第20講-化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算-(練)(新教材新高考)(解析版)

第20講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計(jì)算1．汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它能使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無(wú)毒氣體，其反應(yīng)原理是2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)。由此可知，下列說(shuō)法中正確的是()A．該反應(yīng)是熵增大的反應(yīng)B．該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，因此需要合適的催化劑C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率D．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，因?yàn)檎磻?yīng)是吸熱反應(yīng)【答案】C【解析】只使用催化劑便可使尾氣發(fā)生轉(zhuǎn)化，故此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。因反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，故為熵減小的反應(yīng)。因熵減小不利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故自發(fā)進(jìn)行的原因是正反應(yīng)為反應(yīng)放熱。2．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝eq\f(c（CO2）·c（Cu）,c（CO）·c（CuO）)B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑．對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容時(shí)，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小【答案】B【解析】在書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；對(duì)于反應(yīng)③，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH<0，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容時(shí)，增大壓強(qiáng)，若充入惰性氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。3．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃時(shí)平衡常數(shù)為1.47，900℃時(shí)平衡常數(shù)為2.15。下列說(shuō)法正確的是()A．升高溫度，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c（FeO）·c（CO）,c（Fe）·c（CO2）)C．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D．增大CO2濃度，平衡常數(shù)增大【答案】C【解析】A項(xiàng)，升溫，正、逆反應(yīng)速率均增大，不正確；B項(xiàng)，該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c（CO）,c（CO2）)，不正確；C項(xiàng)，升溫，平衡常數(shù)增大，表明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，不正確。4.下列反應(yīng)中，一定不能自發(fā)進(jìn)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)【答案】B【解析】將B項(xiàng)中ΔH、ΔS代入ΔG＝ΔH－TΔS可知，ΔG>0，所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。5．已知熱化學(xué)方程式：aX(g)＋3Y(s)bZ(g)ΔH＜0?，F(xiàn)在容積為2L的密閉容器中加入0.9molX和1molY，當(dāng)Y的物質(zhì)的量減少0.75mol時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)X、Z的濃度分別是0.2mol·L－1和0.5mol·L－1，該溫度下的平衡常數(shù)為()A.eq\f(25,16)B.eq\f(5,4)C．35 D．20【答案】A【解析】aX(g)＋3Y(s)bZ(g)ΔH＜0開(kāi)始/mol0.910反應(yīng)/mol0.25a0.750.25b平衡/mol0.2×2＝0.40.250.5×2＝1所以0.9－0.25a＝0.4，0.25b＝1，則a＝2，b＝4，則該溫度下的平衡常數(shù)K＝eq\f(cb（Z）,ca（X）)＝eq\f(（0.5）4,（0.2）2)＝eq\f(25,16)，故選A。6．實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)過(guò)程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化：下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法中，正確的是()A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0【答案】C【解析】根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的情況可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，ΔH＜0；該反應(yīng)發(fā)生后氣體的物質(zhì)的量減小，ΔS＜0。7．下列反應(yīng)不可能自發(fā)進(jìn)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＞0【答案】B【解析】ΔH＜0，ΔS＞0，可滿足ΔH－TΔS＜0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，故A不選；ΔH＞0，ΔS＜0，不能滿足ΔG＝ΔH－TΔS<0，不能自發(fā)進(jìn)行，故B選；ΔH＜0，ΔS＜0，溫度較低時(shí)即可滿足ΔH－TΔS＜0，能自發(fā)進(jìn)行，故C不選；ΔH＞0，ΔS＞0，溫度較高時(shí)即可滿足ΔH－TΔS＜0，能自發(fā)進(jìn)行，故D不選。8．CO2催化加氫制取甲醇的研究，對(duì)于環(huán)境、能源問(wèn)題都具有重要的意義。反應(yīng)如下：反應(yīng)?。篊O2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58kJ·mol－1反應(yīng)ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋42kJ·mol－1下列說(shuō)法不正確的是()A．增大氫氣濃度能提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率B．增大壓強(qiáng)，有利于向生成甲醇的方向進(jìn)行，反應(yīng)ⅰ的平衡常數(shù)增大C．升高溫度，生成甲醇的速率加快，反應(yīng)ⅱ的限度同時(shí)增加D．