2024屆高考化學增分小專題：《“三段式”在平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率計算中的完美應用》(解析版)

高考增分小專題：“三段式”在平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率計算中的完美應用【例題精講●成竹在胸】1．(2024屆廣東汕頭期中)NOx的排放來自汽車尾氣，研究利用反應C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)△H＝－34.0kJ?mol－1，用活性炭可對其進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如下圖所示。(已知：氣體分壓＝氣體總壓×物質(zhì)的量分數(shù))，下列有關(guān)說法錯誤的是A．若能測得反應產(chǎn)生22gCO2，則反應放出的熱量為17.0kJB．達到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移動C．在950K～1000K之間，化學反應速率：正＜v逆D．1050K時，反應的化學平衡常數(shù)Kp＝4答案：C解析：A．從C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)可以看出每生成44gCO2放出的熱量為34.0kJ，則能產(chǎn)生22gCO2，放出的熱量為17.0kJ，A正確；B．固體物質(zhì)的用量，不影響平衡，故達到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移動，B正確；C．在950K～1000K之間，化學反應還沒有達到平衡狀態(tài)，故速率：正＞v逆，C不正確；D．1050K時，設NO的起始量為2mol，容器內(nèi)壓強為P0，列三段式：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)起始(mol)200轉(zhuǎn)化(mol)2×80%0.80.8平衡(mol)0.40.80.8有反應為恒壓，所以反應前后壓強不變，則1050K時反應的化學平衡常數(shù)Kp＝eq\f((eq\f(0.8,2)×P0)×(eq\f(0.8,2)×P0),(eq\f(0.4,2)×P0)2)＝4，D正確；2．(2024屆重慶第八中學)CO和H2合成乙醇發(fā)生如下反應：主反應：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)△H1＝－128.8kJ?mol－1副反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H2＝－41.8kJ?mol－1△S2＝－42.1J?K-1?mol－1向一恒容密閉容器中投入一定量的CO和H2發(fā)生上述反應，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比S[S＝eq\f(n(H2),n(CO))]的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A.S1＜S2B.在投料比為S3條件下，主反應的正(Y)＞v逆(Z)C.副反應能自發(fā)進行的臨界溫度約為993KD.在T1K、S2＝2、時，主反應的平衡常數(shù)K＝0.2答案：C解析：主副反應均為放熱反應，升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率減小，從T1到T4溫度升高，當溫度相同時，投料比S[S＝eq\f(n(H2),n(CO))]越大，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率越高，S1＞S2＞S3。A．當溫度相同時，投料比S[S＝eq\f(n(H2),n(CO))]越大，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率越高，S1＞S2，故A錯誤；B．在投料比為S3條件下，Y的溫度低于Z，主反應的正(Y)＜v逆(Z)，故B錯誤；C．副反應能自發(fā)進行的臨界溫度約為eq\f(－41.8×1000J?mol－1,－42.1J?K-1?mol－1)＝993K，故C正確；D．在T1K、S2＝2時，列三段式：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)起始(mol)1200轉(zhuǎn)化(mol)0.510.250.25平衡(mol)0.510.250.25主反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(eq\f(0.25,V)×eq\f(0.25,V),(eq\f(0.5,V))2×(eq\f(1,V))4)，因體積末知，不等于0.2，故D錯誤；3．(2024屆河北廊坊重點高中聯(lián)考)某溫度下，在容積為2L的密閉容器中，X(g)、Y(g)、Z(g)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，已知4min時改變了一個條件。下列說法錯誤的是A．反應進行到a點時，Z的轉(zhuǎn)化率為14%B．該反應的化學方程式為2Z(g)＋Y(g)3X(g)C．該溫度下，反應的平衡常數(shù)為eq\f(25,64)D．4min時改變的條件是壓縮體積答案：D解析：本題主要考查化學反應速率與平衡，側(cè)重考查學生對基礎(chǔ)知識的應用能力。由圖像中各物質(zhì)的變化趨勢，X為生成物，Y、Z為反應物，根據(jù)方程式的計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比，3min時反應達到平衡，△Y＝0.2mol，△Z＝0.4mol，△X＝0.6mol，則該反應方程式為2Z(g)＋Y(g)3X(g)。A．列三段式：2Z(g)＋Y(g)3X(g)起始(mol)2.01.20.4轉(zhuǎn)化(mol)0.280.140.42a點(mol)1.721.060.82，則Z的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(0.28,2.0)×100%＝14%，A正確；B．由圖像中各物質(zhì)的變化趨勢，X為生成物，Y、Z為反應物，根據(jù)方程式的計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比，3min時反應達到平衡，△Y＝0.2mol，△Z＝0.4mol，△X＝0.6mol，則該反應方程式為2Z(g)＋Y(g)3X(g)，B正確；C．列三段式：2Z(g)＋Y(g)3X(g)起始(mol)2.01.20.4轉(zhuǎn)化(mol)0.40.20.6a點(mol)1.61.01.0，則反應的平衡常數(shù)K＝eq\f((eq\f(1mol,2L))3,(eq\f(1.6mol,2L))2×(eq\f(1mol,2L)))＝eq\f(25,64)，C正確；D．壓縮體積，Z(g)的物質(zhì)的量不會瞬間增大且平衡不會移動，D項錯誤。4．(2023屆廣東湛江六模)一定條件下，反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)△H＞0，達到平衡時N2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．壓強：p1＞p2B．a(chǎn)點：2正(NH3)＝3v逆(H2)C．a(chǎn)點：NH3的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1,3)D．b、c兩點對應的平衡常數(shù)：Kc＞Kb答案：D解析：A．相同溫度時，p2到p1，N2的體積分數(shù)增大，說明平衡正向移動，此時氣體系數(shù)之和增大，說明改變的條件是減小壓強，所以p2＞p1，A項不符合題意；B．平衡時，正反應速率等于逆反應速率，且eq\f(v(NH3),v(H2))＝eq\f(2,3)，即3v(NH3)＝2v(H2)，B項不符合題意；C．a(chǎn)點為平衡點，假設反應開始時NH3的物質(zhì)的量為1mol，消耗的NH3為xmol，列三段式：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)起始(mol)100轉(zhuǎn)化(mol)2xxx平衡(mol)1－2xxx此時N2的體積分數(shù)為eq\f(x,1－2x＋x＋3x)＝0.1，解得x＝0.125，NH3的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2x,1)×100%＝25%，C項不符合題意；D．b、c兩點均為平衡態(tài)，且c點溫度高，該反應為吸熱反應，溫度升高，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，所以c點平衡常數(shù)大，D項符合題意；5．(2023屆湖南沖刺)已知反應：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，在一定壓強下，按x＝eq\f(n(B),n(A))（A的物質(zhì)的量始終為1mol）向密閉容器中充入A氣體與B氣體。