第33讲 化学平衡常数（K、Kp）、速率常数及相关计算 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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【复习目标】
1．知道化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行计算。
2．能书写化学平衡常数表达式，能进行化学平衡常数、转化率的简单计算。
【知识精讲】
考点一 化学平衡常数的含义及应用
1．表达式
对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
(1)浓度商：在任意时刻的eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)通常用Q表示。
(2)化学平衡常数
在一定温度下达到化学平衡时，eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)＝K，K是常数，称为化学平衡常数(平衡常数)，固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。
2．平衡常数与方程式的关系
(1)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
(2)在相同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即K正＝eq \f(1,K逆)。
(3)方程式乘以某个系数x，则平衡常数变为原来的x次方。
(4)两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K总＝K1·K2。
3．意义及影响因素
(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)K值只受温度的影响，与物质的浓度、压强等的变化无关。
4．应用
(1)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向。
(2)对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的任意状态，浓度商Q＝eq \f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。
根据浓度商与平衡常数的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向：
当Q当Q＝K时，反应处于平衡状态；
当Q>K时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态。
(3)判断可逆反应的反应热
【例题1】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＝eq \f(c（CO2）·c（Cu）,c（CO）·c（CuO）)
B．反应③的平衡常数K＝eq \f(K1,K2)
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容时，增大压强，H2浓度一定减小
【例题2】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(ml·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“＞”“＝”或“＜”)。
【例题3】在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________。
(2)该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。
(4)若830 ℃时，向容器中充入1 ml CO、5 ml H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 ml·L－1、2 ml·L－1、4 ml·L－1、4 ml·L－1，则此时上述反应_______________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
考点二 化学平衡常数和转化率的有关计算
1．掌握一个方法——“三段式”法
“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。
对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(ml)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx ml，容器容积为V L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/ml a b 0 0
变化/ml mx nx px qx
平衡/ml a－mx b－nx px qx
2．明确三个量的关系
(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。
(2)关系
①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3．掌握以下公式
①平衡常数：K＝eq \f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)。
②A的平衡浓度：c(A)＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1。
③A的转化率：α(A)＝eq \f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)。
④A的体积分数：φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。
⑤平衡混合物中某组分的百分含量＝eq \f(某组分的平衡量,平衡时各物质的总量)×100%。
⑥平衡压强与起始压强之比：eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。
⑦混合气体的平均密度eq \x\t(ρ)(混)＝eq \f(a·MA＋b·MB,V) g·L－1。
⑧混合气体的平均摩尔质量eq \x\t(M)＝eq \f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx) g·ml－1。
⑨生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。
产率＝eq \f(实际产量,理论产量)×100%。
【例题4】已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 ml·L－1，c(N)＝2.4 ml·L－1。
思考解答下列问题：
(1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？
(2)若反应温度升高，该反应的平衡常数、M的转化率如何变化？
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝4 ml·L－1，c(N)＝a ml·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 ml·L－1，则M的转化率为________，N的起始浓度为________。
【例题5】某温度下，将2 ml A和3 ml B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡，已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则( )
A．a＝3 B．a＝2
C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%