選用理想的催化劑可以提高甲醇在最終產(chǎn)物中的比率【答案】B【解析】A項(xiàng)，增大氫氣濃度，平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致二氧化碳消耗增大，所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，正確；B項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，反應(yīng)ⅰ的平衡正向移動(dòng)，即向生成甲醇的方向移動(dòng)，但是化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，升高溫度，任何化學(xué)反應(yīng)速率都增大，升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，反應(yīng)ⅱ的平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)ⅱ的反應(yīng)限度增大，正確；D項(xiàng)，催化劑具有選擇性、專一性和高效性，所以選用理想的催化劑可以提高甲醇在最終產(chǎn)物中的比率，正確。9．在淀粉-KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)。測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示：t/℃515253550K1100841689533409下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B．其他條件不變，升高溫度，溶液中c(Ieq\o\al(－,3))減小C．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c(I\o\al(－,3)),c(I2)·c(I－))D．25℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689【答案】B【解析】A項(xiàng)，溫度升高，平衡常數(shù)減小，因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，c(Ieq\o\al(－,3))減小，正確；C項(xiàng)，K＝eq\f(c(I\o\al(－,3)),c(I2)·c(I－))，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，25℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡正向移動(dòng)，但平衡常數(shù)不變，仍然是689，錯(cuò)誤。10．在一定容積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝_____________。(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合關(guān)系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)_______。(4)若830℃時(shí)，向容器中充入1molCO、5molH2O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)830℃時(shí)，容器中的反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的容積，平衡________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。(6)若1200℃時(shí)，在某時(shí)刻反應(yīng)體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2mol·L－1、2mol·L－1、4mol·L－1、4mol·L－1，則此時(shí)上述反應(yīng)_______________________(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”或“處于平衡狀態(tài)”)?！窘馕觥?1)根據(jù)化學(xué)方程式：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）。)(2)根據(jù)題干中的表格可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸增大，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度有如下關(guān)系：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)可知，K＝eq\f(3,5)＝0.6，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度一定，平衡常數(shù)為定值，所以此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為700℃。(4)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物和生成物的濃度無(wú)關(guān)，所以只要在830℃條件下，該反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值都為1.0。(5)830℃達(dá)到平衡，擴(kuò)大容器容積的瞬間，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小相同的倍數(shù)，根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)可知，反應(yīng)物和生成物同時(shí)改變相同的倍數(shù)，Q＝K，平衡不移動(dòng)。(6)1200℃時(shí)，Q＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)，將各物質(zhì)的濃度代入可得Q＝4，而此溫度下的平衡常數(shù)為2.6，即Q>K，所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行?！敬鸢浮?1)eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)(2)吸熱(3)700℃(4)等于(5)不(6)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行1.下列說(shuō)法不正確的是()A．ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B．NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ·mol－1能自發(fā)進(jìn)行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向C．因?yàn)殪首兒挽刈兌寂c反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速率【答案】C【解析】反應(yīng)的ΔH<0、ΔS>0，則始終存在ΔG＝ΔH－TΔS<0，在任何溫度下該反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，A正確。反應(yīng)NH4HCO3(s)=NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0，則高溫下存在ΔH－TΔS<0，若該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明體系有自發(fā)地向混亂度增加的方向轉(zhuǎn)變的傾向，B正確。ΔH、ΔS都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，但要根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS判斷反應(yīng)的自發(fā)性，不能將ΔH或ΔS單獨(dú)作為反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，C錯(cuò)誤。在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，從而改變反應(yīng)速率，D正確。2．