高中化學(xué)2023年大一輪第七章：第42講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算

第42講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算

【復(fù)習(xí)目標】1.提取信息計算化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率。2.了解壓強平衡常數(shù)的含義，并能進行

簡單計算。

考點一三段式計算模式

■歸納整合壁霹由

“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意準確地列出起始

量、變化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。

(1)分析三個量：起始量、變化量、平衡量。

(2)明確三個關(guān)系

①對于同一反應(yīng)物，起始量一變化量=平衡量。

②對于同一生成物，起始量+變化量=平衡量。

③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。

⑶計算模式

對以下反應(yīng)：，〃A(g)+"B(g)pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b,達

到平衡后，A的消耗量為mxmol,容器容積為VL。

mA(g)+"B(g)pC(g)+qD(g)

起始/molab00

變化/molmxnxpxqx

平衡/mola-mxb-itxpxqx

則有①平衡常數(shù)：

救母，

K=a-mxb-nx°

/7—nix

②A的平衡濃度：c(A)=7#mol.L1,

ciwc八八tnxnxmb

③A的轉(zhuǎn)化率：a(A)=-X100%,a(A)：a(B)=—:了=嬴。

a-iriY

④A的體積分數(shù)：磯A尸石而

⑤平衡壓強與起始壓強之比：噴=也±咤產(chǎn)^

⑥混合氣體的平均密度萬(混尸生幽護蛆g-L-'o

>>-.A/-/Ixz,-i-?jrz^jh11—aA/(A)+"Af(B)

⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M*丁廣豕g-ol%

⑧生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料

利用率越高，產(chǎn)率越大。

實際產(chǎn)量

產(chǎn)率=X100%o

理論產(chǎn)量

■專項突破提升關(guān)鍵能力

一、平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的相互計算

1.已知在密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)A//>0o某溫度下，反應(yīng)物

的起始濃度分別為c(M)=lmol-L-1,c(N)=2.4mol-L-1o

思考并解答下列問題：

(1)若達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%,列出“三段式”，計算此時N的平衡濃度是多少？

平衡常數(shù)K是多少？

(2)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)=4molUc(N)=amol-L'；達到平衡

后，c(P)=2molL-1,則M的轉(zhuǎn)化率為，N的起始濃度為.

答案⑴M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

起始/(moU|)12.400

轉(zhuǎn)化/(moll')1X60%1X60%1X60%1X60%

平衡/(mol】r)0.41.80.60.6

由三段式得N的平衡濃度為1.8mol-L'oK=……弓

U.4A1,0乙

(2)50%6mol-L1

解析⑵M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

起始/(mol?Lr)4a00

轉(zhuǎn)化/(mol11)2222

平衡/(molir)4-2a—222

22X2I

G(M)=7X100%=50%,溫度不變，平衡常數(shù)不變，K=~~.TTTTT解得4=6,即反

4(4—2)X(。-2)L

-,

應(yīng)物N的起始濃度為6molLo

二、提取信息計算平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率

2.對于反應(yīng)2SiHCh(g)SiH2Cl2(g)+SiC14(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑在

323K和343K時SiHCh的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是()

A.該反應(yīng)的A”>0

B.a、b處反應(yīng)速率大小關(guān)系：0a大于0b

C.在343K下，要提高SiHCb的轉(zhuǎn)化率，可以及時移去產(chǎn)物或增加反應(yīng)物濃度

D.343K時，SiHCb的平衡轉(zhuǎn)化率為22%,可以求得該溫度下的平衡常數(shù)約為0.02

答案C

解析曲線a代表343K時的反應(yīng)，曲線b代表323K時的反應(yīng)，由圖像可知，溫度越高，

SiHCb的平衡轉(zhuǎn)化率越大，所以該反應(yīng)的△〃>(),A項正確：a、b兩點的轉(zhuǎn)化率相等，可以

認為各物質(zhì)的濃度對應(yīng)相等，而a點的溫度更高，所以反應(yīng)速率更快，即％>Ob,B項正確;

設(shè)初始加入的SiHCb的濃度為1mol-L-1,

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiC14(g)

起始/(mol?L」)100

轉(zhuǎn)化/(moLL/i)0.220.110.11

平衡/(mol?Lr)0.780.110.11

所以平衡常數(shù)K=/再七0.02,D項正確。

3.CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳燒，主要有以下兩個競爭反應(yīng)：

反應(yīng)I：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

反應(yīng)H：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)

