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所属成套资源：2019版高考化学一轮复习方案 课后达标训练(含解析)
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2019版高考化学一轮复习方案：第7章 化学反应速率与化学平衡 3 第3讲 课后达标训练(含解析)
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[课后达标训练]
一、选择题
1．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应
B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
解析：选C。一个反应能否自发进行要由该反应的熵变和焓变共同判断，C项错误。
2．已知298 K下反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋2 171 kJ·mol－1，ΔS＝＋635.5 J·mol－1·K－1，则下列说法正确的是( )
A．由题给ΔH值可知，该反应是一个放热反应
B．ΔS>0表明该反应是一个熵增加的反应
C．该反应能自发进行
D．不能确定该反应能否自发进行
解析：选B。ΔH>0，该反应是吸热反应，A错误；由ΔH－TΔS＝2 171 kJ·mol－1－298 K×0.635 5 kJ·mol－1·K－1>0知，该反应不能自发进行，C、D错误。
3.(2018·商丘模拟)向某恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，发生反应：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)，测得平衡体系中CO2的百分含量(CO2%)与反应温度变化的关系如图所示。下列物理量中，a点大于b点的是( )
①正反应速率 ②逆反应速率 ③HCOOH(g)的浓度
④对应温度时的平衡常数
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析：选D。温度升高，反应速率增大，a点的正、逆反应速率都小于b点，①、②错误；温度升高，平衡体系中CO2的百分含量增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都将减小，即a点的HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都大于b点，③、④正确。
4．一定条件下合成乙烯：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，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
解析：选C。升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250 ℃时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C错误，D正确。
5．(2018·大连模拟)某温度下，将3 mol A和2 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下将容器的容积扩大为原来的10倍，B的转化率不发生变化，则B的转化率为( )
A．60% B．40%
C．24% D．4%
解析：选A。扩大容器容积为原来的10倍，B的转化率不变，则a＝1，
A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
起始(mol): 3 2 0 0
变化(mol): x x x x
平衡(mol): 3－x 2－x x x
根据平衡浓度的关系，(3－x)×(2－x)＝x×x，解得x＝1.2，则B的转化率为1.2 mol/2 mol×100%＝60%，A项正确。
6.(2018·衡水中学高三期末)在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，当反应进行到5 min时，测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)
B．反应进行到5 min时，b容器中v正(CO)＝v逆(CO)
C．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>a>c
D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
解析：选D。温度越低，反应速率越慢，因此再结合a、b、c三容器对应数值知，a容器中反应未达到平衡，b→c的变化则说明随温度升高化学平衡逆向进行，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5 min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B错误；其他条件相同时，随温度升高平衡左移，K值减小，CO转化率减小，达到平衡时，CO的转化率为a>b>c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。
7．(2018·成都模拟)工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应：
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
改变温度，实验数据如表所示，下列分析正确的是( )
温度(℃)
260
270
280
290
300
310
320
CO转化率(%)
92
87
82
80
72
65
62
CH3OCH3产率(%)
33
45
77
79
62
58
52
A.反应①、②均为吸热反应
B．290 ℃时反应②平衡常数值达到最大
C．反应①与②中CH3OH的消耗速率一定相等
D．增大压强能增大CH3OCH3产率
解析：选D。从反应①来看，温度升高，CO转化率一直在减小，说明反应①为放热反应，而反应②在较低温度时，反应未达到平衡，甲醚的产率主要受温度影响，随着温度升高，产率降低，说明反应②也是放热反应，A错误；平衡常数与转化率并不是一个概念，B错误；反应①与②中CH3OH的消耗速率不相等，因为二者不是同一个反应，C错误；增大压强，反应①向正反应方向移动，使c(CH3OH)增大，从而使反应②也向正反应方向移动，则CH3OCH3产率增大，D正确。
8．(2018·安徽“学普”联考)已知反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是( )
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L
B．830 ℃达平衡时，X的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4
解析：选B。反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，则4 s内Δc(Y)＝0.005 mol/(L·s)×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始浓度为＝0.4 mol/L，故4 s时c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A错误；设平衡时X的浓度变化量为x，则：
X(g) ＋ Y(g)R(g)＋Q(g)
开始(mol/L): 0.1 0.4 0 0
变化(mol/L): x x x x
平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x
