2021年高考化学一轮复习第一部分专题13化学平衡常数转化率及相关平衡图像课件

解析
5. (2019·湖南邵东创新实验学校高三月考)向甲、乙、丙三个容器中充入 一定量的 A 和 B，发生反应：A(g)＋xB(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反 应物起始量、反应过程中 C 的浓度随时间变化关系分别以下表和右图表示：
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
1.0 L
温度/℃
T1
T2
A．当反应进行到 P 点时再充入少量 NO，NO 的平衡转化率减小 B．在 T1 下达到平衡后，升高温度，k 正增大倍数大于 k 逆增大倍数 C．在 T2 下达到平衡后，为了提高 N2 浓度，只能采用升温措施 D．在 T2 下上述反应进行到 t2 min 时 NO 的转化率为 30%
答案 B
答案
解析 P 点达到平衡状态，再充入 NO，相当于对原来的平衡体系加压， 该反应是等气体分子数反应，加压(缩小体积)时平衡不移动，NO 的平衡转化 率不变，A 错误；依图像，T1 下反应较快，先达到平衡，而 T1 时平衡体系中 O2 体积分数较大，说明正反应是吸热反应。达到平衡后，升高温度，平衡常 数 K 增大，K＝cNc22N·cOO 2＝kk正逆，由此推知，k 正增大倍数大于 k 逆增大倍数， B 正确；提高 N2 浓度的措施有：升温、分离 O2、充入 N2 等，C 错误；该反 应是反应前后气体分子数相等的反应，设起始时 NO 的物质的量为 a，平衡 时(t2 min)O2 为 0.3a，消耗 0.6a NO，所以此时 NO 的平衡转化率为 60%，D 错误。
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7．(2019·河北武邑中学高三调研)在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不
同 方 式 投 料 ， 一 定 条 件 下 发 生 反 应 ( 起 始 温 度 和 起 始 体 积 相 同 ) ： N2(g) ＋
3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0，相关数据如下表所示：
容器
甲
乙
丙
相关条件
恒温恒容
绝热恒容 恒温恒压
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量是 1.0 mol/L×1 L＝1.0 mol，所以 A 的转化率为16.0mmool l＝16。丙中压强为
乙中 2 倍，压强增大平衡不移动，故 x＝1，C 百度文库确；
A(g)＋B(g) 2C(g)
起始浓度(mol/L) 3
1
0
转化浓度(mol/L) 0.75 0.75 1.5
平衡浓度(mol/L) 2.25 0.25 1.5
c(丙) v(丙)
下列说法正确的是( ) A．V(甲)＞V(丙) B．K(乙)＜K(丙) C．c(乙)＞c(甲) D．v(甲)＝v(丙) 答案 C
答案
解析 根据方程式可知，1 mol N2、3 mol H2 与 2 mol NH3 在相同条件下等 效。丙为氨的分解，是气体体积增大的反应，所以丙恒温恒压，体积变大，甲 恒温恒容，体积不变，所以平衡时容器体积 V(甲)<V(丙)，故 A 错误；合成氨是 放热反应，其逆反应氨气的分解就是吸热反应，乙绝热容器，丙恒温，所以乙 反应后比丙温度低。对于放热反应，温度越低时其平衡常数越大，故反应的平 衡常数 K(乙)>K(丙)，故 B 错误；甲与乙容器体积相同，由于乙中氨气分解吸热 导致乙比甲温度低，平衡向合成氨方向移动，故平衡时氨气浓度 c(乙)>c(甲)， 故 C 正确；甲与丙起始温度和起始体积相同，恒温条件下反应，丙在恒压条件 下分解氨气生成氢气和氮气，平衡时体积比反应前大，即平衡时丙体积大于甲， 则压强甲大于丙，所以平衡时 NH3 的反应速率 v(甲)>v(丙)，故 D 错误。
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4 ． (2019·北 京 海 淀 高 三 期 中 ) 生 产 硫 酸 的 主 要 反 应 ： 2SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。图中 L(L1、L2)、X 可分别代表压强或温度。下列 说法正确的是( )
A．X 代表压强 B．推断 L1>L2 C．A、B 两点对应的平衡常数相同 D．一定温度下，当混合气中 n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2，则反应 一定达到平衡
反应物投料 平衡时容器体积
