考点3化学平衡常数及转化率的计算（核心考点）2024年高考化学一轮复习（新高考专用）

考点3化学平衡常数及转化率的计算

1.3年真题考点分布

年考点分布

卷区

份化学平衡常数转化率的计算化学平衡图像综合应用

/1

湖北7NV

20231

湖南V7

1

海南q77

1

2022湖南qV7

11

江苏7VN7

1

湖北7V7

2021

f

湖南777

2.命题规律及备考策略

【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：

(1)书写化学平衡常数表达式；

(2)计算平衡常数；

(3)运用平衡常数判断反应方向；

(4)平衡常数与外界因素关系。

(5)转化率的有关计算。

【备考策略】有关平衡常数和转化率的有关计算有所增加，常结合图像或表格进行考杳，意在考查考生变化观念

与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养，以及知识整合、科学思维的关键能力。

【命题预测】化学平衡常数、反应物转化率将以生产、生活实际为载体，结合化学图像共同考查继续成为高考命

题热点。能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算，能利用平衡常数和浓度商的关系判断化

学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。

考法1化学平衡常数及应用

1.化学平衡常数

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度累之积与反应物浓度塞之积的比值是一个常数，用

符号K表示。

2.表达式

(1)对于反应〃?A(g)+〃B(g)，>C(g)+^D(g),(计算长利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时

叫A)•理B)

刻浓度，也不能用物质的量。固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

(2)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，化学反应方向改变或化学计量数改变，化学平衡常数均发生改

变。举例如下：

化学方程式平衡常数关系式

K=TNH3)

N(g)+3H(g)彳*2NH(g)3

223'C(N2)-C(H2)

K=KI

C(NH3)2

K2=

[2(g)+#2(g)'-NH3(g)13

?(N2)?(H2)K3=J

k_C(N)-C3(H2)

2NH(g).bN(g)+3H(g)As—.2

322RNH3)

3.注意事项

(1)K值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)催化剂能加快化学反应速率，但对化学平衡常数无影响。

4.应用

(1)判断可逆反应进行的程度

K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高；K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。

K<10-510-5〜105>105

反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全

(2)判断化学反应进行的方向

对于可逆反应aA(g)+8B(g),・cC(g)+dD(g),在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系:

0=案；/翳称为浓度航

反应向正反应方向进行，

Q<K1g

Q=K反应处于化学平衡状态，V正=1，足

Q>K反应向逆反应方向进行，♦正〈《逆

(3)判断可逆反应的热效应

【典例1】(天津市河西区2023届高三下学期二模)向恒温恒容密闭容器中通入ZmolSO?和ImolOz,一定条件下

反应2s。2值)+。2®彳=2SC)3(g)达到平衡后，再通入一定量的°2,再次达到新平衡。下列有关判断正确的是

A.n(SOj始终不变B.反应平衡常数增大

C.逆反应速率减小D.SO2的转化率增大

【答案】D

【解析】A.平衡后，再通入一定量02,平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A错误；

B.平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B堵误；

C.通入一定量02,反应物浓度增大，正、逆反应速率都增大，正反应速率比逆反应速率增大的更多，C错误；

D.通入一定量02,促进二氧化硫的转化，SO2的转化总最增大，D正确；

故答案为D。

I.（江苏省海门中学2023届高三下学期模拟）纳米级C40具有优良的催化性能。工业上用炭粉在高温条件卜.

还原CuO制取C50：2CuO（s）+C（s）^Cu2O（s）+CO（g）AH>0,下列说法正确的是

A.其它条件不变，及时移出CO可降低逆反应速率，提高C40的产率

B.其它条件不变，加入更多的炭粉可加快正反应速率，提高CuO的转化率

C.该反应的平衡常数表达式为共）薪嬴）

D.上述反应中生成lmolC%O,转移电子数目为6.02x1（）23

【答案】A

【解析】A.及时移出CO,产物浓度减小，逆反应速率降低，化学平衡正向移动，CsO的产率提高，A正确：

B.碳粉为固体，加入更多碳粉不影响正反应速率，也不影响平衡的移动，B错误；

C.该表达式中CsO.CuO和C均为固休，没有浓度，因此正确的平衡常数表达式为K=c（CO）,C错误；

D.上述反应中，CuO中Cu得到2个电子，C失去两个电子，生成ImolCsO,转移电子数为1.204x1（）24,D错

误；故选A。

考法转化率及其计算

22.