為分析催化劑對反應(yīng)的選擇性，在1L密閉容器中充入2molCO2和4molH2,測得有關(guān)物質(zhì)

的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示：

該催化劑在較低溫度時主要選擇(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)H”)。520℃時?，反應(yīng)I的平

衡常數(shù)K=(只列算式不計算)。

o2X122

答案反應(yīng)I

解析溫度較低時，CH4的物質(zhì)的量多，所以該催化劑在較低溫度時主要選擇反應(yīng)I。

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

轉(zhuǎn)化/(molir)0.20.80.20.4

2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)

轉(zhuǎn)化/(mol-L-i)0.41.20.20.8

1-1

c(CO2)=(2-0.2-0.4)mol-L"=1.4mol-L,

c(H2)=(4—0.8—l.2)mol-L-|=2mol-L1,

c(H20)=(0.4+0.8)mol-L1=1.2mol-L1,

0.2x1.22

所以K=

1.4x24°

考點二壓強平衡常數(shù)（Kp）

■歸納整合夯實必備知識

含義在化學(xué)平衡體系中，用各氣體物質(zhì)的

分壓替代濃度計算的平衡常數(shù)

如N2(g)+3%(g)一^2NH3(g)

表達式犬_p2(NH：,)

3

PP(N2)-P(H2)

分壓某氣體的分壓=氣體總壓強X該氣體

計算的體積分數(shù)（或物質(zhì)的量分數(shù)）

提醒混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。

■專項突破提升關(guān)鍵能力

1.SO2與C12反應(yīng)可制得磺酰氯（SO2cl2），反應(yīng)為SO2（g）+C12（g）SO2cb（g）。按投料比1：1

把SO2與。2充入一恒壓的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，SO2的轉(zhuǎn)化率與溫度T的關(guān)系如下圖

所示：

平

需

so轉(zhuǎn)

化

率

/%

若反應(yīng)一直保持在P壓強條件下進行，則M點的壓強平衡常數(shù)Kp=（用含p的表達

式表示，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓X體積分數(shù)）。

3

答案p

解析據(jù)圖可知M點SCh的轉(zhuǎn)化率為50%,設(shè)初始投料為2moiSO2和2moic卜，列三段式

有

SO2(g)+Cl2(g)SO2C12(g)

起始/mol220

轉(zhuǎn)化/mol111

平衡/mol111

所以P（SO2）=P（C12）=P（SO2cl2）=,P，所以Kp=~.j-=~o

”wP

2.丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應(yīng)如下：

C3H8（g）c3H6（g）+H2（g）\H=+124kJ.moL

（1）總壓分別為100kPa、10kPa時發(fā)生該反應(yīng)，平衡體系中C3H8和C3H6的物質(zhì)的量分數(shù)隨

溫度變化關(guān)系如圖所示：

莊

鑫70

安

w50

g

眼30

察

10

500520540560580

溫度/七

lOOkPa時，C3H8和C3H6的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線分別是、?

（2）某溫度下，在剛性容器中充入C3H8，起始壓強為10kPa,平衡時總壓為13.3kPa,C3H8

的平衡轉(zhuǎn)化率為。該反應(yīng)的平衡常數(shù)%=kPa（保留1位小數(shù)）。

答案（l）ad（2）33%1.6

解析⑴C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）△H=+124kJ-mo「，正反應(yīng)吸熱，升高溫度，平衡

正向移動，C3H8（g）的物質(zhì)的量分數(shù)減小，C3H6（g）的物質(zhì)的量分數(shù)增大；該反應(yīng)為氣體體積增

大的反應(yīng)，增大壓強，化學(xué)平衡逆向移動，因此表示lOOkPa時，C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫

度變化關(guān)系的曲線是a,C3H6的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是d。（2）同溫同體積條

件下，氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，設(shè)C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為X,

C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)

起始/kPa1000

反應(yīng)/kPalOxlOxlOx

平衡/kPa10(1-x)Wx\0x

則10(1—x)+10x+10r=13.3,解得：x=0.33,

3.3kPaX3.3kPa

Kp==(10-3.3)kPa=1.6kPa。

真題演練明確考向

1.[2021?廣東，19(4)]我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH,與CCh

重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：

(a)CH4(g)+CO2(g)2co(g)+2H2(g)AM

(b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A/f2

(c)CH4(g)C(s)+2H2(g)Mh

(d)2CO(g)CO2(g)+C(s)A為

(e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)△以

設(shè)4為相對壓力平衡常數(shù)，其表達式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達式中，用相對分壓代替濃度。

氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以po(po=100kPa),

反應(yīng)a、c、e的In穌隨點溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。

=8

0

-8

-16

①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有(填字母)。

②反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達式為&=。

③在圖中A點對應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2):〃(CH4)=1：1、初始總壓為100kPa的恒容

密閉容器中進行反應(yīng)，體系達到平衡時H2的分壓為40kPa。計算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出

計算過程。

答案①起暗鼠

③由圖可知，A處對應(yīng)反應(yīng)c的巧=。，即斷淄尸，解得甯=p(CH4)，已知

反應(yīng)達到平衡時p(H2)=40kPa,則p(CH4)=16kPa,且初始狀態(tài)時p(CH，=±X100kPa

1<Pq——1￡VDq

=50kPa,故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為.黑，X100%=68%。

DUKid

解析①隨著溫度的升高，反應(yīng)a和c的ln8增大，說明弓的數(shù)值增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向

進行，反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng)，同理反應(yīng)e的In&減小，說明q的數(shù)值減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)

方向進行，反應(yīng)e為放熱反應(yīng)。②用相對分壓代替濃度，則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達式用=

曄2

1J2

po_p(H2)

漢CH4)—po-p(CH4)°

Po

2.[2021.全國乙卷，28⑵(3)⑷]一氯化碘(IC1)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬

直接反應(yīng)，也可用作有機合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：

⑵氯鉗酸鋼(BaPlCk)固體加熱時部分分解為BaCb、Pt和Cl2,376.8℃時平衡常數(shù)Kp=1.0X

104Pa2,在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCk，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將

支管封閉)。在376.8℃,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa。376.8℃平衡時，測得燒瓶中壓強為

32.5kPa,則pici=kPa,反應(yīng)2ICl(g)=C12(g)+L(g)的平衡常數(shù)K=(列出

計算式即可)。

⑶McMorris測定和計算了在136?180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)勺。

2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+l2(g)Kpi

2NOCI(g)2NO(g)+Cl2(g)6

得至！IIgKpi?/和IgKp2?料為線性關(guān)系，如下圖所示：

①由圖可知，NOC1分解為NO和Cb，反應(yīng)的0(填"大于”或“小于”)。

②反應(yīng)21cl(g)=C12(g)+b(g)的K=(用Kpi、Kp2表示)；

該反應(yīng)的AH―0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程：。

(4)Kistiakowsky曾研究了NOC1光化學(xué)分解反應(yīng)，在一定頻率(v)光的照射下機理為：

NOC1+6一NOC1”

NOC1+NOC1*—*2NO+Cb

其中加表示一個光子能量，NOCP1表示NOC1的激發(fā)態(tài)。可知，分解1mol的NOC1需要吸

收mol的光子。

.2100X(20X103-12.4X103)?1

答案(2)24.8--------'(248X103)2------⑶①大于②4匹2大于設(shè)7'>7,H即n

由圖可知：lgKp2(T')一愴6⑺>恒隔(7')-Ig廨⑺|=lg鼎⑺一IgKpi(T'),貝h

lg[Kp2(T')%(T')]>lg[￡p2(7>Kpi⑺],即K(7')>K⑺,因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即

\H大于0(4)0.5

解析(2)由題意可知，376.8℃時玻J離燒瓶中發(fā)生兩個反應(yīng)：BaPtCk(s)BaCl2(s)+Pt(s)

+2CL(g)、Cl2(g)+I2(g)21cl(g)。BaPtCk(s)BaCb(s)+Pt(s)+2C12(g)的平衡常數(shù)勺=

42242

1.0X10Pa,則平衡時p(C12)=1.0X10Pa,p(Cl2)=100Pa,設(shè)到達平衡時L(g)的分壓減

小pkPa,貝"

Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)

開始/kPa20.00

變化/kPaP2P

平衡/kPa0.120.0-p2P

376.8℃平衡時，測得燒瓶中壓強為32.5kPa,則0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,則平

衡時pic\=2pkPa=2X12.4kPa=24.8kPa;則平衡時，L(g)的分壓為(20.0—p)kPa=(20X103

33

-12.4X10)Pa,/?ici=24.8kPa=24.8X10Pa,p(Cl2)=0.1kPa=100Pa,因此反應(yīng)21cl(g)=

,100X(20X103-12.4X103)

Cb(g)+L(g)的平衡常數(shù)K=-----(248X103)2--------?