故＝1.0，解得x＝0.08，所以平衡时X的转化率为×100%＝80%，B正确；由表格中的数据可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C错误；1 200 ℃时反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数的值为＝2.5，D错误。
9．(2015·高考天津卷)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：
X(g)＋mY(g)3Z(g)
平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
解析：选D。A.根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，故平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，则Z的浓度为0.2 mol·L－1。
10．(2018·遂宁诊断)固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)，图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是( )
A．该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g) ΔH<0
B．T ℃时该反应的平衡常数K＝6.25
C．当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25
解析：选D。A项，由图2知，升高温度，平衡常数逐渐增大，该反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，根据图1知0～5 min内，A、B、C变化的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g)，反应达平衡时A、B、C的平衡浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，故T ℃时该反应的平衡常数K＝＝25，错误；C项，根据质量守恒定律知容器内气体的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D项，根据图1知T ℃时反应达平衡后C的体积分数为0.25，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25，正确。
二、非选择题
11．(2018·成都阶段测试)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH>0
已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K＝6.4×10－3。请回答下列问题。
(1)该反应的平衡常数表达式为________________。
(2)该温度下，向2 L密闭容器中充入N2和O2各1 mol，平衡时，N2的转化率是________%(保留整数)。
(3)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol·L－1、4.0×10－2 mol·L－1和3.0×10－3 mol·L－1，此时反应________________(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是____________________
________________________________________________________________________。
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是________。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(2)N2(g)＋O2(g)2NO(g)
起始/mol 1 1 0
变化/mol x x 2x
平衡/mol 1－x 1－x 2x
K＝＝6.4×10－3，得x≈0.04，N2的转化率为×100%＝4%。
(3)Qc＝＝9.0×10－4<6.4×10－3，所以反应向正反应方向进行。
(4)由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确；加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但NO的平衡浓度不变，B项错误；升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C项正确。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，故建立的平衡与原平衡等效，平衡混合气中NO的体积分数不变。
答案：(1)K＝ (2)4
(3)向正反应方向进行
Qc＝＝9.0×10－4
12．(1)(2016·高考四川卷改编)在一定条件下CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1∶3混合，则在相同条件下达平衡时能产生H2________kg。[已知：4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4]
(2)(2015·高考浙江卷改编)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g) CH====CH2(g)＋H2(g)
维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________(用α等符号表示)。
解析：(1)当CO和H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5时，设CO为1 mol，则：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始物质的量(mol) 1 5 0 0
改变物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
故此温度下，反应的平衡常数K＝＝1。
由题意知，反应4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4，若a kg含Ca5(PO4)3F的质量分数为10%的磷尾矿，当有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4时，产生的CO的物质的量为n＝ab/67.2 mol，将产生的CO和H2O(g)按起始物质的量之比为1∶3混合，设在相同条件下达到平衡时CO转化了x mol，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始物质的量(mol) n 3n 0 0
改变物质的量(mol) x x x x
平衡物质的量(mol) n－x 3n－x x x
故＝1，得x＝n，则达到平衡时产生的氢气的物质的量为× mol＝ mol，氢气的质量为 g＝×10－3 kg＝ kg。
(2)从浓度角度求Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，＝，乙苯的转化率为α，由此可得：＝，V反应后＝(1＋α)V，根据化学方程式及平衡常数的定义：Kc＝＝＝。
从压强角度求Kp：容器中氢气的物质的量为αn，苯乙烯的物质的量为αn，乙苯的物质的量为(1－α)n，气体的总物质的量为(1＋α)n，所以氢气的分压为p，苯乙烯的分压为p，乙苯的分压为p，因此Kp＝＝p。
答案：(1) (2)p
一、选择题
1．下列说法不正确的是( )