1.明确三个量——起始量、变化量、平衡量

催化剂A

N2+3H2、高得离k2NH3

起始量130

变化量abc

平衡量1—a3—bc

①反应物的平衡量=起始量一转化量。

②生成物的平衡量=起始量+转化量。

③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始

浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。

2.掌握四个公式

（1）反应物的转化率=〃（吗）x|（）0%=畔少xi（）o%。

〃（起始）c（起始）

（2）生成物的产率：实际产量（指生成物）占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越

大。产率=实咒昌xioo%。

理论产量

（3）平衡时混合物组分的百分含量=一…=?号…曰'］。。％。

平衡时各物质的总量

在八P不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。

〃?=〃+</A的转化率不变

增大c(A)."?>〃+gA的转化率增大

A的转化率减小

【方法技巧】转化率大小变化分析

判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以

下几种情形：

反应类型条件的改变反应物转化率的变化

恒容时只增加反

反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大

应物A的用量

恒温恒压条件下反应物转化率不变

有多种反应物的可逆反应物A和B的转化率

+

反应：〃?A(g)+〃B(g)同等倍数地增大均增大

,.pC(g)+qD(g)反应物A、B的恒温恒容反应物A和B的转化率

卅+nVp+q

量条件下均减小

反应物A和B的转化率

均不变

恒温恒压

反应物转化率不变

只有一种反应物的可条件下

增加反应物A的

逆反应：wA(g)■反应物A的转化率增大

用量怛温恒容

〃B(g)+pC(g)用反应物A的转化率减小

条件下

用=〃+〃反应物A的转化率不变

【典例2】(北京市第四中学2023届高三模拟)向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B,发生反应:

2A(g)+2B(g),，3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如表所示。下列判断止确的是

压强Mpa

平衡常数

温度/'C

300ab16

516C64d

800160fg

A.c>a,g>fB.正反应是放热反应

C.20MPa、800℃时，A的转化率最小D.1.5MPa、300c时，B的转化率为50%

【答案】D

【解析】A.平衡常数只与温度相关，温度不变，K不变，所以g=f,故A错误；

B.由表格中的数据可知，平衡常数随温度升高而增大，平衡正向移动，该反应的正反应是吸热反应，故B错误;

C.因为正反应为吸热反应，所以800C、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以

800C时，三种压强下的A的转化率都相同，故C错误；

D.1.5MPa、300c时，平衡常数b=16,设平衡时体积为V,B的物质的量的变化量为x,则达平衡时，A、B、D

则B的转化率为竽粤xioo%=5O%,故D正确;

的物质的量分别为lx、lx、2xx=0.5mol,

Imol

故选D.

1.(广东省深圳市高级中学2023届再三模拟)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PtRh合金催化剂作用下，发生主反应I和副反应H：

I.4NH3(g)+5O2(g)U4NO(g)+6ILO(g)

II.4NH3(g)+3O2(g)W2Nz(g)+6H2O®

现将lmolNH3、2moiCh充入IL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FI标物质消耗原料的量

