2026鲁科版高中化学选择性必修1基础题--第2章　第2节　第1课时 化学平衡常数 平衡转化率

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2026鲁科版高中化学选择性必修1
第2章　化学反应的方向、限度与速率
第2节　化学反应的限度
第1课时　化学平衡常数　平衡转化率
基础过关练
题组一　化学平衡状态的特征及判定
1.(2025北京陈经纶中学月考)在恒温恒容的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)+3CO(g) 3CO2(g)+2Fe(s),下列叙述中,能说明反应已达平衡状态的是 (　　)
A.混合气体的压强不发生变化
B.该反应的平衡常数K不发生变化
C.混合气体的密度不发生变化
D.消耗CO的速率与生成CO2的速率相等
2.(2025山东青岛期中)一定温度下,在V L恒容密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),下列能说明该反应达到平衡状态的是 (　　)
①v(NH3)∶v(CO2)=2∶1　②每生成2 mol NH3的同时消耗1 mol CO2　③容器内压强保持不变　④CO2的体积分数保持不变　⑤混合气体的密度保持不变　⑥混合气体的平均相对分子质量保持不变
A.②③④⑥　　　　B.②③⑤⑥
C.②③⑥　　　　 D.②③⑤
3.(2024福建福州期中)一定条件下,某恒容密闭容器中,N2、H2、NH3的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.5 mol·L-1,发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应达到平衡时,下列数据合理的是 (　　)
A.c(N2)+c(H2)=0.1 mol·L-1
B.c(NH3)=0.66 mol·L-1
C.c(NH3)+c(H2)=1.06 mol·L-1
D.c(N2)+c(H2)+c(NH3)=1.5 mol·L-1
题组二　化学平衡常数的表达式及影响因素
4.(2024山东德州期中联考)已知:反应①CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②H2(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③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K3。下列说法正确的是 (　　)
A.反应①的平衡常数K1=
B.反应③的平衡常数K3=
C.对于反应③,温度升高,K3不变
D.对于反应②,增大压强,K2减小
5.(2025山东泰安宁阳一中月考)已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,不同温度下该反应的平衡常数如下表所示。
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
某温度下,若平衡浓度符合关系式,则此时的温度为 (　　)
A.800 ℃　B.830 ℃　C.1 000 ℃　D.1 200 ℃
题组三　与化学平衡常数、平衡转化率相关的计算
6.(2025福建宁德一中月考)T ℃时,在3 L的密闭容器中充入4 mol光气(COCl2),发生反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g),同时还发生反应2CO(g) 2C(s)+O2(g),当反应达到平衡时,测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol,则该温度下CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K为 (　　)
A. L·mol-1　　　　B.2 L·mol-1
C. L·mol-1
7.(2025福建厦门一中月考)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中充入5 mol气体A和3 mol气体B,发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),5 min后反应达到平衡状态,测得生成2 mol D。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.平衡时A的转化率为60%
B.该条件下该反应的平衡常数K=1
C.该条件下反应达到平衡时存在3v正(A)=2v逆(C)
D.若该反应在常温下能自发进行,则ΔH对决定该反应的自发进行起主要影响作用
8.(2025江西南昌十中月考)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表:
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
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1 600 L2·mol-2
