版新教材高考化学微专题小练习专练37化学平衡常数及转化率计算(word版含解析)

专练37 化学平衡常数及转化率计算
一、单项选择题
1．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)⇌BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。

下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．a为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
2．[2020·浙江7月]5 mL 0.1 mol·L－1KI溶液与1 mL 0.1 mol·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＝c2（Fe2＋）
c2（Fe3＋）·c2（I－）
3．[2022·专题模块测试]K、K a、K w分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数，下列判断正确的是( )
A．在500 ℃、20 MPa条件下，在5 L密闭容器中进行合成氨的反应，使用催化剂后K 增大
B．室温下K(HCN)<K(CH3COOH)，说明CH3COOH的电离程度一定比HCN的大
C．25 ℃时，pH均为4的盐酸和NH4I溶液中K w不相等
D．2SO2＋O2催化剂
△ 2SO3达平衡后，改变某一条件时K不变，SO2的转化率可能增大、
减小或不变
4．[2022·湖南师大附中高三月考]N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)＋O2(g) ΔH>0，T1温度下的部分实验数据如下表所示。

下列说法正确的是( )
A．该反应在任何温度下均能自发进行
B．T1温度下的平衡常数为K1＝125，1 000 s时N2O5(g)转化率为50%
C．其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L－1，则T1<T2
D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1<K2
5.
[2022·福建福州质检]在1 L的密闭容器中充入2 mol N2和7 mol H2，发生反应N2＋3H2⇌2NH3，保持其他条件不变，相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。

下列叙述不正确的是( )
A．该反应是放热反应
B．a、c两点对应的压强：p a<p c
C．温度为T1 K时，N2的平衡转化率为50%
D．温度为T1 K时，再加入1 mol N2和1 mol NH3，平衡向正反应方向移动
6．[2022·邢台市高三月考]已知反应：2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v＝kc x(NO)·c y(H2)，k是速率常数。

在800 ℃时测得的相关数据如下表所示。

下列说法不正确的是( ) A ．关系式中x ＝1、y ＝2 B ．800 ℃时，k 的值为8×104
C ．若800 ℃时，初始浓度c (NO)＝c (H 2)＝4.00×10－3
mol ·L －l
，则生成N 2的初始速率为5.12×10－3
mol ·(L ·s)－1
D ．当其他条件不变时，升高温度，速率常数k 将增大
7．[2022·河北沧州七校联盟期中]在容积为2 L 的刚性密闭容器中加入1 mol CO 2和3 mol H 2，发生反应：CO 2(g)＋3H 2(g)⇌CH 3OH(g)＋H 2O(g)。

在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：T 1、T 2均高于300 ℃)。

下列说法正确的是( )
A ．该反应的ΔH >0
B ．处于A 点的反应体系从T 1变到T 2，达到平衡时化学平衡常数增大
C ．T 2时，反应达到平衡时消耗H 2的平均反应速率v (H 2)＝3n B 2t B mol ·L －1·min －1
D ．T 2时，该反应的化学平衡常数为
n 2
B
4
8．[2022·山东历城二中月考]已知反应：A(g)＋B(g)⇌C(g)＋D(g)，在一定压强下，按x ＝
n （B ）
n （A ）
(A 的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A 气体与B 气体。

图甲表示平衡时，A 气体的体积分数(V %)与温度(T )、x 的关系。

图乙表示x ＝2时，正、逆反应的平衡常数与温度的关系。

则下列说法正确的是( )
A ．图甲中x 2<1
B ．图乙中，A 线表示正反应的平衡常数
C ．由图乙可知，T 1时K ＝1，B 的转化率约为33.3%
D ．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将减小 二、不定项选择题
9．[2022·江苏基地学校联考]在恒容密闭容器中发生反应：4HCl(g)＋O 2(g)⇌2Cl 2(g)＋2H 2O(g)。

下列有关说法正确的是( )
A.该反应的ΔH >0
B ．400 ℃时，该反应的平衡常数为81
4
C ．400 ℃时，若X >8，则α2>75%
D ．400 ℃时，向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 mol O 2(g)和1 mol Cl 2(g)，此时v (正)>v (逆) 10．[2022·河北石家庄二中月考]利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯：C 3H 8(g)⇌C 3H 6(g)＋H 2(g) ΔH 。

向起始容积为2 L 的恒压密闭容器中充入1 mol 丙烷，在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示(已知p 1为0.1 MPa)。