已知:有效转化率=xlOO%

原料总的转化量

下列说法不事项的是

A.该催化剂在低温时对反应II的选择性更好

B.520c时,NH3的有效转化率约为66.7%

C.工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840℃左右

D.高于400C,n(N»随温度升高而下降可能是反应II的平衡逆向移动导致

【答案】B

【解析】A.由图可知，低温时反应的主要产物为氮气，即主要发生反应i【，说明该催化剂在低温时对反应n的

选择性更好，A正确；

B.由图可知，520℃时，NH3发生反应I生成NOO.2m01,消耗氨气0.2moLNH3发生反应H生成NzOZmol,消

耗氨气0.4mol,则NH3的有效转化率为,、「)：〃？,--xlOO%«33.3%,B错误；

C.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840c左右，C正确；

D.400C后n(N2)随温度升高而下降，其原因可能是：该反应为放热反应，高于400c时平衡逆向移动，使得N2

的物质的量减少，D正确；

故选B。

考法3化学反应进程的方市国

1.自发过程

⑴含义

不用借助外力就可以自动进行的过程。

(2)特点

①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或放出热鼠)。

②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。

2.燧与埼变

⑴端

描述体系混乱程度的物理量，符号为S。

燧值越大，体系混乱度越大。

(2)燧变

△S=S(反应产物)一S(反应物)。

3.反应进行的方向

(1)判据

(2)规律

①△"<(),AS〉。的反应任何温度下都能自发进行；

©△//>0,△$<()的反应任何温度下都不能自发进行；

③△〃和AS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当△〃<(),A5V0时，低温下反应能

自发进行；当AS>()时，高温下反应能自发进行。

【特别提醒】对于一个特定的气相反应，嫡变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。

【方法技巧】熔变、燃变和温度对化学反应方向的影响

NHA5NH-T'S反应情况

—十永远是负值在任何温度卜均自发进行

+—永远是正值在任何温度下均非自发进行

++低温为正，高温为负低温时非自发，高温时自发

——低温为负，高温为正低温时自发，高温时非自发

【典例3】(河北省衡水市第二中学2023届高三三调检测)尿素是重要的化工原料，也常用作氮肥。以氨为原料

合成尿素的相关反应如下：

©2NH3(g)+CO2(g)^NH2COONH4S)△H1=—159.5kJmo「；

@NH2COONH4(S)^CO(NH2)短2°fe)AH2=+116.5kJmol-'；

@H,O(l)^H2O(g)AHj=+44.0kJ-mol；

©CO2(g)+2NH3(g)^CO(NH2>H2O|)AH4o

下列叙述正确的是

A.反应①在较高温度下易自发进行

反应②的平衡常数二喘心

B.

C.在恒容密闭容器中发生反应②，当气体摩尔质量不变时反应达到平衡

_,

D.AH4=-87kJmol

【答案】D

【解析】A.反应①为放热的焙减反应，根据AH-TASvO反应可以自发进行，则在较低温度下易自发进行，A错

误；

B.平衡常数等于平衡时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，纯固体和纯液体不计入其中；

反应②的平衡常数=4凡0）,B错误；

C.在恒容密闭容器中发生反应②，反应中只有水一种气体，其摩尔质量为定值，当气体摩尔质最不变时，不能

说明反应达到平衡，C错误；

D.由盖斯定律可知，反应①+©③得反应④C（）2（g）+2NH3（g）UCO（NH2）2^>H2OQ）,则AH4=-87kJmoL,

D正确；

故选D“

1.（江苏省南京师范大学附属中学2023届高三下学期一模）含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软

锌矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以NaCl为原料可

制得Cl2、。20、HC1O.CIO、和CIO；等。在催化剂CuC%作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应

为可逆反应，热化学方程式为4HCl（g）+O2（g）=2C12（g）+2HQ（g）AH=-116kJmor10对于反应

4HCKg)+O2(g)2CI,(g)+2H2O(g),下列说法正确的是

A.上述反应ASX）

B.上述反应平衡常数"西部可

n(HCl)

C.其他条件相同，增大,HC1的转化率减小

n(O2)

D.上述反应中消耗1mol。2,转移电子的数目为6.02x1023

【答案】C

【解析】A.反应后气体的物质的量减小，则△$<(),A错误;

B.根据平衡常数定义’该平衡反应的平衡常数为K=4需修'B错误:

n(HCl)

C.增大，相当于增大HC1的量，则HC1的转化率降低，C正确;

n(02)

D.ImolCh反应转移电子数目为4x6.02x1023,D错误;

故选C。

【基础过关】

1.(江苏省南京市2023届高三第二次模拟)反应2c02伍)+6电伍)心』(：&(£%伍)+350值)AH<0可

实现CO?的资源化，下列说法正确的是

A.上述反应在任何温度下均可自发进行

B.上述反应每消耗ImolCO2同时形成7moi。键

cfCH.OCH.)