圖甲表示平衡時，A氣體的體積分數(shù)(V%)與溫度(T)、x的關(guān)系。圖乙表示x＝2時，正、逆反應的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。則下列說法正確的是A．圖甲中，x2＜1B．圖乙中，A線表示正反應的平衡常數(shù)C．由圖乙可知，T1時，K＝1，B的轉(zhuǎn)化率約為33.3%D．若在恒容絕熱裝置中進行上述反應，達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將減小答案：C解析：A．增大B的量，平衡正向移動，A的體積分數(shù)減小，則圖甲中x2＞1，A錯誤；B．由圖甲可知，升高溫度A的體積分數(shù)增大，可知正反應為放熱反應，則升高溫度正反應的平衡常數(shù)K減小，圖乙中曲線B表示正反應的平衡常數(shù)，B錯誤；C．由圖乙可知，T1時，x＝2，K＝1，設平衡時B轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為amol，容器的體積為VL，列三段式：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)起始(mol)1200轉(zhuǎn)化(mol)aaaa平衡(mol)1－a2－aaaK＝eq\f(eq\f(a,V)×eq\f(a,V),(eq\f(1－a,V))×(eq\f(2－a,V)))＝1，解得a＝eq\f(2,3)，則B的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(eq\f(2,3),2)×100%≈33.3%，C正確；D．由于正反應為氣體分子數(shù)不變的放熱反應，恒容絕熱裝置中進行題述反應，氣體物質(zhì)的量不變，壓強隨溫度的變化而變化，則達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將增大，D錯誤。6.(2022年湖南卷)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應：2X(g)＋Y(g)Z(g)△H，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A.△H＞0 B.氣體的總物質(zhì)的量：na＜ncC.a點平衡常數(shù)：K＞12 D.反應速率：va正＜vb正答案：B解析：A．甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大后減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT可知，剛開始壓強增大的原因是因為容器溫度升高，則說明上述反應過程放熱，即△H＜0，故A錯誤；B．根據(jù)A項分析可知，上述密閉溶液中的反應為放熱反應，圖中a點和c點的壓強相等，因甲容器為絕熱過程，乙容器為恒溫過程，若兩者氣體物質(zhì)的量相等，則甲容器壓強大于乙容器壓強，則說明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量此時相比乙容器在減小即氣體總物質(zhì)的量：na＜nc，故B正確；C．a(chǎn)點為平衡點，此時容器的總壓為p，假設在恒溫恒容條件下進行，則氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量（物質(zhì)的量濃度）之比，所以可設Y轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol?L?1，則列出三段式如下：2X(g)＋Y(g)Z(g)開始時的物質(zhì)的量濃度/mol·L－1210變化的物質(zhì)的量濃度/mol·L－12xxx平衡時的物質(zhì)的量濃度/mol·L－12－2x1－xx則有，計算得到x=0.75，那么化學平衡常數(shù)K＝，又甲容器為絕熱條件，等效為恒溫條件下升溫，平衡逆向移動，則平衡常數(shù)減小即平衡常數(shù)K＜12，故C錯誤；D．根據(jù)圖像可知，甲容器達到平衡的時間短，溫度高，所以達到平衡的速率相對乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D錯誤。7.(2022年遼寧卷)某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應2X(s)Y(g)＋2Z(g)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：時間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-10～20.200～40.150～60.10下列說法錯誤的是A．1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1B．2min時，加入0.20molZ，此時v正(Z)＜v逆(Z)C．3min時，Y的體積分數(shù)約為33.3%D．5min時，X的物質(zhì)的量為1.4mol答案：B解析：A．反應開始一段時間，隨著時間的延長，反應物濃度逐漸減小，產(chǎn)物Z的平均生成速率逐漸減小，則0～1min內(nèi)Z的平均生成速率大于0～2min內(nèi)的，故1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1，A正確；B．4min時生成的Z的物質(zhì)的量為0.15mol·L-1·min-1×4min×1L＝0.6mol，6min時生成的Z的物質(zhì)的量為0.10mol·L-1·min-1×6min×1L＝0.6mol，故反應在4min時已達到平衡，設達到平衡時生了amolY，列三段式：2X(s)Y(g)＋2Z(g)起始時物質(zhì)的量/mol2.000轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol2aa2a平衡時物質(zhì)的量/mol2.0－2aa0.6根據(jù)2a＝0.6，得a＝0.6，則Y的平衡濃度為0.3mol·L－1，Z的平衡濃度為0.6mol·L－1，平衡常數(shù)K＝c2(Z)?c(Y)＝0.108，2min時Y的濃度為0.2mol·L－1，Z的濃度為0.4mol·L－1，加入0.2molZ后Z的濃度變?yōu)?.6mol·L－1，Q0＝c2(Z)?c(Y)＝0.072＜K，反應正向進行，故v正(Z)＞v逆(Z)，B錯誤；C．反應生成的Y與Z的物質(zhì)的量之比恒等于1∶2，反應體系中只有Y和Z為氣體，相同條件下，體積之比等于物質(zhì)的量之比，eq\f(V(Y),V(Z))＝eq\f(1,2)，故Y的體積分數(shù)始終約為33.3%，C正確；D．由B項分析可知5min時反應處于平衡狀態(tài)，此時生成Z為0.6mol，則X的轉(zhuǎn)化量為0.6mol，初始X的物質(zhì)的量為2mol，剩余X的物質(zhì)的量為1.4mol，D正確；8．X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1∶1的物質(zhì)的量之比混合，放入密閉容器中發(fā)生如下反應：X＋2Y2Z，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3∶2，則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于()A．33%B．40%C．50%D．65%答案：D解析：設X、Y的初始物質(zhì)的量均為1mol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量分別為amol、2amol、2amol，由方程式：X＋2Y2Z開始(mol)110轉(zhuǎn)化(mol)a2a2a平衡(mol)1－a1－2a2a由題意得eq\f(1－a＋1－2a,2a)＝eq\f(3,2)求得：a＝eq\f(1,3)，因此Y的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2,3)×100%，最接近65%。9.(2023年新課標卷節(jié)選)氨是最重要的化學品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位?；卮鹣铝袉栴}：(4)在不同壓強下，以兩種不同組成進料，反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)與溫度的計算結(jié)果如下圖所示。其中一種進料組成為＝0.75、＝0.25，另一種為＝0.675、＝0.225、xAt＝0.10。(物質(zhì)i的摩爾分數(shù)：xi＝eq\f(ni,n總))①圖中壓強由小到大的順序為_______，判斷的依據(jù)是___________________________。②進料組成中含有情性氣體Ar的圖是_______。③圖3中，當P2＝20MPa、＝0.20時，氮氣的轉(zhuǎn)化率α＝_______。該溫度時，反應eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)Kp＝__________(MPa)-1(化為最簡式)。答案：(4)①P1＜P2＜P3合成氨的反應為氣體分子數(shù)減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數(shù)越大②圖4③33.33%eq\r(\f(1,432))解析：(4)①合成氨的反應中，壓強越大越有利于氨的合成，因此，壓強越大平衡時氨的摩爾分數(shù)越大。由圖中信息可知，在相同溫度下，反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)P1＜P2＜P3，因此，圖中壓強由小到大的順序為P1＜P2＜P3，判斷的依據(jù)是：合成氨的反應為氣體分子數(shù)減少的反應，壓強越大平衡時氨的摩爾分數(shù)越大。

