2022届高三化学一轮复习化学反应原理09化学平衡常数含解析

这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理09化学平衡常数含解析，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

1．吸热反应，在2000℃时，。2000℃时，向10 L密闭容器内充入、，和，则下列说法正确的是
A．此反应的初始状态为化学平衡状态
B．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将正向进行
C．此反应的初始状态为非化学平衡状态，反应将逆向进行
D．无法判断此反应的初始状态是否为化学平衡状态
2．合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH<0，下列措施中能使增大的是
A．升高温度B．恒温恒容下充入He(g)
C．将H2从体系中分离D．减少压强
3．一定条件下，在密闭容器中进行反应： △H<0，反应达到平衡后测得气体压强为p。下列说法正确的是
A．若其他条件不变，扩大容器体积，S2Cl2的质量减小
B．若其他条件不变，再加入S2Cl2，液体鲜红色变浅
C．若升高温度，平衡常数K减小，气体的平均摩尔质量增大
D．若温度不变，压缩体积至原来的，重新达到平衡时气体压强为p
4．一定温度、压强下，利用废弃H2S的热分解可生产H2，已知反应①2H2S(g)2H2(g)+S2(g) △H1 K1；②H2S(g)H2(g)+S2(g) △H2 K2。下列说法正确的是
A．△H1=△H2 K1=KB．△H1=2△H2 K1=K
C．△H1=△H2 K1=K2D．△H1=2△H2 K1=K2
5．高炉炼铁过程中发生的反应：，已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表，下列说法不正确的是
A．
B．该反应的平衡常数表达式是
C．其他条件不变，向平衡体系充入气体，K值减小
D．其他条件不变，升高温度时，的平衡转化率降低
6．高温时在催化剂作用下，某可逆反应达到平衡，平衡常数，恒容时，温度升高， 浓度减小。下列说法正确的是
A．CO2是反应物B．恒温恒容下，增大压强， 浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应的反应热为负值
7．高温下，某反应达到平衡，平衡常数。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是
A．该反应的焓变为正值
B．恒温缩小体积，H2浓度不变
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应化学方程式为CO+H2OCO2+H2
8．下列有关说法正确的是
A．在稀溶液中，；，若将含0.5mlH2SO4的浓硫酸与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量大于
B．在一密闭容器中发生反应，增大压强，平衡正向移动，的值增大
C． ，则C的燃烧热
D．NH4NO3溶于水吸热，说明其溶于水不是自发过程
9．—定条件下，合成乙烯的反应为6H2(g)+2CO2(g)C2H4(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，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的逆反应为放热反应
B．生成乙烯的速率：(N)一定大于(M)
C．增大压强，平衡正向移动，平衡常数K的值将增大
D．当温度高于250℃，升高温度，催化剂的催化效率会降低
10．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1℃、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，则此时υ正＞υ逆
D．若状态B、C、D的压强分别为p(B)、p(C)、p(D)，则p(C)=p(D)＞p(B)
11．500℃时，某反应达到平衡，反应的平衡常数表达式为：K，若恒容时升高温度，SO2浓度增大，则下列说法正确的是
A．该反应的△H＜0，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
B．恒温恒容下，充入惰性气体，SO2转化率增大
C．增大反应体系的压强，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．t1，t2时刻，SO2(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1-t2内，SO2(g)生成的平均速率值为v=
12．下图表示三个具有相同机理的可逆反应的产物浓度随时间的变化曲线，下列有关说法中，正确的是
A．达到平衡最快的是IIB．反应约5分钟后，三个反应均已达到平衡
C．平衡转化率最高的是ID．三个反应的平衡常数相同
