高考化学总复习 化学平衡常数化学反应进行的方向Word文档格式.docx
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A．上述反应的逆反应的活化能不小于905.9kJ·
mol－1
B．反应从2min末到4min末，O2的平均反应速率为0.15mol·
L－1·
min－1
C．反应在2min末时改变了某一条件，该条件可能是使用催化剂或升高温度
D．反应达平衡后降低压强，混合气体的平均摩尔质量减小
选B 正反应是放热反应，该反应的逆反应的活化能减去正反应的活化能等于905.9kJ·
mol－1，则逆反应的活化能不小于905.9kJ·
mol－1，A项正确；
v（O2）＝
v（NH3）＝
×
＝0.1875mol·
min－1，B项错误；
反应从2min末到4min末，使用催化剂或升高温度均能加快反应速率，使反应物的物质的量减少，C项正确；
反应达平衡后降低压强，平衡正向移动，反应物和生成物的总质量不变，总物质的量增大，则混合气体的平均摩尔质量减小，D项正确。
4．（2018·
辽宁六校联考）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
2min时浓度/（mol·
0.08
a
b
平衡浓度/（mol·
0.05
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2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v（Y）＝0.03mol·
选D 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＝
＝1600，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正增大，v逆增大，平衡向正反应方向移动，C项错误；
前2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v（Y）＝3v（X）＝3×
＝0.03mol·
min－1，D项正确。
5.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，在某一时刻，物质A的含量（A%）和物质C的含量（C%）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温度时达到过化学平衡
B．该反应在T2温度时可能达到过化学平衡
C．该反应的逆反应是放热反应
D．升高温度，平衡会向正反应方向移动
选B T2之前A%渐小，C%渐大，而T2之后A%渐大，C%渐小，说明T2之前反应没有达到平衡状态，T2后温度升高使平衡逆向移动，故T2时反应达到平衡状态，故A项错误，B项正确；
T2以后，温度升高，反应物的含量增大，说明平衡逆向移动，故该反应的正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，故C、D项错误。
6．N2O5是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g） ΔH＞0，T1温度下的部分实验数据为
t/s
500
1000
1500
c（N2O5）/（mol·
5.00
3.52
2.50
下列说法不正确的是（ ）
A．500s内，N2O5的分解速率为2.96×
10－3mol·
s－1
B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000s时N2O5的转化率为50%
C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5（g）浓度为2.98mol·
L－1，则有T1＜T2
D．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1＞T2，则有K1＞K2
选C 500s内c（N2O5）由5.00mol·
L－1降低到3.52mol·
L－1，则有v（N2O5）＝
＝2.96×
s－1，A正确。
1000s时，c（N2O5）＝2.50mol·
L－1，则c（NO2）＝5mol·
L－1，c（O2）＝1.25mol·
L－1，此时N2O5的转化率为
＝50%；
化学平衡常数K1＝
＝
＝125，B正确。
T2温度下反应到1000s时测得N2O5（g）浓度为2.98mol·
L－1＞2.50mol·
L－1，说明反应正向进行的程度减小，即反应速率小，故有T1＞T2，C错误。
该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于T1＞T2，则有K1＞K2，D正确。
7.（2017·
衡水中学一调）以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为：
2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g） ΔH<
0。
某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数（y%）随温度变化如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．a点的平衡常数小于b点
B．b点，v正（CO2）＝v逆（H2O）
C．a点，H2和H2O物质的量相等
D．其他条件恒定，充入更多H2，v（CO2）不变
选C 从图像可知，温度越高氢气的含量越高，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，温度升高平衡常数减小，a>
b，A错误；
b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正（CO2）＝v逆（H2O），B错误；
从图像可知，a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C正确；
其他条件恒定，充入更多H2，反应物浓度增大，正反应速率增大，v（CO2）也增大，D错误。
8．一定条件下合成乙烯：
6H2（g）＋2CO2（g）CH2===CH2（g）＋4H2O（g），已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．该反应的逆反应为吸热反应
B．平衡常数：
KM＞KN
C．生成乙烯的速率：
v（N）一定大于v（M）
D．当温度高于250℃，升高温度，催化剂的催化效率降低
选C 升高温度CO2的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，故A正确；
升高温度CO2的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点，故B正确；
化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化效率降低，所以v（N）有可能小于v（M），故C错误；
根据图像，当温度高于250℃，升高温度催化剂的催化效率降低，故D正确。
9．在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂的作用下发生反应：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示。
A．该反应的正反应为吸热反应
B．三个容器的容积：
①＞②＞③
C．在P点，CO的转化率为75%
D．在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol，此时v正（CO）＜v逆（CO）
选C 由题图可知，容积一定时，温度升高，CH3OH的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，故该反应的ΔH＜0，正反应为放热反应，A错误。
