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第20 讲 化学平衡常数及转化率的计算
1．下列反应的焓变和熵变与图示过程相符的是
A．2Na(g)＋Cl2(g)=2NaCl(s)
B．N2(g)＋3H2(g) 2NH
⇌
3(g)
C．2N2O5(g) 4NO
⇌
2(g)＋O2(g)
D．Zn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)
2．已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O3(g)=3O2(g) ΔH<0
B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g) ΔH>0
C．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0
D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) ΔH>0
3．对于反应SO2(g)+Cl2(g) SO
⇌
2Cl2(g) ΔH=akJ mol
⋅
-1(a<0)，下列说法正确的是
A．该反应在任意条件下均能自发进行
B．反应SO2(g)+Cl2(g) SO
⇌
2Cl2(l)的焓变ΔH<akJ mol
⋅
-1
C．其他条件一定，增加压强，反应平衡常数增大
D．恒容条件下，当容器内气体密度不变时反应达到平衡
4．在298K 和100kPa 压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质
S/J/(K·mol)
H/(kJ/mol)
△
ρ/(kg/m3)
C(金刚石)
2.4
-395.40
3513
C(石墨)
5.7
-393.51
2260
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的△H>0，△S<0
B．由公式△G=
H-T
S
△
△可知，该反应△G=985.29kJ/mol
C．金刚石比石墨稳定
D．相同条件下，1mol 金刚石与1mol 氧气的能量总和小于1molCO2气体的能量
5．下列几个过程中，属于熵减的变化是
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A．干冰的升华
B．NaCl 溶于水
C．NH3(g)+HCl(g) = NH4Cl(s)
D．2Na+2H2O(l) = 2NaOH+H2↑
6．工业合成氨的反应为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)在298 K 时，ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol
－1·K－1，特定条件下的速率可表示为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，其中k 为反应速率常数，下列叙述正确的
是
A．该反应在298 K 时不能正向自发进行
B．升高温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动
C．反应体系的三种物质中，H2(g)的浓度对反应速率影响最大
D．反应达到一定转化率时将NH3从混合气中分离出去会降低反应速率
7．在容积不变的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH＜0，830℃时反应的平衡常
数是1.0，下列说法正确的是
A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态
B．若平衡时移走CO2，化学反应速率加快
C．830℃时，充入0.1molCO 和0.3molH2O 保持温度不变，CO 平衡转化率为75%
D．1000℃时，K＜1，某时刻CO2、H2、CO 和H2O 的浓度均为0.05mol•L-1，此时平衡向正反应方向移动
8．向一定温度下的2L 密闭容器中通入
发生反应：
。
的物质的
量
随时间(t)变化的曲线如图所示(图中的X、Y 两条线代表有、无催化剂)，下列叙述正确的是
A．Y 线表示无催化剂
B．c 点时的
C．X 线上a 点时
的转化率为75％
D．X 线前
内的平均反应速率可表示为
9．氨是一种重要的化工原料，可用于制备硝酸等工业。工业合成氮反应：
2
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。实验室用加热
和
固体混合物的
方法制取少量氨气。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A．反应的
(E 表示键能)
B．反应每消耗
放出的热量为
C．使用催化剂可提高达平衡状态时
的转化率
D．将
与
置于密闭容器中充分反应，可生成
10．一定条件下，密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量的变化如图所示。下列说法不正确
的是
A．15 min 时，反应处于化学平衡状态
B．15～20 min，正逆反应速率相等
C．达到平衡时，X 的转化率为20%
D．反应的化学方程式为X +Y
Z
11．把2.5molA 和2.5molB 混合，装入容积为2L 的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)
⇌
+2D(g)，经5s 反应达平衡，在此5s 内C 的平均反应速率为0.2mol·L-1·s-1，同时生成1molD，下列叙述错误
的是
A．x=4
B．达到平衡时容器内气体的压强与起始时的压强比为6：5
C．达到平衡时B 的转化率为50%
D．通过控制反应条件可以改变该可逆反应的限度
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12．合成氨实现了人工固氮，提高了粮食产量。工业合成氨的反应原理为
，下列
说法不正确的是
A．可通过改变反应条件使
全部转化
B．升高温度能加快反应速率
C．反应达到限度时
的转化率最高
D．可通过控制反应条件提高
的产量
13．在密闭容器中发生反应
，若反应达到平衡后，保持温度不变，将气
体压缩到原来的
体积，再次达到平衡时，Z 的浓度是原平衡的1.8 倍，下列叙述中正确的是
A．平衡向逆反应方向移动
B．
C．X 的转化率增大
D．W 的体积分数增大
14．一定温度下，向容积为
的恒容密闭容器中加入等物质的量的
和
，发生反应
。测得不同反应时间容器内
的物质的量如表；
时间(min)
0
10
20
30
40
1
0.75
0.65
0.6
0.6
下列说法正确的是