某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后達(dá)到平衡，已知該溫度下其平衡常數(shù)K＝1，若溫度不變時(shí)將容器的容積擴(kuò)大為原來(lái)的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則()A．a(chǎn)＝3 B．a(chǎn)＝2C．B的轉(zhuǎn)化率為40% D．B的轉(zhuǎn)化率為60%【答案】C【解析】溫度不變，擴(kuò)大容器容積(相當(dāng)于減小壓強(qiáng))時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率不變，說(shuō)明反應(yīng)前后氣體的體積不變，即a＝1，A、B錯(cuò)誤；設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)化量為xmol，則A、B、C、D的平衡量分別為(2－x)mol、(3－x)mol、xmol、xmol，設(shè)容器容積為1L，則平衡常數(shù)K＝1＝eq\f(x2,（2－x）（3－x）)，解得x＝1.2，B的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(1.2mol,3mol)×100%＝40%，C正確，D錯(cuò)誤。3．一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。下列說(shuō)法正確的是()A．550℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動(dòng)B．650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%C．T℃時(shí)，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．925℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝24.0p總【答案】B【解析】550℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，由于保持了壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于擴(kuò)大了體積，平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示可知，在650℃時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為40.0%，根據(jù)反應(yīng)方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，設(shè)開(kāi)始時(shí)加入1molCO2，反應(yīng)了xmolCO2，則有C(s)＋CO2(g)2CO(g)始態(tài)/mol10變化/molx2x平衡/mol1－x2x因此有eq\f(2x,1－x＋2x)×100%＝40.0%，解得x＝0.25，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.25mol,1mol)×100%＝25.0%，B項(xiàng)正確；由題圖可知，T℃時(shí)，CO與CO2的體積分?jǐn)?shù)相等，在恒壓條件下充入等體積的CO和CO2，對(duì)原平衡無(wú)影響，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；925℃時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為96.0%，故Kp＝eq\f(p2（CO）,p（CO2）)＝eq\f(（96.0%p總）2,4.0%p總)＝23.04p總，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．有一反應(yīng)：2A＋B2C，其中A、B、C均為氣體，如圖所示的曲線是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡曲線，x軸表示溫度，y軸表示B的轉(zhuǎn)化率，圖中有a、b、c三點(diǎn)，則下列描述正確的是()A．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．b點(diǎn)時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化C．T1溫度下若由a點(diǎn)達(dá)到平衡，可以采取增大壓強(qiáng)的方法D．c點(diǎn)：v正＜v逆【答案】B【解析】由于溫度升高，B的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，推知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)；在T1溫度下，由a點(diǎn)達(dá)到平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率不斷減小，若采取加壓措施，結(jié)合化學(xué)方程式可知B的轉(zhuǎn)化率會(huì)不斷增大，C錯(cuò)；在T2溫度下，c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，B的轉(zhuǎn)化率小于平衡轉(zhuǎn)化率，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行，v正＞v逆，D錯(cuò)。5．在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，測(cè)得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．上述反應(yīng)的ΔH<0B．壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1C．1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.64D．壓強(qiáng)為p4時(shí)，在y點(diǎn)：v正>v逆【答案】A【解析】p1、p2、p3、p4是四條等壓線，由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越高，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1，B項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%，故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)＝0.02mol·L－1，c(CO2)＝0.02mol·L－1，c(CO)＝0.16mol·L－1，c(H2)＝0.16mol·L－1，即平衡常數(shù)K＝eq\f(（0.16）2×（0.16）2,0.02×0.02)≈1.64，C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為p4時(shí)，y點(diǎn)未達(dá)到平衡，此時(shí)v正>v逆，D項(xiàng)正確。6.一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)。下列說(shuō)法正確的是()A．550℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動(dòng)B．650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%C．T℃時(shí)，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D．