高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3-3化学平衡常数同步检测含解析 人教版选修4 17页

第3课时　化学平衡常数 记一记 ‎1.在一定温度下，当一个可逆反应mA(g)＋nB(g>pC(g)＋qD(g)达到化学平衡时，其化学平衡常数的表达式为K＝。‎ ‎2．化学平衡常数K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。‎ ‎3．K值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行的越完全，反应物的转化率越离。‎ ‎4．升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应，反之为放热反应；降低温度，若K值增大，则正反应为放热反应，反之为吸热反应。‎ 探一探 反应1：可逆反应N2＋3H22NH3是工业上合成氨的重要反应。该反应正向为放热反应。反应过程中，反应物和产物均为气态。‎ 反应2：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该反应前后气体分子数不发生改变。‎ 反应3：可逆反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。这是利用碳单质制取水煤气的重要反应。‎ ‎1．对于反应1，若保持其他条件不变，分别升高温度、增大N2的浓度，平衡如何移动？平衡常数K如何变化？‎ ‎[提示]　升高温度，平衡，向逆反应方向移动，K减小；增大N2的浓度，平衡向正反应方向移动，但K保持不变。‎ ‎2．对于反应1，若保持其他条件不变，加入催化剂，反应速率如何变化？平衡如何移动？平衡常数K如何变化？‎ ‎[提示]　加入催化剂，反应速率加快，平衡不移动，K不变。‎ ‎3．反应2的平衡常数是K，则反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数为多少？反应H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数为多少？‎ ‎[提示]　反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的平衡常数为，H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数为。‎ ‎4．反应3的平衡常数表达式是什么？对于反应3，若保持其他条件不变，升高温度，K值增大，该反应是吸热反应还是放热反应？‎ - 17 -‎ ‎[提示]　K＝；高温度K值增大，说明化学平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应。‎ ‎　‎ 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。(×)‎ ‎(2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大。 (×)‎ ‎(3)升高温度，K值增大，则正反应为放热反应。(×)‎ ‎(4)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。(√)‎ ‎(5)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度。(√)‎ ‎(6)升高温度，K值减小，逆反应为吸热反应。(√)‎ ‎(7)K值越大，反应物的转化率越小。(×)‎ ‎(8)对于反应N2＋3H22NH3一定温度下某一时刻QC＝K，反应处于平衡状态。(√)‎ ‎(9)反应物的转化率一定等于生成物的产率。(×)‎ ‎(10)任何化学反应都存在某一温度下的化学平衡常数。(×)‎ 练一练 ‎1.[2019·郑州高二月考]下列对化学平衡常数(K)的叙述正确的是(　　)‎ A．仅升高温度，K可能增大，也可能减小 B．仅加入催化剂，K可能增大 C．仅增大压强，K可能减小 D．仅减小浓度，K值可能减小 答案：A ‎2．[2019·济南高二检测]已知下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)H2S(g)　K1；S(s)＋O2(g)SO2(g)　K2。则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为 (　　)‎ A．K1＋K2 B．K1－K2‎ C．K1·K2 D．K1/K2‎ 答案：D ‎3．[2019·石家庄高二月考]某温度下，反应2A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g)2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为(　　)‎ A．2 500 B．50‎ C．0.02 D．0.002‎ 答案：C - 17 -‎ ‎4．[2019·衡水中学高二检测]已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：‎ t/℃ ‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ K ‎ ‎1.67‎ ‎1.11‎ ‎1.00‎ ‎0.60‎ ‎0.38‎ 下列有关叙述不正确的是 (　　)‎ A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ B．上述反应的正反应是放热反应 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃‎ 答案：C 知识点一 化学平衡常数的概念 ‎1.下列叙述中不正确的是 (　　)‎ A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数 B．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡 D．催化剂不能改变平衡常数的大小 解析：化学平衡常数仅是温度的函数，温度改变平衡常数改变，温度不变平衡常数不变，因此平衡常数变化时，化学平衡发生移动，但化学平衡发生移动时，平衡常数未必变化，催化剂不能使平衡移动，平衡常数不变。‎ 答案：B ‎2．可逆反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在t ℃下达到平衡，其平衡常数可表示为 (　　)‎ A．K＝ 　B．K＝ C．K＝ D．K＝ 解析：C是固体，它的浓度视为“1”，在平衡常数表达式中不出现。‎ 答案：D 知识点二 过滤和蒸发 ‎3.汽车尾气净化中的一个反应如下：‎ - 17 -‎ NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.4 kJ·mol－1‎ 在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是 (　　)‎ 解析：该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。