2019版一轮优化探究高二化学(鲁科版)练习：第7章 第22讲 化学平衡常数及其计算

m
n
x
y
a、b、c、d 与 m、n、x、y 之间的关系式为____________。
解析：(1)H2 的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方
向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡逆反应方
向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。(2)相同温度时平衡常数不变，
2
1
A．曲线 a 对应的反应温度最高 B．如图中 M、N、Q 点平衡常数 K 的大小关系为 K(M)＝K(Q)<K(N) C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为 c>b>a D．N 点时 c(NH3)＝0.2 mol/L，则 N 点的 c(N2)∶c(NH3)＝1∶1 解析：合成氨的反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应正向进行，曲 线 a 的氨气的物质的量分数最高，其反应温度相应最低，故 A 错误；平衡常数 只与温度有关，该反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，题图中 M、N、Q 点平衡常数 K 的大小关系为 K(M)＝K(Q)>K(N)，故 B 错误；反应为 放热反应，反应温度越高，越不利于反应的进行，相同压强下，曲线 a、b、c 的氨的物质的量分数：a>b>c，则反应温度：a<b<c，温度越高反应速率越快， 达到平衡时间越短，即达到平衡的时间：c<b<a，故 C 错误；在 N 点氨气的物 质的量分数为 20%，剩余氮气和氢气的物质的量分数的和为 80%，N 点 c(NH3) ＝0.2 mol/L 时，氮气和氢气的浓度和为 0.8 mol/L，因为 n(N2)∶n(H2)＝1∶3， 则 c(N2)＝0.2 mol/L，c(N2)∶c(NH3)＝1∶1，故 D 正确。 答案：D 9．(2017·江西宜春联考)已知温度为 T0 时，可逆反应：X(g)＋Y(g)―→Z(g)(未配 平)，在容积固定的容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图 a 所 示。其他条件相同，温度分别为 T1、T2 时发生反应，Z 的浓度随时间变化的关 系如图 b 所示。下列叙述正确的是( )
E
F
温度/℃
初始
3.000 0.10 0
0
T1
2.960 0.020 0.040 0.040
T2
H2 的日产量，下列措施中不可取的是( ) ①第一步产生的混合气直接作为第二步的反应物
②第二步生产应采用适当的温度和催化剂
③第一、二步生产中均充入足量水蒸气
④第二步应在低温下进行
⑤第二步生产采用高压
⑥第二步生产中增大 CO 的浓度
A．①③⑤
B．②④⑥
C．②③⑤
D．①④⑤⑥
解析：第一步产生的 H2 使第二步的平衡逆移，故应先进行分离；第二步反应为
A．该反应的 ΔH>0 B．若该反应在 T1、T2 时的平衡常数分别为 K1、K2，则 K1<K2 C．若状态 B、C、D 的压强分别为 pB、pC、pD，则 pC＝pD>pB D．在 T2 时，若反应体系处于状态 D，则此时 v 正>v 逆 解析：升高温度，NO 的浓度增大，说明平衡左移，则该反应的 ΔH<0，故 A 错 误；ΔH<0，升高温度平衡常数减小，则 K1>K2，故 B 错误；反应中气体物质的 量不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则 pC>pD＝pB，故 C 错误；在
行，A 错误；加入过量的 B，可以提高 A 的转化率，B 正确；升高温度，平衡
逆向移动，反应物的转化率降低，C 错误；使用催化剂只能改变反应速率，不
能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D 错误。
答案：B
2．工业上利用焦炭与水蒸气生产 H2 的反应原理为 C(s)＋H2O(g)△CO(g)＋H2(g) ΔH>0；CO(g)＋H2O(g)催化△剂CO2(g)＋H2(g) ΔH<0；第二步生产的原料 CO 来源于第一步的产物。为提高原料的利用率及
0.4－0.15mol·L－1 ＝ 0.4 mol·L－1 ×100%＝62.5%，故 B 错误。平衡常数 K＝
0.5 mol·L－12 0.05 mol·L－1 × 0.15 mol·L－1≈33.3，故 C 正确。“先拐先平，数值大”，所 以 T1>T2，升高温度，Z 的物质的量浓度增大，平衡向正反应方向移动，升高温 度平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应是吸热反应，故 D 错误。 答案：C
2
1
10．(2016·上海高考卷)(1)目前国际空间站处理 CO2 的一个重要方法是将 CO2 还
Ru

原，所涉及的反应方程式为 CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g)
已知 H2 的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从 300 ℃升至 400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化
[CO2] 解析：反应①的平衡常数 K1＝ [CO] ，固体浓度按 1 计，故 A 错误；反应③可
K1 由①－②得到，故反应③的平衡常数 K＝K2，B 正确；对于反应③，恒容时升 高温度，H2 浓度减小，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，C 错误；对于反 应②，恒温恒容下，若充入 He，压强增大，H2 浓度不变，故 D 错误。 答案：B 6．(2017·广东七校联考)在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足 量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡时 c(NO)与温度 T 的 关系如图所示，则下列说法正确的是( )
2
1
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( )
[CO2][Cu] A．反应①的平衡常数 K1＝[CO][CuO]
K1 B．反应③的平衡常数 K＝K2 C．对于反应③，恒容时升高温度，H2 浓度减小，则该反应为吸热反应 D．对于反应②，恒温恒容下增大压强，H2 浓度一定增大
放热反应，温度过低，反应速率太小而影响产量，温度过高则对平衡不利，且
要考虑催化剂的活性，故应选择适当的温度和催化剂，故②正确④错；增大廉
2
1பைடு நூலகம்
