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能力突破特训
时间：60 分钟
一、
选择题（12 个小题，每小题只有一个正确选项，每题5 分，共60 分）
1．在CuO 催化下，经过氯化、氧化等步骤，有机氯化工业的副产品HCl 可被O2转化为Cl2，总反应为
，下列说法正确的是
A．反应的平衡常数可表示为
B．该反应ΔS<0、ΔH>0
C．
是基元反应
D．提高HCl 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
【答案】D
【解析】A． 由方程式可知，反应的平衡常数可表示为
，故A 错误；
B．该反应正向气体分子数减少，是熵减的反应，反应能自发进行，说明反应ΔH—TΔS＜0，则反应的焓变
小于0，故B 错误；
C．由题意可知，氧化铜是反应的催化剂，则该反应不可能是一步就能完成的基元反应，故C 错误；
D．由B 项解析可知该反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，氯化氢的转化率增大，所以
提高氯化氢的转化率应研发在低温区高效的催化剂，故D 正确；
故选D。
2． 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当
今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以
为原料可制得
、
、
、
和
等。在
催化剂
作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为
第26 讲 化学平衡常数及转化率
1
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。对于反应
，下
列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．其他条件相同，增大
，
的转化率减小
D．上述反应中消耗
，转移电子的数目为
【答案】C
【解析】A．反应后气体的物质的量减小，则△S<0，A 错误；
B．根据平衡常数定义，该平衡反应的平衡常数为
，B 错误；
C．增大
，相当于增大HCl 的量，则HCl 的转化率降低，C 正确；
D．1molO2反应转移电子数目为4×6.02×1023，D 错误；
故选：C。
3．NH3可用于消除氮氧化物的污染。将NO2和NH3通入固定容积的密闭容器中，一定条件下发生反应
，其中NO2的平衡转化率随温度、压强的变化关系如
图所示，下列说法正确的是
A．NO2与水反应生成HNO3，所以NO2为酸性氧化物
B．高温有利于该反应自发进行
C．压强p1<p2
2
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D．X 点和Y 点对应的化学平衡常数K(X)<K(Y)
【答案】C
【解析】A．酸性氧化物和水反应只生成酸，且反应为非氧化还原反应，而二氧化氮与水反应生成硝酸和
一氧化氮，该反应是氧化还原反应，所以二氧化氮不是酸性氧化物，故A 错误；
B．由图可知，升高温度，二氧化氮的转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，说明该反应是放热反应，
由于是熵增反应，任何条件下反应ΔH—TΔS 均小于0，都能自发进行，故B 错误；
C．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮的转化率减小，由图可
知，温度相同时，p1条件下二氧化氮的转化率大于p2条件下二氧化氮的转化率，则压强p1小于p2，故C 正
确；
D．平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，X 点和Y 点的温度相同，则对应的化学
平衡常数相等，故D 错误；
故选C。
4．一定温度下，在容积恒为
的容器中通入一定量
，发生反应
，体系
中各组分浓度随时间(t)的变化如下表。下列说法不正确的是
t/s
0
20
40
60
80
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
0
0.076
0.104
0.120
0.120
A．
，
的平均反应速率为
B．升高温度，反应
化学平衡常数值增大
C．
时，再充入
、
各
，平衡不移动
D．若压缩容器使压强增大，达新平衡后混合气颜色比原平衡时深
【答案】B
【解析】A．
，
mol/L，
，
的平均反应速率为
，A 正确；
3
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B．反应
为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，B 错误；
C．
时，再充入
、
各
，
，平衡不移动，C 正确；
D．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，但容器的体积减小，NO2的浓度比原来大，
则达到新平衡后混合气体的颜色比原平衡时深，D 正确；
故选B。
5．甲胺(
)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，在三个体积均为2.0L 的恒容密闭容器中按不
同方式投入反应物，发生反应
，测得有关实验数据如下：
容器编
