2020届高考化学二轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向作业 练习

1．（湖南省株洲一中2019届期末）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不变，平衡可能移动
B．平衡向右移动时，K不一定变化
C．K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也增大2倍
【答案】D
【解析】因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K不变，A项和B项均正确；K只与温度有关，K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，化学平衡常数应为K2，D项错误。
2．（辽宁省锦州一中2019届期中）下列说法不正确的是(　　)
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应
B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
【答案】C
【解析】一个反应能否自发进行应由该反应的熵变和焓变共同判断，C项错误。
3．（河北省保定一中2019届期末）下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是(　　)
A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值
B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
C．化学平衡常数K只与温度、反应物浓度、体系的压强有关
D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
【答案】B
【解析】A.在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，温度改变则化学平衡常数改变，故错误；B.任何时刻Qc>K，说明平衡向逆反应方向进行，Qc＜K，说明平衡向正反应方向进行，Qc＝K，说明反应达到平衡，故正确；C.化学平衡常数只受温度影响，故错误；D.根据选项C分析，故错误。
4．（山西省阳泉一中2019届期中）在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.25 mol O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0。30 s气体的物质的量减少0.45 mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的80%。下列有关叙述正确的是(　　)
A. 达到平衡时，气体的密度是反应前的80%
B．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为209.7 g
C．该温度下的平衡常数为101.25
D．0～30 s时SO3生成速率为3.0×10－2 mol/(L·s)
【答案】B
【解析】气体的物质的量减少0.45 mol时，根据反应方程式可知，有0.45 mol的氧气参加反应，设二氧化硫起始的物质的量为a mol，利用三段式分析，
　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
起始(mol) a　 1.25　 0
转化(mol) 0.9　 0.45 0.9
平衡(mol) a－0.9 0.8　　 0.9
根据压强之比等于物质的量之比有＝80%，所以a＝1。A.该反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，气体的密度始终不变，故A错误；B.平衡混合气体中三氧化硫的物质的量为0.9 mol，与氯化钡反应生成硫酸钡的质量为209.7 g，故B正确；C.根据平衡常数K＝，而该反应中容器的体积未知，无法计算平衡常数，故C错误；D.该反应中容器的体积未知，无法计算SO3生成速率，故D错误。
5．（河南省开封一中2019届期末）已知反应：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH>0，某温度下，将2 mol SO3置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是(　　)

①由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 mol/L
②由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为1.25×10－3
③达平衡后，压缩容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
④相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如丙图所示
A．①②　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
【答案】B
【解析】三氧化硫起始浓度为＝0.2 mol/L，由甲图可知B点SO3的转化率为15%，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以Δc(SO2)＝Δc(SO3)＝15%×0.2 mol/L＝0.03 mol/L，故二氧化硫的平衡浓度为0.03 mol/L，①错误；A点时，SO3的转化率为20%，Δc(SO3)＝20%×0.2 mol/L＝0.04 mol/L，平衡时，SO3、SO2、O2的浓度分别为0.16 mol/L、0.04 mol/L、0.02 mol/L，K＝＝＝1.25×10－3，②正确；此反应为不等体反应，压缩体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，因体积减小，各物质的浓度增大，故化学反应速率加快，③正确；升高温度平衡向吸热的方向移动，即正向移动，SO3的转化率将增大，与图像 (图像上根据先拐先平的原则，T1大于T2，升高温度，SO3的转化率减小) 不符合，④错误。综上所述，故选B。
6．（江苏省徐州一中2019届期中）已知反应：
CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时丙烯的体积分数(φ) 与温度(T)、w的关系，图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法错误的是(　　)

A．图甲中，w2>1
B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数
C．温度T1、w＝2时，Cl2的转化率为50%
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增大
【答案】C
【解析】A.根据图甲中信息可知，增大n(Cl2)，w＝增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ) 减小，故w2>1，选项A正确；B.根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中，A线表示逆反应的平衡常数，选项B正确；C.由图乙知，温度为T1时，正逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K＝1，w＝2时，设CH2===CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a，参加反应的Cl2的物质的量为b，利用三段式可列关系＝1，解得×100%＝33.3%，Cl2的转化率为33.3%，选项C错误；D.该反应为前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，选项D正确。
7．（浙江省绍兴一中2019届期末）一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应，2SO2＋O22SO3，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是(　　)