C.增大压强,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
9.(2025湖北随州广水第二高级中学月考)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 mol N2O5,加热到T ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则T ℃时反应①的平衡常数K1为 (　　)
A.8.5 mol·L-1　　　　B.9.6 mol·L-1
C.10.2 mol·L-1　　　　D.17.0 mol·L-1
10.(2025北师大燕化附中月考)温度为T1时,向容积为1 L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1。相关数据如下:
容器 甲 乙
反应物 CO H2O CO H2O
起始时物质的量/mol 1.2 0.6 2.4 1.2
平衡时物质的量/mol 0.8 0.2 a b
(1)容器甲中,平衡时,反应放出的热量为　　　　 kJ。
(2)温度为T1时,反应的平衡常数K甲=　　　　　　　　　　　 　。
(3)平衡时,乙中CO的平衡转化率是　　　　　　　　　　 　。
(4)若在温度和体积不变的条件下,向丙容器中加入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、2 mol H2,则此时的上述反应　　　 　　 (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡状态”)。
11.(2024河北保定阶段练习)回答下列问题:
Ⅰ.在1 L恒容密闭容器中充入CO2和H2,所得实验数据如下表:
实验 编号 温度/ ℃ 起始时物质 的量/mol 平衡时物质 的量/mol
n(CO2) n(H2) n(CH3OH)
① 150 0.23 0.19 0.03
② 200 0.10 0.26 0.02
③ 200 0.17 a 0.01
实验①平衡常数K=　　　　　　。实验②达到平衡时H2的转化率为　　　　。实验③a=　　　　。
Ⅱ.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3∶2SO2(g)+O2(g) 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。
(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol 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“=”)。
能力提升练
题组一　化学平衡常数的应用
1.(2025山东泰安期中)已知在700 ℃时,C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的化学平衡常数为0.2 mol·L-1,则下列说法错误的是 (　　)
A.当v正(H2)=v逆(CO)时,反应达到平衡状态
B.若上述反应在恒温恒容的密闭体系中进行,则体系压强不变,该反应达到平衡状态
C.在700 ℃时,CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g)的平衡常数为5 mol-1·L
D.在700 ℃时,在1 L容器中进行该反应,一段时间后,测得C、H2O、CO、H2的物质的量分别为2 mol、0.1 mol、0.2 mol、0.2 mol,此时达到平衡状态
2.(2024山东聊城第一中学月考)化学平衡常数K的数值大小可衡量化学反应进行程度,一定温度下的下列反应的平衡常数如下:
①2NO(g) N2(g)+O2(g)　K1=1×1030
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　K2=2×1081L/mol
③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　K3=4×10-92 mol/L
以下说法正确的是 (　　)
A.反应①的平衡常数表达式为K1=
B.相同温度下,2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数为5×10-80 mol/L
C.相同温度下,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.该温度下,某时刻反应③中CO2(g)、CO(g)、O2(g)的浓度分别为2×10-5 mol/L、2×10-10 mol/L、10-10 mol/L,此时反应正向进行
3.(2025山东济南平阴实验中学月考)将固体NH4I置于恒温恒容密闭容器中,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 mol·L-1,c(HI)=4 mol·L-1,则此温度下,下列说法不正确的是 (　　)
A.反应①的平衡常数为25 mol2·L-2
B.向平衡体系中加入少量NH4I固体,平衡不移动
C.反应②的平衡常数为
D.若将固体NH4I置于恒温恒容密闭容器中只发生反应①,达到第一次平衡后,向平衡体系中加入等物质的量的NH3(g)与HI(g),当达到第二次平衡时,NH3(g)与HI(g)的浓度与第一次平衡时相等
