2027届高三化学一轮复习试题规范练37化学平衡常数及转化率（Word版附解析）

这是一份2027届高三化学一轮复习试题规范练37化学平衡常数及转化率（Word版附解析），共12页。试卷主要包含了25 ℃时,向40 mL 0，05)，容积恒定的密闭容器中发生反应等内容，欢迎下载使用。
命题角度1 化学平衡常数及其应用
1.利用CO2和CH4制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH>0。温度为T ℃时,该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是( )
A.K越大,说明反应速率、CO2的平衡转化率越大
B.增大压强,平衡向逆反应方向移动,K减小
C.升高温度,反应速率和平衡常数K都增大
D.加入催化剂,能提高合成气的平衡产率
2.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.第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度
B.该反应达到平衡时,v分解[Ni(CO)4]=4v消耗(CO)
C.其他条件不变,增加c(CO),平衡正向移动,平衡常数增大
D.第二阶段,230 ℃时,反应的平衡常数很小,故Ni的产率很低
3.25 ℃时,向40 mL 0.05 ml·L-1的FeCl3溶液中一次性加入10 mL 0.15 ml·L-1的KSCN溶液,发生反应,混合溶液中c(Fe3+)随反应时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3↓
B.E点对应的坐标为(0,0.05)
C.t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 ml·L-1 KCl溶液,平衡不移动
D.若该反应是可逆反应,在25 ℃时平衡常数的数值为0.04-mm(3m-0.09)3
4.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O),在不同的温度下该反应的平衡常数见下表。
下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.如果在一定容积的密闭容器中加入CO2和H2各1 ml,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 ml时,该反应为平衡状态
D.某温度下,如果平衡浓度符合关系式:c(CO2)3c(CO)=c(H2O)5c(H2),判断此时的温度是1 000 ℃
命题角度2 化学平衡常数及转化率的计算
5.(2026·甘肃张掖开学考)容积恒定的密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔHv(逆)
B.增大压强可使化学平衡常数增大
C.移走CO2可提高CO的平衡转化率
D.使用催化剂可提高NO的平衡转化率
6.(2025·黑龙江齐齐哈尔一模)利用反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔHαⅠ
C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小
D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间:tⅢ>tⅡ>tⅠ
(2)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
研究组配制了L起始浓度c0(L)=0.02 ml·L-1、M与L起始浓度比c0(M)c0(L)不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“0,正反应为吸热反应,则平衡常数K增大,C正确;加入催化剂,只能改变反应速率,平衡不移动,则不能提高合成气的平衡产率,D错误。
2.A 解析:Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃,第一阶段应选择稍高于42.2 ℃的反应温度,使镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4,A正确;该反应达到平衡时,4v分解[Ni(CO)4]=v消耗(CO),B错误;平衡常数只与温度有关,其他条件不变,增加c(CO),平衡正向移动,但平衡常数不变,C错误;第二阶段,230 ℃时,正反应的平衡常数很小,说明该反应逆向进行程度较大,Ni的产率很高,D错误。
3.D 解析:Fe3+与SCN-反应生成配合物,离子方程式应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故A错误;E点为反应起点,混合溶液体积为50 mL,此时溶液中c(Fe3+)=0.04 L×0.05ml·L-10.05 L=0.04 ml·L-1,所以E点对应的坐标为(0,0.04),故B错误;t4 min时向溶液中加入50 mL 0.1 ml·L-1 KCl溶液,相当于稀释溶液,平衡逆向移动,故C错误;由图可知,平衡时Fe3+的浓度为m ml·L-1,则Fe(SCN)3的浓度为(0.04-m) ml·L-1,SCN-的浓度为0.01 L×0.15ml·L-10.05 L-3×(0.04-m) ml·L-1=(3m-0.09) ml·L-1,所以平衡常数K=c[Fe(SCN)3]c(Fe3+)·c3(SCN-)=0.04-mm(3m-0.09)3,故D正确。
4.C 解析:已知某化学反应的平衡常数表达式为K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O),则该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),故A正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以该反应的正反应是放热反应,故B正确;
