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高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 化学平衡的移动优秀精练
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这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第三单元 化学平衡的移动优秀精练，文件包含223化学平衡常数原卷版docx、223化学平衡常数解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共31页， 欢迎下载使用。
一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝ ，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各反应的平衡常数表达式：
2.意义
K值越大，反应进行的程度 ，反应物转化率 。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素
K只受 影响，与反应物和生成物的浓度无关。
固体、 、水溶液中 的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。
①若两反应互为逆反应，则 。
②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则 。
③若两反应相加，则总反应的平衡常数 。
④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。
二、平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中 (如物质的量、物质的量浓度等)与该物质 的比值。
2.表达式
平衡转化率α＝
对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝ ，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a ml、b ml，达到平衡后，A的消耗量为mx ml，容器容积为V L，则有
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
(1)A的转化率α(A)＝ [或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算α(B)。
(2)α(A)：α(B)＝eq \f(mx,a)：eq \f(nx,b)[若a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则α(A)＝α(B)]。
(3)A的体积(物质的量)分数φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%，同理可计算φ(B)、φ(C)、φ(D)。
(4)平衡和起始时的压强比eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。
(5)混合气体的密度ρ(混)＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),V) g/L。
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量M＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g/ml。
课后分层练
1.(2023•河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.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
B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大
C.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
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g)H2S(g) K2；则反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是( )
A.K1－K2 B．K2 －K1
C.K2 /K1 D．K1/K2
3.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.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
4.某温度时N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则此温度下NH3(g)eq \f(3,2)H2(g)＋eq \f(1,2)N2(g)的平衡常数为( )
A.eq \f(1,\r(a)) B.eq \r(a) C.eq \f(1,a3) D．a2
5．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是( )
A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
6．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＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI 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
7．2 000 K时，反应CO(g)＋ eq \f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为( )
A． eq \f(1,K) B．K2 C． eq \f(1,K2) D． eq \f(1,K\f(1,2))
8．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )
A．K＝ eq \f(c4（H2）·c（Fe3O4）,c3（Fe）·c4（H2O）)
B．K＝ eq \f(c4（H2）,c4（H2O）)
C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数增大
D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
9．某可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为( )
A．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值、K值均扩大了1倍
B．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变
C．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
10.常温下，下列反应的平衡常数如下：
2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030；
2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081；
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92。
下列说法正确的是( )
A.常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)•c(O2)
B.常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－79
C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝eq \f(1,2)(K2＋K3)
11.温度为T时，将NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得体系的总压强为6 kPa，则该反应的平衡常数Kp为( )
A.6(kPa)2 B．9(kPa)2
C.8(kPa)2 D．36(kPa)2
12.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于( )
A.33% B．40%
C.50% D．65%
13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为 eq \f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g) eq \f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
该反应的平衡常数表达式K＝______________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
14．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) eq \(,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))2SO3(g) ΔH＜0。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________，升高温度，K值____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)①将2.0 ml SO2和1.0 ml O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为____________________________。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)______K(B)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
1.某温度下，在2 L的密闭容器中进行反应3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，若起始时加入3 ml A和2 ml B反应一段时间后达到平衡，则下列说法正确的是( )
