【文档说明】2025届高三一轮复习化学试题（人教版新高考新教材）考点规范练20　化学平衡常数及转化率　化学反应的调控 Word版含解析.docx，共(9)页，217.777 KB，由小赞的店铺上传

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考点规范练20化学平衡常数及转化率化学反应的调控一、选择题1.把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),5min末该反应达到平衡,此时生成

C的物质的量为2mol,测定D的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1,下列说法错误的是()。A.x=2B.B的转化率为20%C.平衡时A的浓度为0.75mol·L-1D.反应在恒温达平衡时,容器内压强为开始时的85%答案:D解析:D的平均反应速率为0.1mol·L-1·min-1,则

生成D的物质的量是0.1mol·L-1·min-1×4L×5min=2mol。根据物质的变化量之比等于方程式中各物质的化学计量数之比可知,x=2,A项正确。根据方程式可知,消耗A和B的物质的量分别是3mol和1mol,所以B的转化率是1mo

l5mol×100%=20%,B项正确。平衡时A的物质的量是6mol-3mol=3mol,其浓度是3mol4L=0.75mol·L-1,C项正确。该反应前后气体分子总数不变,故无论反应是否达到平衡状态,混合气体的压强都不改变,D项错误。2.某温度下,

将3molA和2molB充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5min末反应达平衡,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%答案:A解析:扩大容器容积为原来的10倍,B的转化率不变,则a=1。设B的变化浓度为xmol·L-1,令容器的容积为1L,则:A(g)+B(g)C(g)+D(g)起始浓度/(mol·L-1)3200变化浓度/(mol·L

-1)xxxx平衡浓度/(mol·L-1)3-x2-xxx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1.2mol2mol×100%=60%,A项正确。3.浓度均为0.1mol·L-1的CH4和CO2,在一定条件下发生反

应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图,下列说法不正确的是()。A.平衡时CO与H2的物质的量比为1∶1B.p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为p1<p2<p3<p4C.110

0℃、p4条件下,该反应10min时达到平衡点X,则v(CO2)=0.008mol·L-1·min-1D.随着温度升高,CH4的转化率减小答案:D解析:因为生成物CO与H2的物质的量按1∶1生成,所以平衡时CO与H2的物质的量比为1∶1,A项正确。由

图可知,温度一定时,甲烷的转化率α(p1)>α(p2)>α(p3)>α(p4),正反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应进行,甲烷的转化率降低,故压强p4>p3>p2>p1,B项正确。压强为p4、1100℃的条件下,达到平衡X点时甲烷的转化率为80%,甲烷的浓度变化

量为0.1mol·L-1×80%=0.08mol·L-1,则v(CO2)=Δ𝑐Δ𝑡=0.08mol·L-110min=0.008mol·L-1·min-1,C项正确。由题图可知,当压强相同时,温度越高,CH4的平衡转化率越大,D项错误。4.温度为T1时,在容积为10L的恒容密闭容器中充

入一定量的M(g)和N(g),发生反应M(g)+N(g)2P(g)+Q(g)ΔH>0。反应过程中的部分数据如表所示,下列说法正确的是()。t/min0510n(M)/mol6.04.0n(N)/mol3.01.0A.若T2时该反应的化学平衡常数为0.64,则T

1>T2B.0~5min内,用M表示的平均反应速率为0.4mol·L-1·min-1C.该反应在第8min时v逆>v正D.当M、N的转化率之比保持不变时,可判断该反应达到平衡状态答案:A解析:该反应为吸热反应,升高温度

,平衡正向进行,平衡常数增大,根据表中数据可知,5min时反应已达到平衡,故T1时该反应的化学平衡常数为(0.4)2×0.20.4×0.1=0.8,T2时该反应的化学平衡常数为0.64,故T1>T2,A项正确,C项错误。根据“三段式”可知,0~5min内,用M表示的平均反应速率为v

=Δ𝑐Δ𝑡=0.2mol·L-15min=0.04mol·L-1·min-1,B项错误。根据化学方程式M、N的化学计量数之比可知,两者的转化率之比始终保持不变,是个定值,故D项错误。5.温度为T时,在容积不变的密闭容器中发生反应X(g)

+3Y(g)2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如表所示,下列说法正确的是()。物质XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.202min时浓度/(mol·L-1)0.08ab平衡浓度/(mol·L-1)0.050.05

