第26講 化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率 反應(yīng)方向及調(diào)控（練習(xí)）（原卷版）

第26講化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率反應(yīng)方向及調(diào)控（模擬精練+真題演練）完卷時(shí)間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，共12×5分）1．（2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模）反應(yīng)

可實(shí)現(xiàn)的資源化，下列說法正確的是A．上述反應(yīng)在任何溫度下均可自發(fā)進(jìn)行B．上述反應(yīng)每消耗1mol同時(shí)形成7molσ鍵C．上述反應(yīng)平衡常數(shù)D．催化劑可以降低上述反應(yīng)的焓變，提高化學(xué)反應(yīng)速率2．（2023·江西宜春·江西省宜豐中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）化學(xué)熱泵技術(shù)作為一種高效環(huán)保的節(jié)能新技術(shù)一直以來廣受關(guān)注，氨基甲酸銨可應(yīng)用于化學(xué)熱泵循環(huán)。將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度(℃)15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)()5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度()2.43.44.86.89.4下列說法正確的是A．該反應(yīng)的，該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行B．25℃時(shí)平衡常數(shù)的值C．當(dāng)密閉容器中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．再加入少量平衡正向移動(dòng)3．（2023·江蘇鎮(zhèn)江·江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)?？家荒＃┖銐簵l件下，密閉容器中將CO2、H2按照體積比為1：3合成CH3OH，其中涉及的主要反應(yīng)：Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·moI-1Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=41kJ·moI-1在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，在相同的時(shí)間段內(nèi)的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖已知：CH3OH的選擇性=下列說法正確的是A．保持恒溫恒壓下充入氮?dú)?，不影響CO的產(chǎn)率B．合成甲醇的適宜工業(yè)條件是約230°C，催化劑選擇CZ(Zr-1)TC．使用CZ(Zr-l)T，230°C以上，升高溫度甲醇的產(chǎn)率降低，原因是催化劑的活性降低D．使用CZT，230°C以上，升高溫度甲醇的產(chǎn)率降低，是因?yàn)榉磻?yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)4．（2023·江蘇鹽城·統(tǒng)考三模）焦?fàn)t煤氣(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)I：

反應(yīng)II：

反應(yīng)III：

反應(yīng)IV：

在1×105Pa、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過裝有炭催化劑的反應(yīng)管，CH4、CO、H2的相對(duì)體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。

相對(duì)體積、相對(duì)體積下列說法不正確的是A．溫度低于900℃，反應(yīng)I基本不發(fā)生B．850℃～900℃時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC．增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對(duì)體積D．工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑5．（2023·河北張家口·統(tǒng)考二模）我國(guó)在H2和CO合成的研究中取得重大突破。向某密閉容器中，按物質(zhì)的量為2：1的比例充入H2和CO，發(fā)生反應(yīng)：。測(cè)得不同壓強(qiáng)下的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是A．B．該反應(yīng)的焓變?chǔ)>0C．N點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)該反應(yīng)的D．M、N兩點(diǎn)使用不同催化劑時(shí)，正反應(yīng)速率可能相等6．（2023·福建三明·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）℃時(shí)，向1L密閉容器中充入10mol和3mol，發(fā)生反應(yīng)：

部分物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)隨時(shí)間變化曲線如圖中實(shí)線所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．曲線a代表B．若，則0～3min內(nèi)C．平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率D．若，則虛線b可表示在℃時(shí)的變化7．（2023·江蘇·模擬預(yù)測(cè)）在一定溫度下，已知有三個(gè)體積均為1.0L的恒容密閉容器中均發(fā)生如下反應(yīng)：。容器編號(hào)溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)I3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090則下列有關(guān)說法正確的是A．該反應(yīng)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．達(dá)到平衡時(shí)，容器I中的壓強(qiáng)與容器Ⅲ中的壓強(qiáng)相同C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中的轉(zhuǎn)化率比容器I中的大些D．若維持某他條件不變，起始時(shí)向容器I中充入的為0.30mol、為0.30mol和(g)為0.10mol，則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行8．（2023·遼寧大連·統(tǒng)考二模）在恒溫恒容密閉容器中投入和在一定條件下充分反應(yīng)，該反應(yīng)是工業(yè)制硫酸的反應(yīng)之一、和的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．達(dá)到平衡時(shí)，的平均反應(yīng)速率為B．10分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，且此時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率為50%C．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化，能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，上述反應(yīng)的反應(yīng)條件是合適催化劑，加熱，不需要加壓9．（2023·廣東·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某溫度下，向VL恒容密閉容器中通入4molX(g)，發(fā)生反應(yīng)：①2X(g)=Y(g)+4Z(g)，②。反應(yīng)體系中X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．25min時(shí)，氣體X反應(yīng)完全B．0~10min內(nèi)，氣體X的平均反應(yīng)速率為C．25min時(shí)，向該體系中僅通入1mol后，反應(yīng)②的平衡不發(fā)生移動(dòng)(保持其他條件不變)D．該溫度下，反應(yīng)②的平衡常數(shù)L?mol10．（2023·廣東深圳·深圳市高級(jí)中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎(chǔ)。工業(yè)上以氨氣和氧氣為原料，利用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，在Pt-Rh合金催化劑作用下，發(fā)生主反應(yīng)Ⅰ和副反應(yīng)Ⅱ：Ⅰ．4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)Ⅱ．4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)現(xiàn)將1molNH3、2molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下，反應(yīng)相同時(shí)間內(nèi)，生成物的物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示：