A.增大该体系的压强，化学平衡常数增大
B.K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
C.该反应的化学平衡常数表达式是K＝eq \f(c4(C)•c2(D),c3(A)•c2(B))
D.当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，反应达到平衡
2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是( )
A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂不能使平衡常数增大
3.在1 L密闭容器中，充入4 ml N2O5，加热到t ℃，发生如下反应：
① N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)；
② N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。
反应达到平衡时，测得N2O3为1.7 ml，O2为4.5 ml，则t ℃时反应①的化学平衡常数为( )
A.1.9 B．7.65
C.8.5 D．9.1
4.已知：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) ΔH1＝566.0 kJ•ml－1；S(s)＋O2(g)SO2(g) ΔH2＝－296.0 kJ•ml－1。已知某反应的平衡常数K＝eq \f(c2(CO2),c(SO2)•c2(CO))，则该反应的ΔH3等于( )
A.－540.0 kJ•ml－1
B.＋540.0 kJ•ml－1
C.－270.0 kJ•ml－1
D.＋270.0 kJ•ml－1
5.顺Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷和反Q000Q1，2Q000Q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逆分别是正、逆反应速率常数，它们受温度和催化剂的影响。下列有关说法正确的是( )
A.某温度时，该反应的平衡常数可表示为K＝eq \f(k逆,k正)
B.该反应的平衡常数K可能为0
C.正、逆反应速率常数改变，平衡常数也一定会随之改变
D.正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变
6．在一定温度下的密闭容器中，加入1 ml CO和1 ml H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 ml，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为50%
D．平衡时n(H2O)＝0.5 ml
7．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
以下说法正确的是( )
A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80
C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
8．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 ml A和2 ml B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 ml C，则下列说法正确的是( )
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ eq \f(c4（C）·c2（D）,c3（A）·c2（B）)
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加C，反应速率加快
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所示：
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(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为800
C．反应前后压强之比为3∶2
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
10．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为( )
A． eq \f(1,4)p B． eq \f(1,2)p2 C． eq \f(1,4)p2 D． eq \f(1,2)p
11．在容积不变的容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示。下列说法正确的是( )
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 ml·L－1，则该反应的平衡常数K＝2
C．200 ℃，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态
D．当单位时间内生成n ml B的同时消耗2n ml C时，反应达到平衡状态
12.温度为t ℃时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 ml氢气和1.00 ml碘蒸气，经过20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 ml•L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：
①H2(g)＋I2(g)2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)
下列说法正确的是( )
A.反应速率用HI表示时v(HI)＝0.008 ml•L－1•min－1
B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D.相同温度下，2HI(g)H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相同
13．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 ml SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
14.在容积不变的密闭容器中，将2 ml CO(g)与3 ml H2O(g)混合加热到一定温度，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c(CO2)•c(H2),c(CO))
B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2 ml•L－1
C.CO的平衡转化率为40%
D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变
15.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 ml/L，c(HI)＝4 ml/L，下列说法错误的是( )
A.①的平衡常数为20
B.②的平衡常数为eq \f(1,64)
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，反应①②的平衡常数可以保持不变
16.在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如下表，根据以上信息推断，下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c(CO2)•c(H2),c(CO)•c(H2O))
B.此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到1 000 ℃时的正反应速率比700 ℃时的正反应速率大
D.该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低
17.已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH<0的速率方程为v正＝k正cα(NO)cβ(O2)，在T ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据如下表。下列说法错误的是( )
A.α、β的值分别为2、1
B.表中的x为4
C.降低温度，k正可能增大
D.若v逆＝k逆c2(NO2)，则K＝eq \f(k正,k逆)
18.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.升高温度，化学反应速率加快，但平衡常数不变
D.对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数K一定会减小
19．下表为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH的平衡常数与温度的关系：
由上表数据分析可知：
(1)温度升高，K值减小，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。
(2)对于某一反应，若温度升高时，K值增大，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。
20．将0.050 ml SO2(g)和0.030 ml O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO2)＝0.040 ml·L－1。
(1)该条件下的平衡常数为________。
(2)平衡时SO2的平衡转化率是________。
21．可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为749 K时，K＝ eq \f(9,4)，问：
(1)当CO和H2O的起始浓度均为2 ml·L－1时，CO的转化率为__________。
(2)当CO的起始浓度仍为2 ml·L－1，H2O的起始浓度为6 ml·L－1时，CO的转化率为____________________________________。