【例题6】加热N2O5，依次发生的分解反应为：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 ml N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 ml，N2O3为3.4 ml，则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
【例题7】汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，在容积为1 L的恒容密闭容器中加入 0.100 0 ml NO 和2.030 ml固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：
根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：_________________，判断p________(填“＞”“＜”或“＝”)3.93 MPa。计算反应体系在200 ℃时的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
考点三 压强平衡常数(Kp)
1．Kp的含义
在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。
2．计算技巧
(1)根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。
(2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。
(3)根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。
(4)根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp＝eq \f(p2（NH3）,p（N2）·p3（H2）)。
【例题8】SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2)，反应为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1∶1把SO2与Cl2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，SO2的转化率与温度T的关系如下图所示：
若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
【例题9】丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋124 kJ·ml－1
(1)总压分别为100 kPa、10 kPa 时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示：
100 kPa时，C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是______、______。
(2)某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压为13.3 kPa，C3H8的平衡转化率为________。该反应的平衡常数Kp＝______kPa(保留1位小数)。
考点三 速率常数与平衡常数的计算
1．速率常数
(1)速率常数含义
速率常数(k)是指在给一定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(2)速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于基元反应(能够一步完成的反应)：aA＋bB===gG＋hH
则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如
①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)
(3)速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的越快。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
2．相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)
v(正)＝k正·ca(A)·cb(B)；
v(逆)＝k逆·cg(G)·ch(H)
平衡常数K＝eq \f(cg（G）·ch（H）,ca（A）·cb（B）)＝eq \f(k正·v逆,k逆·v正)
反应达平衡时，v正＝v逆，故K＝eq \f(k正,k逆)。
【例题10】N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。
【例题11】已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中，v正＝k正·c(N2O4)，v逆＝k逆·c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k正＝________k逆。升高温度，k正增大的倍数________(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
【例题12】肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为：K＝eq \f(c（MbO2）,c（Mb）·p（O2）)。在37 ℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝eq \f(生成的c（MbO2）,初始的c（Mb）)×100%]。研究表明正反应速率v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。
(1)试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。
(2)试求出图中c点时，上述反应的平衡常数K＝________。已知k逆＝60 s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。
【真题演练】
1．（2017·天津·高考真题）常压下羰基化法精炼镍的原理为：
Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。
已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是（ ）
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低
D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)
2．（2020·海南·高考真题）NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：
CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH= -374.3 kJ·ml-1 K=2.5×1060，反应速率较小。有关该反应的说法正确的是（ ）
A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全
B．增大压强，平衡将向右移动，K> 2.5×1060
C．升高温度，既增大反应速率又增大K
D．选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
3．（2020·浙江·高考真题）溶液与溶液发生反应：，达到平衡。下列说法不正确的是（ ）
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数