925℃時(shí)，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp＝24.0p總【答案】B【解析】550℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，由于保持了壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于擴(kuò)大了體積，平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)圖示可知，在650℃時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為40.0%，根據(jù)反應(yīng)方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，設(shè)開(kāi)始加入1molCO2，反應(yīng)掉了xmolCO2，則有C(s)＋CO2(g)2CO(g)始態(tài)/mol10變化/molx2x平衡/mol1－x2x因此有eq\f(2x,1－x＋2x)×100%＝40.0%，解得x＝0.25，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.25mol,1mol)×100%＝25.0%，B項(xiàng)正確。由題圖可知，T℃時(shí)，CO與CO2的體積分?jǐn)?shù)相等，在等壓下充入等體積的CO和CO2，對(duì)原平衡無(wú)影響，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。925℃時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為96.0%，故Kp＝eq\f(p2(CO),p(CO2))＝eq\f((96.0%p總)2,4.0%p總)＝23.04p總，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測(cè))，其反應(yīng)包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：序號(hào)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下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定B．正反應(yīng)的活化能一定是①＜②C.該反應(yīng)速率表達(dá)式：v＝5000c2(NO)·c(H2)D．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1【答案】B【解析】A．由①、②兩反應(yīng)知，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)慢的反應(yīng)決定反應(yīng)速率，整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定，正確；B.反應(yīng)①慢，說(shuō)明反應(yīng)①的活化能高，正反應(yīng)的活化能一定是①>②，錯(cuò)誤；C.比較實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ數(shù)據(jù)可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)計(jì)算k＝5000，則速率表達(dá)式為v＝5000c2(NO)·c(H2)，正確；D.反應(yīng)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664kJ，熱化學(xué)方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1，正確。8.利用催化劑將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，是尾氣處理的一種方法，方程式為：。為測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表：時(shí)間(s)012345下列說(shuō)法不正確的是；A．該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則反應(yīng)的B．前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率C．在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=500D．在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，縮小容積能提高NO轉(zhuǎn)化率【答案】C【解析】當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS＜0時(shí)反應(yīng)可以自發(fā)，該反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng)，ΔS＜0，則只有ΔH也小于0時(shí)才可能滿足ΔG＜0，A正確；前2s內(nèi)Δc(NO)=(1.00×10?3?2.5×10?4)mol/L=7.5×10?4mol/L，根據(jù)反應(yīng)方程式可知相同時(shí)間內(nèi)Δc(N2)=3.75×10?4mol/L，v(N2)==1.875×10-4mol/(L?s)，B正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知4s后CO和NO的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)c(NO)=1.00×10?4mol/L、c(NO)=2.70×10?3mol/L，Δc(NO)=9×10?4mol/L，則c(CO2)=9×10?4mol/L，c(N2)=4.5×10?4mol/L，平衡常數(shù)K==5000，C錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng)，縮小容器體積壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，D正確；綜上所述答案為C。9．H2S分解的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)ΔH＝akJ·mol－1。向容積為1L的恒容密閉容器中加入n(H2S)＋n(Ar)＝0.1mol的混合氣體(Ar不參與反應(yīng))，測(cè)得不同溫度(T1>T2)時(shí)H2S的平衡轉(zhuǎn)化率隨eq\f(n（H2S）,n（Ar）)比值的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．該反應(yīng)的a<0B．平衡常數(shù)K(X)>K(Z)C．平衡常數(shù)K(X)＝0.0125D．維持Y點(diǎn)時(shí)n(H2S)不變，向容器中充入Ar氣，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小【答案】C【解析】已知T1>T2，T1溫度下，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率更高，說(shuō)明溫度升高，平衡正向移動(dòng)，則ΔH>0，即a>0，故A錯(cuò)誤；X、Z均在T1溫度下，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；列三段式：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)eq\a\vs4\al(起始濃度/,（mol·L－1）)0.0500eq\a\vs4\al(變化濃度/,（mol·L－1）)0.0250.0250.0125eq\a\vs4\al(平衡濃度/,（mol·L－1）)0.0250.0250.0125K(X)＝eq\f(c2（H2）·c（S2）,c2（H2S）)＝0.0125，故C正確；恒溫恒容，通入稀有氣體，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，則H2S的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤。10．利用I2O5可消除CO污染，反應(yīng)為I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)。不同溫度下，向裝有足量的I2O5固體的2L恒容密閉容器中通入2molCO，測(cè)得CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)隨時(shí)間t變化曲線如圖，下列說(shuō)法正確的是()A．