高考化学一轮总复习 第七章化学平衡常数 化学反进行的方向练习试题

回夺市安然阳光实验学校化学平衡常数化学反应进行的方向
1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )
A．K值不变，平衡可能移动
B．平衡向右移动时，K值不一定变化
C．K值有变化，平衡一定移动
D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍
解析：因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K 值应该变为K2原，D项错误。

答案：D
2．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
3．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( )
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
4．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)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( )
A．反应①的平衡常数K1＝
c CO 2·c Cu
c CO·c CuO
B ．反应③的平衡常数K ＝K 1
K 2
C ．对于反应③，恒容时升高温度，H 2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，H 2浓度一定增大
解析：反应①的平衡常数K 1＝c CO 2
c CO ，固体浓度按1计，故A 错误；反
应③可由①－②得到，故反应③的平衡常数K ＝K 1
K 2
，B 正确；对于反应③，恒容
时升高温度，H 2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，H 2浓度不变，故D 错误。

答案：B
5．(2018·湖南郴州第一次质量检测)一定条件下，CO 2(g)＋3H 2(g)
H 2O(g)＋CH 3OH(g) ΔH ＝－53.7 kJ·mol －1
；向2 L 恒容恒温密闭容
器中充入1 mol CO 2和2.8 mol H 2反应，图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO 2的转化率[α(CO 2)]随时间(t )的变化曲线。

下列说法中不正确的是( )
A ．m 点：v (正)>v (逆)
B ．活化能：过程Ⅱ>过程Ⅰ
C ．n 点时该反应的平衡常数K ＝50
D ．过程Ⅰ，t 2时刻改变的反应条件可能是升高温度
解析：m 点CO 2的转化率不是最大，反应向正反应方向进行，因此
v (正)>v (逆)，A 项正确；过程Ⅰ首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活
化能：过程Ⅱ>过程Ⅰ，B 项正确；n 点时CO 2的转化率是80%，则根据方程式可
知
CO 2(g)＋3H 2(g)H 2O(g)＋CH 3OH(g)
起始浓度/mol·L
－1
0.5 1.4 0 0
转化浓度/mol·L
－1
0.4 1.2 0.4 0.4
平衡浓度/mol·L
－1
0.1 0.2 0.4 0.4
所以该反应的平衡常数K ＝0.4×0.4
0.1×0.23＝200，
C 项错误；过程Ⅰ，t 2时刻CO 2的转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，由于正反应放热，因此改变的反应条件可能是升高温度，
D 项正确。

答案：C
6．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)
CO 2(g)＋N 2(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( )
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p B、p C、p D，则p C＝p D>p B
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p C>p D＝p B，故C错误；在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．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。

下列有关说法不正确的是( )
A．上述反应的ΔH>0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1 100 ℃时该反应平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在Y点：v正<v逆
解析：由图像知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故p4>p3>p2>p1，B项正确；1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H2)＝0.16 mol·L－1，即平衡常数K ＝
0.162×0.162
0.02×0.02
≈1.64，C项正确；压强为p4时，Y点未达到平衡，需增大CH4转化率达到平衡，此时v正>v逆，D项错误。

答案：D
8．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
9．已知：MgCO3(s)MgO(s)＋CO2(g) ΔH>0，在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度T下达到平衡，p(CO2)＝4 MPa。

(1)该平衡常数表达式K＝________。

(2)若反应体系的体积不变，升高温度，则p(CO2)将________(填“增
大”“减小”或“不变”)。

(3)若反应温度T不变，将反应体系的体积缩小至原来的一半，则p(CO2)变化范围为________________________。

答案：(1)c(CO2) (2)增大(3)4 MPa≤p(CO2)<8 MPa
10．对于可逆反应CO＋H2O(g)CO2＋H2，回答下列问题：
(1)830 K时，若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。

(2)830 K时，若只将起始时c(H2O)改为6 mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。

(3)若830 K时，起始浓度c(CO)＝a mol·L－1，c(H2O)＝b mol·L－1，H2
的平衡浓度c(H2)＝c mol·L－1，则：
①a、b、c之间的关系式是____________；
②当a＝b时，a＝________c。

解析：(1) CO＋H2O(g)CO2＋H2
起始浓度/(mol·L－1) 2 3 0 0转化浓度/(mol·L－1) 1.2 1.2 1.2 1.2
平衡浓度/(mol·L－1) 0.8 1.8 1.2 1.2
K ＝
1.2×1.2
0.8×1.8
＝1，α(H2O)＝
1.2
3
×100%＝40%。