‎ 答案：C ‎4．[2019·黑龙江鹤岗一中高二月考]可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态时，在恒温恒容条件下向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Qc为浓度商) (　　)‎ A．Qc不变，K变大，O2的转化率增大 B．Qc不变，K变大，SO2的转化率减小 C．Qc变小，K不变，O2的转化率减小 D．Qc增大，K不变，SO2的转化率增大 解析：当可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态时，在恒温恒容条件下向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，浓度商Qc＝的值变小，平衡向右移动，O2的转化率减小，SO2的转化率增大；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；故C正确。‎ 答案：C 知识点三 SO离子检验 ‎5.已知某化学反应的平衡常数K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：‎ t/℃ ‎ ‎ 700 ‎ ‎ 800 ‎ ‎ 830 ‎ ‎ 1 000 ‎ ‎ 1 200 ‎ ‎ K ‎ ‎ 1. 67 ‎ ‎ 1.11 ‎ ‎ 1.00 ‎ ‎ 0.60 ‎ ‎ 0.38‎ 下列有关叙述不正确的是 (　　)‎ A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ B．上述反应的正反应是放热反应 C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830‎ - 17 -‎ ‎ ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态 D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃‎ 解析：由平衡常数表达式可判断该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，A正确；分析表中数据，平衡常数随温度的升高而减小，说明升温平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，B正确；依据化学平衡三段式列式计算浓度商，并与该温度下的平衡常数进行比较：‎ ‎　　　　　　　CO(g) ＋ H2O(g)CO2(g) ＋ H2(g)‎ 起始量/mol 0 0 1 1‎ 变化量/mol 0.4 0.4 0.4 0.4‎ ‎5 min末量/mol 0.4 0.4 0.6 0.6‎ 反应前后气体总物质的量不变，可以用其物质的量代替浓度计算浓度商，Q＝2.25≠1.00，此时反应没有达到平衡状态，故C错误；依据平衡常数表达式和平衡常数数值计算分析，若平衡浓度符合＝，则＝＝0.6，结合表中数据可知，此时温度为1 000 ℃，故D正确。‎ 答案：C ‎6．已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充人0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不正确的是 (　　)‎ 温度/℃‎ ‎700 ‎ ‎830 ‎ ‎1 200‎ ‎ K值 ‎ ‎1.7 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0.4‎ A.达到平衡后，B的转化率为50%‎ B．增大压强，正、逆反应速率均加快 C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1‎ 解析：设平衡时B减少的物质的量浓度为x mol·L－1，则：‎ ‎　　　　　 A(g)　＋　B(g)C(g)＋D(g)‎ 开始/(mol·L－1) 0.1 0.1 0 0‎ 变化/(mol·L－1) x x x x 平衡/(mol·L－1) 0.1－x 0.1－x x x 故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v - 17 -‎ ‎(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。‎ 答案：C 综合考查 化学平衡常数计算与判断 ‎7.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为 (　　)‎ ‎ A．9 　　　B．16　　　 C．20 　　　D．25‎ 解析：由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol·L－1×2＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5 mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。‎ 答案：C ‎8．[2019·江西南昌二中高二月考]在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向进行 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大 C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大 D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka 解析：题图中横坐标为起始时SO2的物质的量，纵坐标勾平衡时SO3的体积分数，曲线上的点对应的状态为平衡状态，A错误；改变的只有起始时n(SO2)，n(O2)不变，当起始n(SO2)越小时，SO2的转化率越大，故a点SO2的转化率最大，B正确，C错误；温度不变，则平衡常数不变，D错误。‎ 答案：B ‎9．在一定温度下，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：‎ 温度/℃ ‎ ‎1 000‎ ‎1150‎ ‎1 300‎ 平衡常数 ‎ ‎64.0‎ ‎50.7‎ ‎42.9‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“<”“>”或“＝”)。‎ - 17 -‎ ‎(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率为________。‎ ‎(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，v正________v逆(填“<”“>”或“＝”)，平衡向________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。