已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%下列說法不正確的是A．該催化劑在低溫時(shí)對(duì)反應(yīng)Ⅱ的選擇性更好B．520℃時(shí)，NH3的有效轉(zhuǎn)化率約為66.7%C．工業(yè)上氨催化氧化生成NO時(shí)，最佳溫度應(yīng)控制在840℃左右D．高于400℃，n(N2)隨溫度升高而下降可能是反應(yīng)Ⅱ的平衡逆向移動(dòng)導(dǎo)致11．（2023·重慶九龍坡·重慶市育才中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）一定溫度下，在2L的密閉容器發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0.起始投入3molCO，改變進(jìn)氣比，測(cè)得相應(yīng)的CO的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示(圖中各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度可能相同，也可能不同)。下列說法不正確的是

A．Kc=1B．若E點(diǎn)溫度下，5分鐘達(dá)到平衡，則該過程的平均反應(yīng)速率v(H2O)=0.12mol?L-1?min-1C．D．平衡從圖中B點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)，需降低溫度12．（2023·湖南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在一定條件下，向密閉容器中充入和，發(fā)生反應(yīng)。測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)，A的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示(虛線表示A的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)；速率常數(shù)的對(duì)數(shù)與溫度的倒數(shù)之間的關(guān)系如圖2所示。

已知：①對(duì)于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。②已知該反應(yīng)的速率方程，，、是速率常數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是A．由上圖判斷，該反應(yīng)的 B．曲線ac代表，bd代表C．時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù) D．升高溫度時(shí)，減小二、主觀題（共3小題，共40分）13．（14分）（2023·廣西南寧·南寧二中校考模擬預(yù)測(cè)）一定條件下，乙酸水蒸氣重整制氫包括的反應(yīng)如下：主反應(yīng)為：I.CH3COOH(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+213.7kJ·mol-1