三个容器中起始加入CO和H2的量分别相等，温度一定时，容器的容积越小，体系的压强越大，反应向正反应方向进行的程度越大，反应物的转化率越大，CH3OH的体积分数越大，故容器的容积：
①＜②＜③，B错误。
P点CH3OH的体积分数为50%，根据同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，则有
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
起始量/mol0.10.20
转化量/molx2xx
平衡量/mol0.1－x0.2－2xx
则CH3OH的体积分数为
100%＝50%，解得x＝0.075mol，故P点CO的转化率为
100%＝75%，C正确。
在P点，向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol，此时，容器②中n（CO）＝0.05mol、n（H2）＝0.075mol、n（CH3OH）＝0.1mol，设容器②的容积为VL，则达到平衡时K＝
＝1200V2，充入气体后Qc＝
＝355.6V2＜K＝1200V2，平衡正向移动，此时v正（CO）＞v逆（CO），D错误。
10．一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×
物质的量分数。
在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便。
A．对于反应C2H4（g）＋H2O（g）C2H5OH（g），在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为p，其中C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）均为1mol，则用分压表示的平衡常数Kp＝
B．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g）2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。
若此时A、B和C均增加1mol，平衡正向移动
C．恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol，若此时再充入3molN2，则平衡正向移动
D．对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度有关
选C 平衡时C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）均为1mol，则三者的分压均为
p，故用分压表示的平衡常数Kp＝
，A项正确；
如A、B和C的物质的量按2∶1∶2增加时，则平衡不移动，而“均增加1mol”时相当于在原来的基础上多加了B，则平衡正向移动，B项正确；
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol，三者的分压均为
p，此时用分压表示的平衡常数Kp＝
2÷
，若再充入3molN2，此时N2的分压为
p，NH3和H2均为
p，此时用分压表示的Qp＝
＝Kp，平衡不移动，C项错误；
同一可逆反应，在相同条件下用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，且都只与温度有关，D项正确。
11．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/
（×
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
（1）该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是________（填字母）。
A．2v正（NH3）＝v逆（CO2）
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
（3）根据表中数据计算，在25.0℃时，反应2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（s）的平衡常数K＝________。
（4）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到平衡状态。
若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________（填“增加”“减小”或“不变”）。
（1）分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则有ΔH＞0；
该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS＞0。
（2）达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有v正（NH3）＝2v逆（CO2），A项不符合题意；
因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B项符合题意；
反应未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，依ρ＝
可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡，C项符合题意；
反应产物中NH3和CO2的物质的量之比始终为2∶1，密闭容器中氨气的体积分数始终不变，D项不符合题意。
（3）由表中数据可知，在25.0℃时，平衡气体的总浓度为4.8×
10－3mol·
L－1，则有c（NH3）＝3.2×
L－1，c（CO2）＝1.6×
L－1，反应2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（s）的平衡常数K＝
≈6.1×
107。
（4）在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。
答案：
（1）＞ ＞
（2）BC （3）6.1×
107 （4）增大
12．科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示（条件及物质未标出）。
（1）已知：
CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3kJ·
mol－1、283.0kJ·
mol－1、285.8kJ·
mol－1，则上述流程中第一步反应2CH4（g）＋O2（g）===2CO（g）＋4H2（g）的ΔH＝______________。
（2）工业上可用H2和CO2制备甲醇，其反应方程式为CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），某温度下，将1molCO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下表：
时间/h
1
2
3
4
5
6
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
①用H2表示前2h的平均反应速率v（H2）＝_________________________________；
②该温度下，CO2的平衡转化率为________。
（3）在300℃、8MPa下，将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入一密闭容器中发生
（2）中反应，达到平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为Kp＝________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×