‎ 解析：(1)反应Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)十3CO2(g)的平衡常数K＝，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，ΔH<0。‎ ‎(2)设平衡时CO的物质的量变化为n mol，则 ‎　　　　Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)‎ 开始(mol): 1 1‎ 变化(mol): n 1＋n 平衡(mol): 1－n 1＋n 所以＝64，解得n＝0.6，所以v(CO2)＝＝0.006 mol·L－1·min－1，CO的平衡转化率为×100%＝60%。‎ ‎(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，CO的浓度为0.09 mol·L－1，CO2的浓度为0.21 mol·L－1，此时Qc＝<64，平衡向正反应方向移动，v正>v逆。‎ 答案：‎ ‎(1)c3(CO2)/c3(CO)　<‎ ‎(2)0.006 mol·L－1·min－1　60%　(3)>　正向 基础达标 ‎1.[2019·广东阳江一中高二月考]下列关于平衡常数K的说法中，正确的是 (　　)‎ A．在任何条件下，化学平衡常数K都是一个恒定值 B．平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关 C．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度 D．对于可逆反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2‎ - 17 -‎ ‎(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝ 解析：化学平衡常数随温度的改变而改变，故A错误；平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关，故B正确；从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行程度，平衡常数越大，反应进行得越彻底，故C错误；对于可逆反应c(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝，故D错误。‎ 答案：B ‎2．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是(　　)‎ ‎①H2＋F22HF　K＝1047‎ ‎②H2＋Cl22HCl　K＝1017‎ ‎③H2＋Br22HBr　K＝109‎ ‎④H2＋I22HI　K＝1‎ 比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是 (　　)‎ A．①②③④ 　B．④②③①‎ C．①④③② D．无法确定 解析：化学平衡常数越大．表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。‎ 答案：A ‎3．[2019·广东肇庆实验中学高二期中]对于在密闭容器中进行的反应2SO2＋O22SO3，如果保持温度不变，下列有关说法正确的是 (　　)‎ A．增加SO2的浓度，正反应速率先增大，后保持不变 B．增加SO2的浓度，逆反应速率逐渐减小 C．增加SO2的浓度，平衡常数增大 D．增加SO2的浓度，平衡常数不变 解析：增加SO2的浓度，正反应速率瞬间增大，后逐渐减小，故A错误；增加SO2的浓度，逆反应速率逐渐增大，故B错误；温度不变；平衡常数不变，增加SO2的浓度，没有改变温度，平衡常数不变，故C错误，D正确。‎ 答案：D ‎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＝ B．反应③的平衡常数K＝ C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的ΔH>0‎ - 17 -‎ D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 解析：A项，固体物质不列入平衡常数表达式，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，错误；B项，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，反应②的平衡常数K2＝c(H2O)/c(H2)，反应③的平衡常数K3＝c(CO2)·c(H2)/c((CO)·c(H2O))＝K1/K2，正确；C项，对于反应③温度升高，H2浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的ΔH<0，错误；D项，反应③恒温恒容下，增大压强，H2浓度可能增大、不变或减小，错误。‎ 答案：B ‎5．[2019·江西吉安一中高二月考]某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中充入气体A、气体B，其浓度分别为2 mol·L－1、1 mol·L－1，且发生如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)。反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6 mol C，且反应前后气体的压强比为5∶4，则下列说法中正确的是 (　　)‎ ‎①该反应的平衡常数表达式为K＝ ‎②B的转化率为35%‎ ‎③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 ‎④增加C的量，A、B的转化率不变 A．①② 　　　B．②③　　　C．③④ 　　　D．①④‎ 解析：反应一段时间后达到平衡状态，测得反应前后气体的压强比为5∶4，故反应后气体体积减小，C、D中至少有一种不为气体；在一个2 L的密闭容器中充入气体A、B，测得其浓度分别为2 mol·L－1和1 mol·L－1；则气体A、气体B的物质的量分别为2 mol·L－1×2 L ＝4 mol、1 mol·L－1×2 L＝2 mol，则反应前气体的总物质的量为4 mol＋2 mol＝6 mol；由反应前后气体的压强比为5∶4，可知平衡时气体的总物质的量为6 mol×＝4.8 mol；生成1.6 mol C，则生成D的物质的量为1.6 mol×＝0.8 mol，参加反应的B的物质的量为1.6 mol×＝0.8 mol，A的物质的量为1.6 mol×＝1.2 mol，则平衡时，A、B、C、D的物质的量分别为4 mol－1.2 mol＝2.8 mol、2 mol－0.8 mol＝1.2 mol、1.6 mol、0.8 mol，因平衡时气体的总物质的量为4.8 mol，故D为气体，C为液体或固体。