题组二　化学平衡常数与平衡转化率的综合考查
4.(2024河北石家庄二十四中月考)T ℃时,向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g),发生反应:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g),测得体系中CH4(g)和CO(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.B点的坐标为(5,)
B.反应进行到5 min时,反应达到平衡状态
C.CO2的平衡转化率约为33.3%
D.T ℃时,该反应的平衡常数为 mol2·L-2
5.(2024湖北武汉月考)已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0。在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1。达到平衡后,M的转化率为60%。请回答下列问题:
(1)此时N的转化率为　　　　　。
(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=　　　　　　。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为　　　　　　　　(已知=1.414)。
题组三　压强平衡常数的计算
6.(2025湖北武汉武昌实验中学月考)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应:
Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH1=+131.4 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
反应达平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的压强平衡常数Kp为(以分压表示,分压=总压×物质的量分数) (　　)
A.0.01 MPa　　　　B.0.02 MPa
C.50(MPa)-1　　　　D.100(MPa)-1
7.(2025山东济南商河一中月考)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应:(g)+I2(g) (g)+2HI(g)　ΔH=+89 kJ·mol-1,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,则下列说法正确的是 (　　)
A.达到平衡时环戊烯的转化率为60%
B.达到平衡时I2的转化率为40%
C.生成物环戊二烯()与HI物质的量之比恒定时,该反应即达平衡状态
D.该温度下,反应的压强平衡常数Kp=1.28×105 Pa
8.(2025江西新余一中段考)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g) [CO(NH2)2](s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示。
若平衡时A点容器内总压强为0.5 MPa,则上述反应的平衡常数Kp=
　　　　(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
9.(2025广东汕头潮阳实验学校期中)温度为T ℃时,向某恒容密闭容器中加入过量BaPtCl6(s),并通入碘蒸气(初始压强为20 kPa),发生下列反应:
反应1:BaPtCl6(s) BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)　Kp1=0.01(kPa)2
反应2:Cl2(g)+I2(g) 2ICl(g)　Kp2
当反应进行t min后达到平衡,此时容器内气体总压强为32.5 kPa,则平衡时p(Cl2)=　　　　 kPa;0~t min内,v(I2)=　　　　 kPa·min-1;Kp2=
　　　　　　　　(列出计算式即可)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　该反应在反应前后气体分子总数不发生变化,在恒温恒容条件下压强一直不变,A项不符合题意;确定反应的平衡常数K只与温度有关,温度不变平衡常数不变,B项不符合题意;ρ气=,恒温恒容条件下,气体密度不变则气体质量不变,对于该体系气体的密度不变可证明反应达到平衡状态,C项符合题意;CO的消耗速率与CO2的生成速率均只表示正反应速率,消耗CO的速率与生成CO2的速率相等不能判断反应是否达到平衡状态,D项不符合题意。
2.D　
序号 分析 结论
① 同一反应用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比,v(NH3)∶v(CO2)=2∶1不能说明正、逆反应速率相等(易错点) 不能说明达平衡状态
② 每生成2 mol NH3(正反应方向)的同时消耗1 mol CO2(逆反应方向),能说明正、逆反应速率相等 能说明达到平衡状态