1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 2 mol NH3
V(甲)
V(乙)
V(丙)
反应的平衡常数 K
K(甲)
K(乙)
K(丙)
平衡时 NH3 的浓度 c/mol·L－1 c(甲)
平衡时 NH3 的反应速率 v/mol·L－1·min－1
v(甲)
c(乙) v(乙)
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3. (2019·武汉市高三调研)在容积可变的密闭容器中充入一定量 NO2，发 生反应 2NO2(g) N2O4(g) ΔH＝－57 kJ·mol－1。在温度为 T1、T2 时，平衡 体系中 NO2 的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 ()
A．a、c 两点的反应速率：a>c B．a、b 两点 NO2 的转化率：a<b C．a、c 两点气体的颜色：a 深，c 浅 D．由 a 点到 b 点，可以用加热的方法 答案 B
所以1－x2x·32－x＝4
解得 x＝0.75
所以 A 的转化率＝0.175mmolo/Ll/L×100%＝75%，D 错误。
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6．(2019·江西南康中学高三模拟)碳酸二甲酯 (CH3OCOOCH3，简称 DMC)是一种应用前景广泛的新材料。在密闭容 器中按 n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1 投料直接合成 DMC，反应方程式为： 2CH3OH(g)＋CO2(g) CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)。一定条件下，平衡时 CO2 的转化率如图所示。下列说法中不正确的是( )
解析
2NO ＋ O2 起始浓度/
2NO2
mol·L－1 a
5.0×10－4
0
转化浓度/
mol·L－1 0.5a
0.25a
0.5a
平衡浓度/
mol·L－1 0.5a (5.0×10－4－0.25a) 0.5a
K＝0.5a2×50×.51a02－4－0.25a＝5×10－41－0.25a
当 0.25a＝0 时，K＝2000，但 0.25a>0，所以 K>2000，D 正确。
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2．(2019·河南滑县高三调研)在恒容密闭容器中充入一定量的 NO，发生 反应：2NO(g) N2(g)＋O2(g) ΔH。实验测得反应速率表达式：v 正＝k 正·c2(NO)，v 逆＝k 逆·c(N2)·c(O2)(k 是反应速率常数，只与温度有关)。测得混合 气体中 O2 的体积分数与温度关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应③，起 始总压为 105 Pa，平衡时总压增加了 20%，环戊烯的转化率为________，该 反应的平衡常数 Kp＝____________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转 化率，可采取的措施有________(填标号)。
答案 B
答案
解析 因该反应正反应是一个气体分子数目减少的反应，增大压强，平 衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率应增大，因此 L 代表压强，X 代表温度， 且 L1>L2，故 A 错误、B 正确；由上述分析可知，X 代表温度，则 A、B 两 点的温度不同，化学平衡常数不同，故 C 错误；一定温度下，当混合气中 n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2 时，反应混合物中各组分的浓度不一定保 持不变，不一定是平衡状态，故 D 错误。
答案 BD
答案
解析 实线表示不同温度下相同时间内 NO 的转化率，虚线表示相同条 件下 NO 的平衡转化率，随着温度升高，由虚线知，NO 的平衡转化率减小， 即温度升高，2NO＋O2 2NO2 的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应， ΔH<0，A 错误；与 X 点相同温度下，NO 的转化率没有达到最大，所以反应 没有达到平衡，如果延长反应时间，使反应达到平衡，则可以提高 NO 转化 率，B 正确；Y 点处，反应已达平衡，通入 O2 时，平衡正向移动，NO 的转 化率会提高，C 错误；设起始时 c(NO)＝a mol·L－1，则：
故 T1 ℃，该反应的平衡常数为 K＝2.251×.520.25＝4，