C不为气体，故C不能出现在平衡常数的表达式中，①错误；参加反应的B的物质的量为0.8 mol，故B的平衡转化率为×100%＝40%，②错误；反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，③正确；C不为气体，故增加C的量，平衡不移动，A、B的转化率不变，④正确；题给说法中正确的是③④，答案选C。‎ 答案：C - 17 -‎ ‎6．反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K＝，有关该平衡体系的说法不正确的是(　　)‎ A．升高温度，该反应平衡常数K的变化无法判断 B．增大压强，W的质量分数减小 C．该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)‎ D．增大X气体浓度，平衡向正反应方向移动 解析：根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态，可得该反应的化学方程式为32(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，C项正确；由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应，故升高温度无法判断化学平衡常数的变化，A项正确；增大压强，平衡右移，W的质量分数减小，B项正确；增大X的浓度，平衡逆向移动，D项错误。‎ 答案：D ‎7．[2019·河南漯河高中矿高三模拟]加热N2O5，依次发生分解反应：①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为 (　　)‎ A．4.25 　　　B．8.5 　　　C．17 　　　D．22.5‎ 解析：在反应①中生成的N2O3与O2的物质的量之比为1∶1，如果不发生反应②，则两者物质的量相同。发生反应②，平衡后O2比N2O3多(9－3.4) mol ＝5.6 mol；反应②中每减少1 mol N2O3，增加1 mol O2，又O2比N2O3多5.6 mol，则共分解了2.8 mol N2O3；所以反应①中N2O5分解生成的N2O3的物质的量为(3.4＋2.8)mol＝6.2 mol，有6.2 mol N2O5分解，所以平衡后N2O5的物质的量为(8－6.2)mol＝1.8 mol。容器容积为2 L，则反应①的平衡常数K＝＝＝8.5，故B正确。‎ 答案：B ‎8．[2019·广西陆川中学高二期中]在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)32(g)，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)‎ A．Q点时，Y的转化率最大 B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 C．升高温度，平衡常数增大 - 17 -‎ D．温度一定，平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 ‎ 解析：Q点时，X的体积分数最小，则X的转化率最大，因X、Y初始量的比值等于化学计量数之比，则此时Y的转化率也最大，A正确；温度越高，化学反应速率越大，所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，B错误；由题图可知，达到平衡后，升高温度，X的体积分数增大，则反应逆向进行，ΔH<0，故升高温度，平衡常数减小，C错误；该反应前后气体体积不变，所以平衡时充入Z，新平衡与原平衡等效，Z的体积分数不变，D错误。‎ 答案：A ‎9．在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：‎ 物质 X Y Z ‎ 初始浓度/( mol·L－1) ‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ 平衡浓度/( mol·L－1) ‎ ‎0.05‎ ‎0.05‎ ‎0.1‎ 下列说法错误的是 (　　)‎ A．反应达到平衡时，X的转化率为50%‎ B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600‎ C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析：反应达到平衡时，X的转化率为×100%＝50%，A正确；根撼反应速率之比＝浓度变化量之比＝化学计量数之比可知：Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，则反应的化学方程式为X＋3Y2Z，K＝＝＝1 600，B正确；平衡常数只受温度的影响，温度不变时，平衡常数不变，C错误；平衡常数只受温度的影响，温度改变时，化学平衡常数一定改变，D正确。‎ 答案：C ‎10．已知：3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)　ΔH>0，在700℃，CH4与N2在不同初始物质的量之比时CH4的平衡转化率如图所示，下列说法正确的是 (　　)‎ A.越大，CH4的转化率越高 B.不变时，若升温，NH3的体积分数会增大 C．b点对应的平衡常数比a点的大 D．b点对应的NH3的体积分数约为26%‎ 解析：由图像看出，CH4的转化率随着的增大而降低，故A错误：ΔH>0，该反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，NH3的体积分数会增大，故B正确；a、b - 17 -‎ 两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，则平衡常数相同，故C错误；b点对应的甲烷转化率为22%，＝0.75，则设甲烷为3 mol，氮气为4 mol，‎ ‎　　　　　　 3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)　ΔH>0‎ 起始量/mol 3 　 4 　0‎ 转化量/mol 0.66 0.44 0.88‎ 平衡量/mol 2.34 3.56 0.88‎ 则NH3的体积分数为数为×100%≈13%，故D错误。‎ 答案：B ‎11．[2019·河北衡水中学月考，“变化观念与平衡思想”素养]在一容积恒定的密闭容器中发生反应：‎ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，‎ 该反应达到平衡后，测得相关数据如下：‎ 实验 序号 温度/℃‎ 初始CO浓度/‎ ‎(mol·L－1)‎ 初始H2O浓度/‎ ‎(mol·L－1)‎ CO的平衡 转化率 ‎1‎ ‎110‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎50%‎ ‎2‎ ‎100‎ ‎1‎ ‎1‎ X ‎3‎ ‎110‎ ‎0.8‎ Y ‎60%‎ ‎(1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中再加入0.5 mol CO(g)和0.5 mol H2(g)，平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。