③ 反应正向进行时,气体物质的量增大,恒温恒容条件下压强之比等于物质的量之比,所以在容器内压强保持不变时,可说明正、逆反应速率相等 能说明达到平衡状态
④ 体系中只有NH3、CO2两种气体,且n(NH3)∶n(CO2)=2∶1,无论反应是否达平衡,CO2的体积分数始终保持不变 不能说明达平衡状态
⑤ 混合气体的密度ρ气=,反应未达平衡前,气体的总质量不断变化,在恒容条件下混合气体的密度为变量 能说明达到平衡状态
⑥ 无论反应是否达平衡,均有n(NH3)∶n(CO2)=2∶1,混合气体的平均相对分子质量始终保持不变 不能说明达平衡状态
方法点津
判断平衡状态的两种方法
(1)v正=v逆
a.同种物质:消耗速率等于生成速率;b.不同种物质:能代表正、逆反应方向,速率之比等于化学计量数之比。
(2)变量不变
如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时说明反应达平衡状态;一个随反应进行保持不变的量,不能作为判断反应是否达平衡的依据。
3.B　采用极值法(解题技法),若反应正向进行,假定完全反应,则:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol·L-1)　　0.2　　0.3　　0.5
变化(mol·L-1)　　0.1　　0.3　　0.2
完全反应(mol·L-1)　　0.1　　0　　0.7
若反应逆向进行,假定完全反应,则:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol·L-1)　　0.2　　0.3　　0.5
变化(mol·L-1)　　0.25　　0.75　　0.5
完全反应(mol·L-1)　　0.45　　1.05　　0
该反应为可逆反应,物质不能完全转化,则平衡时c(N2)+c(H2)>0.1 mol·L-1,c(NH3)+c(H2)<1.05 mol·L-1,c(N2)+c(H2)+c(NH3)<(1.05 mol·L-1+0.45 mol·L-1)=1.5 mol·L-1,A、C、D错误;04.B　纯固体不能出现在平衡常数表达式中,A错误;反应③=反应①-反应②,则K3=,B正确;对于反应③,温度改变,K3改变,对于反应②,增大压强,K2不变,C、D错误。
名师点睛
化学平衡常数与反应方程式的关系
(1)在相同温度下,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)有三个反应①②③,对应平衡常数分别为K1、K2、K3,若反应①-反应②=反应③,则K3=;若反应①+反应②=反应③,则K3=K1×K2。
5.C　由平衡常数表达式可推知反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),由平衡浓度符合关系式可知,反应的平衡常数K==0.60,所以由表格数据可知,反应温度为1 000 ℃,故选C。
6.D　根据反应2CO(g) 2C(s)+O2(g)逆推(解题技法)可知,产生1 mol C(s)必然会消耗1 mol CO,此时还有2 mol CO气体,说明反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)产生的CO的物质的量为2 mol+1 mol=3 mol,此时还产生了3 mol Cl2,消耗了3 mol COCl2,所以平衡时COCl2的物质的量为4 mol-3 mol=1 mol;CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K= L·mol-1,故选D。
7.C　根据题意,列三段式如下:
　　　3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始/mol　　5　　3　　0　　0
转化/mol　　3　　1　　2　　2
平衡/mol　　2　　2　　2　　2
A的平衡转化率为×100%=60%,A项正确;体积为2 L的密闭容器中各物质的平衡浓度均为1 mol·L-1,所以平衡常数K==1,B项正确;达到平衡时,正、逆反应速率相等,存在2v正(A)=3v逆(C),C项不正确;3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g),反应前后气体体积不变,焓变对决定该反应的自发进行起主要影响作用,D项正确。
8.C　由表中数据可知,反应达到平衡时,Δc(X)=0.1 mol·L-1-0.05 mol·L-1=0.05 mol·L-1,X的转化率为×100%=50%,故A正确;由表中数据可知,该反应的Δc(X)=0.05 mol·L-1,Δc(Y)=0.15 mol·L-1,Δc(Z)=0.1 mol·L-1,X、Y的浓度减少,为反应物,Z的浓度增加,为生成物,反应过程中Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=1∶3∶2,所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g) 2Z(g),平衡常数K==1 600 L2·mol-2,故B正确;确定反应的平衡常数只与温度有关,改变压强不会改变平衡常数,故C错误,D正确。
9.A　