K1II.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=-40.1kJ·mol-1K2副反應(yīng)為：III.CH3COOH(g)?CH4(g)+CO2(g)△H3=-33.5kJ·mol-1K3回答下列問題：.(1)反應(yīng)CH3COOH(g)+2H2O(g)?2CO2(g)+4H2(g)的△H=kJ·mol-1；該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)。(2)在T°C的固定體積容器中投入一定量H2O(g)和CH3COOH(g)，關(guān)于反應(yīng)I、II，III的敘述正確的是(填選項(xiàng)標(biāo)號(hào))。A．反應(yīng)I的正反應(yīng)活化能Ea(正)>213.7kJ·mol-1B．若升高體系溫度，△H2和K2均減小C．容器內(nèi)混合氣體總壓強(qiáng)不變時(shí)，各反應(yīng)均已達(dá)到平衡狀態(tài)(3)乙酸重整時(shí)，水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]對(duì)H2、CO、CO2平衡產(chǎn)率Y的影響如圖1所示(不考慮副反應(yīng))：①圖1中c代表的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。當(dāng)投料的水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]增大時(shí)，H2O的平衡轉(zhuǎn)化率將(填“增大”或“減小”)。②水碳比為5∶1時(shí)，溫度對(duì)平衡時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物中各氣體含量的影響如圖2所示。600°C后，隨溫度的升高，體系中H2的含量開始減小的原因是。③在T°C的恒壓容器中若只發(fā)生反應(yīng)I：CH3COOH(g)?2CO(g)+2H2(g)，總壓為pPa，CH3COOH的平衡轉(zhuǎn)化率為a，則T°C時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(Pa3)(列出含a、p的計(jì)算式，不必化簡(jiǎn)，Kp為以氣體分壓表示的平衡常數(shù)，氣體分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。14．（12分）（2023·河北·校聯(lián)考三模）轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品是應(yīng)對(duì)氣候變化和能源高速消耗的有效措施，我國(guó)科學(xué)家研究加氫制備甲醇方面取得一定進(jìn)展。在一定溫度和壓強(qiáng)下，加氫制備甲醇的過程中主要發(fā)生如下三個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)I、II、III對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)分別為、和。I．II．III．回答下列問題：(1)；、和三者之間的關(guān)系為。(2)為提高甲醇的平衡產(chǎn)率，可通過(填“升高”或“降低”)溫度，(填“增大”或“減小”)壓強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)。(3)在兩種不同的條件下，的平衡轉(zhuǎn)化率和的選擇性如下表所示。條件(填“1”或“2”)中甲醇的產(chǎn)率更高。條件的平衡轉(zhuǎn)化率/%的選擇性/%12768221.397.7(4)T℃時(shí)，將的混合氣體充入壓強(qiáng)為的恒壓密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：①②反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，和的分壓相等，甲醇的選擇性是CO的2倍，則的平衡轉(zhuǎn)化率為，反應(yīng)②的(列出計(jì)算式即可，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。15．（14分）（2023·山東濟(jì)南·統(tǒng)考三模）二氧化碳捕集利用與封存、甲烷重整是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ．化學(xué)家通過理論計(jì)算與研究，提出含氧空位的氧化銅對(duì)加氫選擇合成甲醇具有高活性，后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了該理論預(yù)測(cè)。加氫選擇合成甲醇的主要反應(yīng)如下：①

②

③

298K時(shí)，測(cè)得鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。化學(xué)鍵C=O()C-OC-HO-HH-H鍵能803326414464436(1)有利于反應(yīng)①自發(fā)進(jìn)行的條件是(填“高溫”或“低溫”)；，有利于提高甲醇產(chǎn)率的措施有(至少回答2條)。(2)將與按物質(zhì)的量之比為3：1投入15MPa、220℃的密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)①，不能說明反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。A．容器體積不再發(fā)生改變B．C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變D．某時(shí)刻測(cè)得與的物質(zhì)的量之比為3：1Ⅱ．甲烷重整工藝主要包括甲烷二氧化碳重整制氫、甲烷三重整制氫等。(3)甲烷三重整制氫的主要反應(yīng)為④

。若將與CO按物質(zhì)的量之比3：1加入反應(yīng)裝置，在不同條件下達(dá)到平衡時(shí)甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為，在條件下與p的關(guān)系、在條件下與t的關(guān)系如圖a所示。當(dāng)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為時(shí)，反應(yīng)條件可能是；210℃條件下，反應(yīng)④的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(保留三位有效數(shù)字)。甲烷三重整制氫工業(yè)一般將反應(yīng)溫度設(shè)置為750～920℃，將反應(yīng)壓力設(shè)置為2～3MPa，并向轉(zhuǎn)化爐內(nèi)通入空氣或氧氣，通入空氣或氧氣的目的是。1．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）向恒溫恒容密閉容器中通入2mol和1mol，反應(yīng)：達(dá)到平衡后，再通入一定量，達(dá)到新的平衡時(shí)，下列有關(guān)判斷不正確的是A．的平衡轉(zhuǎn)化率增大 B．的平衡濃度增大C．反應(yīng)平衡常數(shù)不變 D．正向反應(yīng)速率增大2．（2022·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：時(shí)間段/產(chǎn)物Z的平均生成速率/0～20.200～40.150～60.10下列說法錯(cuò)誤的是A．時(shí)，Z的濃度大于B．時(shí)，加入，此時(shí)C．時(shí)，Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3%D．時(shí)，X的物質(zhì)的量為3．（2022·海南·統(tǒng)考高考真題）某溫度下，反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法正確的是A．增大壓強(qiáng)，，平衡常數(shù)增大B．加入催化劑，平衡時(shí)的濃度增大C．恒容下，充入一定量的，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D．恒容下，充入一定量的，的平衡轉(zhuǎn)化率增大4．（2021·江蘇·高考真題）N2是合成氨工業(yè)的重要原料，NH3不僅