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令 T1 ℃，起始时甲容器中充入 0.5 mol A、1.5 mol B，反应到达平衡时
A 的浓度变化量为 x，则
A(g)＋B(g) 2C(g)
起始浓度(mol/L) 1
3
0
转化浓度(mol/L) x
x
2x
平衡浓度(mol/L) 1－x 3－x 2x
专题13 化学平衡常数、转化率 及相关平衡图像
1．(2019·江苏高考)(双选)在恒压、NO 和 O2 的起始浓度一定的条件下， 催化反应相同时间，测得不同温度下 NO 转化为 NO2 的转化率如图中实线所 示(图中虚线表示相同条件下 NO 的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正 确的是( )
A．反应 2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的 ΔH>0 B．图中 X 点所示条件下，延长反应时间能提高 NO 转化率 C．图中 Y 点所示条件下，增加 O2 的浓度不能提高 NO 转化率 D．380 ℃下，c 起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO 平衡转化率为 50%，则 平衡常数 K>2000
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8．(2019·全国卷Ⅱ节选)环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛用于 农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(1)已知：
ΔH1＝100.3 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1 ②
对于反应： ________kJ·mol－1。
③ΔH3 ＝
答案
解析 由图像可知，a、c 两点都在等温线上，c 点的压强大，则 a、c 两 点的反应速率：a＜c，故 A 错误；由图像可知，a 点的二氧化氮体积分数高， 所以转化率 a＜b，故 B 正确；a、c 比较只改变了压强，压强增大虽然使平 衡正向移动，但 NO2 浓度增大的趋势只减缓不抵消，c 点 NO2 浓度大于 a 点， 因此 a、c 两点气体的颜色：a 浅、c 深，故 C 错误；升高温度，化学平衡向 着逆向移动，NO2 的体积分数增大，a 点到 b 点二氧化氮体积分数减少，说 明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由 a 点到 b 点的转变，故 D 错 误。
答案 C
答案
解析 由图可知，10 min 内甲容器中 C 的浓度变化量为 1 mol/L，v(C) ＝1 mol/L÷10 min＝0.1 mol/(L·min)。由于速率之比等于化学计量数之比，所 以 v(A)＝0.1 mol/(L·min)÷2＝0.05 mol/(L·min)，A 错误；比较甲与乙可知， 乙先到达平衡，故温度 T1＜T2，温度越高，C 的浓度越低，升高温度平衡向 逆反应方向移动，故正反应为放热反应，B 错误；乙中平衡时 C 的浓度是 1.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗 A 的浓度是 0.5 mol/L，物质的量是 0.5 mol/L×0.5 L＝0.25 mol，所以 A 的转化率为01.2.55mmooll＝16；丙中平衡时 C 的 浓度是 2.0 mol/L，则根据方程式可知，消耗 A 的浓度是 1.0 mol/L，物质的
T2
反应物 1.5 mol A、 1.5 mol A、 6.0 mol A、
起始量 0.5 mol B 0.5 mol B 2.0 mol B
下列说法正确的是( ) A．10 min 内甲容器中反应的平均速率 v(A)＝0.025 mol/(L·min) B．由图可知：T1＜T2，且该反应为吸热反应 C．若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动 D．T1 ℃，起始时甲容器中充入 0.5 mol A、1.5 mol B，平衡时 A 的转化 率为 25%
A．该反应的正反应为放热反应 B．压强 p2＞p1 C．X 点对应的平衡常数为 0.1 L/mol D．X、Y、Z 三点对应的初始反应速率的关系为 Z>Y>X
答案 C
答案
解析 根据图像分析可知，随温度的升高，二氧化碳的转化率减小，因 此该反应的正反应为放热反应，故 A 正确；在相同的温度下，p2 时二氧化碳 的转化率大于 p1 状态下的转化率，因此 p2＞p1，故 B 正确；反应前后系数不 等，无法求算该反应的平衡常数，故 C 错误；X、Y、Z 三点对应的初始反 应速率的关系为 Z＞Y＞X，故 D 正确。