根据题目信息,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,列出方程式:x+y=、x-y=,解得x=3.1,y=1.4。所以反应①的平衡常数K1==8.5 mol·L-1。
10.答案　(1)16.4　(2)1　(3)33.3%　(4)向逆反应方向进行
解析　(1)根据容器甲中数据列三段式:
　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始/mol　　1.2　　0.6　　0　　0
转化/mol　　0.4　　0.4　　0.4　　0.4
平衡/mol　　0.8　　0.2　　0.4　　0.4
容器甲中,参加反应的CO(g)的物质的量为0.4 mol,所以平衡时,反应放出的热量为0.4 mol×41 kJ·mol-1=16.4 kJ。
(2)温度为T1时,平衡状态下容器甲中各物质的浓度分别为CO(g) 0.8 mol·L-1、H2O(g) 0.2 mol·L-1、CO2(g) 0.4 mol·L-1、H2(g) 0.4 mol·L-1,该反应的平衡常数K甲==1。
(3)设容器乙中生成的H2(g)的物质的量为x mol,列三段式如下:
　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始/mol　　2.4　　1.2　　0　　0
转化/mol　　x　　x　　x　　x
平衡/mol　　2.4-x　　1.2-x　　x　　x
温度不变,反应的平衡常数不变,所以K乙==1,解得x=0.8,平衡时乙中CO的转化率为×100%≈33.3%。
(4)若在温度和体积不变的条件下,向丙容器中加入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、2 mol H2,此时的浓度商Q=>1,故反应向逆反应方向进行。
11.答案　Ⅰ.4.5 mol-2·L2　23.1%　0.13
Ⅱ.(1)800 mol-1·L　(2)=
解析　Ⅰ.在1 L恒容密闭容器中充入CO2和H2,对实验①列出三段式:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
c(起始)/(mol·L-1)　　0.23　　0.19　　0　　0
c(转化)/(mol·L-1)　　0.03　　0.09　　0.03　　0.03
c(平衡)/(mol·L-1)　　0.2　　0.1　　0.03　　0.03
实验①平衡常数K=(mol·L-1)-2=4.5 mol-2·L2。实验②达到平衡时H2的转化率为×100%≈23.1%。实验②和实验③的温度相同,平衡常数相同,则(mol·L-1)-2=(mol·L-1)-2,解得a=0.13。
Ⅱ.(1)由题图可知,0.10 MPa时,SO2的平衡转化率是0.8,则参加反应的n(SO2)=2 mol×0.8=1.6 mol。列三段式:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
初始浓度/(mol·L-1)　　0.2　　0.1　　0
转化浓度/(mol·L-1)　　0.16　　0.08　　0.16
平衡浓度/(mol·L-1)　　0.04　　0.02　　0.16
K==800 mol-1·L。
(2)由A到B,温度不变,只增大体系压强,K不变。
能力提升练
1.D　当v正(H2)=v逆(CO)时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A项正确;该反应反应前后气体分子数不等,若该反应在恒温恒容的密闭体系中进行,未达平衡前体系压强改变,当体系压强不再变化时,可说明该反应已达平衡状态,B项正确;在700 ℃时,CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g)的平衡常数K==5 mol-1·L,C项正确;C为固体,H2O、CO、H2的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.2 mol·L-1,Q==0.4 mol·L-1>0.2 mol·L-1,平衡逆向移动,D项错误。
2.C　反应①的平衡常数表达式为K1=,A错误;反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的平衡常数K2=2×1081L/mol,则相同温度下,反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数为K= mol/L=5×10-82 mol/L,B错误;由于相同温度下,K1>K>K3,故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,C正确;该温度下,该时刻反应③的Q==10-20 mol/L>4×10-92 mol/L,反应逆向进行,D错误。
名师点睛
利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向
QQ=K,反应处于平衡状态;
Q>K,反应向逆反应方向进行。