②對比圖3和圖4中的信息可知，在相同溫度和相同壓強下，圖4中平衡時氨的摩爾分數(shù)較小。在恒壓下充入情性氣體Ar，反應混合物中各組分的濃度減小，各組分的分壓也減小，化學平衡要朝氣體分子數(shù)增大的方向移動，因此，充入情性氣體Ar不利于合成氨，進料組成中含有情性氣體Ar的圖是圖4。③圖3中，進料組成為＝0.75、＝0.25兩者物質(zhì)的量之比為3∶1。假設進料中氫氣和氮氣的物質(zhì)的量分別為3mol和1mol，達到平衡時氮氣的變化量為xmol，則有：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始(mol)130轉(zhuǎn)化(mol)x3x2x平衡(mol)1－x3－3x2x當P2＝20MPa、＝0.20時，＝eq\f(2x,4－2x)＝0.20，解之得x＝eq\f(1,3)，則氮氣的轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(1,3)×100%≈33.33%，平衡時N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為eq\f(2,3)mol、2mol、eq\f(2,3)mol，其物質(zhì)的量分數(shù)分別為eq\f(1,5)、eq\f(3,5)、eq\f(1,5)，則該溫度下Keq\o\al(',P)＝eq\f((eq\f(1,5)P2)2,eq\f(1,5)P2×(eq\f(3,5)P2)3)＝eq\f(25,27×400)(MPa)-2因此，該溫度時，反應eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)Kp＝eq\r(Keq\o\al(',P))＝eq\r(eq\f(25,27×400)(MPa)-2)＝eq\r(\f(1,432))(MPa)-1。10.(2023年湖南卷節(jié)選)聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ．苯乙烯的制備(1)已知下列反應的熱化學方程式：①C6H5C2H5(g)＋eq\f(21,2)O2(g)＝8CO2(g)＋5H2O(g)△H1＝－4386.9kJ?mol-1②C6H5CH＝CH2(g)＋10O2(g)＝8CO2(g)＋4H2O(g)△H2＝－4263.1kJ?mol-1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)＝H2O(g)△H3＝－241.8kJ?mol-1(2)在某溫度、100kPa下，向反應器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應④，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%，欲將平衡轉(zhuǎn)化率提高至75%，需要向反應器中充入_______mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應)；答案：(2)5解析：(2)設充入H2O(g)物質(zhì)的量為xmol；在某溫度、100kPa下，向反應器中充入1mol氣態(tài)乙苯發(fā)生反應④。乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，可列三段式：C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)n(起始/mol)100n(轉(zhuǎn)化/mol)0.50.50.5n(平衡/mol)0.50.50.5此時平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為1.5mol，此時容器的體積為V；當乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，可列三段式：C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g)n(起始/mol)100n(轉(zhuǎn)化/mol)0.750.750.75n(平衡/mol)0.250.750.75此時乙苯、苯乙烯、H2物質(zhì)的量之和為1.75mol，混合氣的總物質(zhì)的量為(1.75＋x)mol，在恒溫、恒壓時，體積之比等于物質(zhì)的量之比，此時容器的體積為eq\f(1.75＋x,1.5)V；兩次平衡溫度相同，則平衡常數(shù)相等，則=，解得x＝5；答案為：5；11.(2022年全國乙卷節(jié)選)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：(3)在1470K、100kPa反應條件下，將n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合氣進行H2S熱分解反應。平衡時混合氣中H2S與H2的分壓相等，H2S平衡轉(zhuǎn)化率為________，平衡常數(shù)Kp＝________kPa。(4)在1373K、100kPa反應條件下，對于n(H2S)∶n(Ar)分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S－Ar混合氣，熱分解反應過程中H2S轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如下圖所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率________，理由是________。②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9對應圖中曲線________，計算其在0～0.1s之間，H2S分壓的平均變化率為________kPa?s-1。答案：(3)①越高n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高②d24.9解析：(3)假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和4mol，根據(jù)三段式可知：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)起始時物質(zhì)的量/mol100變化的物質(zhì)的量/molx0.5xx平衡時物質(zhì)的量/mol1－x0.5xx平衡時H2S和H2的分壓相等，則二者的物質(zhì)的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為，所以平衡常數(shù)Kp＝＝≈4.76kPa；(4)①由于正反應是體積增大的可逆反應，n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S的分壓越小，相當于降低壓強，平衡向正反應方向移動，因此H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高；②n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡轉(zhuǎn)化率越高，所以n(H2S)∶n(Ar)＝1:9對應的曲線是d；根據(jù)圖像可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反應進行到0.1s時H2S轉(zhuǎn)化率為0.24。假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質(zhì)的量分別為1mol和9mol，則根據(jù)三段式可知2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)起始時物質(zhì)的量/mol100變化的物質(zhì)的量/mol0.240.120.24平衡時物質(zhì)的量/mol0.760.120.24此時H2S的壓強為≈7.51kPa，H2S的起始壓強為10kPa，所以H2S分壓的平均變化率為＝24.9kPa·s－1。12.(2022年1月浙江選考節(jié)選)工業(yè)上，以煤炭為原料，通入一定比例的空氣和水蒸氣，經(jīng)過系列反應可以得到滿足不同需求的原料氣。