‎ ‎(2)实验2中X的值________(填序号)。‎ A．等于50% 　B．大于50%‎ C．小于50% D．无法确定 ‎(3)实验3中Y的值为____________。‎ ‎(4)在100 ℃下，下列选项中能说明反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0达到平衡状态的是________(填序号)。‎ A．压强不再变化 B．生成H2O的速率和消耗H2的速率相等 C．混合气体的密度不变 D．H2的质量不再变化 解析：(1)由反应速率的公式可得v(CO)＝1 mol·L－1×50%÷10 h＝0.05 mol·L－1·h－1，根据反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知，v(H2) ＝v(CO)＝0.05 mol·L－1·h - 17 -‎ ‎－1。反应达到平衡时可得CO、H2O、CO2、H2的浓度均为0.5 mol·L－1，且反应前后气体分子数不变，在此实验的平衡体系中再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，同时改变了反应物和生成物的浓度，并且变化量一致，则平衡不移动。(2)由题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故实验2中CO的平衡转化率增大，B项正确。(3)由实验1可知，在110 ℃时，该反应的平衡常数K＝[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]＝1，温度一定时，K为定值，故实验3的K＝(0.48×0.48)/[0.32×(Y－0.48)]＝1，求得Y＝1.2。(4)此反应前后气体分子数不变，反应前后体系压强始终不变，A项错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率始终相等且都表示逆反应速率，B项错误；混合气体的密度始终不变，C项错误：H2的质量不再变化，即H2的消耗速率与生成速率相等，说明反应达到平衡状态，D项正确。‎ 答案：(1)0.05　不　(2)B　(3)1.2　(4)D ‎12．300 ℃时，将2 mol A和2 mol B两种气体混合加入2 L密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)　ΔH,2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D。‎ ‎(1)在2 min末，A的平衡浓度为________，B的转化率为________，0～2 min内D的平均反应速率为________。‎ ‎(2)该反应的平衡常数表达式为K＝______________。该温度下化学平衡常数数值K1＝____________。已知350 ℃时K2＝1，则ΔH____________(填“>”或“<”)0。‎ ‎(3)300 ℃时，将该反应容器体积压缩为1 L，则A的转化率______________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是___________________________________________。若该条件下平衡常数为K3，则K3________(填“<”“>”或“＝”)K1，原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。‎ ‎ A．容器中压强不变 ‎ B．混合气体中c(A)不变 ‎ C．v(A)＝v(C)‎ ‎ D．混合气体密度不变 解析：(1)根据反应方程式3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)可知，生成0.8 mol D时，消耗A 1.2 mol，消耗B 0.4 mol，生成C 0.8 mol。故A的平衡浓度为(2－1.2) mol÷2 L＝0.4 mol·L－1，B的转化率为0.4 mol÷2 mol×100%＝20%,0～2 min内D的平均反应速率为v＝Δc/Δt＝0.8 mol÷2 L÷2 min＝0.2 mol·L－1·min－1。 (2)化学平衡常数是在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，则K＝。达到化学平衡时，c(A)＝0.4 mol·L－1，c(B)＝(2－0.4) mol÷2 L＝0.8 mol·L－1，c(C)＝0.8 mol÷2 L＝0.4 mol·L－1，c(D) ＝0.8 mol÷2 L＝0.4 mol·L－1，所以化学平衡常数K1＝‎ - 17 -‎ ＝0.5。350 ℃时K2＝1，可见升高温度，K值增大，说明升高温度化学平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应，即ΔH>0。(3)在该反应中，反应前后气体分子数不变，所以增大压强(缩小容器体积)，化学平衡不移动。A、B的转化率都不会发生变化。化学平衡常数只与温度有关，所以K1＝K3。(4)当反应达到化学平衡时，各物质的浓度不变，用同一物质表示的正反应速率和逆反应速率相等，各物质的体积分数不变。在该反应中，由于容器的体积不变，且该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以任何时刻的压强不变，气体的密度也不变。本题选B。‎ 答案：‎ ‎(1)0.4 mol·L－1　20%　0.2 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)　0.5　>‎ ‎(3)不变反应前后气体分子数不变，所以增大压强平衡不移动　＝　K只与温度有关 ‎(4)B 能力达标 ‎13.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。‎ 反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH30H(g)　ΔH1‎ 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2‎ 下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)：‎ 温度 ‎ ‎250℃‎ ‎300℃ ‎ ‎350℃‎ K ‎ ‎2.0‎ ‎0.27 ‎ ‎0.012‎ ‎(1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅰ，5 min后测得c(CO)＝0.4 mol·L－1，计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为________mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)由表中数据判断ΔH1________(填“>”“<”或“＝”)0；反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝________(用ΔH1和ΔH2表示)。