甲
乙
丙
丁
密闭容器体积/L
2
2
2
1
起始物质的量
n(SO2)/mol
0.40
0.80
0.80
0.40
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
0.24
SO2的平衡转化率%
80
α1
α2
α3
A.甲中反应的平衡常数小于乙
B．该温度下，该反应的平衡常数K为400
C．SO2的平衡转化率：α1>α2＝α3
D．容器中SO3的物质的量浓度：丙＝丁<甲
【答案】B
【解析】A.温度一定，平衡常数不变，错误；B.甲中平衡常数K＝＝＝400，正确；C.乙和丙中二氧化硫起始量相同，但丙中氧气物质的量大于乙中氧气物质的量，所以α1<α2，丙和丁中二氧化硫和氧气起始浓度相同，平衡等效，二氧化硫转化率相等，错误；D.丙和丁平衡等效，三氧化硫浓度相同；丙中二氧化硫和氧气起始浓度是甲中二氧化硫和氧气起始浓度的2倍，浓度加倍等效于增大压强，所以丙中三氧化硫浓度大于甲中三氧化硫浓度，错误。
8．（湖北省十堰一中2019届期中）向某密闭容器中充入1 mol X与2 mol Y发生反应：X(g)＋2Y(g)aZ(g)　ΔH＜0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A．a＝2
B．T2＞T1
C．A点的反应速率：v正(X)＝v逆(Z)
D．用Y表示A、B两点的反应速率：v(A)＞v(B)
【答案】C
【解析】改变压强，X的平衡转化率不变，说明反应前后气体的化学计量数之和相等，所以a＝3，A项错误；此反应为放热反应，升高温度，X的平衡转化率减小，故T1＞T2，B项错误；A点时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，同时化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v正(X)＝v逆(Z)，C项正确；温度越高，化学反应速率越快，v(A)＜v(B)，D项错误。
9．（黑龙江省鹤岗一中2019届期中）将1 mol N2和3 mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，在380 ℃下发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　平衡时，体系中氨的体积分数φ(NH3)随压强变化的情况如下表：
压强/MPa
10
20
30
40
φ(NH3)
0.30
0.45
0.54
0.60
下列说法正确的是(　　)
A．10 MPa时，H2的转化率为75%
B．20 MPa时，NH3的物质的量是10 MPa时的1.5倍
C．40 MPa时，若容器的体积为V L，则平衡常数K＝
D．30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，则平衡向正反应方向移动
【答案】C
【解析】　 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
开始(mol) 1 3 0
反应(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1－x 3－3x 2x
10 MPa时，2x＝0.3×(4－2x) mol，解得x＝ mol，H2的转化率为，故A错误；20 MPa时，2x mol＝0.45×(4－2x) mol，解得x＝ mol，NH3的物质的量是10 MPa时的×2÷2×＝倍，故B错误；40 MPa时，2x mol＝0.60×(4－2x) mol，解得x＝0.75 mol，若容器的体积为V L，则平衡常数K＝＝，故C正确；30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，故D错误。
10．（湖北省宜昌一中2019届期中）将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0
①b ②915 ℃、2.0 MPa时E的转化率为60%
③该反应的ΔS>0
④K(1 000 ℃)>K(810 ℃)
上述①～④中正确的有(　　)
A．4个　　　 B．3个　　　　
C．2个　　　 D．1个
【答案】A
【解析】该反应的气体系数由1变为2，气体的物质的量增大，则ΔS>0，③正确；设E的初始物质的量为n，反应的物质的量为x，则生成G的物质的量为2x,915 ℃、2.0 MPa时，平衡时G的体积分数为75.0%。可得＝75.0%，解得x＝0.6n，E的转化率为60%，②正确；根据表中给出的三个体积分数可以看出，随着压强增大、温度升高，平衡时G的体积分数增大，而压强增大，化学平衡向逆反应方向移动，说明温度升高一定使平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，④正确；f比b的温度高，压强小，使平衡向正反应方向移动，G的体积分数增大，①正确。故选A。
11．（广西柳州高级中学2019届模拟）向密闭容器中充入物质A和B，发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)。反应过程中，物质A的体积分数和C的体积分数随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．该反应在T1、T3温度时达到化学平衡
B．该反应在T2温度时达到化学平衡
C．该反应的逆反应是放热反应
D．升高温度，平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】T2之前A的体积分数减小，C的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后A的体积分数增大，C的体积分数减小，是因为反应在T2时达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故B项正确，C、D项错误。在T1和T3时，A的体积分数均与C的体积分数相等，但T1时反应没有达到平衡状态，故A项错误。
2．（重庆巴蜀中学2019届模拟）t ℃时，在容积不变的密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如表所示，下列说法正确的是(　　)

