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37
化学平衡
常数
转化
计算
专练37 化学平衡常数及转化率计算
一、单项选择题
1.[2022·广东卷]恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)⇌BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
2.[2020·浙江7月]5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.加入苯,振荡,平衡正向移动
B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度
C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动
D.该反应的平衡常数K=
3.[2022·专题模块测试]K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是( )
A.在500 ℃、20 MPa条件下,在5 L密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后K增大
B.室温下K(HCN)<K(CH3COOH),说明CH3COOH的电离程度一定比HCN的大
C.25 ℃时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中Kw不相等
D.2SO2+O22SO3达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的转化率可能增大、减小或不变
4.[2022·湖南师大附中高三月考]N2O5是一种新型硝化剂,一定温度下发生反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1温度下的部分实验数据如下表所示。
t/s
0
500
1 000
1 500
c(N2O5)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法正确的是( )
A.该反应在任何温度下均能自发进行
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1 000 s时N2O5(g)转化率为50%
C.其他条件不变时,T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L-1,则T1<T2
D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1<K2
5.
[2022·福建福州质检]在1 L的密闭容器中充入2 mol N2和7 mol H2,发生反应N2+3H2⇌2NH3,保持其他条件不变,相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.该反应是放热反应
B.a、c两点对应的压强:pa<pc
C.温度为T1 K时,N2的平衡转化率为50%
D.温度为T1 K时,再加入1 mol N2和1 mol NH3,平衡向正反应方向移动
6.[2022·邢台市高三月考]已知反应:2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)·cy(H2),k是速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如下表所示。
实验
数据
初始浓度
生成N2的初始速
率/mol·(L·s)-1
c(NO)/mol·L-1
c(H2)/mol·L-1
1
2.00×10-3
6.00×10-3
1.92×10-3
2
1.00×10-3
6.00×10-3
4.80×10-4
3
2.00×10-3
3.00×10-3
9.60×10-4
下列说法不正确的是( )
A.关系式中x=1、y=2
B.800 ℃时,k的值为8×104
C.若800 ℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3 mol·L-l,则生成N2的初始速率为5.12×10-3 mol·(L·s)-1
D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数k将增大
7.[2022·河北沧州七校联盟期中]在容积为2 L的刚性密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。在其他条件不变的情况下,温度对反应的影响如图所示(注:T1、T2均高于300 ℃)。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时化学平衡常数增大
C.T2时,反应达到平衡时消耗H2的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1
D.T2时,该反应的化学平衡常数为
8.[2022·山东历城二中月考]已知反应:A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g),在一定压强下,按x=(A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时,A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x=2时,正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是( )
A.图甲中x2<1
B.图乙中,A线表示正反应的平衡常数
C.由图乙可知,T1时K=1,B的转化率约为33.3%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将减小
二、不定项选择题
9.[2022·江苏基地学校联考]在恒容密闭容器中发生反应:4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)。下列有关说法正确的是( )
容积/L
投料
200 ℃时
HCl平衡
转化率
400 ℃时
HCl平衡
转化率
容器Ⅰ
1
4 mol HCl(g)、
1 mol O2(g)
90%
75%
容器Ⅱ
2
X mol HCl(g)、
2 mol O2(g)
α1
α2
A.该反应的ΔH>0
B.400 ℃时,该反应的平衡常数为
C.400 ℃时,若X>8,则α2>75%
D.400 ℃时,向容器Ⅰ平衡体系中再加入1 mol O2(g)和1 mol Cl2(g),此时v(正)>v(逆)
10.[2022·河北石家庄二中月考]利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯:C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g) ΔH。向起始容积为2 L的恒压密闭容器中充入1 mol丙烷,在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示(已知p1为0.1 MPa)。
下列说法错误的是( )
A.反应的ΔH>0
B.压强p2<0.1 MPa
C.556 ℃压强为p1时,该反应的压强平衡常数为
D.556 ℃压强为p1时,容器中通入1.2 mol C3H8、0.8 mol C3H6、0.6 mol H2,此时v(正)>v(逆)
11.[2022·河北石家庄二中月考]相同温度下,分别在起始容器容积均为1 L的两个密闭容器中发生反应:X2(g)+3Y2(g)⇌2XY3(g) ΔH=-a kJ·mol-1。实验测得反应的有关数据如表。
容器
反应
条件
起始物质的量/mol
达到平衡
所用时
间/min
达到平衡
过程中的
能量变化
X2
Y2
XY3
①
恒容
1
3
0
10
放热0.1a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ
下列叙述正确的是( )
A.对于上述反应,①、②中反应的平衡常数K的值相同
B.①中:从开始至10 min内的平均反应速率v(X2)=0.1 mol·L-1·min-1
C.②中:X2的平衡转化率小于10%
D.b>0.1a
12.在容积均为1 L的三个密闭容器中,分别放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g)⇌Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A.反应进行到5 min时,b容器中v(正)=v(逆)
B.该反应的正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)>K(T2)
C.b中v(正)大于a中v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>c>a
三、非选择题
13.向甲乙两个容积均为1 L的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃),发生下列反应:A(g)+B(g)⇌xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示:
回答下列问题:
(1)乙容器中,平衡后物质B的转化率为______。
(2)x=________。
(3)T ℃时该反应的平衡常数为________。
(4)下列说法正确的是________。
A.向平衡后的乙容器中充入氦气可使c(A)增大
B.将乙容器单独升温可使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内相同
C.若向甲容器中再充入2 mol A、2 mol B,则平衡时甲容器中0.78 mol·L-1<c(A)<1.56 mol·L-1