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始量/ml0011
变化量/ml0.40.40.40.4
5 min后/ml0.40.40.60.6
反应前后气体的体积不变,可以用物质的量代替物质的量浓度计算,故Q=0.6×0.60.4×0.4=2.25>1,830 ℃时Q不等于K,说明此时该反应不是平衡状态,故C错误;某温度下,如果平衡浓度符合关系式:c(CO2)3c(CO)=c(H2O)5c(H2),则K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)=0.60,可知此时温度是1 000 ℃,故D正确。
5.C 解析:降低温度时,正、逆反应速率均减小,该反应放热,逆反应活化能较高,速率下降更显著,故v(正)减小的程度小于v(逆),A错误;化学平衡常数仅与温度有关,增大压强不会改变化学平衡常数,B错误;移走CO2使平衡正向移动,CO的平衡转化率提高,C正确;催化剂能改变正、逆反应速率,但不改变反应物NO的平衡转化率,D错误。
6.D 解析:正反应为放热反应,三个容器容积相同且恒容,反应物的起始量相同,实验a、b起始压强相同,说明反应温度相同,实验b达到平衡快,反应速率大,但两者平衡状态相同,说明实验b使用了催化剂;与实验a相比,实验c达到平衡快,反应速率大,且平衡时体系压强大,说明实验c的反应温度更高。对于反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l),反应时混合气体减小的物质的量等于消耗SO2的物质的量,题给条件下压强之比等于物质的量之比,实验b中,40 min内体系压强减小了40 kPa,相当于二氧化硫的分压减小了40 kPa,则CO的分压减小了80 kPa,故CO的平均反应速率为8040 kPa·min-1=2.0 kPa·min-1,A正确;根据分析可知实验b改变的条件是加入催化剂,B正确;设达到平衡状态时,SO2消耗了x ml,列三段式得:
2CO(g) + SO2(g) 2CO2(g)+S(l)
起始量/ml210
变化量/ml2xx2x
平衡量/ml2-2x1-x2x
40 min达到平衡,此时压强为120 kPa,题给条件下压强之比等于物质的量之比,则2-2x+1-x+2x2+1=120160,解得x=0.75,故二氧化硫的转化率为0.75ml1ml×100%=75%,C正确;平衡常数只受温度影响,根据分析可知实验a、b的反应温度相同,则Ka=Kb。反应的ΔHKc,D错误。
7.答案:(1)BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑
(2)①1016 ②105 105
(3)BaO
解析:(1)Ba、Ca元素同主族,所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似,发生反应的化学方程式为BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑。
(2)①反应Ⅰ+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g),所以该反应的平衡常数K=KⅠ·KⅡ=(pCO105Pa)3,由图1可知,1 585 K时KⅠ=102.5,KⅡ=10-1.5,故K=KⅠ·KⅡ=(pCO105Pa)3=102.5×10-1.5=10,得出(pCO)3=10×(105 Pa)3=1016 Pa3,则Kp=(pCO)3=1016 Pa3。
②由图1可知,1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1,根据反应Ⅰ得出KⅠ=(pCO105Pa)2=1,所以(pCO)2=(105 Pa)2,即pCO=105 Pa;若将容器容积压缩到原来的12,由于温度不变,平衡常数不变,因此重新建立平衡后pCO不变,即pCO=105 Pa。
(3)由图2可知,1 400 K时,BaC2的产率为0,即没有BaC2,而实验表明BaCO3已全部消耗,所以此时反应体系中含Ba物种只有BaO。
8.A 解析:已知排斥力:苯基—甲基>氯原子—甲基,说明更稳定,达到平衡时,其产量更高,故产物A代表,产物B代表,A错误;由图可知,反应开始时,产物A的含量迅速上升,说明开始反应时,生成产物A的反应为优势反应,故若想获取产物A,应适当缩短反应时间,B正确;产物A、B所含氢原子所处的化学环境不相同,可以用核磁共振氢谱加以区分,C正确;炔烃在30 min以后含量很少,而产物A迅速下降,产物B迅速上升,说明存在平衡:AB,平衡常数K=c(B)c(A),结合题目已知条件,当体系中各物质含量不再改变时,产物A与产物B的含量之比为1∶35,则K=35,D正确。
9.答案:(1)d (2)①+437.8 Kp1×Kp2 ②V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)正反应吸热,升温时平衡正向移动
(3)高温低压 (4)B (5)17.16 56.1
解析:(1)钒是23号元素,钒元素在元素周期表中位于第四周期第ⅤB族,属于d区元素。
(2)①Ⅱ.V2O3(s)+4C(s)V2C(s)+3CO(g) ΔH1=+742.0 kJ·ml-1 Kp1
Ⅲ.V2C(s)+N2(g)2VN(s)+C(s) ΔH2=-304.2 kJ·ml-1 Kp2
根据盖斯定律,由Ⅱ+Ⅲ得V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH2=+742.0 kJ·ml-1-304.2 kJ·ml-1=+437.8 kJ·ml-1,Kp=Kp1×Kp2。
②V2O3(s)+3C(s)+N2(g)2VN(s)+3CO(g)的正反应吸热,升温时平衡正向移动,所以有利于提高VN的产率。
(3)ΔGαⅡ>αⅠ,B正确;观察图像可知,三组实验反应速率都是先增大,后减小,到平衡时保持不变,C错误;硝酸的浓度越高,反应速率越快,体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短,故tⅢ