⑶①結(jié)合圖可知，溫度越高，素越小，lgKp2越大，即Kp2越大，說明升高溫度平衡

2N0Cl(g)2N0(g)+CL(g)正向移動，則N0C1分解為NO和CL反應(yīng)的△”大于0。

②I.2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+l2(g)6

II.2N0Cl(g)2NO(g)+Cl2(g)%

I+H得2ICl(g)=Cl2(g)+l2(g),則21cl(g)=C12(g)+L(g)的K=Kp「Kp2；該反應(yīng)的\H大

于0;推理過程如下：設(shè)7>T,由圖可知：lgKp2(7')一電Kp2(7)>|lgKpi(T')一

1g/⑺|=愴6⑺一lg/。，)，則：lg[Kp2(T'>Kpi(T')]>lg[Kp2(7>Kpi(7)],即K(7')>K(T),

因此該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即大于0。

(4)I.NOCl+Av—>NOC1*

H.NOC1+NOC1*—^NO+Ch

I+II得總反應(yīng)為2NOCl+/?v=2NO+Cb,因此2moiNOC1分解需要吸收1mol光子能量，

則分解1mol的NOC1需要吸收0.5mol光子。

3.[2021?湖南，16(3)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運。

在一定溫度下，利用催化劑將NH.3分解為N2和H??；卮鹣铝袉栴}：

某興趣小組對該反應(yīng)進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將O.lmolNE通入

3L的密閉容器中進行反應(yīng)(此時容器內(nèi)總壓為200kPa),各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如

圖所示。

①若保持容器體積不變，”時反應(yīng)達到平衡，用H2的濃度變化表示0?“時間內(nèi)的反應(yīng)速率

。(出)=molL-LmirTi(用含t\的代數(shù)式表示)；

②七時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨

勢的曲線是―(用圖中a、b、c>d表示)，理由是；

③在該溫度下，反應(yīng)的標準平衡常數(shù)K°=。

(已知：分壓=總壓X該組分物質(zhì)的量分數(shù)，對于反應(yīng)犯)(g)+eE(g)gG(g)+〃H(g)K°=

其中pO=lOOkPa,PG、PH、PD、PE為各組分的平衡分壓)。

答案①詈②b開始體積減半，N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動,

N2分壓比原來的2倍要?、?.48

解析①設(shè)“時達到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x,列出三段式：

2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

起始/mol0.100

轉(zhuǎn)化/mol2xX3x

平衡/mol0.1-2xX3x

根據(jù)同溫同體積下，混合氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強之比，7T4~7-=.-，解得

vz?1I1nnI1n4UnIW

0.02X3mol0.02

A=0.02mol,o(H2)=T7-p—"=一；—mol-L'mm

3LXtimint\

②時將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向

移動，N2分壓比原來的2倍要小，故b曲線符合。

③由圖可知，平衡時，NH3、N2、氏的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa,反應(yīng)的標準

平衡常數(shù)岸=吟票^=0.48。

課時精練

一、選擇題：每小題只有一個選項符合題目要求。

1.800°C時，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的C%和HzO,發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+

H2O(g)CO(g)+3H2(g),會時達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中時間

及＞?)：

反應(yīng)時間/minn(H2O)/moln(CO)/mol

02.000.00

t\1.60

t21.40

下列說法正確的是()

A.反應(yīng)在"min內(nèi)的平均速率為0(比)=號產(chǎn)mol-Limin?