b點(diǎn)時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為20%B．容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持恒定，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．b點(diǎn)和d點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：Kb>KdD．0～0.5min反應(yīng)速率v(CO)＝0.3mol·L－1·min－1【答案】C【解析】A．設(shè)b點(diǎn)時(shí)反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為ymol，利用三段式分析：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)起始量/mol20轉(zhuǎn)化量/molyyb點(diǎn)量/mol2－yy根據(jù)b點(diǎn)時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)＝eq\f(y,2)＝0.80，得y＝1.6，則CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.6mol,2mol)×100%＝80%，錯(cuò)誤；B.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，故容器中壓強(qiáng)始終不變，不能作為表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，錯(cuò)誤；C.b點(diǎn)時(shí)CO2體積分?jǐn)?shù)比d點(diǎn)時(shí)大，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度大，則化學(xué)平衡常數(shù)：Kb＞Kd，正確；D.0～0.5min時(shí)，設(shè)反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量為xmol，列三段式：I2O5(s)＋5CO(g)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)起始量/mol20轉(zhuǎn)化量/molxxa點(diǎn)量/mol2－xx根據(jù)a點(diǎn)時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)＝eq\f(x,2)＝0.30，得x＝0.6，則從反應(yīng)開(kāi)始至a點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率為v(CO)＝eq\f(0.6mol,2L×0.5min)＝0.6mol·L－1·min－1，錯(cuò)誤。1．(2021·全國(guó)乙卷)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136～180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I(xiàn)2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)Kp2得到lgKp1～eq\f(1,T)和lgKp2～eq\f(1,T)均為線性關(guān)系，如下圖所示：(1)由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。(2)反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫(xiě)出推理過(guò)程：_________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)縱坐標(biāo)為lgKp1、lgKp2，橫坐標(biāo)為eq\f(1,T)×103。由題圖可知，lgKp2隨著eq\f(1,T)的增大逐漸減小，即Kp2隨著溫度的降低逐漸減小，說(shuō)明對(duì)于反應(yīng)：2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)，降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，則ΔH大于0。(2)2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I(xiàn)2(g)Kp1(ⅰ)，2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)Kp2(ⅱ)，根據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)＋(ⅱ)可得2ICl(g)I2(g)＋Cl2(g)K＝Kp1·Kp2。設(shè)T1>T2，即eq\f(1,T1)<eq\f(1,T2)，由題圖可知，lgKp2隨著eq\f(1,T)的增大而減小，即lgKp2(T2)<lgKp2(T1)；lgKp1隨著eq\f(1,T)的增大而增大，即lgKp1(T2)>lgKp1(T1)。由題給圖像斜率可知，由T2到T1，lgKp1與lgKp2的變化量的關(guān)系為lgKp2(T1)－lgKp2(T2)>lgKp1(T2)－lgKp1(T1)，lgKp1(T1)＋lgKp2(T1)>lgKp1(T2)＋lgKp2(T2)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]，則Kp1(T1)·Kp2(T1)>Kp1(T2)·Kp2(T2)，則K(T1)>K(T2)，即溫度升高，K增大，則ΔH>0。【答案】(1)大于(2)Kp1·Kp2大于設(shè)T1>T2，即eq\f(1,T1)<eq\f(1,T2)，由題圖可知，lgKp2隨著eq\f(1,T)的增大而減小，即lgKp2(T2)<lgKp2(T1)；lgKp1隨著eq\f(1,T)的增大而增大，即lgKp1(T2)>lgKp1(T1)。由題給圖像斜率可知，由T2到T1，lgKp1與lgKp2的變化量的關(guān)系為lgKp2(T1)－lgKp2(T2)>lgKp1(T2)－lgKp1(T1)，lgKp1(T1)＋lgKp2(T1)>lgKp1(T2)＋lgKp2(T2)，lg[Kp1(T1)·Kp2(T1)]>lg[Kp1(T2)·Kp2(T2)]，則Kp1(T1)·Kp2(T1)>Kp1(T2)·Kp2(T2)，則K(T1)>K(T2)，即溫度升高，K增大，則ΔH>02．(2021·山東卷)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過(guò)甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如下反應(yīng)：回答下列問(wèn)題：(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷，A和B中相對(duì)穩(wěn)定的是__________(用系統(tǒng)命名法命名)；eq\f(ΔH1,ΔH2)的數(shù)值范圍是________(填標(biāo)號(hào))。A．<－1 B．－1～0C．0～1 D．>1(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝________。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將________(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。平衡時(shí)，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。(3)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH?？