22．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 ml N2(g)和1.60 ml H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 eq \f(4,7)。计算：
(1)该条件下N2的平衡转化率为__________。
(2)该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________。
23.我国力争于2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，可减少CO2排放，并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝41 kJ•ml－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ•ml－1
①总反应的ΔH＝ kJ•ml－1。
②该反应在 (填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发进行。
③若反应Ⅰ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填字母)。
A B C D
(2)500 ℃时，在容积为2 L的密闭容器中充入3 ml CO2和8 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得t＝5 min时，反应达到平衡，此时n(CO2)＝1.0 ml。
①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝ 。
②平衡时H2的转化率为 。
③该反应的平衡常数为 。
24.氮氧化物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。
(1)已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g) ＋6H2O(g) ΔH1 ＝－907.0 kJ•ml－1
4NH3(g) ＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－1 269.0 kJ•ml－1
若4NH3(g) ＋6NO(g)5N2(g) ＋6H2O(g)的逆反应活化能为 E逆 kJ•ml－1，则其正反应活化能
为 kJ•ml－1 (用含E逆的代数式表示)。
(2)已知：①2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl (g)＋I2(g)
②2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)
③I2(g)＋Cl2(g)2ICl(g)
若向V L恒容密闭容器中加 2 ml NO和 2 ml ICl发生上述反应，达到平衡时，容器中NOCl(g)为a ml，Cl2(g)为b ml，此时I2(g)的浓度为 ml•L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应③的平衡常数为 。
(3)某化工厂排出的尾气(含 CO、N2O)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)，CO、N2O在Pt2O＋表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：
用方程式表示 N2O在Pt2O＋ 表面上的反应 。
(4)已知4CO(g) ＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2 (g) ΔH1 ＝－1 200 kJ•ml－1 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其他初始条件不变重复实验，在相同时间内测得 N2产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中 M 点对应的速率(对应温度400 ℃)v正 (填“＞”“＜” 或“＝”) v逆，温度高于400 ℃，N2产率降低的原因可能是 。
化学方程式
平衡常数表达式
2NO2(g)N2O4(g)
K＝
3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)
K＝
Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO
K＝
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
物质
X
Y
Z
初始浓度/(ml·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(ml·L－1)
0.05
0.05
0.1
温度/℃
100
200
300
400
500
转化率/%
30
75
75
50
18
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
实验
c0(NO)/(ml•L－1)
c0(O2)/(ml•L－1)
v正
1
1
1
v
2
2
1
4v
3
1
2
2v
4
2
x
16v
T/K
373
473
573
673
773
K
3.35×109
1.00×107
2.45×105
1.88×104
2.99×103
一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝ ，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各反应的平衡常数表达式：
2.意义
K值越大，反应进行的程度 ，反应物转化率 。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素
K只受 影响，与反应物和生成物的浓度无关。
固体、 、水溶液中 的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。
①若两反应互为逆反应，则 。
②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则 。
③若两反应相加，则总反应的平衡常数 。
④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。
二、平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中 (如物质的量、物质的量浓度等)与该物质 的比值。
2.表达式
平衡转化率α＝
对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝ ，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a ml、b ml，达到平衡后，A的消耗量为mx ml，容器容积为V L，则有
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
(1)A的转化率α(A)＝ [或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算α(B)。
(2)α(A)：α(B)＝eq \f(mx,a)：eq \f(nx,b)[若a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则α(A)＝α(B)]。
(3)A的体积(物质的量)分数φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%，同理可计算φ(B)、φ(C)、φ(D)。
(4)平衡和起始时的压强比eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。
(5)混合气体的密度ρ(混)＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),V) g/L。
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量M＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g/ml。
课后分层练
1.(2023•河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.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
B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大
C.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
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g)H2S(g) K2；则反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是( )
A.K1－K2 B．K2 －K1
C.K2 /K1 D．K1/K2
3.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.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关
D.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
4.某温度时N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则此温度下NH3(g)eq \f(3,2)H2(g)＋eq \f(1,2)N2(g)的平衡常数为( )
A.eq \f(1,\r(a)) B.eq \r(a) C.eq \f(1,a3) D．a2
5．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是( )
A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
6．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＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI 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