-1

B.上時，C(H20)=0.60mol-L

C.f2時，F(xiàn)WXg)的轉(zhuǎn)化率為70.0%

D.保持其他條件不變，打時(存＞切向容器中再通入0.20molH20(g),正反應(yīng)速率加快，逆反

應(yīng)速率減小

答案C

解析A項，o(H2)=3%(:紇1.60)mol=等mol.廠Lmi「,錯誤；B項，容積為2L的

2LX〃mint\

-1

密閉笈器中，殳時，C(H20)=0.30mol-L,錯誤；C項，，2時，H20(g)剩余0.6mol,轉(zhuǎn)化率

為70.0%,正確；D項，向容器中再通入0.20molH2O(g),正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也

加快，錯誤。

2.默基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉

容器中，將CO和H2s混合加熱并達到下列平衡：

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

反應(yīng)前CO的物質(zhì)的量為10mol,平衡后CO的物質(zhì)的量為8moi。下列說法正確的是()

A.升高溫度，H2s濃度增大，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B.通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大

C.反應(yīng)前H2s物質(zhì)的量為7moi

D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%

答案C

解析A項，升高溫度，H2s濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)吸熱，正反應(yīng)

放熱，錯誤：B項，通入CO氣體瞬間正反應(yīng)速率增大，達到最大值，向正反應(yīng)方向建立新

的平衡，正反應(yīng)速率逐漸減小，錯誤：C項，設(shè)反應(yīng)前H2s的物質(zhì)的量為"mol,容器的容

積為ML,則

CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)

〃（始）/mol10n00

〃（轉(zhuǎn)）/mol2222

〃（平）/mol8n-222

22

—0.1,解得〃=7,正確;D項，根據(jù)上述計算可知，CO的轉(zhuǎn)化率為20%,錯誤。

8n—2

VV

3.恒溫、恒壓下，將1mol02和2moiSO2氣體充入一體積可變的容器中（狀態(tài)I），發(fā)生反

應(yīng)2so2（g）+O2（g）2so3（g）,狀態(tài)H時達平衡，則02的轉(zhuǎn)化率為（）

1.6L2L

A.60%B.40%C.80%D.90%

答案A

解析恒溫、恒壓下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比。設(shè)02的轉(zhuǎn)化率為X。

2SO2（g）+O2（g）2so3（g）

”（始）/mol210

”（變）/mol2xx2x

”（平）/mol2~2x1~x2x

有（2-2x）+（l—x）+2x=3X芋，解得x=0.6。

4.（2022?湖北黃岡調(diào)研）己知反應(yīng)：CH2=CHCH3（g）+Cl2（g）CH2=CHCH2Cl（g）+HCl（g）?

在一定壓強下，按丁=「口、向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時，丙

烯的體積分數(shù)"）與溫度（「、m的關(guān)系，圖乙表示正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。則下

列說法錯誤的是（）

A.圖甲中“2>1

B.圖乙中，A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)

C.溫度為力、m=2時，CL的轉(zhuǎn)化率為50%

D.若在恒容絕熱裝置中進行上述反應(yīng)，達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強增大

答案C

解析根據(jù)題中信息可知，增大〃(C12),如增大，平衡正向移動，丙烯的體積分數(shù)")減小，

故g>l,A項正確；根據(jù)圖甲可知，升高溫度，丙烯的體積分數(shù)增大，說明平衡逆向移動，

正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，正反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，逆反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，圖乙中

A線表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，B項正確；由圖乙知，溫度為7時，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)相

等，又因兩者互為倒數(shù)，則平衡常數(shù)K=l,當w=2時，設(shè)CH2=CHCH3和C12的物質(zhì)的量

分別為amol、2amol,參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為bmol,利用三段式可列關(guān)系式

從h1

;~v——：--=1,解得丁則Cb的轉(zhuǎn)化率約為33.3%,C項錯誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后

(a—b)X(2a—b)2a3

氣體體積不變的放熱反應(yīng)，反應(yīng)正向進行，體系溫度升高，氣體膨脹，達到平衡時，裝置內(nèi)

的氣體壓強將增大，D項正確。

5.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①NzCHg)N2O3(g)+O2(g),②N2()3(g)N2O(g)+

02(g)。在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到tC,達到平衡狀態(tài)后02為9mol,

則f°C時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()

A.10.7B.8.5

C.9.6D.10.2

答案B

解析設(shè)N2O5的轉(zhuǎn)化濃度為N2O3的轉(zhuǎn)化濃度為ymolir。

N2Os(g)N20j(g)+02(g)

開始/(molir)400

轉(zhuǎn)化/(mol-L」)XXX

平衡/(mol?Lr)4-xXX

NaO3(g)N2O(g)+O2(g)

開始/(moLL/1)X0X

轉(zhuǎn)化/(mol?L】)yyy

平衡/(molir)x-yyx+y

根據(jù)題意得

解得x=3.1,y=\A,所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K=也若黑或=竽鋁=8.5。