物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L－1)
0.1
0.2
0
2 min时浓度/(mol·L－1)
0.08
a
b
平衡浓度/(mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
A. 平衡时，X的转化率为20%
B．t ℃时，该反应的平衡常数为40
C．平衡后，增大体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动
D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 mol·L－1·min－1
【答案】D
【解析】平衡时，X的转化率＝×100%＝50%，A项错误；t ℃时该反应的平衡常数K＝＝1 600，B项错误；该反应是气体分子数减小的反应，平衡后，增大体系压强，v正、v逆均增大，平衡向正反应方向移动，C项错误；前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应率v(Y)＝3v(X)＝3×＝0.03 mol·L－1·min－1，D项正确。
13．（四川石室中学2019届模拟）对反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH，反应特点与对应的图像的说法中不正确的是(　　)

A．图①中，若p1>p2，则该反应在较低温度下有利于自发进行
B．图②中，若T2>T1，则ΔH<0 且a＋b＝c＋d
C．图③中t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D．图④中，若ΔH<0，则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率
【答案】C
【解析】分析图①可知，温度升高，A%增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应；若p1>p2，同温下p1时A%低于p2，压强增大，平衡正向移动，则反应前气体分子数大于反应后气体分子数，ΔS<0，则该反应在较低温度下有利于自发进行，A正确；图②中，压强增大，A的转化率不变，平衡不移动，则a＋b＝c＋d；若T2>T1，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，B正确；图③中，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是增大压强(当a＋b＝c＋d时)，C错误；图④中，T1>T2，若ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率减小，则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率，D正确。
14．（云南昆明第三中学2019届模拟）在一定条件下发生反应：4NO2(g)＋O2(g)2N2O5(g)　ΔH<0，T1时，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是(　　)

时间/s
0
5
10
15
c(NO2)/(mol·L－1)
4.00
2.52
2.00
c3
c(O2)/(mol·L－1)
1.00
c1
c2
0.50
A. 0～5 s内N2O5的平均反应速率为0.148 mol·L－1·s－1
B．其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)<2.00 mol·L－1
C．设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1K2
D．T1时平衡常数为0.125，平衡时NO2和O2的转化率均为50%
【答案】B
【解析】0～5 s内，v(N2O5)＝v(NO2)＝×＝0.148 mol·
L－1·s－1，A项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c1＝0.63，c2＝0.50，c3＝2.00，由此可知10 s时达到平衡，平衡时c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，将容器体积压缩一半，此时c(N2O5)＝2.00 mol·L－1，随后平衡正向移动，c(N2O5)>2.00 mol·L－1，B项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C项正确；达到平衡时c(NO2)＝2.00 mol·L－1，c(O2)＝0.50 mol·L－1，c(N2O5)＝1.00 mol·L－1，K＝＝0.125，平衡时NO2的转化率为×100%＝50%，O2的转化率为×100%＝50%，D项正确。
15．（陕西西安中学2019届模拟）已知NO和O2经反应①和反应②转化为NO2，其能量变化随反应过程如图所示。
①2NO(g)N2O2(g)　ΔH1，平衡常数K1
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH2，平衡常数K2