A．反应达到化学平衡状态时，
的转化率为0.6
B．
内HI 的平均反应速率为
C．容器内压强不再改变，说明反应已达到平衡
D．
后，再充入
，正反应速率增大，逆反应速率减小
15．工业上利用硫(S)与
为原料制备
，在500℃以上发生反应：
。在2L 密闭容器中充入1mol
和4mol
，发生上述反应，测得平衡体系中硫
蒸气的体积分数和温度的关系如表所示：
温
560
580
600
620
640
660
4
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度/℃
0.286
0.333
0.378
0.420
0.462
0.500
下列说法错误的是
A．在580℃达到平衡时，
的转化率为70%
B．该反应660℃的平衡常数
C．上述反应的正反应为吸热反应
D．起始充入1mol
和2mol
，620℃平衡时
16．在一定温度下，在密闭容器中投入X(g)和Y(g)，发生反应生成Z(g)。测得各物质浓度与时间关系如图
所示(提示：净反应速率等于正、逆反应速率之差)。下列说法错误的是
A．a 点：正反应速率小于逆反应速率
B．b 点：净反应速率等于零
C．上述可逆反应中X、Y、Z 的化学计量数之比为3 1 2
∶∶
D．该可逆反应在该反应条件下达到最大限度时，Y 的平衡转化率为40%
17．
和
反应生成的碳基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。
，下列说法错误的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其
B．上述反应的平衡常数
C．上述反应中消耗
，生成标准状况下
D．实际应用中，通过增加
的量来提高
转化率，能有效减少碳排放
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18．在3 个体积均为2．0L 的恒容密闭容器中，反应
，分别在一定
温度下达到化学平衡状态。下列说法不正确的是
容
器
温度/K
起始时物质的量
平衡时物质的量
Ⅰ
977
0.28
0.56
0
0.4
Ⅱ
977
0.56
0.56
0
x
Ⅲ
1250
0
0
0.56
y
A．977K，该反应的化学平衡常数值为1
B．达到平衡时，向容器Ⅰ中增加C 的量，平衡不移动
C．达到平衡时，容器Ⅱ中
的转化率比容器Ⅰ中的小
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的CO 的转化率大于28.6%
19．25 °C 时，1L 0.1mol·L-1的某二元酸H2RO3溶液中各含R 物种的pc-pOH 关系如图所示。图中pc 表示各
含R 物种的浓度负对数[pc=-lgc，pOH= -lgc(OH)]。下列说法正确的是
A．曲线③表示pc(
)随pOH 的变化
B．y 点的溶液中：c(H2RO3)+2c(
)=0.1mol·L-1
C．H2RO3的Ka1=1.0×10-6.7
D．2
H2RO3+
的平衡常数K=1.0×10-5.3
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20．向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c 对应的平衡常数：
D．反应温度为
，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
21．二氧化碳的资源化利用是科学家研究的重要课题。回答下列问题：
(1)用
化加氢可以制取乙烯：
①已知与该反应相关的键能数据如表所示：
化学键
C=O
H-H
C=C
C-H
H-O
键能/(
)
803
764
414
464
则表中H-H 键的键能数据为 。
②在恒容密闭容器中，反应温度、投料比
对
平衡转化率的影响如图1 所示，则a
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(填“>”“<”或“=”)3；M、N 两点的化学平衡常数：
(填“>”“<”或“=”)
，判断的理由是
。
(2)
与
还可合成
，涉及的主要反应如下：
反应1：
反应2：
①下列措施中，既能提高二氧化碳的平衡转化率又能提高
选择性的是 (填字母)。
A．加压 B．降温 C．及时移走甲醇
D．使用合适的催化剂
②当起始投料比
时，在不同条件下只发生反应1 且达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为
，T=250 ℃时
随压强(p)的变化关系及在
时
随温度(T)的变化
关系如图2 所示。
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a．图中对应等压过程的曲线是 (填“m”或“n”)，判断的理由是 。
b．当T=250 ℃、
时，
的平衡转化率α= (结果精确到0.1%)，此条件下该
反应的
(结果保留3 位有效数字，对于气相反应，
可以用分压表示，分压=总压×
物质的量分数)。
22．碳热还原法是一种在一定温度下以无机碳为还原剂进行氧化还原反应的方法，在冶金行业有着广泛的
应用。回答下列问题：
(1)氧化铝碳热还原过程发生了如下反应：
反应初始温度
反应初始温度
反应初始温度
①
(用含
的代数式表示)。
②根据以上信息分析，在相同系统压力下，
时，
与C 反应优先生成的含铝化合物为
(填化学式)。
(2)科学家在氧化铝碳热还原法研究中加入无水氯化铝作氯化剂，一定条件下，氧化铝先转化为
和
，
和
再转化为低价氯化铝
，低价氯化铝进入低温区歧化得到铝。忽略中间产物，
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写出由氧化铝直接获得
的化学方程式： 。
(3)三氯化铝固体在一定温度与压强下升华，可能生成三氯化铝气体[
反应ⅰ]，也可能
生成六氯化二铝气体[
反应ⅱ]，实验结果如图所示：
①在
，
条件下，氯化铝升华得到 (填
或
)。
②气态氯化铝是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将图中你认为是配位键的斜线
上加上箭头 。
(4)碳热还原制锰合金反应为
，
与
平衡分压比的自然对
数值
与温度的关系如图所示(已知
是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数，分压
=总压×气体的物质的量分数)。
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向恒容密闭容器中加入足量
并充入
，发生上述反应，测得A 点时容器的总压为
，则
A 点时
的平衡转化率为 (保留三位有效数字)；A 点对应温度下的
。
11