物质的量分数）。
（4）CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：
2CO2（g）＋6H2（g）C2H4（g）＋4H2O（g） ΔH。
在0.1MPa时，按n（CO2）∶n（H2）＝1∶3投料，如图所示为不同温度（T）下，平衡时四种气态物质的物质的量（n）关系。
①该反应的ΔH________0（填“＞”或“＜”）。
②曲线c表示的物质为________。
③为提高H2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是________________________________________________________________________。
（1）CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3kJ·
mol－1，据此写出热化学方程式：
①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH1＝－890.3kJ·
②CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）
ΔH2＝－283.0kJ·
③H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）
ΔH3＝－285.8kJ·
根据盖斯定律，由①×
2－②×
2－③×
4可得：
2CH4（g）＋O2（g）===2CO（g）＋4H2（g），则有ΔH＝2ΔH1－2ΔH2－4ΔH3＝（－890.3kJ·
mol－1）×
2－（－283.0kJ·
2－（－285.8kJ·
4＝－71.4kJ·
（2）①恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，2h时，
＝0.85，设消耗CO2的物质的量为xmol，
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔV
1 2
xmol 2xmol
则有
＝0.85，解得x＝0.3，故前2h的平均反应速率v（H2）＝
＝0.225mol·
h－1。
②该温度下，反应进行5h时达到平衡状态，此时
＝0.80，设消耗CO2的物质的量为ymol，则有
＝0.80，解得y＝0.4，故CO2的平衡转化率为
100%＝40%。
（3）设开始时投入CO2和H2的物质的量分别为1mol、3mol，CO2的平衡转化率为50%，则有：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
起始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
则平衡时p（CO2）＝p（CH3OH）＝p（H2O）＝8MPa×
MPa，p（H2）＝8MPa×
＝4MPa，故该反应条件下的平衡常数为Kp＝
。
（4）①由图可知，随着温度的升高，n（H2）逐渐增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故有ΔH<
②随着温度的升高，n（H2）逐渐增大，由于H2是反应物，则另一条逐渐增大的曲线a代表CO2；
C2H4（g）、H2O（g）都是生成物，随着平衡逆向移动，二者的物质的量逐渐减小，根据化学计量数的关系可知，曲线b代表H2O（g），曲线c代表C2H4（g）。
③该反应的正反应是气体总分子数减少的放热反应，欲提高H2的平衡转化率，除改变温度外，还可以增大压强或不断分离出产物H2O（g）。
（1）－71.4kJ·
mol－1
（2）①0.225mol·
h－1
②40% （3）
（4）①<
②C2H4 ③加压（或不断分离出水蒸气）
13．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。
催化剂常具有较强的选择性，即专一性。
已知：
反应Ⅰ：
4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g） ΔH1＝－905.0kJ·
反应Ⅱ：
4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g） ΔH2
（1）
化学键
H—O
O===O
N≡N
N—H
键能/（kJ·
mol－1）
463
496
942
391
ΔH2＝______________。
（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在某催化剂的作用下进行反应Ⅰ，则下列有关叙述中正确的是________（填字母）。
A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率
B．若测得容器内4v正（NH3）＝6v逆（H2O）时，说明反应已达到平衡
C．当容器内
＝1时，说明反应已达到平衡
（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1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2，测得有关物质的量关系如图：
①该催化剂在高温时选择反应________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②520℃时，4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g）的平衡常数K＝________（不要求得出计算结果，只需列出数字计算式）。
③有利于提高NH3转化为N2的平衡转化率的措施有________（填字母）。
A．使用催化剂Pt/Ru
B．使用催化剂Cu/TiO2
C．增大NH3和O2的初始投料比
D．投料比不变，增大反应物的浓度
E．降低反应温度
（1）4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g）
ΔH2＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝4×
3×
391kJ·
mol－1＋3×
496kJ·
mol－1－2×
942kJ·
mol－1－6×
2×
463kJ·
mol－1＝－1260kJ·
（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在某催化剂的作用下进行反应Ⅰ，使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率，A正确；
若测得容器内4v正（NH3）＝6v逆（H2O）时，两反应速率之比不等于化学计量数之比，说明反应未达到平衡，B不正确；
当容器内
＝1时，并不能说明各组分含量保持不变，也不能说明正、逆反应速率相等，所以不能说明反应已达到平衡，C不正确。
（3）①根据图像结合N元素守恒可知，在高温时氨主要转化为NO，所以该催化剂在高温时选择反应Ⅰ。
②520℃时，4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g）的平衡常数可根据A点数据计算。
A点对应的纵坐标为0.2，说明n（N2）＝n（NO）＝0.2mol，根据N原子守恒得n（NH3）＝1mol－0.2mol－0.2mol×
2＝0.4mol，再根据H元素守恒得n（H2O）＝
mol＝0.9mol，最后根据O原子守恒得n（O2）＝2mol－0.2mol×
－0.9mol×
＝1.45mol，因为容积为1L，所以K＝
③使用催化剂可以加快化学反应速率，但不能提高反应物的转化率，A和B都不正确；
增大NH3和O2的初始投料比虽然有利于反应Ⅱ的发生，但会减小氨气的转化率，C不正确；
正反应是气体分子数增大的反应
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