13．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，K为化学平衡常数，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．该反应为放热反应
B．只有达到平衡时，密闭容器中的压强才不会变化
C．830℃，某时刻CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为0.2ml、0.8ml、0.4ml、0.4ml，此时V正>V逆
D．达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动
14．时，反应的平衡常数。该温度下，测得某时刻容器内含，，和，此时该反应的状态是
A．刚好达到平衡B．反应向正反应方向进行
C．反应向逆反应方向进行D．容器体积未知，无法判断
二、填空题（共5题）
15．在一定体积的密闭容器中，进行化学反应：，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：
请回答下列问题：
(1)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入和，充分反应达平衡时，CO的平衡浓度为，试判断此时的反应温度为_______℃。
(2)若在(1)所处的温度下，在1 L的密闭容器中，加入和，则充分反应达平衡时，的物质的量_______。
A．等于1 ml B．大于1 ml C．大于0.5 ml，小于1 ml D．无法确定
16．氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0，其化学平衡常数K与温度t的关系如表：
①试比较K1、K2的大小，K1___K2（填写“>”、“=”或“<”）。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___（填序号字母）。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
③在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′=___(填数值)。
④400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2ml、1ml、2ml，则此时反应v(N2)正___v(N2)逆(填“>”、“<”“=”或“不能确定”)。
⑤若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡___(填“向左”、“向右”或“不”)移动；使用催化剂__(填“增大”、“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
17．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：。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________，该反应为反应________(选填“吸热”或“放热”)。
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________(多选扣分)
a．容器中压强不变
b．混合气体中不变
c．
d．
e．容器中的气体密度保持不变
(3)起始时按的比例向容器中充入和，保持反应温度为700℃，当反应达到平衡时，________________。
(4)830℃时，向容器中充入1 ml CO、5ml，保持温度不变，反应达平衡后，其平衡常数________1.0(填“大于”、“小于”或“等于”)。该温度时，若投入的，，CO，的浓度分别是2m/L、3ml/L、6ml/L、1ml/L，则此时平衡向哪个方向移动________(填“正反应方向移动”、“逆反应方向移动”或“不移动”)。
18．在一个固定容积的密闭容器中，有如下反应： △H=QkJ/ml，其化学平衡常数K和温度t的关系如下
(1)下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是______。
a．容器中压强不变 b．△H不变 c． d．CO的质量分数不变
(2)在时，可逆反应在固定容积的密闭容器中进行，容器内各物质的浓度变化如下表：
计算：时，的转化率_____。
表中之间数值发生变化，可能的原因是______。
(3)在723K时，将和通入抽空的1L恒容密闭容器中，发生如下反应： ，反应达平衡后，水的物质的量分数为。
的平衡转化率等于_______，反应平衡常数K等于_____保留两位有效数字。
再向容器中加入过量的和，则容器中又会增加如下平衡：K1， K2，最后反应达平衡时，容器中水的物质的量分数为，则K1等于______。
19．用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下： 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)，在温度T0下的2L密闭容器中，加入0.3mlSiCl4，0.2mlN2，0.6mlH2进行上述反应，2min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.8g