C(N2(J5)4—3.I

6.溫度恒定的條件下，在2L容積不變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+02(g)2so3(g)。

開始充入4mol的SO2和2mol的O2,10s后達到平衡狀態(tài)時c(SO3)=0.5mol-L下列說

法不正確的是()

A.u(S02):。(。2)=2：I

-1

B.10s內(nèi)，w(S03)=0.05mol-L'-s

C.SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25%

D.平衡時容器內(nèi)的壓強是反應(yīng)前的需倍

答案D

解析根據(jù)2SO2(g)+O2(g)2so3(g),任何時刻都存在v(SO2):V(O2)=2：1,故A正確;

.0.5mol-L_1,

10s內(nèi)，o(SO3)=-----~=0.05mol-L*-s)故B正確；達到平衡狀態(tài)時c(SO3)=0.5mol-

L-1,則生成的三氧化琉為1mol,反應(yīng)的二氧化硫也是1mol,則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為空號

X100%=25%,故C正確；同溫同體積時，氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比，平衡時容器

內(nèi)二氧化琉為3mol,氧氣為1.5mol,三氧化硫為1mol,平衡時壓強是反應(yīng)前的

3mol+1.5mol+1mol11.

--------------------=—僖故D錯誤。

4mol+2mol12

7.在一個容積為2L的密閉容器中，加入0.8molA2氣體和0.6molB?氣體，一定條件下發(fā)

生反應(yīng)：A2(g)+B2(g)2AB(g)A/7<0,反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況如圖所示,

下列說法不正確的是()

c/(mol?L",)

A.圖中a點的值為0.15

B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.03

C.溫度升高，平衡常數(shù)K減小

D.平衡時A2的轉(zhuǎn)化率為62.5%

答案B

-1-

解析A項，Ac(AB)=0.5mobL,Ac(A2)=(0.4-a)mol-L',由化學(xué)方程式可知，0.5：(0.4

-

-a)=2：1,a=0.15,正確;B項,當Ac(AB)=0.5molL/i時,Ac(B2)=0.25mobL',平

衡時c(B2)=(0.3-0.25)mol-Lr=0.05mol-L-',Kj,廳苧,錯誤；C項，△”<(),

U.1jXU.UJJ

正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，K減小，正確；D項，平衡時△c(A2)=0.25a(A2)

0.25mol-L-1.-

=―—―7-xi00%=62.5%,正確。

0.4mol-L1

8.某固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)C(s)+C02(g)2C0(g),現(xiàn)向該容器內(nèi)充入l.Omol-

Li的CO2,反應(yīng)過程中氣體體積分數(shù)隨時間的變化情況如圖所示。下列說法錯誤的是()

A.”min時,CC>2的轉(zhuǎn)化率為25.0%

B.fzmin時，，該反應(yīng)體系未處于平衡狀態(tài)

C.“min時，向該容器中再充入CO2和CO各l.OmolLI平衡正向移動

D.tymin時,該反應(yīng)的Kp=24.0p也［氣體分壓(p分)=氣體總壓"&)義體積分數(shù)］

答案D

解析“min時，CO的體積分數(shù)為40.0%,設(shè)Amin內(nèi)反應(yīng)消耗了4moi的CCh,則根

據(jù)“三段式”法進行計算：

C(s)+CO2(g)2CO(g)

起始/(mobL」)1.00

轉(zhuǎn)化/(moll-1)a2a

t\min0f/(molL!)1.0—〃2a

,2amol-L1…,,,,0.25mol-L1

則777—TT-：-100%=40.0%,解得a=0.25,故CO的轉(zhuǎn)化率為-77；-77■〒義100%

(1.0—a+2?)mol-L121.0mol-L1

=25.0%,A項正確；辦min時反應(yīng)達到平衡，設(shè)“min內(nèi)反應(yīng)消耗了匕moLL-的CCh,根

據(jù)“三段式”法進行計算：

C(s)+CO2(g)2CO(g)

起始/(mol-L「)1.00

轉(zhuǎn)化/(mobL/i)b2b

平衡/(mol?L「)i.o-z?2b

則、—100%=96.0%,解得力比0.9,則平衡時，c(COo)=0.1mol-L_1,c(CO)