A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应
B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大
C．一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热
D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关
解析：选C。一个反应能否自发进行要由该反应的熵变和焓变共同判断，C项错误。
2．已知298 K下反应2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋2 171 kJ·mol－1，ΔS＝＋635.5 J·mol－1·K－1，则下列说法正确的是( )
A．由题给ΔH值可知，该反应是一个放热反应
B．ΔS>0表明该反应是一个熵增加的反应
C．该反应能自发进行
D．不能确定该反应能否自发进行
解析：选B。ΔH>0，该反应是吸热反应，A错误；由ΔH－TΔS＝2 171 kJ·mol－1－298 K×0.635 5 kJ·mol－1·K－1>0知，该反应不能自发进行，C、D错误。
3.(2018·商丘模拟)向某恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，发生反应：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)，测得平衡体系中CO2的百分含量(CO2%)与反应温度变化的关系如图所示。下列物理量中，a点大于b点的是( )
①正反应速率 ②逆反应速率 ③HCOOH(g)的浓度
④对应温度时的平衡常数
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析：选D。温度升高，反应速率增大，a点的正、逆反应速率都小于b点，①、②错误；温度升高，平衡体系中CO2的百分含量增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都将减小，即a点的HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都大于b点，③、④正确。
4．一定条件下合成乙烯：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，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
解析：选C。升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250 ℃时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C错误，D正确。
5．(2018·大连模拟)某温度下，将3 mol A和2 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下将容器的容积扩大为原来的10倍，B的转化率不发生变化，则B的转化率为( )
A．60% B．40%
C．24% D．4%
解析：选A。扩大容器容积为原来的10倍，B的转化率不变，则a＝1，
A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
起始(mol): 3 2 0 0
变化(mol): x x x x
平衡(mol): 3－x 2－x x x
根据平衡浓度的关系，(3－x)×(2－x)＝x×x，解得x＝1.2，则B的转化率为1.2 mol/2 mol×100%＝60%，A项正确。
6.(2018·衡水中学高三期末)在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，当反应进行到5 min时，测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)>K(T2)
B．反应进行到5 min时，b容器中v正(CO)＝v逆(CO)
C．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b>a>c
D．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态
解析：选D。温度越低，反应速率越慢，因此再结合a、b、c三容器对应数值知，a容器中反应未达到平衡，b→c的变化则说明随温度升高化学平衡逆向进行，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5 min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B错误；其他条件相同时，随温度升高平衡左移，K值减小，CO转化率减小，达到平衡时，CO的转化率为a>b>c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。
7．(2018·成都模拟)工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应：
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
改变温度，实验数据如表所示，下列分析正确的是( )
温度(℃)
260
270
280
290
300
310
320
CO转化率(%)
92
87
82
80
72
65
62
CH3OCH3产率(%)
33
45
77
79
62
58
52
A.反应①、②均为吸热反应
B．290 ℃时反应②平衡常数值达到最大
C．反应①与②中CH3OH的消耗速率一定相等
D．增大压强能增大CH3OCH3产率
解析：选D。从反应①来看，温度升高，CO转化率一直在减小，说明反应①为放热反应，而反应②在较低温度时，反应未达到平衡，甲醚的产率主要受温度影响，随着温度升高，产率降低，说明反应②也是放热反应，A错误；平衡常数与转化率并不是一个概念，B错误；反应①与②中CH3OH的消耗速率不相等，因为二者不是同一个反应，C错误；增大压强，反应①向正反应方向移动，使c(CH3OH)增大，从而使反应②也向正反应方向移动，则CH3OCH3产率增大，D正确。
8．(2018·安徽“学普”联考)已知反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是( )
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L
B．830 ℃达平衡时，X的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4
解析：选B。反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，则4 s内Δc(Y)＝0.005 mol/(L·s)×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始浓度为＝0.4 mol/L，故4 s时c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A错误；设平衡时X的浓度变化量为x，则：
X(g) ＋ Y(g)R(g)＋Q(g)
开始(mol/L): 0.1 0.4 0 0
变化(mol/L): x x x x
平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x
故＝1.0，解得x＝0.08，所以平衡时X的转化率为×100%＝80%，B正确；由表格中的数据可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C错误；1 200 ℃时反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数的值为＝2.5，D错误。