請回答：(3)一氧化碳變換反應：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol-1。①一定溫度下，反應后測得各組分的平衡壓強(即組分的物質(zhì)的量分數(shù)×總壓)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，則反應的平衡常數(shù)K的數(shù)值為________。②維持與題①相同的溫度和總壓，提高水蒸氣的比例，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率提高到90%，則原料氣中水蒸氣和CO的物質(zhì)的量之比為________。③生產(chǎn)過程中，為了提高變換反應的速率，下列措施中合適的是________。A．反應溫度愈高愈好B．適當提高反應物壓強C．選擇合適的催化劑D．通入一定量的氮氣答案：(3)①9.0②1.8∶1③BC解析：(3)①該反應平衡常數(shù)K＝eq\f(P(CO2)×P(H2),P(CO)×P(H2O))＝eq\f(0.75×0.75,0.25×0.25)＝9.0；②假設原料氣中水蒸氣為xmol，CO為1mol，由題意列三段式如下：CO＋H2OCO2＋H2起始時物質(zhì)的量/mol1x00變化的物質(zhì)的量/mol0.90.90.90.9平衡時物質(zhì)的量/mol0.1x－0.90.90.9則平衡常數(shù)K＝，解得x=1.8，故水蒸氣與CO物質(zhì)的量之比為1.8∶1；③A．反應溫度過高，會引起催化劑失活，導致反應速率變慢，A不符合題意；B．適當增大壓強，可加快反應速率，B符合題意；C．選擇合適的催化劑有利于加快反應速率，C符合題意；D．若為恒容條件，通入氮氣對反應速率無影響，若為恒壓條件，通入氮氣后，容器體積變大，反應物濃度減小，反應速率變慢，D不符合題意；故答案選BC；13．(2022屆八省八校節(jié)選)甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制備及用途在工業(yè)上有重要的意義。(2)對于反應CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)。其中k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)，p為氣體分壓(分壓=物質(zhì)的量分數(shù)×總壓)。在540K下，按初始投料比n(CO2)∶n(H2)＝3∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶1、n(CO2)∶n(H2)=1∶3，得到不同壓強條件下H2的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系圖：①比較a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序為(用字母表示)。②點N在線b上，計算540K的壓強平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算)。③540K條件下，某容器測得某時刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此時v正∶v逆=。答案：(2)a>b>c

0.5(MPa)-2

0.64解析：(2)①投料比越大，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3:1，b代表n(CO2)：n(H2)=1:1，c代表n(CO2)：n(H2)=1:3，a、b、c各曲線所表示的投料比大小順序為a>b>c。②N點為投料比n(CO2)：n(H2)=1:1，氫氣平衡轉(zhuǎn)化率為60%，設初始二氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量都為1mol，列三段式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)初始時物質(zhì)的量/mol1100轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol0.20.60.20.2平衡時物質(zhì)的量/mol0.80.40.20.2平衡時二氧化碳分壓為：，同樣的方法，平衡時氫氣分壓：0.5MPa，甲醇分壓0.25MPa，水蒸氣分壓0.25MPa，則壓強平衡常數(shù)。③v正＝k正p(CO2)p3(H2)，v逆＝k逆p(CH3OH)p(H2O)，v正/v逆＝k正p(CO2)p3(H2)/k逆p(CH3OH)p(H2O)＝。14．可逆反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密閉容器中建立平衡。當溫度為749K時，K＝eq\f(9,4)，則：(1)當CO和H2O的起始濃度均為2mol·L－1時，CO的轉(zhuǎn)化率為________。(2)當CO的起始濃度仍為2mol·L－1，H2O的起始濃度為6mol·L－1時，CO的轉(zhuǎn)化率為________。答案：(1)60%(2)85%解析：(1)設CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol·L－1，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始mol·L－12200轉(zhuǎn)化mol·L－1xxxx平衡mol·L－12－x2－xxxK＝eq\f(x2,(2－x)2)＝eq\f(9,4)，解得：x＝1.2CO的轉(zhuǎn)化率：eq\f(1.2mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝60%。(2)設CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為ymol·L－1，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1)2600轉(zhuǎn)化(mol·L－1)yyyy平衡(mol·L－1)2－y6－yyyK＝eq\f(y2,(2－y)(6－y))＝eq\f(9,4)，解得：y≈1.7CO的轉(zhuǎn)化率：eq\f(1.7mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝85%。

【知識梳理●智能提升】一、化學平衡常數(shù)1.化學平衡常數(shù)的概念與表達式(1)概念在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用K表示。(2)表達式：對于一般的可逆反應，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達到平衡時，K＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。(3)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為K1，eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)的平衡常數(shù)為K2，NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)的平衡常數(shù)為K3。①寫出K1和K2的關(guān)系式：K1＝Keq\o\al(2,2)；②寫出K2和K3的關(guān)系式：K2·K3＝1；③寫出K1和K3的關(guān)系式：K1·Keq\o\al(2,3)＝1。注意事項：①在平衡常數(shù)表達式中，水(液態(tài))的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫。②化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。2.化學平衡常數(shù)的意義平衡常數(shù)的大小反映了化學反應進行的程度(也叫反應的限度)。K值越大，表示反應進行得越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應進行得越不完全，反應物轉(zhuǎn)化率越小。3.化學平衡常數(shù)的影響因素及應用⑴對于給定的反應，化學平衡常數(shù)只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關(guān)。⑵由溫度、平衡常數(shù)的變化判斷反應熱①升高溫度，K值增大，ΔH＞0；K值減小，ΔH＜0。②降低溫度，K值增大，ΔH＜0；K值減小，ΔH＞0。二、“三段式”在化學反應速率及平衡計算中的應用解答有關(guān)化學反應速率和化學平衡的計算題時，一般需要寫出化學方程式，列出起始量、轉(zhuǎn)化量及平衡量，再根據(jù)題設其他條件和有關(guān)概念、定律求解。如：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00轉(zhuǎn)化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx注意①轉(zhuǎn)化量與方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)成比例；②這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等；③對反應物：平衡時的量＝起始的量－轉(zhuǎn)化的量，對生成物：平衡時的量＝起始的量＋轉(zhuǎn)化的量。同時要注意差量法、守恒法等簡單計算方法在化學平衡計算中的應用。

