析】A.反应2NO(g)+2CO(g)UN2(g)+2CO2(g)为体积缩小的可逆反应，对于恒温容器，随着反应的进

行，气体的分子数不断减小，压强不断减小，对于绝热容器，一方面平衡移动导致气体分子数减小、压强

减小，另一方面随着反应的进行，不断释放热量，温度不断升高，压强不断增大，在反应初始阶段，可能

会出现压强增大的情况，所以甲曲线的反应条件为绝热，A正确；B.乙容器中0〜4min内，参加反应NO

1.6mol

的物质的量为L6moLu(NO)=IL=0.4mol・L"・mirri,B正确；C.a点时，参加反应NO的物质的量为

4min

1.6mol,放出的热量为空吧、747日/11101=597.6日，€：正确；D.曲线甲为绝热条件下的压强-时间关系曲线,

2

曲线b为恒温条件下的压强-时间关系曲线，随着反应的进行，绝热容器内混合气的温度不断升高，则平衡

常数不断减小，所以Kb<Ka，D错误；故选D。

18.(2024•河北衡水•模拟预测)某研究学习小组把一定量的固体X放入容积为2L的真空密闭容器中，在

T℃下分解：X(s)U2Y(g)+Z(g),q时达到化学平衡，c(Z)随时间t变化曲线(0~t?时间段)如图所示.下

A.在0~§时间内该化学反应速率v(Y)=0.10/s-1

B.rTC时，该反应的化学平衡常数K的值为0.0005

C.Z的体积分数不变证明该分解反应已经达到平衡

D.若其他条件不变，G时将容器体积压缩到IL,t3时达到新的平衡，c(Z)在t2~t”时间内的变化曲线如

上图所示

【答案】C

【解析】A.由图像，在&ti时间内该化学反应速率v(Z)=^=华机根据反应方程式，化学计

量数与速率成正比，故v(Y)=2v(Z)=—;—molL-1s-1,A正确；B.平衡时，c(Z)=0.05mol/L,c(Y)=0.10mol/L,

J

则该反应的化学平衡常数K=c亿)92(丫)=0.05><0.12=0.0005,B正确；C.该反应反应物是固体，生成物是气

体，由于生成物Y与Z物质的量之比满足方程式化学计量数之比，故无论反应是否达到平衡，Z的体积分

数都是:，C错误；D.若其他条件不变，t2时将容器体积压缩到IL,Z的浓度瞬间变为2倍即0.10mol/L,

平衡逆向移动，Z的浓度减小，由于温度不变K不变，则再次平衡时，仍满足c(Z)=0.05mol/L,c(Z)在t2~t4

时间内的变化曲线正确，D正确；错误的选C。

19.(2024・上海•模拟预测)某研究组模拟三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置，发生的反应为：

2SO2(g)+O2(g)U2sO3®AHi=-197.7kJmoH

(1)在初始体积与温度相同的条件下，甲、乙、丙中均按2moiSO2、ImolCh投料，达平衡时；三个容器中SO2

的转化率从大到小的顺序为——_(用“甲、乙、丙”表示)。

恒温恒容绝热恒容恒温恒压

1p—可移动活塞

甲乙丙

(2)下列均能作为容器甲和容器乙达平衡标志的是(填字母)-

A.温度不变B.密度保持不变C.压强保持不变D.02浓度保持不变

(3)400℃,在容器丙中投入4moiSO2、2moiO2进行反应时，放出akJ热量；若在500℃,投入2moiSO2、Imo。

进行反应，放出bkJ热量，贝!Ja2b(填“＜”或“=”)。

【答案】(1)丙＞甲＞乙(2)CD(3)＞

【解析】(1)乙因为是绝热容器，该反应为放热反应，所以相对于甲，乙中温度比甲高，升高温度平衡逆

向移动，SO?的转化率降低；比较甲、丙，该反应为气体体积减小的反应，丙在恒压的条件下，甲相对于丙,

相对于减小压强，平衡逆向移动，SO?的转化率降低，综上所述，三个容器中SO?的转化率从大到小的顺序

为：丙＞甲＞乙，故答案为：丙＞甲＞乙；

(2)A.甲为恒温恒容的密闭容器，所以温度一直保持不变，则温度不变不能用于判断该反应是否处于平

衡状态，故A不选；B.甲、乙均为恒容密闭容器，又由于该反全为气体参加的反应，所以在恒容的密闭容

器中密度始终保持不变，故B不选；C.在恒容的密闭容器中，该反应为非等体积反应，所以压强不变时，

该反应处于平很状态，故选C；D.一定条件下，当v(正)=v(逆)片0时，反应体系中所有参加反应的物质的

物质的量或浓度保持恒定不变，则02浓度保持不变可用于判断该反应是否处于不平衡状态，故选D；故答

案选CD；

(3)丙为恒温恒压的密闭体系，所以相同温度下在容器丙中分别投入4moiSC)2、2moic)2和2moiSCh、ImolCh

进行反应平衡不发生移动；则所释放的能量前者为后者的两倍；若前者反应温度为400。。后者反应温度为

500℃,且该反应为放热反应，所以平衡逆向移动，则前者释放的能量大于后者的两倍，故答案为：＞；

20.(2024・贵州黔西•一模)氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。

⑴液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为2NH3NH；+NH；o写出NH4cl与KNH?在液

