第20讲-化学平衡常数及转化率的计算-(练)(新教材新高考)(原卷版)

第20讲化学平衡常数及转化率的计算1．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它能使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列说法中正确的是()A．该反应是熵增大的反应B．该反应不能自发进行，因此需要合适的催化剂C．该反应常温下能自发进行，催化剂条件只是加快反应的速率D．该反应常温下能自发进行，因为正反应是吸热反应2．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．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D．对于反应③，恒温恒容时，增大压强，H2浓度一定减小3．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃时平衡常数为1.47，900℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是()A．升高温度，该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝eq\f(c（FeO）·c（CO）,c（Fe）·c（CO2）)C．该反应的正反应是吸热反应D．增大CO2浓度，平衡常数增大4.下列反应中，一定不能自发进行的是()A．2KClO3(s)=2KCl(s)＋3O2(g)ΔH＝－78.03kJ/molΔS＝＋1110J/(mol·K)B．CO(g)=C(石墨，s)＋1/2O2(g)ΔH＝＋110.5kJ/molΔS＝－89.36J/(mol·K)C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)=4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3kJ/molΔS＝－280.1J/(mol·K)D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)=CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋37.301kJ/molΔS＝＋184.05J/(mol·K)5．已知热化学方程式：aX(g)＋3Y(s)bZ(g)ΔH＜0。现在容积为2L的密闭容器中加入0.9molX和1molY，当Y的物质的量减少0.75mol时，达到平衡状态，此时X、Z的浓度分别是0.2mol·L－1和0.5mol·L－1，该温度下的平衡常数为()A.eq\f(25,16)B.eq\f(5,4)C．35 D．206．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：下列关于该反应的说法中，正确的是()A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞07．下列反应不可能自发进行的是()A．2O3(g)=3O2(g)ΔH＜0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH＞0C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＜0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH＞08．CO2催化加氢制取甲醇的研究，对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下：反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58kJ·mol－1反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋42kJ·mol－1下列说法不正确的是()A．增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率B．增大压强，有利于向生成甲醇的方向进行，反应ⅰ的平衡常数增大C．升高温度，生成甲醇的速率加快，反应ⅱ的限度同时增加D．选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比率9．在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：t/℃515253550K1100841689533409下列说法正确的是()A．反应I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(Ieq\o\al(－,3))减小C．该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c(I\o\al(－,3)),c(I2)·c(I－))D．25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于68910．在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________。(2)该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。(4)若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。(6)若1200℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L－1、2mol·L－1、4mol·L－1、4mol·L－1，则此时上述反应_______________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。1.下列说法不正确的是()A．ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的速率2．某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后达到平衡，已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()A．a＝3 B．a＝2C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%3．一定量的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：已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是()A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总4．有一反应：2A＋B2C，其中A、B、C均为气体，如图所示的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，则下列描述正确的是()A．该反应是放热反应B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C．T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法D．c点：v正＜v逆5．在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是()A．上述反应的ΔH<0B．压强：p4>p3>p2>p1C．1100℃时该反应的平衡常数为1.64D．压强为p4时，在y点：v正>v逆6.一定量的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：已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是()A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总7.反应2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃时测得有关实验数据如下：序号c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列说法错误的是()A．整个反应速率由第①步反应决定B．正反应的活化能一定是①＜②C.该反应速率表达式：v＝5000c2(NO)·c(H2)D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－18.利用催化剂将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，是尾气处理的一种方法，方程式为：。为测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：时间(s)012345下列说法不正确的是；A．该反应能自发进行，则反应的B．前2s内的平均反应速率C．在该温度下，反应的平衡常数K=500D．在密闭容器中发生上述反应，缩小容积能提高NO转化率9．H2S分解的热化学方程式为2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH＝akJ·mol－1。向容积为1L的恒容密闭容器中加入n(H2S)＋n(Ar)＝0.1mol的混合气体(Ar不参与反应)，测得不同温度(T1>T2)时H2S的平衡转化率随eq\f(n（H2S）,n（Ar）)比值的变化如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的a<0B．平衡常数K(X)>K(Z)C．平衡常数K(X)＝0.0125D．维持Y点时n(H2S)不变，向容器中充入Ar气，H2S的平衡转化率减小10．利用I2O5可消除CO污染，反应为I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I2(s)。不同温度下，向装有足量的I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO，测得CO2的体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图，下列说法正确的是()A．b点时，CO的转化率为20%B．容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态C．b点和d点的化学平衡常数：Kb>KdD．0～0.5min反应速率v(CO)＝0.3mol·L－1·min－11．(2021·全国乙卷)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp：2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)Kp2得到lgKp1～eq\f(1,T)和lgKp2～eq\f(1,T)均为线性关系，如下图所示：(1)由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。(2)反应2ICl(g)=Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程：_________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(2021·山东卷)2­甲氧基­2­甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如下反应：回答下列问题：(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是__________(用系统命名法命名)；eq\f(ΔH1,ΔH2)的数值范围是________(填标号)。A．<－1 B．－1～0C．0～1 D．>1(2)为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则平衡体系中B的物质的量为________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。(3)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为________(填“X”或“Y”)；t＝100s时，反应Ⅲ的正反应速率v正________逆反应速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。3.(2020·浙江卷)5mL0.1mol·L－1KI溶液与1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是()A．加入苯，振荡，平衡正向移动B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动D．该反应的平衡常数K＝eq\f(c2（Fe2＋）,c2（Fe3＋）·c2（I－）)4．(2021·河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。(1)雨水中含有来自大气的CO2，溶于水中的CO2进一步和水反应，发生电离：①CO2(g)CO2(aq)②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)25℃时，反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压＝总压×物质的量分数)，比例系数为ymol·L－1·kPa－1，当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H＋浓度为________mol·L－1(写出表