【拓展訓練●鞏固考點】題型一“三段式”計算平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率與壓強1．(2024屆河南洛陽洛寧一高)丙烯在催化劑上選擇性還原NO的反應為C3H6(g)＋9NO(g)eq\f(9,2)N2(g)＋3CO2(g)＋3H2O(g)。在三個2L的恒容密閉容器中分別加入0.5molC3H6和4.5molNO發(fā)生上述反應，實驗測得三個容器中n(NO)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法錯誤的是A．500℃條件下，曲線a所在的容器中使用了合適的催化劑B．500℃條件下，20min時達到平衡，則該容器中0～20min內(nèi)用N2表示的平均反應速率為0．05mol·L－1·min－1C．正反應速率：v(M)＞v(N)D．800℃條件下，混合氣體的起始壓強與平衡壓強之比為90∶91答案：B解析：A．500℃條件下達到的平衡狀態(tài)與曲線a條件下一樣，可知是使用了合適的催化劑，A正確；B．500℃條件下，0～20min內(nèi)用NO表示的平均反應速率為eq\f(4.5mol－2.0mol,2L×20min)＝0.0625mol·L-1·min-1，v(N2)＝v(NO)/2=0.03125mol·L-1·min-1，B錯誤；C．M點的溫度高，反應物濃度大，所以正反應速率：v(M)＞v(N，C正確；D．800℃條件下，混合氣體起始與平衡時的壓強之比等于混合氣體起始與平衡時的物質(zhì)的量之比，n始=5mol，根據(jù)三段式法可得：C3H6(g)＋9NO(g)eq\f(9,2)N2(g)＋3CO2(g)＋3H2O(g)起始(mol)0.54.5000轉(zhuǎn)化(mol)eq\f(1,9)1eq\f(1,2)eq\f(1,3)eq\f(1,3)平衡(mol)0.5－eq\f(1,9)3.5eq\f(1,2)eq\f(1,3)eq\f(1,3)所以平衡時n平＝0.5－eq\f(1,9)＋3.5＋eq\f(1,2)＋eq\f(1,3)＋eq\f(1,3)＝eq\f(91,18)，即P始∶P平＝n始∶n平＝5∶eq\f(91,18)＝90∶91，D正確；2.(2024屆黑龍江大慶實驗中學)工業(yè)上利用CO2和H2制備HCOOH，相關(guān)化學鍵的鍵能如下表所示：鍵C＝OH－HO－HC－HC－O鍵能/kJ?mol－1745436462.8413.4351已知：①溫度為T1℃時，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2②實驗測得：正＝k正c(CO2)c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數(shù)下列說法錯誤的是A.T1℃時，密閉容器充入濃度均為1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反應至平衡，則HCOOH(g)體積分數(shù)為1/3B.反應CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)△H＜0C.若溫度為T2℃時，k正＝1.9k逆，則T2℃＜T1℃D.T1℃時，若向平衡后的體系中再充入CO2(g)、H2(g)、HCOOH(g)各1mol，此時正＞v逆答案：C解析：A．設平衡時生成甲酸的濃度為amol/L，根據(jù)三段式列式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110轉(zhuǎn)化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa則eq\f(a,(1－a)?(1－a))＝2，解得a=0.5，則HCOOH(g)體積分數(shù)為eq\f(a,(1－a)＋(1－a)＋a)＝eq\f(1,3)，A正確；B．反應熱=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和的差值，反應△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故B正確；C．該反應為放熱反應，溫度越高，化學平衡常數(shù)越小，由溫度為T2℃時，k正＝1.9k逆，可知，溫度為T2℃時K＝eq\f(k正,k逆)＝1.9，又知溫度為T1℃時，K＝2，則反應溫度T2℃>T1℃，則C錯誤；D．T1℃時，達平衡，K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2，若向平衡后的體系中再充入T1℃各1mol，Qc＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)c(H2))＜2，平衡正向移動，此時正＞v逆，D正確；3.(2024屆重慶第八中學)煤的氣化是一種重要的制氫途徑。在一定溫度下，向體積固定的密閉容器中加入足量C(s)的和2molH2O(g)，起始壓強為0.4MPa時，發(fā)生下列反應生成水煤氣：Ⅰ．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)△H1＝＋131.4kJ/molⅡ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H2＝－41.1kJ/mol下列說法錯誤的是A.平衡后，升高溫度，CO的含量會增大B.平衡時CO2的體積分數(shù)不大于eq\f(1,3)C.平衡時、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為60%，CO的物質(zhì)的量為0.4mol，則整個體系會放出熱量D.在相同條件下、維持壓強為0.4MPa達到平衡，所得H2含量會更高答案：C解析：A．根據(jù)蓋斯定律，反應I－II可得反應C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)△H＝＋131.4－(－41.1)＝＋172.5kJ/mol，升高溫度，該反應平衡正向移動，CO的含量會增大，故A正確；B．假設反應I和II的H2O(g)均完全轉(zhuǎn)化1mol，會生成1molCO2、2molH2，此時CO2的體積分數(shù)即物質(zhì)的量分數(shù)為eq\f(1,1＋2)＝eq\f(1,3)，但該反應是可逆反應，因此平衡時CO2的體積分數(shù)不大于eq\f(1,3)，故B正確；C．反應I中H2O(g)轉(zhuǎn)化xmol，反應II中H2O(g)轉(zhuǎn)化ymol，假設先發(fā)生反應I，則列三段式：反應I：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)起始(mol)200轉(zhuǎn)化(mol)xxx平衡(mol)2－xxx反應II：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol)x2－x0x轉(zhuǎn)化(mol)yyyy平衡(mol)x－y2－x－yyx＋y，平衡時、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為60%，消耗△n(H2O)＝2mol×60%＝1.2mol，可得x＋y＝1.2，CO的物質(zhì)的量為0.4mol，x－y=0.4，聯(lián)立兩式解得x=0.8，y=0.4，反應I生成0.8molCO時吸收能量為0.8mol×131.4kJ/mol＝105.12kJ，反應II生成0.4molCO2時放出能量為0.4mol×41.1kJ/mol=16.44kJ，則整個體系會吸收熱量，故C錯誤；D．反應I是氣體體積增大的反應，反應II是氣體體積不變的反應，根據(jù)題干在一定溫度、體積固定條件下反應，壓強與氣體的物質(zhì)的量成正比，則該反應壓強會增大，若在相同條件下、維持壓強為0.4MPa相對于原平衡即減小壓強，平衡會正向移動，則達到新平衡，所得H2含量會更高，故D正確；4.(2024屆重慶巴蜀中學)在2L剛性密閉容器中充入3molX(g)和3molY(g)，發(fā)生反應：3X(g)＋Y(g)2Z(g)△H。在不同溫度下，X的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如圖甲所示；反應速率與時間的關(guān)系如圖乙所示。下列說法錯誤的是A．加入合適催化劑，不能提高X的平衡轉(zhuǎn)化率B．正：a點<b點C．圖乙中t0時改變的條件是升高溫度D．T2溫度下，平衡常數(shù)K＝3.03答案：D解析：溫度越高，反應達到平衡時所用的時間也就越短，所以可確定T1＞T2，但是溫度越高，反應物的平衡轉(zhuǎn)化率反而越低，說明該反應的正反應方向是放熱反應，所以△H＜0。A．