氨中发生中和反应的离子方程式为。

（2）合成氨反应的方程式为3H2（g）+N2（g）O2NH3（g）,恒压密闭容器中，起始时n（H）n（N2）=3:l,不同

温度（力下平衡混合物中NH3物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。

照

东

*

£

蜒

霹

X

N

①25。（2时，H2（g）和NH3（g）的燃烧热AH分别为akJ/mol和6kJ/mol,上述合成氨反应的焰变为

kJ/molo

②A点温度迅速从工变为巴,则此时浓度商QK亿）（填“〉"y”或“=”）。

③Kp（A）:Kp（B）=（Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压X物质的量分数）。

"2

④合成氨逆反应速率方程为v（逆）=网逆）舞，式中网逆）为逆反应的速率常数（只与温度有关）。从C点开

%

始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，V（逆）的变化过程为O

【答案】（1）NH：+NH；=2NH3T

（2）①（3a-2b）②〉③/或1：9④v（逆）瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平衡，v（逆）

不再改变

【解析】（1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为，则类似氢离子、氢氧根离子，与在

液氨中发生中和反应生成氯化钾和液氨，反应离子方程式为：NH：+NH-=2NH3T；

（2）①燃烧热是在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；25。（2时，凡仅）和

NHs（g）的燃烧热分别为akJ/mol和bkJ/mol,则有：

I：H2（g）+^-O,（g）^2O（l）AH=akJ/mol

33i

II：NH3（g）+-O2（g）=-H2O（1）+-N2（@AH=tkJmol

由盖斯定律可知，3xl一2xll得反应：3H2（g）+N2（g）2NH3（g）AH=（3a-2b）kJ/mol；

②由图可知，相同条件下，Ti时氨气含量更高，则A点的温度迅速从Ti变为T2,则变化后体系中氨气含量

高于变化后达到平衡体系中氨气含量，则反应逆向进行，故此时浓度商Q>K（T2）；

[P„xa（NH,）]21a2（NH,）

③反应中^M直TE二/由图可知,AB两点氨气、氢气、氮气的物质

的量的分数均相同，则03）：勺但）=黯=（拼争2=）

n2

④V（逆）=网逆）等，k（逆）只与温度有关；从C点开始减小压强，相当于增大体积，各物质的分压均减小相

同的倍数，由表达式可知，减小对V（逆）影响更大，则V（逆）瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平

衡，V（逆）不再改变；

1.(2024•浙江・高考真题)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应:

I.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)AHr>0

II.C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)AH2>0

向容积为10L的密闭容器中投入2moic2H6和3moicO2,不同温度下，测得5min时（反应均未平衡）的相关数

据见下表，下列说法不正旗的是

温度（°C）400500600

乙烷转化率（%）2.29.017.8

乙烯选择性（％）92.680.061.8

转化为乙烯的乙烷的物质的量

注：乙烯选择性=xlOO%

转化的乙烷的总物质的量

A.反应活化能：i<n

B.500℃时，0〜5加〃反应I的平均速率为：v（C2H4）=2.88xlO'mol-L」-min」

C.其他条件不变，平衡后及时移除HzCXg）,可提高乙烯的产率

D.其他条件不变，增大投料比［n（C2H6）/n（CC>2）］投料，平衡后可提高乙烷转化率

【答案】D

【解析】A.由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应I更易发生，则反应活化能：I<ILA正确；

B.由表可知，500。€：时，乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2molx9.0%=0.18mol,而

此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18molx80%=0.144mol,根据方程式可

得，生成乙烯的物质的量为0.144moL则0〜5切由反应I的平均速率为：

0.144mol

TT-10L—_oonT-1.-1,B正确；C.其他条件不变，平衡后及时移除H2（Xg）,反应I

5tl4J---------；-------9z.ooyX1iumoi-nunn

5min

正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；D.其他条件不变，增大投料比［n（C2H6）/n（CC>2）］投料，平衡后

C02转化率提图，C2H6转化率降低，D错误；答案选D。

2.(2024・吉