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)(原卷版)

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)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．對于反應(yīng)③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑．對于反應(yīng)③，恒溫恒容時，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小3．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃時平衡常數(shù)為1.47，900℃時平衡常數(shù)為2.15。下列說法正確的是()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)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，達(dá)到平衡狀態(tài)，此時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．206．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)過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化：下列關(guān)于該反應(yīng)的說法中，正確的是()A．ΔH＞0，ΔS＞0 B．ΔH＞0，ΔS＜0C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞07．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＞08．CO2催化加氫制取甲醇的研究，對于環(huán)境、能源問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，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于68910．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________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)，試判斷此時的溫度為________。(4)若830℃時，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，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(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。(6)若1200℃時，在某時刻反應(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)”)。1.下列說法不正確的是()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，若溫度不變時將容器的容積擴(kuò)大為原來的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%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，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)。下列說法正確的是()A．550℃時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動B．650℃時，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%C．T℃時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．925℃時，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)說法不正確的是()A．上述反應(yīng)的ΔH<0B．壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1C．1100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.64D．壓強(qiáng)為p4時，在y點(diǎn)：v正>v逆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，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)。下列說法正確的是()A．550℃時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動B．650℃時，反應(yīng)達(dá)平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%C．T℃時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應(yīng)方向移動D．925℃時，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)，其反應(yīng)包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：序號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下列說法錯誤的是()A．整個反應(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－18.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得不同時間的NO和CO濃度如表：時間(s)012345下列說法不正確的是；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))，測得不同溫度(T1>T2)時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n(H2S)不變，向容器中充入Ar氣，H2S的平衡轉(zhuǎn)化率減小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，測得CO2的體積分?jǐn)?shù)φ(CO2)隨時間t變化曲線如圖，下列說法正確的是()A．b點(diǎn)時，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－11．(2021·全國乙卷)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”)，寫出推理過程：_________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(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，可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時存在如下反應(yīng)：回答下列問題：(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)。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________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”“逆向移動”或“不移動”)。平衡時，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。控制溫度為353K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為________(填“X”或“Y”)；t＝100s時，反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正________逆反應(yīng)速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。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。下列說法不正確的是()A．加入苯，振蕩，平衡正向移動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D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（Fe2＋）,c2（Fe3＋）·c2（I－）)4．(2021·河北卷)當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時間節(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，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，溶液中H＋濃度為________mol·L－1(寫出表