催化劑不影響化學平衡，則加入合適催化劑不能提高X的平衡轉(zhuǎn)化率，故A正確；B．溫度越高反應速率就越快，反應物濃度大反應速率快，因為T1＞T2，b點的溫度高于a點溫度、且b點反應物濃度大，所以正：a點＜b點，故B正確；C．圖2中t0min時改變條件使正、逆反應速率都增大，逆反應速率增大的倍數(shù)較大，平衡向逆反應方向移動，則是升高溫度所致，故C正確；D．在2L剛性密閉容器中充入3molX(g)和3molY(g)，T2時X的轉(zhuǎn)化率為80%，則列三段式有：3X(g)＋Y(g)2Z(g)起始(mol/L)1.51.50轉(zhuǎn)化(mol/L)0.41.20.8平衡(mol/L)1.10.30.8，則K＝eq\f(0.82,1.1×0.33)＝21.5，故D錯誤；5．(2024屆浙江模擬)某溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量濃度的X(g)和Y(g)，同時發(fā)生以下兩個反應：①X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(g)，②X(g)＋Y(g)Z(g)＋M(g)。反應①的速率可表示為v1＝k1c2(X)，反應②的速率可表示為v2＝k2c2(X)(k1、k2為速率常數(shù))。反應體系中組分X(g)、W(g)的物質(zhì)的量濃度c隨時間的變化情況如圖所示。下列說法錯誤的是A．0~10min，Y(g)的平均反應速率為0.025mol?L-1?min-1B．體系中W和M的濃度之比保持不變，說明反應已平衡C．平衡時，反應②的平衡常數(shù)K＝eq\f(34,49)D．反應①的活化能比反應②的活化能更大答案：B解析：A．0~10min內(nèi)，△c(Y)＝△c(X)＝(0.6－0.35)＝0.25mol/L，因此Y(g)的平均反應速率為v(Y)＝eq\f(△c,△t)＝eq\f(0.25mol/L,10min)＝0.025mol?L-1?min-1，故A正確；B．相同時間內(nèi)，W和M的濃度之比等于兩者的平均反應速率之比，因W和M分別是反應①和反應②的產(chǎn)物，故兩者的濃度之比eq\f(c(W),c(M))＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(k1,k2)為定值，則其濃度為定值時保持不變，不能作為平衡的依據(jù)，故B錯誤；C．平衡時，c(Y)＝c(X)＝0.28mol/L，c(Z)=0.32mol/L，c(W)=0.15mol/L，△c(X)＝0.6－0.28＝0.32mol/L，則c(M)＝0.32－0.15＝0.17mol/L，反應②的平衡常數(shù)K＝eq\f(c(Z)?c(M),c(Y)?c(X))＝eq\f(0.32×0.17,0.28×0.28)＝eq\f(34,49)，故C正確；D．在相同的時間內(nèi)生成Z較多、生成Y較少，因此，反應①的化學反應速率較小，在同一體系中，活化能較小的化學反應速率較快，故反應①的活化能比反應②的活化能大，故D正確；6．(2023屆湖南沖刺)已知反應：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，在一定壓強下，按x＝eq\f(n(B),n(A))（A的物質(zhì)的量始終為1mol）向密閉容器中充入A氣體與B氣體。圖甲表示平衡時，A氣體的體積分數(shù)(V%)與溫度(T)、x的關(guān)系。圖乙表示x＝2時，正、逆反應的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。則下列說法正確的是A．圖甲中，x2＜1B．圖乙中，A線表示正反應的平衡常數(shù)C．由圖乙可知，T1時，K＝1，B的轉(zhuǎn)化率約為33.3%D．若在恒容絕熱裝置中進行上述反應，達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將減小答案：C解析：A．增大B的量，平衡正向移動，A的體積分數(shù)減小，則圖甲中x2＞1，A錯誤；B．由圖甲可知，升高溫度A的體積分數(shù)增大，可知正反應為放熱反應，則升高溫度正反應的平衡常數(shù)K減小，圖乙中曲線B表示正反應的平衡常數(shù)，B錯誤；C．由圖乙可知，T1時，x＝2，K＝1，設平衡時B轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為amol，容器的體積為VL，列三段式：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)起始(mol)1200轉(zhuǎn)化(mol)aaaa平衡(mol)1－a2－aaaK＝eq\f(eq\f(a,V)×eq\f(a,V),(eq\f(1－a,V))×(eq\f(2－a,V)))＝1，解得a＝eq\f(2,3)，則B的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(eq\f(2,3),2)×100%≈33.3%，C正確；D．由于正反應為氣體分子數(shù)不變的放熱反應，恒容絕熱裝置中進行題述反應，氣體物質(zhì)的量不變，壓強隨溫度的變化而變化，則達到平衡時，裝置內(nèi)的氣體壓強將增大，D錯誤。7.(2023屆浙江溫州二模)工業(yè)上利用CO2和H2制備HCOOH，相關(guān)化學鍵的鍵能如下表所示：鍵C＝OH－HO－HC－HC－O鍵能/kJ?mol－1745436462.8413.4351已知：①溫度為T1℃時，CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)K＝2；②實驗測得：正＝k正c(CO2)?c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，k正、k逆為速率常數(shù)。下列說法不正確的是A.反應CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的△H＜0B.T1℃時，密閉容器充入濃度均為1mol·L－1的CO2(g)、H2(g)，反應至平衡，則HCOOH(g)體積分數(shù)為eq\f(1,3)C.T1℃時，k逆＝0.5k正D.若溫度為T2℃時，k逆＝2.1k正，則T2℃＞T1℃答案：D解析：T1℃時，反應達到平衡時，正逆反應速率相等，則正＝k正c(CO2)?c(H2)，v逆＝k逆c(HCOOH)，反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)?c(H2))，設平衡時生成甲酸的濃度為amol/L，由題意可建立如下三段式：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)起始(mol/L)110轉(zhuǎn)化(mol/L)aaa平衡(mol/L)1－a1－aa由平衡常數(shù)可得：a(1－a)(1－a)＝2，解得a＝0.5，反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(c(HCOOH),c(CO2)?c(H2))＝eq\f(0.5,0.5×0.5)＝2。A．由反應熱與反應物的鍵能之和和生成物的鍵能之和的差值相等可知，反應△H＝(745kJ/mol×2＋436kJ/mol)－(745kJ/mol＋426kJ/mol＋413.4kJ/mol＋351kJ/mol)＜0，故A正確；B．由分析可知，甲酸的體積分數(shù)為eq\f(0.5mol,1.5mol)＝eq\f(1,3)，故B正確；C．由分析可知，反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(k正,k逆)＝2，則k逆＝0.5k正，故C正確；D．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數(shù)減小，由溫度為T2℃時，k正＝2.1k逆可知，反應的平衡常數(shù)K′＝eq\f(k正,k逆)＝2.1＞K，則反應溫度T2℃＜T1℃，故D錯誤；8.(2023遼寧協(xié)作校二模)某研究小組以Ag－ZSM為催化劑，在容積為1L的容器中，相同時間下測得0.1molNO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示[無CO時反應為2NO(g)N2(g)＋O2(g)；有CO時反應為2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)]。下列說法錯誤的是A．反應2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0B．X點可以通過更換高效催化劑提高NO轉(zhuǎn)化率C．達平衡后，其他條件不變，使eq\f(n(CO),n(NO))＜1，CO轉(zhuǎn)化率上升D．Y點再通入CO、N2各0.01mol，此時v正(N2)＜v逆(N2)答案：D解析：A．由圖中曲線II可知，隨著溫度的升高，反應速率增大，相同時間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率增大，當NO的轉(zhuǎn)化率最大時，說明反應達到平衡，繼續(xù)升高溫度，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，反應2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)的△H＜0，故A正確；B．