C.上述反应平衡常数K=&端j

D.催化剂可以降低上述反应的熔变，提高化学反应速率

【答案】B

【解析】A.△HT^SO时反应自发进行，该反应△1•!<(),ASO,反应在较低温度下可自发进行，A错误；

B.根据2cO2(g)+6H2(g)V^CH30c耳(g>3耳0(g),反应每消耗ImolCO230cH32O,形成7moio键,

B正确；

-*则“C(CHOCH).?(HO)〃-

C.上述反应平衡吊数K=-----3—3——-2-,C错庆；

6

r(CO2)<c(H2)

D.催化剂可以加快反应速率，但是不改变反应的焰变，D错误；

故选Bo

2.(海南省海口市海南中学2023届高三下学期第二次模拟)一种制取晶体硅的反应为：

上下列说法正确的是

SiHCh(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)A/7=236.1kJmo

A.该反应在任何条件下均能自发进行

B.其他条件不变，增大压强，平衡常数K减小

C.恒压下，充入一定量的惰性气体，平衡向逆反应方向移动

D.总体积一定，当反应体系内混合气体的密度不再发生变化时反应到达平衡

【答案】D

【解析】A.反应吸热，41>0,反应正向气体分子数增大，AS〉。，故高温时△HT^SVO时反应自发，故A错

误：

B.其他条件不变，反应正向气体分子数增大，增大压强，平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数K不变，故B

错误；

C.恒压下，充入一定量的惰性气体，容器体积增大，相当于对原平衡减压，反应正向气体分子数增大，减压平

衡正向移动，故C错误；

D.止公式p=?可知，总体积一定，当反应体系内混合气体的密度不再发生变化时，混合气体的总质量不变，

正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；

故选D.

3.（天津市九校2023届高三联考模拟）某温度下，发生反应N2（g）+3H2（g）f2NH3（g）△〃=-92.4kJ.，

N2的平衡转化率（。）与体系总压强0的关系如图所示。下列说法正确的是

A.将ImolN2和3m01凡

B.平衡状态由A到B时，平衡常数K（A）<K（B）

C.上述反应在达到平衡后，增大压强，NH,的产率减小

D.反应建立平衡后分离出部分N&时，浓度商Q大于平衡常数K

【答案】A

【分析】图像中横坐标表不压强，纵坐标表示$的平衡转化率（a）,随着压强的增大N2的平衡转化率（a）增大，

增大压强平衡向右移动，依此解题。

【解析】A.该反应为可,逆反应，加入的1molN?和3moiH?不可能完全反应生成2moiNH3，所以反应放出的

热量个于92.4kJ,A正确;

B.从状态A到状态B,改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数不变，\A）=K⑻，B错误；

C.该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，NH,的产率增大，c错误；

D.反应建平衡后分离出部分NH?时，生成物的浓度减小所以浓度商Q小广平衡常数K,D错误；

故选Ao

4.（河北省衡水市第二中学2023届高三下学期三模）工业上利用流（S）与CH,为原料制备CS?,在500C以上发

生反应：4S（g）+CH4（g）^CS2（g）+2H2S（g）AH。在2L密闭容器中充入ImolCH/g）和4molS（g）,发生上

述反应，测得平衡体系中硫蒸气的体积分数和温度的关系如表所示:

温度/C56058()600620640660

矶S)

下列说法错误的是

A.在580℃达到平衡时，CH4的转化率为70%

B.该反应660℃的平衡常数KjO.25

C.上述反应的正反应为吸热反应

D.起始充入ImolCS?和2m。方凡62()℃平衡时(o(S)=0.420

【答案】C

【解析】A.根据反应列三段式：

口(S)=土竺=L解得x=0.7,则a(CHj="㈣xl00%=70%,A项正确；

'75-2x3'7Imol

4-4r

8.660'C时，q(S)=-------=。.3。0,解得x=U.5,平衡时〃(S)=2mol,«(CH)=0.5mol,/?(CS)=0.5mol,

5-2x42

-1-1

n(H,S)=1.0mol,c(S)=1.0molL-\c(CH4)=0.25molc(CS2)=0.25mol-L.c(H,S)=().5molL,故

e(CSj^(HS)

=z=0.25,项正确;

4B

C(S).C(CH4)

C.由表中数据可知，随着温度的升高硫蒸气的体积分数升高，说明温度升高，反应平衡逆向移动，则正反应为

放热反应，C项错误；

D.在恒温恒容条件下,在2L容器中充入lmolCS2和2molH,S等效于充入lmolCH4和4molS,D项正确。

答案为：Co

5.(湖南省衡阳市部分学校2023屈高三下学期第二次联考)将ImolCO?与amolH?通入一个容积不变的密闭容器

中发生反应：CO2(g)+H2(g)7=^CO(g)+H2O(g),其平衡常数(K)和温度⑴的关系如下表所示。

1/℃70080083()10001200

K

卜列说法错误的是

A.该反应为吸热反应

c(CO)c(H,O)