下列说法错误的是( ) A．反应的ΔH>0
B．压强p2<0.1 MPa
C．556 ℃压强为p1时，该反应的压强平衡常数为1
12
D．556 ℃压强为p1时，容器中通入1.2 mol C3H8、0.8 mol C3H6、0.6 mol H2，此时v(正)>v(逆)
11．[2022·河北石家庄二中月考]相同温度下，分别在起始容器容积均为1 L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)＋3Y2(g)⇌2XY3(g) ΔH＝－a kJ·mol－1。

实验测得反应的有关数据如表。

下列叙述正确的是( )
A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值相同
B．①中：从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)＝0.1 mol·L－1·min－1
C．②中：X2的平衡转化率小于10%
D．b>0.1a
12．在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1 mol CO，控制在不同
温度下发生反应：Fe(s)＋5CO(g)⇌Fe(CO)5(g)，当反应进行到5 min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。

下列说法一定正确的是( )
A.反应进行到5 min时，b容器中v(正)＝v(逆)
B．该反应的正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)
C．b中v(正)大于a中v(逆)
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>c>a
三、非选择题
13．向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中，分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。

相同条件下(温度T℃)，发生下列反应：A(g)＋B(g)⇌x C(g) ΔH<0。

测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示：
回答下列问题：
(1)乙容器中，平衡后物质B的转化率为______。

(2)x＝________。

(3)T℃时该反应的平衡常数为________。

(4)下列说法正确的是________。

A．向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大
B．将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同
C．若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，则平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c(A)<1.56 mol·L－1
专练37 化学平衡常数及转化率计算
1．C 温度越高，达到平衡时，H 2的物质的量越少，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH >0，A 项错误；结合热化学方程式中各物质的状态，由图象曲线变化趋势可知a 上面的曲线为n （H 2O ）随温度的变化曲线，B 项错误；化学方程式中反应前后气体分子数相等，故向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动，C 项正确；BaSO 4为固态，向平衡体系中加入BaSO 4，H 2的平衡转化率不变，D 项错误。

2．D A 项，在已知平衡体系中，加入苯，振荡，可以萃取溶液中的碘单质，使溶液中碘单质的浓度减小，平衡正向移动，正确；B 项，经苯2次萃取后，在水溶液中加入KSCN 溶液，溶液呈血红色说明溶液中含有Fe 3＋
，则说明该反应是可逆反应，存在反应限度，正确；C 项，加入FeSO 4固体，c （Fe 2＋
）增大，平衡逆向移动，正确；D 项，依据化学平衡常数的
定义知，该反应的平衡常数K ＝c 2（Fe 2＋）·c （I 2）c 2（Fe 3＋）·c 2（I －）
，错误。

3．D 化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，使用催化剂加快反应速率，平衡不移动，化学平衡常数不变，故A 错误；相同温度下CH 3COOH 、HCN 的电离度与起始浓度、同离子效应等有关，故B 错误；水的离子积适用于稀的酸、碱、盐溶液，一定温度下，水的离子积是常数，25 ℃时，盐酸和NH 4I （aq ）中K w 相等，故C 错误；改变压强平衡发生移动，SO 2的转化率可能增大、减小，使用催化剂平衡不移动，故D 正确。

4．B 该反应ΔH >0，ΔS >0，根据ΔG ＝ΔH －T ΔS 可知高温有利于自发进行，故A 项错误；T 1温度下，反应到1 000 s 时，反应已达到平衡状态，平衡时，c （N 2O 5）＝2.50 mol ·L
－1
，N 2O 5的浓度减小了2.50 mol ·L －1
，转化率为2.505.00
×100%＝50%，则生成的c （NO 2）＝5.00
mol ·L －1
，c （O 2）＝1.25 mol ·L －1
，平衡常数K 1＝5.004
×1.25
2.52
＝125，故B 项正确；其他条件不变时，T 2温度下，1 000 s 时，c （N 2O 5）＝2.98 mol ·L －1
>2.50 mol ·L －1
，则平衡向逆反应方向移动，正反应方向为吸热反应，则T 1>T 2，故C 项错误；正反应为吸热反应，则温度越高，越有利于反应向正反应方向进行，即平衡常数越大，若T 1>T 2，则K 1>K 2，故D 项错误。