‎ ‎(3)若容器容积不变，则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是________(填序号)。‎ a．充入CO，使体系总压强增大 b．将CH3OH(g)从体系中分离 c．充入He，使体系总压强增大 d．使用高效催化剂 ‎(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式：KⅡ - 17 -‎ ‎＝________；保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，平衡常数KⅡ________(填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎(5)比较这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。‎ 解析：(1)CO浓度变化量为－0.4 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(CO)＝＝0.12 mol·L－1·min－1，不同物质的速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)＝2v(CO)＝2×0.12 mol·L－1·min－1＝0.24 mol·L－1·min－1。(2)由表中数据可知，随温度升高，平衡常数K减小，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH1<0；根据盖斯定律，由反应Ⅱ－反应Ⅰ得CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝ΔH2－ΔH1。(3)充入CO，使体系总压强增大，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，a项错误；将CH3OH(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，b项正确；充入He，体系总压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，CO转化率不变，c项错误；使用高效催化剂，平衡不移动，d项错误。(4)反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数KⅡ＝；保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，则平衡正向移动，因为温度不变，所以平衡常数不变。‎ 答案：‎ ‎(1)0.24　‎ ‎(2)<　ΔH2－ΔH1　‎ ‎(3)b ‎(4)　正向　不变 ‎(5)Ⅰ ‎14．在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：‎ A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1‎ 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表：‎ 时间t/h ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎4.91‎ ‎5.58‎ ‎6.32‎ ‎7.31‎ ‎8.54‎ ‎9.50‎ ‎9.52‎ ‎9.53‎ ‎9.53‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)由总压强p和起始压强p0，计算反应物A的转化率α(A)的表达式为____________，平衡时A的转化率为____________，列式并计算反应的平衡常数K：‎ ‎________________________________________________________________________‎ - 17 -‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)①由总压强p和起始压强p0表示达到平衡时反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)∶n总＝________mol，n(A)＝________mol。‎ ‎②下表为反应物A的浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。‎ 反应时间t/h ‎ ‎0‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎16‎ c(A)/(mol·L－1) ‎ ‎0.10‎ a ‎0.026‎ ‎0.006 5‎ 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为____________mol·L－1。‎ 解析：‎ ‎(1)该反应是一个气体体积增加的吸热反应，升温、减压均有利于平衡正向移动，提高A的转化率。‎ ‎(2)结合pV＝nRT，该反应消耗A的物质的量即是体系增加的物质的量，α(A)＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%；α(A)＝×100%＝94.1%。(3)①结合在等温、等容下物质的量之比等于压强之比，那么＝，n总＝0.10 mol×；n(A)＝0.10 mol－(n总－0.10 mol)＝0.10 mol－(0.10×－0.10)mol＝0.10 mol×(2－)。②结合①，4 h时n(A)＝0.10 mol×(2－)＝0.051 mol，c(A)＝0.051 mol·L－1。由表格数据可知，达到平衡前每4 h，c(A)减小约一半，那么12 h时，c(A)约为0.013 mol·L－1。‎ 答案：‎ ‎(1)升高温度、减小压强 ‎(2)(－1)×100%　94.1%‎ ‎　　　　　　 A(g)　　　　　B(g)　　＋　　C(g)‎ 起始量/mol 0.10 　 0 　 0‎ 平衡量/mol 0.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%‎ K＝＝＝1.5‎ ‎(3)①0.10×　0.10×(2－)‎ - 17 -‎ ‎②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半 ‎0．013‎ - 17 -‎