B.该反应的平衡常数表达式K='屋，

C(CO2)C(H2)

C.随着a的增大，CO的体积分数逐渐减小

D.830c时，往平衡体系中同时加入ImolCO2和amolCO,平衡不发生移动

【答案】C

【分析】列三段式有

K「(CO)c(HQ)二F

据此分析解答。

-c(CO2)c(H2)_(I)(ar)'

【解析】A.由表中数据关系可知，温度越高，K越大，平衡向右移动，故正反应为吸热反应，A正确;

c(CO)

B.反应中HQ为气态，有浓度变化最，故其平衡常数表达式K=二c、'/口，B正确;

C(CO2)C(H2)

C.CO2为Imol,当a=l时，投料方式与方程式化学计量数相同，此时生成物体积分数最大；当a<l时，随着

a的增大，CO的体积分数逐渐增大；当a>l时，随着a的增大，氧气剩余较多，CO的体积分数逐渐减小，C错

误;

A时.，长二黯喘"金丁I‘解得"高’往平衡体系中同时加入皿9和am03

_c(CO).c(HQ)二(x+a)x

1，平衡不发生移动，D正确;

C

C(CO2)C(H2)(l-x+l)(a-x)

故答案为C。

6.(广东省梅州市2023届高三下学期第二次质检测)一定温度下，在2L的密闭容器中，A、B、C三种气体的

物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是

A.X点的v(正)>Y点的v阈B.Z点时反应达到平衡状态

C.B的平衡转化率为30%D.保持温度、体积不变，5min时充入ImolHe,正逆反应速率均增大

【答案】A

【解析】A.XY点后反应仍正向进行，且X点反应物的浓度较大、生成物浓度较小，则X点正反应速率更大，

故X点的v(正)>丫点的v阳，故A正确；

B.Z点后反应仍正向进行，则Z点时反应没有达到平衡状态，故B错误；

C.B的平衡转化率为呼”xl00%=60%,故C错误；

D.持温度、体积不变，5min时充入ImolHe,不影响反应中各物质的浓度，正逆反应速率不变，故D错误；

故选A.

7.(浙江省金丽衢卜二校20222023学年高三第一次联考)用CH〈本原SO?不仅可以消除污染，而且可以得到单

质S,反应如下：CH4(g)+2SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)AH<0CCW,在容积为2L的恒容密闭容器中测

的反应在不同时刻各物质的物质的量如下表:

A.前2min的平均反应速率v(CH4)=0.27molLlmin1

B.6min时S02的转化率等于lOmin时SO2的转化率

C.其它条件不变，在第lOmin后降低温度，可使容器中的CO2的浓度升高到1.4mol-U

D.向容器内通入适量的H2S,会使平衡逆向移动

【答案】C

【解析】A.根据CHKg)+2SO2(g)=2S(s)+CO2(g)+2H2。®可知,前2min甲烷物质的最变化L()8moL则

1O8n1012Ll

v(CH4)=^=0.27molL--min,故A正确：

2min

B.根据表中数据可知6min时SO2的转化量为4.8moll.8moi=3mol,SO2转化率为±7x100%=62.5%：6min后向

4.8

反应体系中加入二氧化硫，导致平衡发生移动，lOmin时处于新的平衡，根据硫原子守恒，加入的S02的物质的

量为03moi+(1.75moll.5moi)x2=0.8moL则SO2的转化率为土芈x100%=62.5%；所以转化率相等,故B正确;

5.6mol

C.ICmin时，一氧化硫浓度1.05mol/L,一氧化碳浓度O.875mol/L,若不改变容器体积，结合方程式，当一氧化

硫全部转化为二氧化碳的浓度1.2mol/L,但该反应为可逆反应，低温平衡正向移动，二氧化碳浓度不能达到

1.4mol/L,故C错误；

D.HS会与二氧化硫发生氧化还原反应，导致平衡逆向移动，故D正确；

答案选C。

8.(辽宁省大连市2023届高三二模)在2L恒温恒容密闭容器中投入2moiSO?和ImolO?在一定条件下充分反应,

该反应是工业制硫酸的反应之一、SO?和SO3的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A.达到平衡时，SO3的平均反应速率为0.048molL，mET