5．D 图中a →b 为建立平衡的过程，b →c 为平衡移动的过程，平衡后，升高温度NH 3
的浓度降低，故该反应为放热反应，A 项正确；a 、c 两点NH 3的浓度相等，c 点的温度高于a 点，则压强p a <p c ，B 项正确；温度为T 1 K 时，氨气的平衡浓度为2 mol ·L －1
，容器的体积为1 L ，则反应的N 2为1 mol ，故N 2的平衡转化率为50%，C 项正确；温度为T 1 K 时，N 2、
H 2、NH 3的平衡浓度分别为1 mol ·L －1、4 mol ·L －1、2 mol ·L －1
，则该温度下的平衡常数K
＝c 2（NH 3）c （N 2）×c 3（H 2） ＝22
1×43 ＝116 ，再加入1 mol N 2和1 mol NH 3后，N 2、H 2、NH 3的浓度分别为2 mol ·L －1
、4 mol ·L －1
、3 mol ·L －1
，此时Q c ＝c 2（NH 3）c （N 2）×c 3（H 2） ＝32
2×43 >
1
16
，故平衡逆向移动，D 项错误。

6．A 由实验数据1和2可知，c （H 2）不变，c （NO ）扩大1倍，反应速率扩大为原来的1.92×10－3
4.80×10－4 ＝4倍，则x ＝2，由实验数据1和3可知，c （NO ）不变，c （H 2）扩大1倍，反应速率扩大为原来的1.92×10
－3
9.6×10－4 ＝2倍，
则y ＝1，故A 错误；根据数据1可知800 ℃时，k 的值为 1.92×10－3
c 2（NO ）×c （H 2） ＝ 1.92×10－3
（2.00×10－3）2×（6.00×10－3
） ＝8×104
，故B 正确；若800 ℃时，初始浓度c （NO ）＝c （H 2）＝4.00×10－3
mol ·L －1
，则生成N 2的初始速率v ＝k ×c 2
（NO ）·c （H 2）＝8×104
×（4.00×10－3
）2
×（4.00×10－3
）＝5.12×10－3
mol ·（L ·s ）
－1
，故C 正确；温度升高，反应速率加快，则当浓度和其它条件不变时，升高温度，速率常
数一定是增大的，故D 正确。

7．C 由图可知，当其他条件相同时，T 2时反应速率较快，则温度：T 2>T 1，T 2时反应达到平衡时甲醇的物质的量小于T 1时，则说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH <0，A 错误；正反应为放热反应，处于A 点的反应体系从T 1变到T 2，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B 错误；在化学反应中物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，由图可知T 2时，反应达到平衡时Δn （CH 3OH ）＝n B ，Δn （H 2）∶Δn （CH 3OH ）＝3∶1，则Δ
n （H 2）＝3n B ，消耗H 2的平均反应速率v （H 2）＝
3n B 2t B
mol ·L －1·min －1
，C 正确；由三段式： CO 2（g ）＋3H 2（g ）⇌CH 3OH （g ）＋H 2O （g ） 起始量/mol 1 3 0 0 变化量/mol n B 3n B n B n B 平衡量/mol 1－n B 3－3n B n B n B
可知T 2时，该反应的化学平衡常数K ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫
n B 22
⎝ ⎛⎭⎪⎫1－n B 2⎝ ⎛⎭⎪⎫3－3n B 23 ＝4n 2
B
27（1－n B ）
4 ，D 错误。

8．C 增大B 的物质的量，平衡正向移动，A 的体积分数减小，则甲中x 2>1，A 项错误；由图甲可知，升高温度A 的体积分数增大，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度
正反应的K 减小，乙中曲线B 表示正反应的平衡常数，B 项错误；由图乙可知，T 1时x ＝2，
K ＝1，设B 的转化量为a mol ，容器的容积为V L ，列三段式：
A （g ）＋
B （g ）⇌
C （g ）＋
D （g ） 起始量/mol 1 2 0 0 转化量/mol aaaa
平衡量/mol 1－a 2－aaa
K ＝a V ×a V ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－a V ×⎝ ⎛⎭
⎪⎫2－a V ＝1，解得a ＝2
3 ，则B 的转化率为23 mol 2 mol ×100%≈33.3%，C 项正
确；由于该反应为气体分子数不变的放热反应，恒容绝热装置中进行该反应，气体体积、物质的量不变，温度升高，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D 项错误。

9．BD 由题意可知，升高温度，HCl 平衡转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A 错误；400 ℃时，根据反应列出三段式：
4HCl （g ）＋O 2（g ）⇌2Cl 2（g ）＋2H 2O （g ） 起始量/mol 4 1 0 0 转化量/mol 3 34 64 64
平衡量/mol 1 14 64 6
4
因为容积是1 L ，所以平衡常数K ＝
⎝ ⎛⎭⎪⎫642×⎝ ⎛⎭
⎪⎫64214
×
14
＝
81
4
，故B 正确；若X ＝8，则容器Ⅱ中和容器Ⅰ中达到的平衡是等效平衡，若X >8，HCl 浓度增大，但自身转化率降低，故C 错
误；当向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 mol O 2（g ）和1 mol Cl 2（g ），Q ＝
⎝ ⎛⎭⎪⎫1042×⎝ ⎛⎭
⎪⎫
64214
×
54
＝454
<81
4
，反应正向进行，v （正）>v （逆），故D 正确。