(2)设CO的转化浓度为x mol·L－1
CO＋H2O(g)CO2＋H2
起始浓度/(mol·L－1) 2 6 0 0
转化浓度/(mol·L－1) x x x x
平衡浓度/(mol·L－1) 2－x 6－x x x
K＝
x2
2－x6－x
＝1，解得x＝1.5，
则α(H2O)＝
1.5
6
×100%＝25%。

(3) CO＋H2O(g)CO2＋H2
起始浓度/(mol·L－1) a b 0 0
转化浓度/(mol·L－1) c c c c
平衡浓度/(mol·L－1) a－c b－c c c
c2
a－c b－c
＝1，化简得c＝
ab
a＋b
，当a＝b时，a＝2c。

答案：(1)40% 1 (2)25% (3)①c＝
ab
a＋b
②2
11．(1)汽车使用乙醇汽油并不能减少NO x的排放，这使NO x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 ­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NO x，应控制的最佳温度在________K 左右。

(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
温度/℃
活性炭NO E F
初始 3.000 0.10 0 0
T1 2.960 0.020 0.040 0.040
T2 2.975 0.050 0.025 0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式：________________________。

②若T1<T2，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。

解析：(2)①根据表中的数据变化量之比及原子守恒可确定方程式中的生成物及各物质的化学计量数；②由T1变至T2，温度升高，NO的物质的量增大，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，则该反应的ΔH<0；③由于该反应为等体积反应，且反应物只有NO为气态，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的转化率不变，可用表中数据直接求得。

答案：(1)NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也可，其他合理说法也可) 870(数值接近即可)
(2)①C＋2NO一定条件CO2＋N2②<③80%
12．在工业上常用CO与H2合成甲醇，热化学方程式为CO(g)＋
2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－574.4 kJ·m ol－1。

(1)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO 和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与
n H2
n CO
的关系如图1所示。

①当起始
n H2
n CO
＝2时，经过5 min反应达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5 min内平均反应速率v(H2)＝________________。

若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

②当
n H2
n CO
＝3.5时，反应达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图1中
的________(填“D”“E”或“F”)点。

(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO 和20 mol H 2。

CO 的平衡转化率[α(CO)]与温度(T )、压强(p )的关系如图2所示。

①A、B 、C 三点对应的平衡常数K A 、K B 、K C 的大小关系为______________。

②若达到平衡状态A 时，容器的体积为10 L ，则在平衡状态B 时容器的体积为________ L 。

解析：(1)①n H 2
n CO
＝2，又n (CO)＋n (H 2)＝3 mol ，则n (H 2)＝2 mol ，n (CO)
＝1 mol,0～5 min 内转化的n (CO)＝0.6 mol ，则有
CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g)
起始/(mol·L －1
) 0.5 1 0 转化/(mol·L －1) 0.3 0.6 0.3 平衡/(mol·L －1) 0.2 0.4 0.3
v (H 2)＝0.6 mol·L －1÷5 min＝0.12 mol·L －1·min －1，K ＝
0.30.2×0.42>0.3＋0.2
0.2＋0.2×0.42，所以平衡正向移动，
v 正>v 逆，H 2的转化率将增大。

②反应物按方程式中各物质的化学计量数比投料时产物的体积分数最大，否则都会使产物的体积分数减小，故应选F 点。

(2)①平衡常数只与温度有关，CO 与H 2反应生成CH 3OH 的反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，则K C <K A ，A 点与B 点的温度相同，K A ＝K B ，所以三者的关系是K A ＝K B >K C 。

②达到平衡状态
A 时，容器的体积为10 L ，状态A 与
B 的平衡常数相同，状态A 时CO 的转化率是0.5，则平衡时CO 的物质的量是10 mol×(1－0.5)＝5 mol ，浓度是0.5 mol·L
－1
，c (H 2)＝1 mol·L －1，生成甲醇的物质的量是5 mol ，浓度是0.5 mol·L －1
，
所以平衡常数K A ＝1；设状态B 时容器的体积是V L ，状态B 时CO 的转化率是0.8，则平衡时，CO 的物质的量浓度为2V mol·L －1
，氢气的物质的量浓度是4V
mol·L －1
，生成甲醇的物质的量浓度是8V
mol·L －1
，K B ＝
8
V
2
V
×
4
V
2
＝1，解得V
＝2。

答案：(1)①0.12 mol·L －1
·min －1
增大 ②F (2)①K A ＝K B >K C ②2。