X點未達到平衡，更換高效催化劑，能使反應速率加快，相同時間下測得NO的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；C．達平衡后，其他條件不變，使eq\f(n(CO),n(NO))＜1，相當于增大NO的濃度，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率上升，故C正確；D．由圖中曲線II可知，Y點為平衡點，NO的轉(zhuǎn)化率為80%，根據(jù)已知條件列出“三段式”：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)起始(mol)0.10.100轉(zhuǎn)化(mol)0.080.080.080.04平衡(mol)0.020.020.080.04平衡常數(shù)K＝eq\f(c(N2+)?c2(CO2),c2(NO)?c2(CO))＝eq\f((eq\f(0.08,1))2×(eq\f(0.04,1)),(eq\f(0.02,1))4)＝1600，再通入CO、N2各0.01mol，Qc＝eq\f(c(N2+)?c2(CO2),c2(NO)?c2(CO))＝eq\f((eq\f(0.08,1))2×(eq\f(0.04＋0.01,1)),(eq\f(0.02＋0.01,1))2×(eq\f(0.02,1))2)＜1600，平衡正向移動，此時v正(N2)＞v逆(N2)，故D錯誤；9．(2023屆河北邯鄲大名一中)硫酸工業(yè)中。將SO2氧化為SO3是生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。在溫度為T1條件下，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0，實驗測得：正＝k正?c2(SO2)?c(O2)，v逆＝k逆?c2(SO3)。容器編號起始濃度/(mol·L-1)平衡濃度/(mol·L-1)c(SO2)c(O2)c(SO3)c(O2)Ⅰ0.60.300.2Ⅱ0.5x0.3Ⅲ0.30.250.2已知：k正、k逆為速率常數(shù)，僅受溫度的影響。下列說法錯誤的是A．達到平衡時，平衡常數(shù)和速率常數(shù)的關(guān)系：K＝eq\f(k正,k逆)B．若容器Ⅱ中達到平衡時eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，則x＝0.45C．容器Ⅲ中達到平衡時，c(O2)＜0.25mol·L-1D．當溫度升高為T2時，k正、k逆分別增大m倍和n倍，則m＜n答案：BC解析：A．平衡常數(shù)K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)?c(O2))＝eq\f(k正,k逆)，A項正確；B．根據(jù)三段式及容器Ⅰ中測得的數(shù)據(jù)可知，在該溫度下，該反應的平衡常數(shù)K＝1.25，容器Ⅱ中，達到平衡時eq\f(c(SO3),c(SO2))＝1，K＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)?c(O2))＝eq\f(1,c(O2))＝1.25，平衡時O2的濃度c(O2)＝0.8mol·L－1，列三段式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度/(mol/L)0.5x0.3變化濃度/(mol/L)2(x－0.8)(x－0.8)2(x－0.8)平衡濃度/(mol/L)0.5－2(x－0.8)0.80.3＋2(x－0.8)0.5－2(x－0.8)＝0.3＋2(x－0.8)，x＝0.85，B項錯誤；C．容器Ⅲ中Q＝eq\f(c2(SO3),c2(SO2)?c(O2))＝eq\f(0.22,0.32×0.25)＝1.78＞K，此時平衡向逆反應方向移動，則平衡時O2的濃度c(O2)＞0.25mol·L－1，C項錯誤；D．△H＜0，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，k逆增大的幅度更大，n＞m，D項正確；10．(2023屆長春市十一中)利用輝鉬礦冶煉組的原理為：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)△H。在壓強0.1MPa的條件下，測得達到平衡時的有關(guān)氣體體積分數(shù)的變化如圖中實線所示,下列判斷正確的是A．通過圖象曲線變化規(guī)律無法判斷△H正負B．a(chǎn)為CO變化曲線，b為水蒸氣變化曲線C．壓強為0.5MPa時，虛線Ⅱ可能為H2的變化曲線D．M點H2的轉(zhuǎn)化率為75%答案：C解析：選項A，由圖像可知，隨著溫度的升高，平衡時H2的體積分數(shù)逐漸減小，即升高溫度，平衡正向移動，故△H＞0，錯誤。選項B，通過化學方程式中CO和H2O(g)的化學計量數(shù)可知，H2O(g)的變化曲線的斜率的絕對值比CO的大，故曲線a為水蒸氣變化曲線，曲線b為CO變化曲線，錯誤。選項C，該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，H2的體積分數(shù)增大，故虛線Ⅱ為壓強增大時H2的變化曲線，正確。選項D，設起始時H2為xmol，達到平衡時轉(zhuǎn)化了ymol，通過“三段式”法計算：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)起始量(mol)x00轉(zhuǎn)化量(mol)yeq\f(y,2)eq\f(y,2)平衡量(mol)x－yeq\f(y,2)y則eq\f(x－y,x－y＋eq\f(y,2)＋y)＝0.4，解得x＝2y，因此M點H2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(y,x)×100%＝50%，錯誤。11．(2023屆山東濰坊高密三中)已知t℃時，1L恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，該反應的平衡常數(shù)K＝0.5，下列說法正確的是A．加入炭粉對該平衡無影響B(tài)．將FeO(s)粉碎，不能縮短到達平衡所需的時間C．t℃時，反應達到平衡后再充入CO，達新平衡后n(CO)∶n(CO2)比值增大D．若該容器中加入1molFeO(s)，并通入1.8molCO，t℃時反應達到平衡，此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為60%答案：AD解析：固體濃度視為常數(shù)，故加入炭粉對該平衡無影響，A正確；將FeO(s)粉碎，可以加快反應速率，從而縮短到達平衡所需的時間，B錯誤；t℃時，反應達到平衡后再充入CO，平衡正向移動，達新平衡后由于n(CO)增大，n(CO2)也增大，故無法判斷n(CO)∶n(CO2)比值如何變化，C錯誤；設FeO(s)轉(zhuǎn)化率為x，由三段式法求解：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)起始(mol)11.800轉(zhuǎn)化(mol)xxxx平衡(mol)1－x1.8－xxx由平衡常數(shù)K＝eq\f(c(CO2),c(CO))＝eq\f(x,1.8－x)＝0.5，解得：x＝0.6＝60%，D正確。12.(2023屆天津市和平區(qū)質(zhì)檢)某溫度下，在2L的密閉容器中，充入4molA和2molB進行如下反應：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反應一段時間達到平衡，測得生成1.6molC，則下列說法正確的是A.增大壓強，平衡向逆反應方向移動B.達平衡后B的轉(zhuǎn)化率為40%C.增加A，平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大D.若升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，則該反應?H＜0答案：B解析：列三段式：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)起始量(mol)4200轉(zhuǎn)化量(mol)1.20.81.60.8平衡量(mol)2.81.21.60.8，A．該正反應方向為氣體分子數(shù)減小的方向，則增大壓強，平衡向正反應方向移動，A錯誤；B．達平衡后B的轉(zhuǎn)化率為eq\f(△n,n0)＝eq\f(0.8,2)×100%＝40%，B正確；C．溫度不變，增加A，化學平衡常數(shù)不變，C錯誤；D．若升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，則該反應為吸熱反應，?H>0，D錯誤；13．(2023屆湖南岳陽第一次適應性考試)在體積可變的密閉容器中，充入一定量的H2S氣體，發(fā)生熱分解反應2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，控制不同的溫度和壓強進行實驗，H2S平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是A．