(1)SiCl4的平均反应速率为_______
(2)平衡后，若改变温度，混合气体的平均相对分子质量与温度的关系如图所示，
下列说法正确的是____
A．该反应在T0温度下可自发进行
B．若混合气体的总质量不变，表明上述反应己达到平衡状态
C．其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，平衡向左移动
D．按3:2:6的物质的量比增加反应物，SiCl4(g)的转化率升高
(3)下表为不同温度下该反应的平衡常数，其他条件相同时，在_____(填“T1”、“T2”、“T3”)温度下反应达到平衡所需时间最长：
假设温度为T1时向该反应容器中同时加入c(SiCl4)=0.3ml/L， c(H2)=0.3ml/L，c(N2)=xml/L，c(HCl)=0.3ml/L和足量Si3N4(s)，若要使平衡建立的过程中HCl浓度减小，x取值范围为_____
(4)该反应的原子利用率目标产物质量与反应物总质量比值为______ (保留2位有效数字)
参考答案
1．C
【详解】
该反应的浓度商，，故反应的初始状态为非化学平衡状态，反应逆向进行，综上所述C项正确。
2．C
【详解】
A．对于反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，升高温度平衡逆向移动，所以减小，故A不符合题意；
B．对于反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，恒温恒容下充入He(g)，增大压强平衡不移动，所以不变，故B不符合题意；
C．对于反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，将H2从体系中分离，使平衡正向移动，所以增大，故C符合题意；
D．对于反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)ΔH<0， 再通入一定量的水蒸气，平衡正移动，但水的转化率降低，减小，故D不符合题意；
故答案：C。
3．D
【详解】
A．若其他条件不变，扩大容器体积，减小压强，化学平衡向逆向移动，S2Cl2的质量增加，故A错误；
B．该反应的平衡常数K=，温度不变K不变，则二氧化碳的浓度不变，可知增加S2Cl2对平衡无影响，液体的颜色不变，故B错误；
C．该反应放热，温度升高平衡逆向移动，K减小，但体系内仅有二氧化碳一种气体，气体的平均摩尔质量不变，故C错误；
D．该反应的平衡常数K=，温度不变K不变，则二氧化碳的浓度不变，所以压缩体积时重新达到平衡气体压强仍为p，故D正确；
故选：D。
4．B
【详解】
△H与系数相关，系数扩大2倍，△H也扩大2倍，则△H1=2△H2，K与系数相关，系数扩大2倍，K对应扩大平方关系，则K1=K，故选：B。
5．C
【详解】
A．依据图表数据分析，平衡常数随温度升高减小，平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正反应是放热反应，，故A正确；
B．依据化学方程式和平衡常数概念书写平衡常数表达式为，故B正确；
C．平衡常数随温度变化，不随浓度变化，其他条件不变，向平衡体系充入气体，K值不变，故C错误；
D．升温平衡向吸热反应方向进行，A判断反应是放热反应，升温平衡逆向进行，一氧化碳转化率减小，故D正确；
故选C。
6．A
【详解】
A．平衡常数，所以该反应化学方程式应为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，CO2是反应物，故A正确；
B．在恒温恒容下，增大压强，如果是加入稀有气体的话，各物质浓度没有变，所以平衡不移动，此时各物质的浓度不会变化，若增大二氧化碳浓度，H2浓度一定减小，若增大CO或水的浓度，H2浓度一定增大，故B错误；
C．温度升高，正逆反应速率都会加快，故C错误；
D．恒容时，温度升高，H2浓度减小，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，反应热为正值，故D错误；
故选：A。
7．A
【详解】
根据其平衡常数分析，该反应的方程式为CO2+H2CO+H2O，恒容时，升温，氢气的浓度减小，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应。
A． 该反应为吸热反应，即焓变为正值，故A正确；
B．恒温缩小体积，平衡不移动，但H2浓度增大，故B错误；
C． 升高温度，正逆反应速率都增大，故C错误；
D． 该反应化学方程式为CO2+H2CO+H2O，故D错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．由于浓硫酸稀释时也会放热，所以将含0.5mlH2SO4的浓硫酸与含1 ml NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故A正确；
B．反应达到平衡时为该反应的平衡常数，温度不变，平衡常数不变，故B错误；