刂茰囟葹?53K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為_(kāi)_______(填“X”或“Y”)；t＝100s時(shí)，反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正________逆反應(yīng)速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)?！窘馕觥?1)由平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù)的自然對(duì)數(shù)隨溫度升高(要注意橫坐標(biāo)為溫度的倒數(shù))而減小，說(shuō)明3個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即ΔH1＜0、ΔH2＜0、ΔH3＜0，因此，B的總能量低于A的總能量，能量越低越穩(wěn)定，則A和B中相對(duì)穩(wěn)定的是B，其用系統(tǒng)命名法命名為2-甲基-2-丁烯；由蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅱ＝反應(yīng)Ⅲ，則ΔH1－ΔH2＝ΔH3＜0，因此ΔH1＜ΔH2，由于放熱反應(yīng)的ΔH越小，其絕對(duì)值越大，則eq\f(ΔH1,ΔH2)的數(shù)值范圍是大于1，故選D。(2)向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則平衡時(shí)n(TAME)＝(1－α)mol，n(A)＋n(B)＝n(CH3OH)＝αmol。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則eq\f(n（B）,n（A）)＝9.0，將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9αmol，n(A)＝0.1αmol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝eq\f(\f(1－α,1＋α),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.1α,1＋α)))\s\up12(2))＝eq\f(（1－α）（1＋α）,0.01α2)。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)。平衡時(shí)，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比不變，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。(3)溫度為353K，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，eq\f(n（B）,n（A）)＝9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y，則代表B的變化曲線為X；由曲線的變化趨勢(shì)可知，100s以后各組分的濃度仍在變化，t＝100s時(shí)，eq\f(n（B）,n（A）)＝eq\f(0.112,0.011)≈10.2>9，因此，反應(yīng)Ⅲ正在向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故其正反應(yīng)速率v正小于逆反應(yīng)速率v逆?！敬鸢浮?1)2-甲基-2-丁烯D(2)0.9αeq\f(（1－α）（1＋α）,0.01α2)逆向移動(dòng)1∶10(3)X＜3.(2020·浙江卷)5mL0.1mol·L－1KI溶液與1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)2Fe2＋(aq)＋I(xiàn)2(aq)，達(dá)到平衡。下列說(shuō)法不正確的是()A．加入苯，振蕩，平衡正向移動(dòng)B．經(jīng)苯2次萃取分離后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血紅色，表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度C．加入FeSO4固體，平衡逆向移動(dòng)D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（Fe2＋）,c2（Fe3＋）·c2（I－）)【答案】D【解析】碘易溶于苯，加入苯，碘進(jìn)入苯中，使水溶液中碘的濃度減小，平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)正確；如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，則經(jīng)過(guò)苯兩次萃取后溶液中不會(huì)有Fe3＋，加入KSCN，溶液不會(huì)呈血紅色，溶液呈血紅色說(shuō)明此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，有反應(yīng)限度，B項(xiàng)正確；加入FeSO4，二價(jià)鐵離子濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（Fe2＋）·c（I2）,c2（Fe3＋）·c2（I－）)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2021·河北卷)當(dāng)今，世界多國(guó)相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術(shù)、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。(1)雨水中含有來(lái)自大氣的CO2，溶于水中的CO2進(jìn)一步和水反應(yīng)，發(fā)生電離：①CO2(g)CO2(aq)②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)25℃時(shí)，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2。溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比(分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中H＋濃度為_(kāi)_______mol·L－1(寫(xiě)出表達(dá)式，考慮水的電離，忽略HCOeq\o\al(－,3)的電離)。(2)105℃時(shí)，將足量的某碳酸氫鹽(MHCO3)固體置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)eq\o(=,\s\up5(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的總壓為46kPa。保持溫度不變，開(kāi)始時(shí)在體系中先通入一定量的CO2(g)，再加入足量MHCO3(s)，欲使平衡時(shí)體系中水蒸氣的分壓小于5kPa，CO2(g)的初始?jí)簭?qiáng)應(yīng)大于________kPa?！窘馕觥?1)由于溶液中CO2的濃度與其在空氣中的分壓成正比，比例系數(shù)為ymol·L－1·kPa－1，因此當(dāng)大氣壓強(qiáng)為pkPa，大氣中CO2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x時(shí)，溶液中CO2(aq)濃度為ypxmol·L－1。設(shè)溶液中H＋濃度為amol·L－1，由反應(yīng)②CO2(aq)＋H2O(l)H＋(aq)＋HCOeq\o\al(－,3)(aq)，可得c(HCOeq\o\al(－,3))＝c(H＋)＝amol·L－1，c[CO2(aq)]＝y(tǒng)pxmol·L－1，則K2＝eq\f(a2,ypx)，解得a＝eq\r(K2ypx)。(2)平衡體系總壓為46kPa，則由2MHCO3(s)eq\o(=,\s\up5(△))M2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)可得p(H2O)＝p(CO2)＝23kPa，Kp＝23×23。若保持溫度不變，設(shè)開(kāi)始先通入CO2的壓強(qiáng)為xkPa，平衡時(shí)水蒸氣分壓為5kPa時(shí)，可列“三段式”：2MHCO3(s)eq\