3.A　①NH4I(s) NH3(g)+HI(g),②2HI(g) H2(g)+I2(g),生成c(H2)=0.5 mol·L-1,消耗c(HI)=0.5 mol·L-1×2=1 mol·L-1,所以反应①生成的c(HI)=1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1,生成的c(NH3)=5 mol·L-1;反应①的平衡常数K=c平(NH3)×c平(HI)=5 mol·L-1×4 mol·L-1=20 mol2·L-2,A项不正确;加入NH4I固体,不影响平衡移动,B项正确;反应②的平衡常数K=,C项正确;反应①的平衡常数K=c平(NH3)×c平(HI),若只发生反应①,则第一次平衡时c(NH3)=c(HI),温度不变,平衡常数不变,所以向体系中加入等物质的量的NH3(g)与HI(g),当达到第二次平衡时,NH3(g)与HI(g)的浓度与第一次平衡时相等,D项正确。
4.B　在0~5 min时间段,CH4的浓度减少(1-) mol·L-1= mol·L-1,反应生成CO的浓度为 mol·L-1,则B点的坐标为(5,),A正确;由题图知反应进行到5 min时,反应未达到平衡状态,B错误;开始时充入等物质的量的CH4和CO2,且二者按物质的量之比为1∶1反应,则平衡时CH4的浓度与CO2的浓度相等,为 mol·L-1,开始时CO2的浓度为1.00 mol·L-1,故CO2的平衡转化率为×100%≈33.3%,C正确;T ℃时,反应达平衡状态,c(CH4)=c(CO2)=c(CO)=c(H2)= mol·L-1,则反应的平衡常数K= mol2·L-2,D正确。
5.答案　(1)25%　(2)6　(3)41.4%
解析　(1)根据已知条件列出“三段式”:
M(g)+N(g) P(g)+Q(g)
起始(mol·L-1)　　1　　2.4　　0　　0
转化(mol·L-1)　　0.6　　0.6　　0.6　　0.6
平衡(mol·L-1)　　0.4　　1.8　　0.6　　0.6
N的转化率为×100%=25%。
(2)温度不变,平衡常数不变,K=,a=6。
(3)温度不变,平衡常数不变,设M的转化率为x,则K=,则,x≈41.4%。
6.B　反应达平衡时H2O(g)的转化率为50%,则平衡时H2O(g)的物质的量为0.5 mol,由氢原子守恒可得,平衡时H2(g)的物质的量为0.5 mol;由于平衡时CO的物质的量为0.1 mol,由氧原子守恒可得,平衡时CO2的物质的量为0.2 mol;平衡时气体的总物质的量为0.5 mol+0.5 mol+0.2 mol+0.1 mol=1.3 mol,在同温同体积条件下,压强与气体物质的量成正比,所以平衡时体系的总压强为×0.2 MPa=0.26 MPa,故反应Ⅰ的压强平衡常数Kp==0.02 MPa,B项正确。
7.B　设初始时碘和环戊烯()的物质的量都为a mol,转化的I2为x mol,列三段式如下:
(g)+I2(g) (g)+2HI(g)
起始/mol　　　a　　a　　　0　　　0
转化/mol　　　x　　x　　　x　　　2x
平衡/mol　　　a-x　　a-x　　　x　　　2x
压强增大20%,则,x=0.4a,故达到平衡时环戊烯的转化率为×100%=40%,环戊烯的转化率与I2的转化率相等,A项错误、B项正确;由化学方程式可知,生成物环戊二烯()与HI的物质的量之比恒为1∶2,故二者的物质的量之比恒定时不能说明反应达平衡状态,C项错误;该温度下,达平衡时气体总压强为1.2×105 Pa,与I2的分压都为×1.2×105 Pa=3×104 Pa,的分压为×1.2×105 Pa=2×104 Pa,HI的分压为4×104 Pa,所以反应的压强平衡常数Kp=≈3.56×104 Pa,D项错误。
8.答案　9
解析　A点=3,设原料气中n(NH3)=3x mol,n(CO2)=x mol,α(CO2)=0.5,所以转化的二氧化碳的物质的量为0.5x mol,列出三段式:
2NH3(g)+CO2(g) [CO(NH2)2](s)+H2O(g)
起始/mol　　3x　　x　　0
转化/mol　　x　　0.5x　　0.5x
平衡/mol　　2x　　0.5x　　0.5x
平衡时NH3的物质的量分数为,CO2的物质的量分数为,H2O(g)的物质的量分数为,平衡时A点容器内总压强为0.5 MPa,所以反应的平衡常数Kp=(MPa)-2=9(MPa)-2。
9.答案　0.1　
解析　设反应1生成氯气的分压为a kPa、反应2消耗氯气的分压为b kPa,由题意可建立如下三段式:
BaPtCl6(s) BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)
起始(kPa)　　0
转化(kPa)　　a
平衡(kPa)　　a
　　　Cl2(g)+I2(g) 2ICl(g)
起始(kPa)　　a　　20　　0
转化(kPa)　　b　　b　　2b
平衡(kPa)　　a-b　　20-b　　2b
由平衡时容器内气体总压强为32.5 kPa可得:(a-b)+(20-b)+2b=32.5,解得a=12.5;由反应1的压强平衡常数Kp1可得:(a-b)2=0.01,解得b=12.4;由以上分析可知,反应达到平衡时,氯气的分压为0.1 kPa,所以反应2的压强平衡常数Kp2=;0~t min内碘蒸气的反应速率为 kPa·min-1。
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