C．C的燃烧热是指1mlC完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量，选项所给方程式中生成的是CO(g)，故C错误；
D．熵变和焓变共同决定了反应能否自发进行，吸热过程在一定温度下也能自发进行，故D错误；
综上所述答案为A。
9．D
【详解】
A．升高温度二氧化碳转化率减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，A错误；
B．温度越高化学反应速率越快，催化剂的催化效率越高化学反应速率越快，根据图知，M点催化效率大于N点但M点温度小于N点，催化效率大于温度对反应速率影响，则M点反应速率大于N点，B错误；
C．化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，C错误；
D．根据图知，温度高于250℃，升高温度，催化剂的催化效率会降低，D正确；
故答案为：D。
10．C
【详解】
A．升高温度，NO浓度增大，平衡逆向移动，逆向是吸热个，正向为放热反应，故A错误；
B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此K2＜K1，故B错误；
C．在T2℃时，若反应体系处于状态D，D向平衡方向移动，浓度减低，则为正向移动，因此υ正＞υ逆，故C正确；
D．该反应是等体积反应，B、D温度相同，物质的量相同，因此p(D)=p(B)，C、D物质的量相等，温度C大于D点，因此压强p(C)＞p(D)，故D错误。
综上所述，答案为C。
11．D
【分析】
根据该反应的平衡常数表达式可知该反应为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，若恒容时升高温度，SO2浓度增大，可知升高温度平衡逆向移动，则△H＜0。
【详解】
A．降低温度，反应速率减小，则增大反应达到平衡的时间，故A错误；
B．恒温恒容充入惰性气体，反应物浓度不变，平衡不移动，转化率不变，故B错误；
C．增大压强，正逆反应速率都增大，故C错误；
D．t1，t2时刻，SO2(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，△c(SO2)=c1-c2，则SO2(g)生成的平均速率值为v=，故D正确。
故选：D。
12．A
【详解】
略
13．D
【详解】
A．随温度升高，化学平衡常数K增大，说明该反应为吸热反应，故A错误；
B．反应前后气体系数和相同，容器内压强始终不变，故B错误；
C．830℃，某时刻CO2、H2、CO、H2O的物质的量分别为0.2ml、0.8ml、0.4ml、0.4ml，，此时反应达到平衡状态，V正=V逆，故C错误；
D．升高温度，正、逆反应速率均增大；该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，故D正确；
选D。
14．B
【详解】
A．由反应的平衡常数可知，平衡时各物质的浓度是相等的，而此时各物质浓度是不相等的，则此时没有达到平衡，故A项错误；
B．水蒸汽的物质的量是其它物质的2倍，且水蒸汽是反应物，根据平衡常数，则此时反应向正反应方向进行，故B项正确；
C．水蒸汽的物质的量是其它物质的2倍，且水蒸汽是反应物，根据平衡常数，则此时反应向正反应方向进行，故C项错误；
D．温度不变，平衡常数不变，且无论容器体积是多少，水蒸气的浓度都是其它物质的2倍，因此是可以判断的，故D错误；
本题答案B。
15．830 B
【详解】
(1)平衡时，，则化学平衡常数，根据表中数据可知此时反应温度是830℃。
(2)反应在830℃时平衡常数为1.0，设平衡时CO的物质的量浓度为，则，解得，故平衡时氢气的物质的量为，即氢气的物质的量大于1 ml，选项B正确。
16．> c 2 = 向左 不改变
【详解】
①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K1＞K2，故答案为：＞；
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
a．容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，但不确定各物质起始浓度以及转化率，因此无法确定达到平衡时各物质浓度，因此不能证明正逆反应速率相等，故a不选；
b．不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3v(N2)正=v(H2)逆时能说明反应处于平衡状态，故b不选；
c．该反应为气体非等体积反应，当容器内压强不变，说明气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，故c选；
d．该反应参加反应的物质都是气体，根据质量守恒可知，气体总质量不变，如果是在密闭容器中反应，体积不变，密度始终不变，故d不选；
故答案为：c；