10．CD 根据题图可知，随温度升高，平衡时丙烯的物质的量分数增大，丙烷的物质的量分数减小，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH >0，A 项正确；该反应为气体体积增大的反应，压强增大平衡逆向移动，丙烯的物质的量分数减小，p 2压强下丙烯物质的量分数大于p 1，说明p 1>p 2，即压强p 2<0.1 MPa ，B 项正确；根据图像可知556 ℃压强为
p 1时，平衡时丙烷的物质的量分数为50%，则p （C 3H 8）＝0.5p 1＝0.05 MPa ，根据反应的化
学方程式C 3H 8（g ）⇌C 3H 6（g ）＋H 2（g ）可知剩余50%的气体中，丙烯和氢气各占一半，所以
p （C 3H 6）＝p （H 2）＝0.025 MPa ，所以压强平衡常数K p ＝
0.025×0.0250.05 ＝1
80
，C 项错误；
556 ℃压强为0.1 MPa 时，容器中通入1.2 mol C 3H 8、0.8 mol C 3H 6、0.6 mol H 2，此时各物质分压分别为p （C 3H 8）＝
1.2
2.6 ×0.1 MPa 、p （C 3H 6）＝0.82.6 ×0.1 MPa 、p （H 2）＝0.6
2.6
×0.1 MPa ，则Q p ＝p （C 3H 6）·p （H 2）p （C 3H 8） ＝0.82.6×0.1×0.6
2.6×0.1
1.2
2.6×0.1 ＝165 >K p ＝1
80
，此时反应逆
向进行，v （正）<v （逆），D 项错误。

11．AD 温度不变，平衡常数不变，A 项正确；由题给数据可知，容器①达到平衡时反应放出热量0.1a kJ ，则反应消耗X 2的物质的量为
1×0.1a kJ
a kJ ·mol －1
＝0.1 mol ，从开始至10 min
内的平均反应速率v （X 2）＝0.1 mol 1 L 10 min ＝0.01 mol ·L －1·min －1
，B 项错误；由题给数据可知，
恒容容器①中X 2的平衡转化率为0.1 mol
1 mol ×100%＝10%，该反应为气体体积减小的反应，恒
压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X 2的平衡转化率会增大，恒压容器②中X 2的平衡转化率应大于10%，C 项错误；由C 项分析可知②中X 2的平衡转化率大于①，恒压容器②中放出的热量大于0.1a kJ ，即b >0.1a ，D 项正确。

12．C 5 min 时，b 容器中的反应不一定达到了平衡状态，则v （正）、v （逆）不一定相等，A 项错误；温度越高，反应速率越快，根据图中b 、c 两容器中的φ（CO ）可知，升高温度，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，B 项错误；根据图像，a 容器中反应未达到平衡，v （正）>v （逆），b 容器的温度高，v （正）b >v （正）a ，因此b 容器中正反应速率大于a 容器中的逆反应速率，C 项正确；该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，CO 的平衡转化率降低，故达平衡时，a 、b 、c 中CO 的转化率为a>b>c ，D 项错误。

13．答案：（1）50% （2）1 （3）2 （4）C
解析：（1）乙容器反应达到平衡时c （A ）＝0.5 mol ·L －1
，转化率为50%。

B 的转化率也为50%。

（2）甲容器反应达到平衡时，c （A ）＝0.78 mol ·L －1，转化率为61%，即压强越大，A 的转化率越高，所以正反应为气体体积减小的反应，x ＝1。

（3）反应达到平衡时，乙容器中c （A ）＝c （B ）＝c （C ）＝0.5 mol ·L －1
，T ℃时，该反应的平衡常数为2。

（4）A 项，向平衡后的乙容器中充入“惰性气体”氦气，气体浓度不变，平衡不发生移动，c （A ）不变；B 项，原平衡时乙中A 的体积分数大于甲中A 的体积分数，若再将乙容器单独升温，
平衡逆向移动，A的体积分数增大，会更大于甲容器中A的体积分数；C项，若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B，相当于压强变为原来的2倍，达到平衡时A的转化率比不加前增大，所以平衡时甲容器中0.78 mol·L－1<c（A）<1.56 mol·L－1。

11。