(,1.c0—Zb_+L2Cb,)mol-L1

”(CO)1R2

=1.8mobL\則K=(「石、=八[=32.4,向該容器中再充入CO?和CO各1.0rnobL1,則

c(C5)u.i

(18+]OP

此時Q='oi+MF.l<K,則平衡正向移動，C項正確；白min時，CO的體積分數(shù)為96.0%,

則CO2的體積分數(shù)為4.0%,故勺=粵黑=瞥翳江=23.04°,4,D項錯誤。

1p(CC)2)4.0%p芯

二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題目要求。

9.某溫度下，在2L恒容密閉容器中加入一定量A,發(fā)生反應(yīng)：2A(g)2B(g)+C(g)\H

=+^>0)kJ-mor'o反應(yīng)過程中B、A的濃度比與時間，有如圖所示關(guān)系，若測得第15min

時，c(C)=0.8mol【r。下列結(jié)論錯誤的是()

A.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.2

B.A的初始物質(zhì)的量為4.8mol

C.反應(yīng)達到平衡時，A的轉(zhuǎn)化率約為66.7%

D.反應(yīng)達到平衡時，吸收的熱量為0.8akJ

答案D

解析根據(jù)反應(yīng)2A(g)2B(g)+C(g)和題目已知數(shù)據(jù)可知，15min時c(B)=1.6moLL-i、

c(A)=0.8mol-L^1,當§空保持不變時，即15min時反應(yīng)達到平衡，則該溫度下此反應(yīng)的平

衡常數(shù)長=叁詈甲=與泮=3.2,A項正確；A的初始物質(zhì)的量為(1.6+0.8)mol-L-iX2

_，,j..1.6mol,L’

L=4.8mol,B項正確；15min時，反應(yīng)達到平衡，A的轉(zhuǎn)化率為丁"；~--rX100%比66.7%,

2.4molL1

C項正確；2molA參加反應(yīng)吸收的熱量為akJ,反應(yīng)達到平衡時，參加反應(yīng)的A為1.6moL

32

L-|X2L=3.2mol,則吸收的熱量為3-X”kJ=1.6“kJ,D項錯誤。

10.(2022.長春模擬)固體碘化鍍置于密閉容器中，加熱至一定溫度后保持溫度不變，容器中

發(fā)生反應(yīng):①NHJ(s)NH3(g)+HI(g)、②2HI(g)H2(g)+I2(g)，測得平衡時c(L)=0.5mol.

L-1,反應(yīng)①的平衡常數(shù)為20,則下列結(jié)論不正確的是()

A.平衡時c(NH3)=5moi11

B.平衡時HI分解率為20%

C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化不可以作為判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志

D.平衡后縮小容器容積，NHH的物質(zhì)的量增加，12的物質(zhì)的量不變

答案D

解析設(shè)碘化鎂生成氨氣和碘化氫的濃度為x,則

2HI(g)H2(g)+l2(g)

起也臺/(mol?L」)x00

變化/(mol?L「)10.50.5

平衡/(mol?L】)x—10.50.5

1

根據(jù)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為20,得x(x-l)=20,解得x=5molir,c(NH3)=5mol-L-,A項

正確；平衡時HI分解率為黑Sxi00%=2。％，B項正確；反應(yīng)①固體生成氣體，氣體

的平均摩爾質(zhì)量始終不變，反應(yīng)②反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變,

故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化不可以作為判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志，C項

正確：平衡后縮小容器容積，平衡①逆向移動，NFUI的物質(zhì)的量增加，HI的物質(zhì)的量減小，

平衡②逆向移動，則上的物質(zhì)的量減小，D項錯誤。

11.N2O5是一種新型硝化劑，在一定溫度下可發(fā)生如下反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)+02(g)

AW>0o5溫度時，向密閉容器中通入N2O5氣體，部分實驗數(shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是

()

時間/S050010001500

-1

c(N2O5)/(molL)5.003.502.502.50

3-

A.500s內(nèi)N02的生成速率為3.00X10^mol-L-'-s'

B.T\溫度下該反應(yīng)平衡時N2O5的轉(zhuǎn)化率為50%

C.達平衡后其他條件不變，將容器體積壓縮到原來的/c(N2C>5)>5.00molir

D.八溫度下的平衡常數(shù)為K，4溫度下的平衡常數(shù)為K2,若丁|>乃，則K<K2

答案BC

解析500s內(nèi)N2O5的分解速率為y(N2O5)=-------左忒------=3.00X103moiI'.s

則NO2的生成速率。(NO2)=20(N2O5)=6.OOXl(F3mol.Llsr,A項錯誤；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可

知，反應(yīng)達到平衡時N2O5的物質(zhì)的量濃度為2.50mol-L-1,故其轉(zhuǎn)化率為歿薩噌粵」

5.00molL1

X100%=50%,B項正確；體積壓縮到原來的假設(shè)平衡不移動，N205的濃度為5.00mol?