B.1。分钟时反应达到平衡，且此时SO?的平衡转化率为50%

C.容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态

D.在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压

【答案】D

【解析】A.由图可知，25min时S()2的物质的量不再变化，说明反应达到平衡，达到平衡时，SO,的平均反应

速率为=0.028mol・L，min”,故A错误；

2JLx'2：5m"in

B.10分钟后，SO?和SO；的物质的量还在变化，说明此时反应未达到平衡，故B错误；

C.反应过程中容器内气体原子总数是定值，当容器内气体原子总数不再发生变化，不能判断该反应达到平衡状

态，故C错误；

D.在实际工业牛.产中，SO2和02反应生成SO,的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压，故D正确；

故选D.

【能力提升】

(辽宁省实验中学届高三第五次模拟)可以和发生反应：一定

1.2023FeCO：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)o

温度下，向某恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与

时间的关系如图所示。卜.列说法正确的是

A.tgin时该化学反应达到平衡状态

B.平衡后向容器内充入CO?,重新达到平衡时空黑增大

c(CO)

C.4min时，CO2的转化率约为714%

D.4min内，CO的平均反应速率v(CO)=0.25mol-E1-min1

【答案】C

【解析】A.由图可知，timin时C(82)=C(CO),相同条件下timin后c(CCh)仍在减小，c(CO)仍在增大，则timin

时该化学反应没有达到平衡状态，故A错误：

B.该反应的平衡常数只与温度有关，温度不变则K不变，所以重新达到平衡时要黑不变，故

c(C()2)c(CO)

B错误：

C.由图可知，4min时，CCh的转化率为笥产/100%V1.4%,故C正确；

D.由图可知，4min内CO的平均反应速率v(CO尸半="吧匹［Lmini,故D错误；

At4inin

故选：Co

2.(重庆市第一中学校2023届高三)在催化剂的作用下，氢气还原CO2的过程中可同时发生反应①®。

1

①CO?(g)+3H2(g)①CH30H(g)+H2O(g)NH、=-5()kJmoE

②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)蜗

在恒温恒容密闭容器中，充入一定量的C0?及H”起始及达到平衡时，容器内各气体的物质的量及总压的部分

数据如下表所示。

()

n(CO,)/moln(H,)/moln(CH5OH)/moln(CO)/molnH2O/mol总压/kPa

起始000

平衡mP

下列说法正确的是

A.反应①任意温度下均能自发进行

B.恒温恒容下，再充入O.SmolCO?和（）.9molH?,反应①平衡右移，反应②平衡不移动

C.m=0.1

D.反应②的平衡常数K=0.75

【答案】D

【解析】A.反应①为放热反应，△,=-50kJ.molT<0,且正反应是分子数减小的反应，AS<0,根据AHTASvO

时反应自发进行可知，该反应在低温下能自发进行，故A错误；

B.22.反应物浓度增大，反应①和②平衡均正向移动，故B错误；

C.根据表中数据列出反应的三段式有：

CQ®+巩（g）一

起始帚<mol）0.50.900,

变化量（mol）m3mmm

平衡量（mol）0.5-m0.9-3mmm

CO2(g)+3H2(g)「CO&)+H?Og)

起始量（mol）0.5-m0.9-3m0m,平衡时气体的总物质的量为

变化量（mol）0.3-m0.3-m0.3-m0.3-m

平衡量（mol）0.20.6-2m0.3-m0.3

(0.2-0.62m+m+0.3m+0.3)mol=(i.4in)mol,恒温恒容条件下，，解得m-0.2,故C错误；

1.4-mp

D.平衡时n(CO2)=0.2moLn(H2)=(0.62m)mol=0.2mol»n(CO)=(0.3m)mol=0.1mol,n(H2O)=0.3mol»则反应②的

r,c(CO)c(H,O)03x0.1

平衡常数KJCO〈(HJ=0叩2=0.75,故D正确；

故选D。

3.（广东省惠州市2023届高三下学期第一次调研）在体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol82和3mol比，

一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)o测得CO2和H2的浓度随时间变化如图所示。下列

说法正确的是

A.平衡时CO2的转化率为75%

B.平衡后充入惰性气体，平衡向正向移动

C.该条件下，第91用11时'，逆(口43。14)大于第3111出时丫正(€^3()14)