下列说法中不正确的是(　　)
A．ΔH1<0，ΔH2<0
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝K1/K2
C．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
D．反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
【答案】B
【解析】由题图可知，反应①和反应②的反应物总能量均高于生成物总能量，所以ΔH1<0，ΔH2<0，A项正确；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以K＝K1·K2，B项错误；反应①＋反应②得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，所以ΔH＝ΔH1＋ΔH2，C项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①，所以反应②的反应速率小于反应①，故反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，D项正确。
16. （甘肃兰州一中2019届模拟）在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，当反应进行到5 min时，测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)
B．反应进行到5 min时，b容器中v正(CO)＝v逆(CO)
C．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>a>c
D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
【答案】D
【解析】温度越低，反应速率越慢，再结合a、b、c三容器中Ni(CO)4的体积分数可知，a容器中反应未达到平衡，b→c的变化则说明随温度升高，化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5 min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B错误；其他条件相同时，随温度升高，平衡逆向移动，K减小，CO转化率减小，故达到平衡时，CO的转化率为a>b>c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。
17．（贵州贵阳六中2019届模拟）在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1CH4，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 【答案】D
【解析】由图像知，压强一定时，温度越高，CH4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，CH4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＝≈1.64，C项正确；压强为p4时，Y点反应未达到平衡，需增大CH4的转化率才能达到平衡，此时v正>v逆，D项错误。
18．（湖南雅礼中学2019届模拟）固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)，图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是(　　)

A．该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g)　ΔH<0
B．T ℃时该反应的平衡常数K＝6.25
C．当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25
【答案】D
【解析】A项，由图2知，升高温度，平衡常数逐渐增大，该反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，根据图1知0～5 min内，A、B、C变化的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g)，反应达到平衡时A、B、C的平衡浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，故T ℃时该反应的平衡常数K＝＝25，错误；C项，根据质量守恒定律知，容器内气体的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D项，根据图1知T ℃时反应达平衡后C的体积分数为0.25，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时，C的体积分数大于0.25，正确。
19．（北京景山学校2019届模拟）NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性。已知：
反应Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　 ΔH1＝－905 kJ·mol－1
反应Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)　 ΔH2＝－1 266.6 kJ·mol－1
写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________。
(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如图所示。
容器
容积/L
起始物质的量/mol
N2O
N2
O2
Ⅰ
V1
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
V2
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04

①该反应的ΔH__________0(填“>”“＝”或“<”)；
②图中A、B、C 三点处容器内的总压强，由大到小的顺序是_____________________；
③容器Ⅳ在470 ℃进行反应时，起始速率：v(N2O)正______v(N2O)逆(填“>”“＝”或“<”)。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。为分析某催化剂对该反应的选择性，在20 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2，测得一定时间内有关物质的物质的量与温度的关系如图：

①该催化剂在低温时选择反应________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是
________________________________________________________________________。
【解析】(1)NO分解生成N2与O2的方程式为2NO(g)N2(g)＋O2(g)，根据已知的反应Ⅰ和反应Ⅱ，要得到该方程，则：，则ΔH＝＝＝－180.8 kJ/mol。(2)①根据图像，温度升高，转化率增大，则平衡向右移动，说明正向吸热，则反应的ΔH>0；②A、B、C三点中N2O的转化率相同，则容器中反应物生成物的量均相同，则容器的压强取决于容器的体积，根据图像，相同温度时：转化率大小为：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，则反应正向进行的程度为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，且该反应为气体分子数增加的反应，增大容器体积，减小压强平衡向右移动，则说明容器体积大小为Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，故A、B、C三点处容器内的总压强由大到小的顺序是p(C)>p(B)>p(A)；③Ⅱ中在470 ℃下达到平衡时N2O的转化率是0.6，则该反应在470 ℃下平衡常数是＝0.067 5，容器Ⅳ在470 ℃进行反应时，浓度熵＝＝0.04<0.067 5，所以反应向正反应方向进行，则起始速率：v(N2O)正>v(N2O)逆。(3)①根据图像，在低温时，N2的量相对多一些，而N2是反应Ⅱ的生成物，故该催化剂在低温时选择反应Ⅱ；②根据图像，该催化剂在高温时选择反应Ⅰ，而反应Ⅰ为放热反应，达到平衡后，温度升高平衡向逆反应方向移动，使得C点比B点所产生的NO的物质的量少；或者可能是由于温度升高催化剂失去了活性等原因。
【答案】(1)2NO(g)N2(g)＋O2(g)ΔH＝－180.8 kJ/mol
(2)①>　②p(C)>p(B)>p(A)或C>B>A　③>　(3)①Ⅱ　②该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动或催化剂活性降低
20．(河南洛阳一中2019届高三质检)二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点－141.5 ℃，沸点－24.9 ℃，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚：
①2CH4(g)＋O2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚：
②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1
③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH3
回答下列问题：
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol－1、1 453.0 kJ·mol－1；1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如表：
化学键
H－H
C－O
H－O(水)
H－O(醇)
C－H
E (kJ · mol－1)
436
343
465
453
413
则ΔH1＝______kJ·mol－1；ΔH3＝______ kJ·mol－1
(2)反应③的化学平衡常数表达式为______________。制备原理Ⅰ中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)∶n(O2)＝2∶1混合，能正确反映反应①中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_________________。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________。