4．（2022·湖南·高考真题）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．B．气体的总物质的量：
C．a点平衡常数：D．反应速率：
5．（2021·湖南·高考真题）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数：
D．平衡常数K：
6．（2022·山东·高考真题）利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：
①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；
②因反应Ⅰ在高压氛围下进行，故压强近似等于总压。
回答下列问题：
(1)以或BD为初始原料，在、的高压氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热；以BD为原料，体系从环境吸热。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变_______。
(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比，和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得，则图中表示变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数_______(保留两位有效数字)。以BL为原料时，时刻_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。
(3)为达平衡时与的比值。、、三种条件下，以为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_____________。
7．（2021·天津·高考真题）铁单质及其化合物的应用非常广泛。
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)用X射线衍射测定，得到Fe的两种晶胞A、B，其结构如图所示。晶胞A中每个Fe原子紧邻的原子数为___________。每个晶胞B中含Fe原子数为___________。
(3)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式___________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________。
(4)Fe3+可与H2O、SCN-、F-等配体形成配位数为6的配离子，如、、。某同学按如下步骤完成实验：
①为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，其原因是___________，为了能观察到溶液Ⅰ中的浅紫色，可采取的方法是___________。
②已知Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡：；
，
向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为___________，平衡常数为___________(用K1和K2表示)。
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·专题练习）下列关于化学平衡常数的叙述正确的是（ ）
A．浓度商Q＜K时，平衡逆向移动
B．化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关
C．化学平衡发生移动，化学平衡平衡常数一定发生改变
D．温度一定，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数
2．（2022·专题练习）若只改变温度，平衡常数K增大，则以下叙述正确的是（ ）
A．温度一定升高B．温度一定降低
C．平衡一定向左移动D．平衡一定向右移动
3．（2022·山东期末）在恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和，发生反应：，测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该反应的
B．压强：
C．A、B、D三点的平衡常数关系为：
D．压强为、温度为300℃的条件下，C点
4．（2022·河北·石家庄二中）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)=0.5ml/L，c(HI)=4m/L，下列错误的是（ ）
A．①的平衡常数为20
B．②的平衡常数为
C．同温时H2(g)+I2(g)2HI(g)和②的平衡常数互为倒数
D．温度升高①的平衡常数增大，则①为放热反应
5．（2022·江苏·高三专题练习）用尿素水解生成的催化还原，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为，下列说法正确的是（ ）
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中消耗，转移电子的数目为
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
6．（2022·贵州黔西）一定温度下，在某恒容密闭容器中，充入物质的量均为2ml的NO和CO，发生反应： 。容器内总压强随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．时，
B．该反应的平衡常数表达式为
C．平衡时，的体积是气体总体积的
D．若混合气体的总质量不再随时间改变，则该反应达到平衡
7．（2022·广西贵港期末）某温度下，在3L的恒容密闭容器中，仅充入1mlX(g)和2mlY(g)，发生反应 ，当反应达到平衡时，测得X、Y、Z的体积分数分别为30%，60%和10%。下列说法正确的是（ ）
A．该反应从起始至达到平衡的过程中，总是存在
B．该反应达到平衡后，若再充入0.2mlX和0.2mlZ，则此时的反应速率：
C．反应起始的总压强与反应达到平衡时的总压强之比为2：3
D．反应达到平衡后，若仅升高温度，则该反应的平衡常数增大
8．（2022·安徽期末）查阅资料得知：(I)完全断开1mlNO、、分子中的化学键所需最低能量分别为632kJ、498kJ、946kJ；(II)25℃时，反应①、②、③的化学方程式及平衡常数如下：
①
②
③
下列说法不正确的是（ ）
A．NO分解反应的平衡常数为
B．根据的值可知常温下CO和很容易发生反应生成
C．升高温度，反应②、③平衡常数的变化趋势与①的相反
D．常温下，NO、、分别发生分解反应生成的倾向顺序为
9．（2022·湖南岳阳期末）在160℃、200℃条件下，分别向两个容积为2L的刚性容器中充入2mlCO和2ml，发生反应： 。实验测得两容器中CO或的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．ac段的平均反应速率为
B．逆反应速率：c=d>b
C．160℃时，该反应的平衡常数K=9
D．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
10．（2022·江苏无锡）二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H，一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
体系能量变化如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A．△H1＞△H2
B．步骤②反应△S＜0
C．二氧化碳加氢制甲醇的总反应速率取决于步骤①
D．二氧化碳加氢制甲醇的总反应的平衡常数K=