m、n點對應的正反應速率：m(正)＜m(逆)B．控制壓強為p2、溫度為975℃、容器的初始體積為1L，若H2S的初始濃度為1mol·L-1，則達到平衡時H2的濃度為eq\f(1,3)mol·L-1C．壓強大?。篜3＞P2＞P1D．若要進一步提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率同時加快反應速率，可以移出產(chǎn)物H2或使用催化劑答案：D解析：該反應為反應前后氣體分子數(shù)增多的反應，在相同溫度時，增大壓強，平衡逆向移動，硫化氫的轉(zhuǎn)化率降低，所以壓強P2＞P1，n點和m點相比，對應的硫化氫的轉(zhuǎn)化率相同，但溫度更高、壓強更大，因此反應速率更快，故m、n點對應的正反應速率：m(正)＜n(正)，A正確；控制壓強和溫度不變，則體積會發(fā)生改變，假設原本氣體體積為1L，則H2S初始物質(zhì)的量為1mol?L-1×1L＝1mol，H2S平衡轉(zhuǎn)化率為40%，則平衡時△n(H2S)＝0.4molmol；反應的三段式如下：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)起始(mol) 100轉(zhuǎn)化(mol) 10.40.2平衡(mol) 10.40.2則平衡時，氣體的總物質(zhì)的量為1.2mol，則根據(jù)阿伏加德羅定律可知，平衡時氣體的體積變?yōu)?.2L，c(H2)＝eq\f(0.4mol,1.2L)＝eq\f(1,3)mol/L，B正確；增大壓強，平衡向逆向移動，H2S平衡轉(zhuǎn)化率減小，因此P3＞P2＞P1，C正確；移除H2，平衡向正向移動，平衡轉(zhuǎn)化率增大，但是反應速率減小，使用催化劑加快反應速率，不改變平衡轉(zhuǎn)化率，D錯誤。14．(2023屆山東濰坊高密市第三中學)已知t℃時，1L恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，該反應的平衡常數(shù)K＝0.5，下列說法正確的是A．加入炭粉對該平衡無影響B(tài)．將FeO(s)粉碎，不能縮短到達平衡所需的時間C．t℃時，反應達到平衡后再充入CO，達新平衡后n(CO)∶n(CO2)比值增大D．若該容器中加入1molFeO(s)，并通入1.8molCO，t℃時反應達到平衡，此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為60%答案：AD解析：固體濃度視為常數(shù)，故加入炭粉對該平衡無影響，A正確；將FeO(s)粉碎，可以加快反應速率，從而縮短到達平衡所需的時間，B錯誤；t℃時，反應達到平衡后再充入CO，平衡正向移動，達新平衡后由于n(CO)增大，n(CO2)也增大，故無法判斷n(CO)∶n(CO2)比值如何變化，C錯誤；設FeO(s)轉(zhuǎn)化率為x，由三段式法求解：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)起始(mol)11.800轉(zhuǎn)化(mol)xxxx平衡(mol)1－x1.8－xxx由平衡常數(shù)K＝eq\f(c(CO2),c(CO))＝eq\f(x,1.8－x)＝0.5，解得：x＝0.6＝60%，D正確。15.(2023屆天津市和平區(qū)質(zhì)檢)某溫度下，在2L的密閉容器中，充入4molA和2molB進行如下反應：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反應一段時間達到平衡，測得生成1.6molC，則下列說法正確的是A.增大壓強，平衡向逆反應方向移動B.達平衡后B的轉(zhuǎn)化率為40%C.增加A，平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大D.若升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，則該反應?H＜0答案：B解析：列三段式：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)起始量(mol)4200轉(zhuǎn)化量(mol)1.20.81.60.8平衡量(mol)2.81.21.60.8，A．該正反應方向為氣體分子數(shù)減小的方向，則增大壓強，平衡向正反應方向移動，A錯誤；B．達平衡后B的轉(zhuǎn)化率為eq\f(△n,n0)＝eq\f(0.8,2)×100%＝40%，B正確；C．溫度不變，增加A，化學平衡常數(shù)不變，C錯誤；D．若升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡正向移動，則該反應為吸熱反應，?H>0，D錯誤；16．(2022屆廣東省考前模擬)在恒溫條件下，向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2，發(fā)生如下兩個反應：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)

△H1＜0，K1②2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

△H2＜0

，K2，10分鐘時反應達到平衡，測得容器內(nèi)體系的壓強減少20％，10分鐘內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1。下列說法正確的是A．平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為40％B．其它條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，則平衡常數(shù)K2增大C．平衡后c(NO)＝2.5×10-2mol·L－1D．反應4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)答案：D解析：10min時反應達到平衡，測得容器內(nèi)體系的壓強減少20％，則平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為(0.2＋0.2＋0.1)mol×(1－20％)=0.4mol，10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應速率v(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1，則平衡時n(ClNO)＝7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol，設①中反應的NO2為xmol，②中反應的Cl2為ymol，則：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)

起始(mol)0.20轉(zhuǎn)化(mol)x0.5x平衡(mol)0.2-x0.5x2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol)0.20.10轉(zhuǎn)化(mol)2yy2y平衡(mol)0.2-2y0.1-y2y則0.5x＋2y＝0.15，(0.2－x＋0.2－2y＋0.1－y)＋0.5x＋2y＝0.4，聯(lián)立方程，解得x＝0.1、y＝0.05。A．平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.2mol－0.1mol,0.2mol)×100％＝50％，選項A錯誤；B．平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則其它條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，平衡常數(shù)K2不變，選項B錯誤；C．由分析可知，平衡后c(NO)＝eq\f((0.2－2y)mol,2L)＝eq\f((0.2－2×0.05)mol,2L)＝0.05mol·L－1，選項C錯誤；D．由蓋斯定律可知，由①×2－②可得反應4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，則其平衡常數(shù)K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)，選項D正確。17．(2022屆唐山第一中學三模)利用間接轉(zhuǎn)化法可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品以實現(xiàn)氮氧化物的充分利用。已知①2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)△H1②2NOCl2NO(g)＋Cl2(g)△H2③I2(g)＋Cl2(g)2ICl(g)△H3若某溫度下，向VL密閉容器中加入2molNO和2molICl發(fā)生上述反應，達平衡時容器中NOCl(g)為amol，Cl2為bmol。下列說法錯誤的是A．若升高