③由表格数据可知，在400℃时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K==0.5，温度不变时，平衡常数不变，因此2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′====2；
④400℃时，某时刻N2、H2、NH3的物质的量分别为2ml、1ml、2ml，则c(N2)=4ml/L，c(H2)=2ml/L，c(NH3)=4ml/L，则QC===0.5=K，则该时刻处于平衡状态，故v(N2)正=v(N2)逆；
⑤若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，而氩气不参加化学反应，容器体积将增大，参加反应的各物质的分压将减小，因此平衡将向左移动；使用催化剂只是改变反应的活化能，不改变反应的焓变，故答案为：向左；不改变。
17． 吸热 bc 等于 不移动
【分析】
此题重点考查化学平衡相关知识点，利用温度对平衡的影响判断反应是放热还是吸热反应，利用平衡状态特点动态平衡判断化学平衡的标志，利用三段式可以计算平衡时各物质的量浓度之比，利用浓度商判断可逆反应进行的方向。
【详解】
（1）平衡常数表达式,由于升高温度平衡向吸热方向移动，根据表格中温度升高，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向 移动，所以正反应是吸热反应。
（2）化学平衡状态的依据，a中压强对平衡无影响，反应进行中压强保持不变，所以压强不能作为平衡状态的标志。b中浓度不变说明达到平衡。可作为平衡状态的依据。C中不同物质表示正逆反应速率，且之比等于化学计量数之比，说明正反应速率等于逆反应速率。能做为平衡状态的依据。d中浓度相等不能说明达到平衡状态的依据，故选答案bc。
（3）根据三段式：，
，解得x=，
则：。
（4）根据平衡常数只与温度有关进行判断，当温度在830℃时，由已知表格数据可以得知，平衡常数是1.0，故填等于。该温度下，投入，，CO，的浓度分别是2m/L、3ml/L、6ml/L、1ml/L时，算出=K,故平衡不移动，达到平衡。
【点睛】
根据平衡常数的特点，只与温度有关，及化学平衡移动的特点，结合平衡的计算方法三段式可以解答此题。
18．cd 40% 增加H2O(g)的浓度 15% 0.076 9
【详解】
(1)a．因为反应前后气体体积不变，所以容器中压强始终不变，a不一定达平衡状态；
b．化学反应及反应时的温度一定时，△H不变，其与反应是否达平衡无关，b不一定达平衡状态；
c．，各物质的浓度不变，反应达平衡状态；
d．CO的质量分数不变，各物质的浓度不变，反应达平衡状态；
故选cd；
(2)依题意，850℃时，K=1.0，则4min时，，c3=0.12ml/L，所以的转化率== 40%；
表中之间数值发生变化，CO浓度减小0.02ml/L，CO2浓度增大0.02ml/L，H2O浓度增大0.05ml/L，说明可能的原因是增加H2O(g)的浓度；
答案为：40%；增加H2O(g)的浓度；
(3)设参加反应的H2的物质的量为x，则可建立如下三段式：
则，x=0.03ml，CO2的平衡转化率等于=15%，反应平衡常数K等于= 0.076。
上面平衡体系中，CO2为0.17ml，H2为0.07ml，CO、H2O(g)都为0.03ml；由反应方程式可知，若参加反应的H2物质的量为y，则生成H2O的物质的量也为y，从而得出，y=0.06ml，则K1等于=9。答案为：0.076；9。
19．0.015ml·L-1·min-1 AB T3 0≤x＜0.15 24%
【详解】
(1)固体的质量增加了2.80g为Si3N4的质量，其物质的量为=0.02ml， 根据方程式可知消耗的n(SiCl4)=3n(Si3N4)=3×0.02ml=0.06ml，v(SiCl4)=== 0.015ml/(L∙min)；
(2) A．由图可知，随温度升高，气体的平均相对分子质量增大，说明正反应为放热反应，即△H<0，反应的△S>0，△H-T△S<0时反应能够自发进行，所以任何温度下反应都能够自发进行，A正确；
B．Si3N4是固体，随反应进行混合气体的总质量减小，若混合气体的总质量不变，表明上述反应己达到平衡状态，B正确；
C．Si3N4是固体，增大其物质的量，不影响平衡移动，C错误；
D．原来加入反应物的物质的量之比=0.3:0.2:0.6=3:2:6，所以按3:2:6的物质的量比增加反应物，相当于增大压强，平衡逆向移动，四氯化硅转化率减小，D错误；
故选AB；
(3)正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故温度T1>T2>T3，温度越低，反应速率越慢，到达平衡时间越长，即温度T3达到平衡时间最长；HCl浓度减小说明反应向逆向进行，故Q==>K=1.2，解得0≤x<0.15；
(4)根据质量守恒，反应物总质量等于生成物总质量，故原子利用率= ×100% =×100%=×100%24 %；温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.64
0.9
1.0
1.7
2.6
700
800
850
1000
1200
K
时间
CO
0
0
0
2
3
4
5
6
温度T
T1
T2
T3
平衡常数K
1.2
2.5
10