11．（2022·浙江·乐清市知临中学）工业上合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
第一步：(氨基甲酸铵)
第二步：
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L密闭容器中投入4ml氨和1ml二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图Ⅰ所示。
下列说法中正确的是（ ）
A．由图可知，第一步反应的活化能小于第二步反应
B．当氨基甲酸铵的物质的量达到最大值时，合成尿素的反应达到化学平衡状态
C．0~10min中，用表示的第一步反应的速率
D．已知第二步反应的化学平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示。则其它条件不变时，温度升高，尿素的产率一定增大
12．（2022·北京·北大附中三模）某同学设计实验方案，利用沉淀滴定法测定“Ag++Fe2+Fe3++Ag↓”的平衡常数K。一定温度下，先将0.0100ml·L-1Ag2SO4溶液与0.0400ml·L-1FeSO4溶液(pH=1)等体积混合，待反应达到平衡时，过滤，取vmL滤液用c1ml·L-1KSCN标准溶液滴定Ag+，至出现稳定的浅红色时消耗KSCN标准溶液v1mL。
已知：Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K1
Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K2
下列说法正确的是（ ）
A．Ag2SO4溶液和FeSO4溶液(pH=1)可替换为AgNO3溶液和Fe(NO3)2溶液(pH=1)
B．K1>>K2，Fe3+是滴定终点的指示剂
C．若不过滤，直接用浊液做滴定实验测定c(Ag+)，则所测K值偏大
D．若改为测定滤液中c(Fe3+)，选择合适的滴定方法直接滴定滤液，也能达到目的
13．（2022·安徽·高三开学考试）已知一定条件下，氢气与一氧化碳发生反应的热化学方程式为 。向体积为2L的恒容容器中充入和，2h后，测得CO的转化率随温度变化关系如图。下列选项中正确的是（ ）
A．正反应为吸热反应，
B．a、c两点对应条件下，反应进行的平均速率相等
C．延长反应时间至3h，c点对应条件下CO的转化率升高
D．b点对应条件下，向容器中继续通入、和，达到平衡状态后，
14．（2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测）容积均为1L的甲、乙两个刚性容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入，发生反应。甲容器中的相关量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是（ ）
A．3s时甲容器中反应达到化学平衡状态
B．内，甲容器中反应速率增大说明该反应的速率与浓度无关
C．3s时乙容器中c()小于0.20ml/L，乙容器中该反应的化学平衡常数大于22.5
D．甲、乙两容器均达平衡后，欲使两者的体积分数相等，可向乙容器中再充入少量气体
15．（2022·河南·模拟预测）常温下，酒石酸(记作H2T)中各含T微粒占所有含T微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如下图所示：
下列说法错误的是（ ）
A．lgKa1=-2.98
B．向H2T溶液中滴加NaOH溶液至pH=4.34时：c(Na+)＜3c(HT-)
C．反应H2T+T2-2HT-的平衡常数的对数值lgK=-1.36
D．0.1ml·L-1NaHT溶液中：c(HT-)＞c(T2-)＞c(H2T)
16．（2022·辽宁实验中学）燃煤烟气的脱硫技术是环境科学研究的热点，利用反应可实现从燃煤烟气中回收硫。向两个体积相同的恒容密闭容器中通入2mlCO(g)和1ml(g)发生上述反应，体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．实验a平衡时CO的物质的量为1.5ml
B．实验b中，40min内CO的平均反应速率
C．与实验a相比，实验b改变的条件是加入催化剂
D．实验b中的转化率是75%
第II卷（非选择题）
17．（2022·河北·高三阶段练习）甲烷作为燃料，广泛应用于民用和工业中；作为化工原料，可以用来生产一系列化工有机物。回答下列问题：
Ⅰ.加氢制甲烷
反应①：
反应②： ∆H2
(1)100下，由最稳定单质生成1物质B的焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓()。298K，几种气态物质的标准摩尔生成焓如下表。则∆H2=_______。
(2)恒压条件下，向密闭容器中通入1和4，在催化剂作用下发生
反应①[]和
反应②[C]，
测得的平衡转化率、和的选择性随反应温度的变化情况如图所示。已知：选择性，
选择性。
则表示选择性的曲线是_______(填“”或“”)，原因是___________________。
(3)由(2)题图可知，500℃时，平衡体系中的物质的量为_______，反应②的压强平衡常数_____________(列出计算式即可，用分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.电化学法制甲烷
西安交通大学柳永宁教授团队以氢氧燃料电池成熟的膜电极为核心部件，设计并构筑了一种纳米团簇异质结构，可有效吸附并提高反应速率，简图如图所示。
(4)通入一极的电极反应式为___________________。
Ⅲ.木质纤维素制甲烷
中科院大连化物所路芳研究员团队设计并制备了一种介孔二氧化硅纳米球催化剂，可通过催化断裂生物质中键和键，而将木质纤维素生物质直接高效转化为天然气，生物质衍生醇1-丙醇和2-丙醇在催化剂表面的反应历程如图所示：
(5)2-丙醇转化为1-丙醇的反应属于_____________(填“吸热”或“放热”)反应，由制备的反应历程中最大能垒(活化能)_______。
18．（2022·山东日照·高三开学考试）以为原料合成乙酸，是综合开发温室气体资源的新方向。回答下列问题：
I.两步法制乙酸
(1)反应不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行，可在较温和的条件下实现上述转化，具体过程如下：
①写出第二步的化学反应方程式：___________。
②为增大的平衡产率，下列说法正确的是___________(填标号)。
A．第一步反应在高温下进行，第二步反应在低温进行
B．第一步减小氢气的压强，第二步增大氢气的压强
C．其他条件不变，使用更高效的催化剂
II．催化重整间接制乙酸
用催化重整制合成气，再利用合成气制乙酸，涉及的反应如下：
反应1：
反应2：
反应3：
已知：反应1为快速平衡，可认为不受慢反应2、3的影响；
(2)在、盛有催化剂的刚性密闭容器中，分别以和或和为初始原料进行反应1。反应1达到平衡时，以和为原料，体系从环境吸热；以和为原料，体系向环境放热。忽略慢反应2、3热效应，则“反应1”的___________。
(3)初始条件同上。最终所有反应都达到平衡时，容器中为，为，此时的浓度为___________(用含a、b的代数式表示，下同)，反应2的平衡常数为___________。
(4)“反应1”的化学反应速率，k为速率常数。和时，分别保持或不变，测得速率v与、的关系如图所示：
①图可知，下列叙述正确的是___________(填标号)。
A．a、b、c三点速率常数的大小关系为：
B．当时，
C．其他条件不变，增大，速率常数k可能增大
②若初始时按进气，且b点的速率常数为，则b点的化学反应速率___________。
19．（2022·江西·新余市第一中学）研究和深度开发CO2的综合应用，实现碳循环是解决温室问题的有效途径，对构建生态文明社会具有重要意义。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
i.
ii.