号
温度/K
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
Ⅰ
530
0.40
0.40
0
0
0.30
Ⅱ
530
0.80
0.80
0
0
Ⅲ
500
0
0
0.20
0.20
0.16
下列说法正确的是
A．正反应的平衡常数
B．达到平衡时，体系中
关系：
C．达到平衡时，转化率：
D．向容器Ⅲ中加入高效催化剂，能增大反应活化能，提高反应转化率
【答案】C
【解析】A．由反应特征可知，反应前后气体分子数相同，则投料比相同时平衡等效，Ⅰ中平衡时水的物
质的量为0.30，若Ⅲ温度也为530K，则平衡时水和
的物质的量应为0.15mol，而实际Ⅲ平衡后
的物质的量为0.16，说明降低温度平衡正向移动，正向为放热反应，正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝
K(Ⅱ)＜K(Ⅲ)，故A 错误；
4
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B．容器Ⅰ和容器Ⅱ为等温等容，起始量为2 倍关系，由于该反应为气体体积不变的反应，增大压强，平
衡不发生移动，则达到平衡时，体系中c(CH3OH)关系：2c(CH3OH，Ⅰ)=c(CH3OH，Ⅱ)，故B 错误；
C．容器Ⅰ和容器Ⅲ温度不同，若容器Ⅲ温度也为530K，则能建立等效平衡，此时应有α(NH3，Ⅰ)＋
α(H2O，Ⅲ)=1，由于容器Ⅲ温度低于530K，降低温度平衡正向移动，而容器Ⅲ是从逆反应方向建立平衡，
则转化率减小，所以达到平衡时，转化率：α(NH3，Ⅰ)＋α(H2O，Ⅲ)＜1，故C 正确；
D．催化剂只影响反应速率，不影响化学平衡，因此不能提高转化率，D 错误；
故选：C。
6．25C 时，0.1mol/LK2Cr2O7溶液中存在如下平衡：①
，②
，
随溶液pH 的变化如图所示，下列说法错误的
是
A．溶液中：
B．向K2Cr2O7溶液中加入少量Na2SO4固体，溶液的pH 不变
C．溶液中
D．当溶液pH=9.0 时，HCrO 的平衡浓度：
【答案】D
【解析】A．由物料守恒可知，重铬酸钾溶液中
，则溶液中
，故A 正确；
5
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B．向重铬酸钾溶液中加入硫酸钠固体，反应①和②中的各微粒的浓度均不发生变化，平衡不移动，溶液
中氢离子浓度不变，溶液pH 不变，故B 正确；
C．由方程式可知，反应的平衡常数K=
=
=
，故C 正确；
D．由图可知，溶液pH 为9 时，溶液中
＞104，则由物料守恒可知，溶液中
，由反应②可知，K2=
=
=
，解联立方程可
知，溶液中
，故D 错误；
故选D。
7．在催化剂作用下，向容积为1L 的容器中加入1molX 和3molY，发生反应
，平
衡时和反应10min 时X 的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。下列说法错误的是
A．该反应ΔH 0
B．200℃时，前10min 的平均反应速率
C．400℃时，反应的平衡常数 K = 2
D．ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低
导致
【答案】C
【解析】A．平衡和单位时间（反应10min 时）X 的转化率α (X)随温度的变化分别如曲线 I、Ⅱ所示。随
着温度升高平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应，A 正确；
6
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B．200℃时，前10min 的X 的转化率α (X)为20%，平均反应速率
，
B 正确；
C．400℃时，X 的平衡转化率为60%，
，
，C 错误；
D．ab 段变化可能是随温度升高反应速率加快，bc 段变化可能是催化剂在温度高于 400℃时活性降低速
率减慢导致，D 正确；
故选C。
8．一定温度下，在密闭容器中由
与
合成Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．
的
B．更换高效催化剂，可增大
的平衡转化率
C．恒压下充入一定量的氦气，平衡时Z 的物质的量减少
D．由图像可知X、Y 生成Z 是一步完成的
【答案】C
【解析】A．由图可知，
的
，A 错误；
B．催化剂不影响平衡移动，加催化剂不可增大X 的平衡转化率，B 错误；
C．恒压下充入一定量的氦气，容器体积增大，相当于X、Y、Z 分压减小，平衡逆移，平衡时Z 的物质的
量减少，C 正确；
D．由图像可知该反应有２个基元反应，X、Y 生成Z 不是一步完成的，D 错误；
7
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故答案选Ｃ。
9．将一定量的X 加入某密闭容器中，发生反应：
，平衡时混合气体中X 的物质的
量分数与温度关系如图所示。下列推断正确的是
A．平衡后加入高效催化剂可使混合气体的平均摩尔质量增大
B．压强大小有
C．升高温度，该反应平衡常数K 减小
D．在该条件下M 点X 平衡转化率为
【答案】D
【解析】A．催化剂不会使平衡发生移动，混合气体的平均摩尔质量不变，A 错误；
B．由图及平衡移动可知，压强越大，X 的物质的量分数越大，平衡正向移动，则压强大小有p3＜P2＜P1，