D.混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态

【答案】A

【解析】A.利用C0?初始和平衡浓度可得平衡时CO2的转化率为詈萨xl00%=75%,A止确；

B.恒容容器充入惰性气体，与反应有关的各物质浓度不变，平衡不移动，B错误；

C.平衡之前始终有v逆(CH3OH)<V11；(CH?OH),故该条件下,第9min时v逆(CHQH)小于第3min时v正(CH3OH),

C错误；

D.根据质量守恒定律，气体总质量不变，又该容器为恒容容器，放混合气体的密度始终不变，无法通过混合气

体密度判断反应是否达到平衡状态，D错误；

故选A。

4.(江苏省徐州市2023届高三模拟)C&与CO?重整是CO2利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及以

下反应，且1300K以上会产生积碳现象。

1

反应I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)2V/,=274.6kJmor

反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)”=41.2kJ•mor'

反应III：CH4(g)UC(S)+2H2(g)AH3(该反应只在高温下自发j

在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的CO?和CH4通入重整反应器中，平衡时，CO2、CH,的物质的

量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。

下列说法正确的是

A.泡<0

B.加入催化剂，可提高CH4的平衡转化率

C.平衡时CO?的物质的量分数随温度变化的曲线是b

D.温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因是升高温度有利于反应HI进行，导致CH,的转化率大于CO?

的转化率

【答案】D

【解析】A.反应HI的气体分子数增大即AS>0,该反应只在高温下自发，该反应为吸热反应，则△%>(),故A

错误；

B.加入催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，不能提高C%的平衡转化率，故B错误；

C.物质的量分数均随温度升高减小，温度低温时反应III不发生，只发生反应I和H,所以二氧化碳的物质的量

分数个于甲烷物质的量分数，平衡时C02的物质的量分数随温度变化的曲线是a,故C错误；

D.曲线c、d分别代表CO?和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升岛温度的利于积碳反应的进行，导致

CH4的转化率大于CCh，故D正确；故选D。

5.(河北省唐山市2023届高三第三次模拟)在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应

aA(g)+bB(g)UcC(g)。100c时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C

的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是

A.100C时前5min平均化学反应速率v(A)=0.04molL"min"

B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)

C.aA(g)+bB(g)cC(g)AH>0

D.某温度下平衡时B的转化率随起始噜的增大而先增大后减小

n(B)

【答案】B

0.4mol-0.2mol

【解析】A.100C时前5min平均化学反应速率/A.—2L-_nriA错误：

5min

B.Qg)为生成物，加入C(g)后，逆反应速率增大，平衡逆向移动：达新平衡前v(逆)>v(正)，B正确；

C.如图得出信息，温度越高，C的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所

以：aA(g)+bB(g)UcC(g)AH<0,C错误；

D.起始浓度A越大，嘤越大，B的转化率越大，所以温度一定时，B的转化率随起始嘤的增大而增大，

n(B)n(B)

D错误；故选B。

6.(海南省海口市2023届高三模拟)天然气脱硝的反应原理为

2NO,(g)+CH4(g)^CO2fe)+N2@升2Hqg)AH。在IL恒容密闭容器中充入3moiNO?©和2moicH，g)

发生上述反应，平衡时N?、NO?的物质的量分数与温度的关系如图所示，N点表示410K时NO?的物质的量分

数。下列说法正确的是

A.上述反应的正反应是吸热反应B.443K时，NO?和CH,的平衡转化率相等

C.N点的正反应速率大于逆反应速率D.443K时该反应的平衡常数K为4

【答案】D

【解析】A.由图可知，升高温度，N2的物质的量分数减小，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，故A错

误；

B.由方程式ZNO/gHCH/g)=。)？但)+帅fe升2H2Og)可知,在1L恒容密闭容器中充入3moiNO?(g)和

2moicH$(g)发生反应，NO?和CH4转化量之比为2：1,NO2和0九的平衡转化率不相等，故B错误;

C.N点表示410K时N0?的物质的量分数，小于平衡时N02的物质的量分数，说明此时反应逆向进行，N点的

正反应速率小于逆反应速率，故C错误；

D.443K时，NO?和N2的物质的量分数相等，设NO?的转化量为xmol,则3x=O.5x,x=2,该反应的平衡常数

C2(HQ)C(N2)C(CO2)1x1x2:

2