A．混合气体的密度不变
B．反应容器中二甲醚的百分含量不变
C．反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
D．混合气体的压强不变
(3)有人模拟制备原理Ⅱ，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)＝0.3 mol·L－1，用H2表示反应②的速率是__________；可逆反应③的平衡常数K3＝_________。若在500 K时，测得容器中n(CH3OH)＝n(CH3OCH3)，此时反应③v(正)_________v(逆)，说明原因____________________。
【解析】(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol－1、1 453.0 kJ·mol－1；得到甲烷、二甲醚的燃烧热化学方程式分别为④CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH4＝－890.3 kJ·mol－1
⑤CH3OCH3(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH5＝－1 453.0 kJ·mol－1
故④×2－⑤＝①得到：2CH4(g)＋O2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(l)，且1 mol 液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量，故则ΔH1＝(－890.3×2＋1 453＋44.0) kJ·mol－1＝－283.6 kJ·mol－1，根据所给键能，③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，反应物总键能－生成物总键能＝反应热，故ΔH3＝－24 kJ·mol－1；(2)反应③的化学平衡常数表达式为K＝；反应①是放热反应，故温度升高，平衡逆向移动，CH4的体积分数随温度升高而升高，故能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是M；制备原理Ⅰ中，由于是在恒温、恒容的密闭容器中合成，且反应①各物质均是气态，A.混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态；B.当反应容器中二甲醚的百分含量不变时，该反应达到平衡状态；C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比在任何时候都成立，故不能说明反应达到平衡状态；D.该装置是恒容容器，混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，且该反应前后气体分子总数不等，故达到平衡状态；故选BD；(3)由合成气制备二甲醚：
②　　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始时(mol/L) 1 3 0
转化(mol/L) 0.8 1.6 0.8
平衡时(mol/L) 0.2　 1.4 0.8
③　　　　　　 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
起始时(mol/L)　　 0.8　 0 0
转化(mol/L) 0.6 0.3 0.3
平衡时(mol/L) 0.2 0.3 0.3
H2表示反应②的速率是v(H2)＝ mol·L－1·min－1＝0.2 mol/(L·min)；可逆反应③的平衡常数K3＝＝＝2.25；若在500 K时，测得容器中n(CH3OH)＝n(CH3OCH3)，则说明c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)＝c(H2O)，则此时Qc＝＝＝1< 2.25，故反应正向进行，v(正)>v(逆)。
【答案】(1)－283.6　－24　(2)　M　BD　(3)0.2 mol/(L·min)　2.25　 >　 浓度商Qc＝＝＝1< 2.25，反应正向进行，v(正)>v(逆)
1.（2019·江苏卷）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)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
【答案】BD
【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确；故选BD。
2.（2019·新课标Ⅲ节选）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K（300℃）____________K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K（400℃）=____________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是______________。（写出2种）
【答案】（1）大于 O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低
（2）﹣116
（3）增加反应体系压强、及时除去产物
【解析】
（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300℃)>K(400℃)；
由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：