B 错误；
C．根据图象知，升高温度，X 转化率降低，说明反应向正方向移动，平衡常数增大，C 错误；
D．根据三段式分析：
，M 点X 的物质的量分数为0.1，
=0.1，解得x=
a，转化率是
=
，D 正确；
故答案为：D。
10．在2L 刚性密闭容器中充入足量的Cu 粉和2molNO2(g)，发生反应：2NO2(g)+4Cu(s)
4CuO(s)
8
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+N2(g) △H。在不同温度下，NO2的转化率与时间的关系如图1 所示；反应速率与时间的关系如图２所示。
下列说法错误的是
已知：该条件下，NO2不发生反应生成N2O4。
A．△H＜0
B．v 正：a 点＜b 点
C．图2 中t0min 时改变的条件是增大N2浓度
D．T1温度下，平衡常数K=1.875
【答案】C
【解析】A．温度越高，反应达到平衡时所用的时间也就越短，所以可确定T1＞T2，但是温度越高，反应
物的平衡转化率反而越低，说明该反应的正反应方向是放热反应，所以△H＜0，故A 正确；
B．温度越高反应速率就越快，因为T1＞T2，b 点的温度高于a 点温度，所以V 正：a 点＜b 点，故B 正确；
C．图2 中t0min 时改变条件使正、逆反应速率都增大，逆反应速率增大的倍数较大，平衡向逆反应方向移
动，如果增大N2浓度，正反应速率在原平衡基础上逐渐增大，不出现“突变”，所以改变的条件不是增大
氮气浓度，应该是升高温度， 故C 错误；
D．在2L 刚性密闭容器中充入足量的Cu 粉和2molNO2(g)，NO2(g)的物质的量的浓度为1mol/L，则
，则K=
=1.875，故D 正确；
故本题选C。
11．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0，下列各项对示意图的解释与图像相符的是
9
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A．①压强对反应的影响
B．②温度对反应的影响
C．③恒容平衡体系增加c(N2)对反应的影响
D．④催化剂对反应的影响
【答案】C
【解析】A．增大压强，合成氨的化学反应速率加快，化学平衡正向移动，根据图示知道压强应该是
p2<p1，且p1条件下，氨气的百分含量更大，故A 错误；
B．升高温度，化学反应向着逆反应方向进行，反应物氮气转化率减小，故B 错误；
C．增加反应物的浓度，化学平衡向着正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故C 正确；
D．加入催化剂可以加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但是不会引起平衡的移动，D 错误；
故本题选C。
12．利用CO2合成二甲醚的反应：2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-135.4kJ/mol。将2.0mol
CO2和6.0mol H2充入2L 密闭容器中，测得不同温度和压强下，二甲醚的平衡物质的量分数变化如图所示。
下列说法正确的是
A．由图可知，温度：T1>T2>T3>T4、压强：P1<P2<P3<P4
B．温度一定时，增大压强，平衡常数Kp会减小
10
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C．平衡时，T1、P1条件下的正反应速率小于T4、P4条件下的逆反应速率
D．T1、P1条件下，若n(CO2)；n(H2)；n(CH3OCH3)：n(H2O)=2：6：1：3，此时v 正<v 逆
【答案】D
【解析】A．该反应为气体分子数减少的放热反应，降低温度或增大压强，平衡正向移动，二二甲醚的平
衡物质的量分数增大，故温度:T1>T2>T3>T4，压强:P1>P2>P3>P4，A 错误；
B．温度一定时，Kc不变，根据PV=nRT，可知P=cRT，R 均为常数，T 为定值，所以Kp也不变，B 错误；
C．平衡时，v 正=v 逆，因为T1>T4，P1>P4，所以平衡时，T1、P1条件下的正反应速率大于T4、P4条件下的逆
反应速率，C 错误；
D．T1、P1条件下，若n(CO2):n(H2):n(CH3OCH3):n(H2O)=2:6:1:3，二甲醚的物质的量分数为0.25＞0.10，则
平衡逆向移动，所以v 正＜v 逆，D 正确；
故选D。
二、非选择题（共4 小题，共40 分）
13．在有氧条件下，新型催化剂
能催化
与
反应生成
，该反应的方程式为
(1)现向某密闭容器中充入等物质的量浓度的
和
气体，维持恒温恒容，在倠化剂作用下发生反应。
相关数据如下：
2.0
1.7
0.56
1.5
1.5
0
0.15
0.22
0.25
0.25
在0～
内，以
的浓度变化表示的反应速率为 ，在
时，
的转化率为 。此温
度下，该反应的化学平衡常数
(保留两位有效数字)。
(2)该反应的正、逆反应的平衡常数
与温度
的关系如图所示，其中表示正反应的平衡常数
的是
(选“A”或“B”)，原因是 。
11
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【答案】(1) 0.12 44% 0.11
(2) B 反应为放热反应，升高温度平衡逆向进行，平衡常数减小
【解析】（1）在0~5min 内，氮气的反应速率为