价易得的水蒸气浓度可提高转化率，③正确；压强对第二步反应无影响，不必 采取高压，⑤错；增大 CO 浓度并未提高主要原材料 C 的利用率，⑥错。 答案：D 3．(2017·福建四校联考)用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g) ＋N2(g)，已知该反应在 570 K 时的平衡常数为 1×1059，但反应速率极慢。下 列说法正确的是( ) A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有 NO 或 CO B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 C．增大压强，上述平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率 D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 解析：因为该反应是可逆反应，且反应速率极慢，在有限的时间内反应不能达 到平衡，A 错误；由题干知 570 K 时反应速率极慢，故可推断出升高温度对化 学反应速率的影响不大，B 错误；因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正 向移动，但对设备要求更高，故 C 错误；高效催化剂可提高反应速率，解决反 应极慢的问题，有利于尾气的转化，故 D 正确。 答案：D 4．反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0 达到平衡后，只改变一个反应 条件，下列所画示意图不正确的是( )
1
课时作业 1．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g) ΔH<0。下列有关该工业生 产的说法正确的是( ) A．这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行 B．若物质 B 价廉易得，工业上一般采用加入过量的 B，以提高 A 的转化率 C．工业上一般采用较高温度合成 M，因温度越高，反应物的转化率越高 D．工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率 解析：这是一个放热的熵减反应，只有当 ΔH－TΔS<0 时，该反应才能自发进
(选填“增大”“减小”或“不变”)。
v 正 v 逆 平衡常数 K 转化率 α
(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度
如下表：
[CO2]/
[H2]/
[CH4]/
[H2O]/
(mol·L－1) (mol·L－1) (mol·L－1) (mol·L－1)
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
(2)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”
。活性炭可处理大气污染物 NO。在 5 L 密闭容器中加入 NO 和活性炭(假设无
杂质)，一定条件下生成气体 E 和 F。当温度分别在 T1 ℃和 T2 ℃时，测得各物 质平衡时物质的量(n/mol)如下表：
物质
活性炭 NO
2
1
A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为 v(X)＝v(Y)＝2v(Z) B．图 a 中反应达到平衡时，Y 的转化率为 37.5% C．T0 ℃时，该反应的平衡常数为 33.3 D．该反应正反应的反应热 ΔH<0 解析：温度为 T0 时，X 的物质的量浓度的变化量＝(0.3－0.05)mol·L－1＝0.25 mol·L－1，Y 的物质的量浓度的变化量＝(0.4－0.15)mol·L－1＝0.25 mol·L－1，Z 的物质的量浓度的变化量＝(0.5－0) mol·L－1＝0.5 mol·L－1，则该反应的方程式 为 X(g)＋Y(g)2Z(g)，所以发生反应时，各物质的反应速率大小关系为 2v(X) ＝2v(Y)＝v(Z)，故 A 错误。Y 的转化率
­5 为催化剂，测得 NO 转化为 N2 的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用
CO，温度超过 775
K，发现 NO 的分解率降低，其可能的原因为
___________________，在 n(NO)/n(CO)＝1 的条件下，为更好的除去 NOx，应
2
1
控制的最佳温度在________K 左右。
解析：A 项，升温，化学平衡逆向移动，CH3OH 产率降低，正确；B 项，升温， CO 的转化率降低，不正确；C 项，加压，化学平衡正向移动，H2 的转化率升 高，正确；D 项，增大压强，平衡常数不变，正确。 答案：B 5．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)
cd2 xy2 则 a、b、c、d 与 m、n、x、y 之间的关系式为ab4＝mn4。
答案：(1)
v 正 v 逆 平衡常数 K 转化率 α
增大 增大
减小
减小
cd2 xy2
(2)ab4＝mn4
11．(2017·保定模拟节选)(1)汽车使用乙醇汽油并不能减少 NOx 的排放，这使
NOx 的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以 Ag ­ZSM
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T2 时，若反应体系处于状态 D，达到平衡时 NO 的浓度要减小，反应正向进行， 则此时 v 正>v 逆，故 D 正确。 答案：D 7．在一定条件下探究二甲醚的制备反应为 2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g) ＋H2O(g) ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是( )
A．该反应的 ΔH<0 B．该反应伴随有副反应的发生 C．工业选择的较适宜温度为 280～290 ℃ D．加入催化剂可以提高 CH3OCH3 的产率 解析：由题图知，随着温度升高，CO 的转化率降低，所以升高温度，平衡逆 向移动，则该反应是放热反应，ΔH<0，A 项说法正确；从图中可知，CO 的转 化率降低的同时，CH3OCH3 的产率在不同温度下差别大，即说明该反应伴随有 副反应的发生，B 项说法正确；在 280～290 ℃间，CH3OCH3 的产率很高，工 业选择的较适宜温度为 280～290 ℃，C 项说法正确；加入催化剂可以改变反应 达到平衡的时间，但不能提高 CH3OCH3 的产率，D 项说法错误。 答案：D 8．(2017·唐山六校联考)已知合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0， 当反应器中按 n(N2)∶n(H2)＝1∶3 投料后，在不同温度下，反应达到平衡时， 得到混合物中 NH3 的物质的量分数随压强的变化曲线 a、b、c 如下图所示。下 列说法正确的是( )