起始（浓度） c0 c0 0 0
变化（浓度） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡（浓度）(1-0.84)c0 (1-0.21)c0 0.42c0 0.42c0
则K=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；
（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得 ∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×2=-116kJ·mol-1；
（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；
3.（2018·全国卷Ⅰ，28(2)(3)）采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) 　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
③若提高反应温度至35 ℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是________________________。
④25 ℃时N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：
第一步　N2O5NO2＋NO3　快速平衡
第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应
第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。
A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
【答案】(2)①＋53.1　②30.0　6.0×10－2　③大于　温度升高，体积不变，总压强升高；NO2二聚为放热反应，温度升高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强升高　④13.4　(3)AC
【解析】(2)①令2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1　a
2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1　b
根据盖斯定律，a式×－b式可得：
N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋53.1 kJ·mol－1
②由方程式2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min时，＝2.9 kPa，则减小的N2O5为5.8 kPa，此时＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。
④时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的＝＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设N2O4的压强为x kPa，则
　　　　　　 N2O4(g) 2NO2(g)
初始压强/kPa 0 71.6
转化压强/kPa x 2x
平衡压强/kPa x 71.6－2x
则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，Kp＝＝≈13.4。
(3)第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。
4.(2017·全国卷Ⅰ节选)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。
(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填字母)。
A．H2S　　　　B．CO2　　　　C．COS　　　　D．N2
【解析】(1)610 K时向空钢瓶中充入0.10 mol CO2和0.40 mol H2S，钢瓶容积为2.5 L，按“三段式”法进行计算：
　　　　　　H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)
起始量/mol　 0.40　　0.10　　　 0　　　0
转化量/mol x x x x
平衡量/mol 0.40－x 0.10－x x x
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则有＝0.02，解得x＝0.01，故H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。
此时H2S、CO2、COS和H2O(g)的物质的量(mol)分别为0.39、0.09、0.01、0.01，故该反应的平衡常数K＝＝＝≈2.8×10－3。
(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，温度升高，平衡后水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，则ΔH＞0；升高温度，平衡正向移动，反应物的平衡转化率增大，则H2S的转化率：α2＞α1。
(3)该反应器为钢瓶，反应过程中容积不变。向反应器中再充入H2S气体，平衡正向移动，CO2的转化率增大，但H2S的转化率减小，A错误；充入CO2，平衡正向移动，H2S的转化率增大，CO2的转化率减小，B正确；充入COS，平衡逆向移动，H2S的转化率减小，C错误；充入N2，平衡不移动，H2S的转化率不变，D错误。
【答案】(1)2.5　2.8×10－3　(2)＞　＞　(3)B
5. (2016·海南，16)顺­1，2­二甲基环丙烷和反­1，2­二甲基环丙烷可发生如下转化：

该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：
(1)已知：t1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH________(填“小于”“等于”或“大于”)0。
(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号)，平衡常数值K2＝________；温度t1________(填“小于”“等于”或“大于”)t2，判断理由是________________________________________________________________________。

【答案】(1)3　小于　(2)B　　小于　该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动
【解析】(1)根据v(正)＝k(正)c(顺)，k(正)＝0.006 s－1，则v(正)＝0.006 c(顺)，v(逆)＝k(逆)c(反)，k(逆)＝0.002 s－1，则v(逆)＝0.002c(反)，化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则0.006c(顺)＝0.002c(反)，该温度下反应的平衡常数K1＝＝＝3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则ΔH小于0。(2)随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，且减少速率随时间减小，则符合条件的曲线是B。设顺式异构体的起始浓度为x，可逆反应左右物质的化学计量数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数为K2＝＝。因为K1＞K2，对于放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度t2＞t1。
6.(2015·天津高考)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g) 3Z(g)。平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
【答案】D　

【解析】A项，根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B项，由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数相同。C项，因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D项，该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，Z的浓度为0.2 mol·L－1。