则_______kJ/ml。
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是_______。
A．在原料气中加入适量B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气D．提高原料气中CO2的体积分数
(3)一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反应，测得时CO2的转化率在五种不同温度下的变化如图1所示。
①T4温度下，反应在内平均反应速率_______。
②b点对应的正反应速率_______c点对应逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
③若反应在c点的体系总压强为，则c点反应的_______(为以分压表示的平衡常数)。
(4)基催化剂光催化还原亦可制得燃料甲醇，其原理如图2所示。
①CB极的电势_______VB极的电势(填“低于”或“高于”)。
②碱性条件下甲醇燃料电池的负极反应式是___________________。
20．（2022·四川·成都七中高三开学考试）温度T℃时，向体积不等的恒容容器中分别加入足量活性炭和1ml，发生反应。反应相同时间，测得各容器中的转化率a与容器体积的关系如图1所示。
回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数的值为_______。
(2)c点：_______；a点，充入一定量后，再次达到平衡，转化率变_______，的物质的量分数变_______。
(3)若容器a、b体积相等，则容器压强_______。
(4)另测得平衡时和的物质的量浓度与平衡总压的关系如图2。A、B、C三点中，转化率最低的为_______点。B点时，若反应初始压强为12.8kPa，则_______。
21．（2022·湖南·高三开学考试）习近平主席在第75届联合国大会提出，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
I.我国科学家王亮在CO2合成燃料CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·ml-1，T℃时，将2mlCO2(g)和8mlH2(g)充入体积为2L的恒容密闭容器中发生如上反应，10min后反应达到平衡，此时容器内的压强变为起始的。
(1)T℃时，该反应的平衡常数K=__________，0~10min内CO2的平均反应速率为__________。
(2)下列情形能表示该反应达到平衡状态的有__________。
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变
B．容器内气体的密度不再改变
C．H2O(g)的体积分数保持不变
D．的值保持不变
E.v正(CO2)=4逆v(H2)
II.2021年9月24日，我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》，代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。CO2还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应有：
a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
(3)已知CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的摩尔生成焓分别为-393.5kJ·ml-1、-200.6kJ·ml-1、-241.8kJ·ml-1(一定温度和压强下，由最稳定单质生成1ml化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓，单质的摩尔生成焓为0)。则反应a的△H=__________kJ·ml-1。
(4)当压强分别为p1、p2时，将=1：3的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中CO2的平衡转化率和CH3OH、CO的选择性如图所示。
[CH3OH(或)的选择性=]
①曲线____代表CH3OH的选择性，原因是________________。
②相同温度下，关于反应a和反应b的平衡常数判断，正确的是__________。
A．K(a)＞K(b) B．K(a)＜K(b) C．无法判断
③保持反应温度不变，使CO2的平衡转化率达到x点，改变的条件可能是__________。
22．（2022·广东·高三阶段练习）氨元素和硫元素存在多种氧化物。回答下列问题：
(1)部分氮氧化合物之间的转化所发生的化学反应如下：
则反应的_______。
(2)已知的反应历程分两步：
第一步：；；
第二步：；；
的反应速率主要是由_______(填“第一步”或“第二步”)反应决定，该反应的平衡常数K=_______(用k表示)。
(3)常温常压下，与间的反应极慢，但向二者的混合物中加入适量的后，很快就会转化为。反应过程中，反应体系的能量变化可用图1中的某一曲线表示(图中曲线a表示没有使用时的能量变化)。
①最可能表示使用了的能量变化曲线是_______(填“b”或“c”)，表示的意义是_______。
②若维持其他条件不变，用催化剂代替，下列物理量中不可能变化的是_______(填标号)。
A．反应的活化能 B．反应速率 C．反应热 D．平衡常数K
(4)2L恒容密闭容器中最初存在的混合物，分别在温度为、条件下发生反应。控制其他条件不变，改变，测得平衡时的体积分数 []与的关系如图2所示。
①_______(填“>”或“<”)，a、b、c三点时，转化率最大的是_______。
②若，计算温度为时反应的平衡常数K=_______。化学反应
平衡
常数
温度/℃
500
800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
K3
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
活性炭/ml
NO/ml
A/ml
B/ml
p/MPa
200 ℃
2.000
0.040 0
0.030 0
0.030 0
3.93
335 ℃
2.005
0.050 0
0.025 0
0.025 0
p
物质
-393.5
0
-110.5
-241.8