9．(2015·高考天津卷)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：
X(g)＋mY(g)3Z(g)
平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
解析：选D。A.根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，故平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，容器体积为2 L，则Z的浓度为0.2 mol·L－1。
10．(2018·遂宁诊断)固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)，图1表示T ℃时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是( )
A．该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g) ΔH<0
B．T ℃时该反应的平衡常数K＝6.25
C．当容器中气体密度不再变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25
解析：选D。A项，由图2知，升高温度，平衡常数逐渐增大，该反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，根据图1知0～5 min内，A、B、C变化的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为2A(g)＋B(g)C(g)，反应达平衡时A、B、C的平衡浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，故T ℃时该反应的平衡常数K＝＝25，错误；C项，根据质量守恒定律知容器内气体的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D项，根据图1知T ℃时反应达平衡后C的体积分数为0.25，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25，正确。
二、非选择题
11．(2018·成都阶段测试)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：
N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH>0
已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K＝6.4×10－3。请回答下列问题。
(1)该反应的平衡常数表达式为________________。
(2)该温度下，向2 L密闭容器中充入N2和O2各1 mol，平衡时，N2的转化率是________%(保留整数)。
(3)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1 mol·L－1、4.0×10－2 mol·L－1和3.0×10－3 mol·L－1，此时反应________________(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是____________________
________________________________________________________________________。
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是________。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
解析：(2)N2(g)＋O2(g)2NO(g)
起始/mol 1 1 0
变化/mol x x 2x
平衡/mol 1－x 1－x 2x
K＝＝6.4×10－3，得x≈0.04，N2的转化率为×100%＝4%。
(3)Qc＝＝9.0×10－4<6.4×10－3，所以反应向正反应方向进行。
(4)由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确；加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但NO的平衡浓度不变，B项错误；升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C项正确。
(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，故建立的平衡与原平衡等效，平衡混合气中NO的体积分数不变。
答案：(1)K＝ (2)4
(3)向正反应方向进行
Qc＝＝9.0×10－4
12．(1)(2016·高考四川卷改编)在一定条件下CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1∶3混合，则在相同条件下达平衡时能产生H2________kg。[已知：4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4]
(2)(2015·高考浙江卷改编)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g) CH====CH2(g)＋H2(g)
维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________(用α等符号表示)。
解析：(1)当CO和H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5时，设CO为1 mol，则：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始物质的量(mol) 1 5 0 0
改变物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
故此温度下，反应的平衡常数K＝＝1。
由题意知，反应4Ca5(PO4)3F＋18SiO2＋30C2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4，若a kg含Ca5(PO4)3F的质量分数为10%的磷尾矿，当有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4时，产生的CO的物质的量为n＝ab/67.2 mol，将产生的CO和H2O(g)按起始物质的量之比为1∶3混合，设在相同条件下达到平衡时CO转化了x mol，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始物质的量(mol) n 3n 0 0
改变物质的量(mol) x x x x
平衡物质的量(mol) n－x 3n－x x x
故＝1，得x＝n，则达到平衡时产生的氢气的物质的量为× mol＝ mol，氢气的质量为 g＝×10－3 kg＝ kg。
(2)从浓度角度求Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，＝，乙苯的转化率为α，由此可得：＝，V反应后＝(1＋α)V，根据化学方程式及平衡常数的定义：Kc＝＝＝。
从压强角度求Kp：容器中氢气的物质的量为αn，苯乙烯的物质的量为αn，乙苯的物质的量为(1－α)n，气体的总物质的量为(1＋α)n，所以氢气的分压为p，苯乙烯的分压为p，乙苯的分压为p，因此Kp＝＝p。
答案：(1) (2)p
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