0.1A.平衡时,X的转化率为20%B.当温度为T时,该反应的平衡常数为40C.平衡后,增大体系压强,v正增大,v逆减小,平衡向正反应方向移动D.前2min内,用Y的浓度变化量表示的平均反应速率v(Y)=0.03mol·L-1·min-1答

案:D解析:平衡时,X的转化率=(0.1-0.05)mol·L-10.1mol·L-1×100%=50%,A项错误;温度为T时,该反应的平衡常数K=𝑐2(Z)𝑐(X)·𝑐3(𝑌)=0.120.05×0.053=1600,B项错误;该反应

是气体分子数减小的反应,达平衡后,增大体系压强,v正、v逆均增大,平衡向正反应方向移动,C项错误;前2min内,用Y的浓度变化量表示的平均反应速率v(Y)=3v(X)=3×0.02mol·L-12min=0.03mol·L-1·min-1,D项正确。6.科学家研究以

太阳能为热源分解Fe3O4,最终循环分解水制H2,其中一步重要反应为2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g)ΔH=akJ·mol-1。在一定压强下,Fe3O4的平衡转化率随温度变化的α(Fe3O4)-T曲线如图所示。下列有关说法不正确的是()。A.a>0B.压强p1>p2C.升高温度,该反

应的平衡常数增大D.将体系中O2分离出去,能提高Fe3O4的转化率答案:B解析:根据图像分析,压强一定,温度升高,Fe3O4的平衡转化率升高,该反应为吸热反应,ΔH>0,即a>0,A项正确;温度一定时,压强增大,平衡逆向移动,Fe3O4的平衡转化率降低,故p1<p2,B项错误;升高温度

,平衡正向移动,反应的平衡常数增大,C项正确;将体系中O2分离出去,平衡正向移动,能提高Fe3O4的转化率,D项正确。7.在两个固定容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比𝑛(H2)𝑛(CO2)充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g

)+4H2O(g)ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()。A.该反应在常温下不可能自发进行B.氢碳比,X<2.0C.若起始时,CO2、H2浓度分别为0.5mol·L-1、1.0mol·L-1,则可得P点对应温度的

平衡常数的值为512D.向处于P点状态的容器中,按物质的量之比为2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后α(CO2)减小答案:C解析:由图可知,随温度升高,CO2的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即Δ

H<0,根据反应的化学方程式可知ΔS<0,则ΔH-TΔS可能小于0,因此常温下该反应可能自发进行,A项错误;氢碳比越大,二氧化碳的转化率越大,故X>2.0,B项错误;由图可知,P点平衡时二氧化碳转化率为0.50,氢碳比为2.0,根据三段式

可计算出此时的平衡常数为512,C项正确;向处于P点状态的容器中,按物质的量之比为2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,此时平衡正向移动,再次平衡后,α(CO2)增大,D项错误。二、非选择题

8.(2023全国甲改编)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题。(1)已知下列反应的热化学方程式:①3O2(g)2O3(g)K1ΔH1=285kJ·mol-1②2CH4(g)+O2(g

)2CH3OH(l)K2ΔH2=-329kJ·mol-1反应③CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=kJ·mol-1,平衡常数K3=(用K1、K2表示)。(2)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO

+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO++CH4M++CH3OH,结果如下图所示。图中300K的曲线是(填“a”或“b”)。300K、60s时MO+的转化率为(列出算

式)。(3)MO+分别与CH4、CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4示例)。(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应会变慢,则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线(填“c”

或“d”)。(ⅲ)MO+与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD(填“>”“=”或“<”)CHD2OH。若MO+与CHD3反应,生成的氘代甲醇有种。答案:(1)-307√𝐾2𝐾1(2)b(1-10-0

.1)×100%(3)(ⅰ)Ⅰ(ⅱ)c(ⅲ)<2解析:(1)分析题给的两个热化学方程式,可知反应③可由②-①2得到,故ΔH3=12(ΔH2-ΔH1)=12×(-329-285)kJ·mol-1=-307kJ·

mol-1。反应③的平衡常数K3=√𝐾2𝐾1。(2)对于题述反应MO++CH4M++CH3OH,温度越高,MO+与CH4反应的速率越大,反应相同时间MO+的转化率越大,即温度越高,𝑐(MO+)𝑐(MO+)+𝑐(M+)的值越小,则-lg𝑐(MO+)𝑐(M

O+)+𝑐(M+)的值就越大,因此图中310K的曲线是a,300K的曲线是b。300K、60s时的图像纵坐标数值为0.1,则-lg𝑐(MO+)𝑐(MO+)+𝑐(M+)=0.1,𝑐(MO+)𝑐(MO+