，则由化学方程式体现的
关系可知，以CO2的浓度变化表示的反应速率为0.12mol/(L·min)，在10min 时，反应的N2的浓度为
0.22mol/L，则反应的CO 的浓度为0.88mol/L，故CO 的转化率为
。
由三段式可知，此温度下，该反应的化学平衡常数K=
；
（2）该反应的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示，其中表示正反应的平衡常数(K 正)的是
B，原因是该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，K 正减小。
14．用O2将HCl 转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl 转化为Cl2的总反应
[2HCl(g)＋
O2
H2O(g)＋Cl2(g)
H]
△
具有更好的催化活性。
(1)实验测得在一定压强下，总反应的HCl 平衡转化率随温度变化的αHCl～T 曲线如下图：
12
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则总反应的△H 0(填“>”、“=”或“＜”)； A、B 两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是
。
(2)在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T 曲线的示意图，并简要说明理由 。
(3)下列措施中，有利于提高αHCl的有_______。
A．增大n(HCl)
B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂
D．移去H2O
【答案】(1) ＜ K(A)
(2)
增大压强，平衡右移，αHCl增大，相同温度下，HCl 的
平衡转化率比之前的大
(3)BD
【解析】（1）HCl 平衡转化率随温度变化的αHCl～T 曲线如图，升高温度，HCl 转化率降低，说明平衡逆
向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，则总反应的△H ＜0；温度升高，平衡逆向移动，平衡常数
减小，因此A、B 两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是K(A)；故答案为：＜；K(A)。
（2）若压缩体积使压强增大，平衡向体积减小的方向移动即正向移动，平衡转化率增大，因此相应αHCl～
13
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T 曲线的示意图为
，其原因是增大压强，平衡右移，αHCl
增大，相同温度下，HCl 的平衡转化率比之前的大；故答案为：
增大压强，平衡右移，αHCl增大，相同温度下，HCl 的平衡
转化率比之前的大。
（3）A．增大n(HCl)，平衡正向移动，HCl 转化率降低，故A 不符合题意；B．增大n(O2)，平衡正向懂，
HCl 转化率增大，故B 符合题意；C．使用更好的催化剂，平衡不移动，HCl 转化率不变，故C 不符合题
意；D．移去H2O，生成物浓度减小，平衡正向移动，HCl 转化率增大，故D 符合题意；综上所述，答案
为：BD。
15．(一)一种工业制硝酸的方法经历下列几个步骤：
H
△
1＜0
H
△
2＜0
14
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H
△
3＜0
已知：NO 在1000℃以上会发生分解反应。
(1)工业生产中未直接在一个设备中将NH3催化氧化至NO2，而设计了两步氧化，中间经过热交换器降温，
这样做的目的除了节约能源，还有 目的；
(2)实验发现，单位时间内NH3的氧化率[
]会随着温度的升高先增大后减小(如图所示)，分析
1000℃后NH3的氧化率减小的可能原因 。
(3)
的反应历程如下：
反应Ⅰ：
△H1＜0
反应Ⅱ：
△H2＜0
①一定条件下，反应
达到平衡状态，平衡常数K= 。(用含k1 正、
k1 逆、k2 正、k2 逆的代数式表示)；
②已知反应速率常数k 随温度升高而增大，则升高温度后k2 正增大的倍数 k2 逆增大的倍数
(填“大于”“小于”或“等于”)。
(二)工业上也可以直接由N2O4合成HNO3，其中最关键的步骤为
，利用现代手持技术传感器
可以探究压强对该平衡的影响。
15
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在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在
t1、t2时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。
(4)有关该过程说法正确的是 。
a．E、H 两点对应的NO2的体积分数较大的为E 点
b．B 向里快速推注射器活塞，E 向外快速拉注射器活塞
c．B、C、D 三点正反应速率最大的是B 点
d．C 点时体系的颜色比D 点深
(5)求D 点Kp= (不必化成小数)；
(6)图像中C、E 两点气体平均摩尔质量最大的点为 (填代号)。
【答案】(1)降温有利于第二步氧化反应平衡正向移动
(2)NO 高温分解
(3)
小于
(4)ac
(5)
(6)C
【解析】（1）工业生产中，两步反应都为放热反应，若直接在一个设备中将NH3催化氧化至NO2，第一