7．2 000 K时，反应CO(g)＋ eq \f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为( )
A． eq \f(1,K) B．K2 C． eq \f(1,K2) D． eq \f(1,K\f(1,2))
8．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )
A．K＝ eq \f(c4（H2）·c（Fe3O4）,c3（Fe）·c4（H2O）)
B．K＝ eq \f(c4（H2）,c4（H2O）)
C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数增大
D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
9．某可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为( )
A．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值、K值均扩大了1倍
B．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变
C．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
10.常温下，下列反应的平衡常数如下：
2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030；
2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081；
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92。
下列说法正确的是( )
A.常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)•c(O2)
B.常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－79
C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝eq \f(1,2)(K2＋K3)
11.温度为T时，将NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得体系的总压强为6 kPa，则该反应的平衡常数Kp为( )
A.6(kPa)2 B．9(kPa)2
C.8(kPa)2 D．36(kPa)2
12.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于( )
A.33% B．40%
C.50% D．65%
13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为 eq \f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g) eq \f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
该反应的平衡常数表达式K＝______________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
14．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) eq \(,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))2SO3(g) ΔH＜0。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________，升高温度，K值____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)①将2.0 ml SO2和1.0 ml O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为____________________________。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)______K(B)(选填“＞”“＜”或“＝”)。
1.某温度下，在2 L的密闭容器中进行反应3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，若起始时加入3 ml A和2 ml B反应一段时间后达到平衡，则下列说法正确的是( )
A.增大该体系的压强，化学平衡常数增大
B.K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
C.该反应的化学平衡常数表达式是K＝eq \f(c4(C)•c2(D),c3(A)•c2(B))
D.当四种物质的物质的量之比等于方程式系数比时，反应达到平衡
2．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是( )
A．平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B．平衡常数随温度的改变而改变
C．平衡常数随压强的改变而改变
D．使用催化剂不能使平衡常数增大
3.在1 L密闭容器中，充入4 ml N2O5，加热到t ℃，发生如下反应：
① N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)；
② N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。
反应达到平衡时，测得N2O3为1.7 ml，O2为4.5 ml，则t ℃时反应①的化学平衡常数为( )
A.1.9 B．7.65
C.8.5 D．9.1
4.已知：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) ΔH1＝566.0 kJ•ml－1；S(s)＋O2(g)SO2(g) ΔH2＝－296.0 kJ•ml－1。已知某反应的平衡常数K＝eq \f(c2(CO2),c(SO2)•c2(CO))，则该反应的ΔH3等于( )
A.－540.0 kJ•ml－1
B.＋540.0 kJ•ml－1
C.－270.0 kJ•ml－1
D.＋270.0 kJ•ml－1
5.顺Q000Q1，2Q000Q二甲基环丙烷和反Q000Q1，2Q000Q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逆分别是正、逆反应速率常数，它们受温度和催化剂的影响。下列有关说法正确的是( )
A.某温度时，该反应的平衡常数可表示为K＝eq \f(k逆,k正)
B.该反应的平衡常数K可能为0
C.正、逆反应速率常数改变，平衡常数也一定会随之改变
D.正、逆反应速率常数改变，平衡常数不一定改变
6．在一定温度下的密闭容器中，加入1 ml CO和1 ml H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 ml，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的平衡转化率为50%
D．平衡时n(H2O)＝0.5 ml
7．在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
以下说法正确的是( )
A．该温度下，反应①的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)的平衡常数的数值约为5×10－80
C．该温度下，反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
8．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 ml A和2 ml B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 ml C，则下列说法正确的是( )
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ eq \f(c4（C）·c2（D）,c3（A）·c2（B）)
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大
D．增加C，反应速率加快
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所示：
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(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为800
C．反应前后压强之比为3∶2
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
10．在温度为T时，将NH4HS(s)置于抽真空的容器中，当反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得总压强为p，则该反应的平衡常数Kp为( )
A． eq \f(1,4)p B． eq \f(1,2)p2 C． eq \f(1,4)p2 D． eq \f(1,2)p
11．在容积不变的容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，在相同时间内，测得不同温度下A的转化率如下表所示。下列说法正确的是( )
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．400 ℃时，若B的平衡浓度为0.5 ml·L－1，则该反应的平衡常数K＝2
C．200 ℃，A的转化率为75%时，反应达到平衡状态
D．当单位时间内生成n ml B的同时消耗2n ml C时，反应达到平衡状态
12.温度为t ℃时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 ml氢气和1.00 ml碘蒸气，经过20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 ml•L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：