L-1,但壓強增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，N2O5的濃度增大，即大于5.00molir,C項正

確；此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，即K>K2,D項錯誤。

12.乙烯氣相直接水合反應(yīng)制備乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H50H(g)AH。乙烯的平衡轉(zhuǎn)

化率隨溫度、壓強的變化關(guān)系如下［起始時，n(H2O)=n(C2H4)=lmol；a點容器體積為1L］。

下列分析不正確的是()

1()

7yte

2()025030()35()

A.乙烯氣相直接水合反應(yīng)的AH>0

B.圖中a點對應(yīng)的平衡常數(shù)

C.圖中壓強的大小關(guān)系為P1>〃2>P3

D.達到平衡狀態(tài)a、b所需要的時間：a>b

答案AC

解析由圖可知，同一壓強下隨著溫度的不斷升高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率不斷降低，則表明升

溫時平衡逆向移動，所以乙烯氣相直接水合反應(yīng)的AHVO,A錯誤；圖中a點，乙烯的平衡

轉(zhuǎn)化率為20%,則平衡時"(H2O)=〃(C2H4)=0.8mol,n(C2H5OH)=0.2mol,平衡常數(shù)K=

075

八匕。=蕓，B正確；增大壓強平衡正向移動，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則圖中壓強的大小

U.oXU.o1。

關(guān)系為0Vp2Vp3,C錯誤；因為b點時溫度高、壓強大，反應(yīng)速率快，所以達到平衡狀態(tài)a、

b所需要的時間：a>b,D正確。

三、非選擇題

1

13.(1)對于反應(yīng)：2cH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AW=-24kJmol,在T℃時，

向體積不變的密閉容器中投入一定量CH30H氣體，氣體混合物中CH3OCH3的物質(zhì)的量分數(shù)

p(CH30cH3)與反應(yīng)時間f的關(guān)系如表所示：

r/min015304580100

9（CH30cH3）00.050.080.090.100.10

30min時，CH30H的轉(zhuǎn)化率為:根據(jù)表中數(shù)據(jù)，時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為。

(2)在恒容密閉容器中，加入足量的M0S2和。2,僅發(fā)生反應(yīng)：2MoS2(s)+7O2(g)2MoO3(s)

+4SO2(g)A/7o

測得氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率與起始壓強、溫度的關(guān)系如圖所示：

①Pl、pi、P3的大小關(guān)系：。

②若初始時通入7.0mol02,pi為7.0kPa,則A點平衡常數(shù)Kp=(用氣體平衡分

壓代替氣體平衡濃度計算，分壓=總壓X氣體的物質(zhì)的量分數(shù)，寫出計算式即可)。

答案(1)16%表⑵①0>p2>p3鱷"kPa-3

解析(1)30min時，CH30cH3的物質(zhì)的量分數(shù)為0.08,設(shè)開始投入的CH3OH為xmol,生

成的H2O、CH30cH3為ymol,消耗的CH30H為2ymol,則白式7^=008,y=0.08x,

則CH.QH的轉(zhuǎn)化率為?X100%=16%;時，設(shè)容器體積為VL,反應(yīng)達平衡時，生成的

H。CHQCH3為zmol,消耗的SOH為2zmg則三三=0』。，z=0.10x,平衡

z21

常數(shù)長二57再=笈°

(2)①增大壓強平衡正向移動，氧氣的轉(zhuǎn)化率增大，所以壓強：P1>P〉P3。②若初始時通入

7.0molO2,pi為7.0kPa,A點氧氣轉(zhuǎn)化率為50%,則A點n(O2)=7.0molX(l-50%)=3.5mol,

生成H(SO2)=7'0n1O^X50%X4=2mol,恒溫恒容條件下氣體壓強之比等于其物質(zhì)的量之

比，所以A點壓強為7，0mo]X7.OkPa=5.5kPa