步反应放出的热会使第二步反应逆向进行，使NO2的产率下降。设计两步氧化，中间经过热交换器降温，
这样做的目的除了节约能源，还有：降温有利于第二步氧化反应平衡正向移动。
（2）题干信息显示：NO 在1000℃以上会发生分解反应，则1000℃后NH3的氧化率减小的可能原因：NO
高温分解。
16
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（3）①反应Ⅰ，K1=
；反应Ⅱ，K2=
。依据盖斯定律，将反应Ⅰ+反应Ⅱ，得反应
，达到平衡状态，平衡常数K=K1∙K2=
。
②已知反应速率常数k 随温度升高而增大，ΔH2＜0，则升高温度，平衡逆向移动，所以k2 正增大的倍数小
于k2 逆增大的倍数。
（4）a．从E 到F 点，快速推注射器的活塞，气体压强迅速增大，平衡向生成N2O4的方向移动，NO2的体
积分数减小，则E、H 两点对应的NO2的体积分数较大的为E 点，a 正确；
b．从B 点到C 点，压强迅速减小，则B 向外快速拉注射器活塞，E 则是向里快速推注射器活塞，b 不正确；
c．B、C、D 三点中，B 点是减压前的点，压强最大，则正反应速率最大的是B 点，c 正确；
d．减压后，C 点发生平衡的逆向移动，D 点NO2的物质的量比C 点增大，浓度增大，则C 点时体系的颜
色比D 点浅，d 不正确；
故选ac。
（5）反应前，NO2气体的总压强为100kPa，设生成的N2O4的分压为x，则可建立如下三段式：
则100kPa-2x+x=70kPa，x=30kPa
则D 点Kp=
=
。
（6）图像中C、E 两点，气体的总质量相同，但E 点时气体的物质的量比C 点大，则气体平均摩尔质量最
大的点为C。
16．
催化加氢合成二甲醚是
资源化利用的有效途径之一，合成二甲醚的总反应可表示为：总反应：
(表示平衡常数，下同)
该反应可通过如下步骤来实现：
17
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反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答：
(1)
(用
表示)，
(用
表示)。
(2)
、
的条件下，平衡时
转化率和
的选择性随温度变化如图1 所示。
其中：
的选择性
①下列说法正确的是 。
A．
B．若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
C．提高氢碳比
，平衡时
的转化率增大，
的选择性减小
②
时，不考虑其他副反应，反应Ⅰ的平衡常数
为 。
③
、
的条件下，
催化加氢反应一段时间，不同温度下
实际转化率和
18
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实际选择性数据如表：
温度/
220
240
260
280
300
实际转化率%
7.6
12.4
14.8
18.6
22.9
二甲醚实际选择性%
68.7
77.2
61.0
41.5
27.5
该体系合成二甲醚的最佳反应温度为 。
④由上表数据可知，
二甲醚的实际选择性逐渐减小，从化学反应速率角度分析原因
。
(3)
、
、
，平衡时
转化率和
的收率与进料气中
体积分数
有关，其变化如图2 所示，其中：
的收率
的收率
请在图2 中选出
在
之间
平衡收率的变化趋势 (填“a”或“b”或“c”)
【答案】(1)
(2) AB 0.052
，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快
的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小
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(3)a
【解析】（1）反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
根据盖斯定律分析，有Ⅰ×2+Ⅱ得热化学方程
式
，则平衡常数有K=
。
（2）①从图分析，随着温度升高，甲醚的平衡选择性降低，说明生成甲醚的反应为放热反应，二氧化碳
的平衡转化率先降低后升高，说明反应Ⅰ为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，但总反应为放热反应，故A
正确；若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，因为反应Ⅱ为前后气体总物质的量不同的反
应，故反应Ⅱ达到平衡，进而推知反应Ⅰ、Ⅱ也达到平衡状态，故B 正确；若提高氢碳比
，从
反应Ⅰ分析，二氧化碳的转化率应该降低，但平衡时
的转化率增大，说明反应Ⅱ进行的程度较大，故
的选择性增大。故选AB。
②从图中（360,35）点分析，二氧化碳的转化率为35%，此时没有生成甲醚，故有
，则平衡常数K=
。
③从表中数据分析，在
二甲醚的实际选择性最大，故最佳反应温度为
。
④
，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选
择性逐渐减小。
（3）从图分析，二氧化碳的转化率降低，而二甲醚的平衡收率增大，故一氧化碳的平衡收率应逐渐降低
且降低程度比二氧化碳大，故选择a 曲线。
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