①H2(g)＋I2(g)2HI(g)
②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)
下列说法正确的是( )
A.反应速率用HI表示时v(HI)＝0.008 ml•L－1•min－1
B.两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同
C.氢气在两个反应方程式中的转化率不同
D.相同温度下，2HI(g)H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相同
13．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 ml SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
14.在容积不变的密闭容器中，将2 ml CO(g)与3 ml H2O(g)混合加热到一定温度，发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应达到平衡时，该反应的平衡常数K为1.0。下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c(CO2)•c(H2),c(CO))
B.反应达到平衡时，c(CO2)＋c(H2O)＋c(H2)＝4.2 ml•L－1
C.CO的平衡转化率为40%
D.不管反应进行到何种程度，容器中原子个数之比N(H)：N(C)：N(O)＝6：2：5保持不变
15.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 ml/L，c(HI)＝4 ml/L，下列说法错误的是( )
A.①的平衡常数为20
B.②的平衡常数为eq \f(1,64)
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，反应①②的平衡常数可以保持不变
16.在一定体积的密闭容器中，进行如下的化学反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如下表，根据以上信息推断，下列说法正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(c(CO2)•c(H2),c(CO)•c(H2O))
B.此反应只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到1 000 ℃时的正反应速率比700 ℃时的正反应速率大
D.该反应的化学平衡常数越大，反应物的转化率越低
17.已知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH<0的速率方程为v正＝k正cα(NO)cβ(O2)，在T ℃下测定了不同初始浓度及正反应速率的关系，数据如下表。下列说法错误的是( )
A.α、β的值分别为2、1
B.表中的x为4
C.降低温度，k正可能增大
D.若v逆＝k逆c2(NO2)，则K＝eq \f(k正,k逆)
18.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.升高温度，化学反应速率加快，但平衡常数不变
D.对于反应③，恒温恒容下，增大H2浓度，平衡常数K一定会减小
19．下表为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH的平衡常数与温度的关系：
由上表数据分析可知：
(1)温度升高，K值减小，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。
(2)对于某一反应，若温度升高时，K值增大，则正反应为________反应(选填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(选填“＞”或“＜”)。
20．将0.050 ml SO2(g)和0.030 ml O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO2)＝0.040 ml·L－1。
(1)该条件下的平衡常数为________。
(2)平衡时SO2的平衡转化率是________。
21．可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为749 K时，K＝ eq \f(9,4)，问：
(1)当CO和H2O的起始浓度均为2 ml·L－1时，CO的转化率为__________。
(2)当CO的起始浓度仍为2 ml·L－1，H2O的起始浓度为6 ml·L－1时，CO的转化率为____________________________________。
22．工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 ml N2(g)和1.60 ml H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 eq \f(4,7)。计算：
(1)该条件下N2的平衡转化率为__________。
(2)该条件下反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为__________。
23.我国力争于2030年前做到“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。利用反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，可减少CO2排放，并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH1＝41 kJ•ml－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ•ml－1
①总反应的ΔH＝ kJ•ml－1。
②该反应在 (填“高温下”“低温下”“任何温度下”或“一定不”)能自发进行。
③若反应Ⅰ为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填字母)。
A B C D
(2)500 ℃时，在容积为2 L的密闭容器中充入3 ml CO2和8 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得t＝5 min时，反应达到平衡，此时n(CO2)＝1.0 ml。
①从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝ 。
②平衡时H2的转化率为 。
③该反应的平衡常数为 。
24.氮氧化物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题。
(1)已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g) ＋6H2O(g) ΔH1 ＝－907.0 kJ•ml－1
4NH3(g) ＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2＝－1 269.0 kJ•ml－1
若4NH3(g) ＋6NO(g)5N2(g) ＋6H2O(g)的逆反应活化能为 E逆 kJ•ml－1，则其正反应活化能
为 kJ•ml－1 (用含E逆的代数式表示)。
(2)已知：①2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl (g)＋I2(g)
②2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)
③I2(g)＋Cl2(g)2ICl(g)
若向V L恒容密闭容器中加 2 ml NO和 2 ml ICl发生上述反应，达到平衡时，容器中NOCl(g)为a ml，Cl2(g)为b ml，此时I2(g)的浓度为 ml•L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应③的平衡常数为 。
(3)某化工厂排出的尾气(含 CO、N2O)治理的方法为在密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2(g)，CO、N2O在Pt2O＋表面进行反应转化为无毒气体，其相对能量与反应历程的关系如下图所示：
用方程式表示 N2O在Pt2O＋ 表面上的反应 。
(4)已知4CO(g) ＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2 (g) ΔH1 ＝－1 200 kJ•ml－1 ，该反应在 (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行，为探究温度及不同催化剂对该反应的影响，保持其他初始条件不变重复实验，在相同时间内测得 N2产率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中 M 点对应的速率(对应温度400 ℃)v正 (填“＞”“＜” 或“＝”) v逆，温度高于400 ℃，N2产率降低的原因可能是 。
化学方程式
平衡常数表达式
2NO2(g)N2O4(g)
K＝
3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)
K＝
Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO
K＝
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
物质
X
Y
Z
初始浓度/(ml·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(ml·L－1)
0.05
0.05
0.1
温度/℃
100
200
300
400
500
转化率/%
30
75
75
50
18
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
实验
c0(NO)/(ml•L－1)
c0(O2)/(ml•L－1)
v正
1
1
1
v
2
2
1
4v
3
1
2
2v
4
2
x
16v
T/K
373
473
573
673
773
K
3.35×109
1.00×107
2.45×105
1.88×104
2.99×103
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