)+𝑐(M+)=10-0.1,则MO+的转化率为𝑐(M+)𝑐(MO+)+𝑐(M+)×100%=(1-10-0.1)×100%。(3)(ⅰ)观察分析图中反应进程知,步骤Ⅰ中甲烷中C—H键发生变化,氧原子与氢原子间形成新的共价键。(ⅱ)依据题目信息“元素被替换为更重的同位素时,

反应会变慢”,当CH4被替换为CD4后,反应变慢,说明其反应的活化能变大,故选c。(ⅲ)根据上述分析,当MO+与CH2D2反应时,H原子与O原子结合跟D原子与O原子结合相比较,反应更快,则产量更高。依据反应机理知,当MO+与CHD3反

应时,实际参与替换的氢原子共两种类型(H和D),故生成的氘代甲醇有2种。9.研究减少CO2的排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机化合物,主要有以下反应:反应ⅠCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.6kJ·mol-1反应

ⅡCH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)ΔH2=+23.4kJ·mol-1反应Ⅲ2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH3(1)ΔH3=kJ·mol-1。(2)恒温

恒容条件下,在密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2,发生反应Ⅰ。下列描述能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是(填字母)。A.反应体系总压强保持不变B.容器内的混合气体的密度保持不变C.水分子中断裂2NA个H—O,同时氢分子中断裂3NA个H—H(设NA为阿伏加德罗常数的值

)D.CH3OH和H2O的浓度之比保持不变(3)反应Ⅱ在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下:物质CH3OCH3(g)H

2O(g)CH3OH(g)浓度(mol·L-1)1.81.80.4此时v正(填“>”“<”或“=”)v逆,当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH的体积分数为。(4)压强为p时,在不同温度、不同投料比下进行反应Ⅲ,C

O2的平衡转化率如图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=;KA、KB、KC三者之间的大小关系为。答案:(1)-122.6(2)AC(3)>20%(4)0.18mol·L-1·m

in-1KA=KC>KB解析:(1)反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.6kJ·mol-1反应Ⅱ:CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)ΔH2=+23.4kJ·mol-1反应Ⅲ:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH3根据盖斯定律,由反应Ⅰ×2-反应Ⅱ得ΔH3=2ΔH1-ΔH2=-49.6kJ·mol-1×2-23.4kJ·mol-1=-122.6kJ·mol-1。(2)反应Ⅰ是反应前后气体的物质的量变化

的反应,所以压强不变说明反应达到平衡状态,故A项正确。恒温恒容条件下,由于各物质均为气体,故反应前后质量与体积都不变,混合气体的密度始终不变,故B项错误。水分子中断裂2NA个H—O,同时氢分子中断裂3NA个H—H

,说明v正=v逆,故C项正确。CH3OH和H2O的浓度之比保持不变,相当于两者之比等于1∶1,不能说明反应达到平衡状态,故D项错误。(3)在反应CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)中,根据Q=𝑐2(CH3OH)𝑐(CH3𝑂𝐶H3)·𝑐(H2𝑂)=0.42

1.8×1.8<0.25,说明平衡正向移动,故此时v正>v逆。设CH3OCH3转化了xmol·L-1,则CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)起始浓度(mol·L-1)1.81.80.4变化浓度(mol·L-1)xx2x平衡浓度(mo

l·L-1)1.8-x1.8-x0.4+2x根据K=(0.4+2𝑥)(0.4+2𝑥)(1.8-𝑥)(1.8-𝑥)=0.25,解得x=0.2,混合气体中CH3OH的体积分数为0.8mol·L-11.6m

ol·L-1+1.6mol·L-1+0.8mol·L-1×100%=20%。(4)设反应生成了xmolCH3OCH3,则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)起始/mol61200变化/mol2x6xx3x平衡/mol6-2x12-6xx3x已知

𝑛(H2)𝑛(CO2)=12mol6mol=2,根据CO2的平衡转化率,T1温度下CO2的转化率为60%,所以有2𝑥6=0.6,解得x=1.8,故0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)

=1.8mol2L×5min=0.18mol·L-1·min-1。已知反应为放热反应,投料比一定时,T2对应的CO2的平衡转化率小于T1对应的CO2的平衡转化率,说明T2下平衡逆向移动,K变小,化学平衡常数只与温度有

关,所以KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA=KC>KB。