高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3化学平衡5等效平衡及转化率问题真题导思含解析 人教版选修4
等效平衡及转化率问题
1．(2018年高考·江苏卷)(双选)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2 mol SO2、1 mol O2
4 mol SO3
2 mol SO2、1 mol O2
平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/(mol·L－1)
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A．v1
K3，p2>2p3
C．v1α3(SO2)
D．c2>2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)<1
解析：若容器2体积增大一倍，则容器1和2为等效平衡，若为等效平衡，则平衡时容器2中n(SO3)是容器1的两倍，现压缩体积至与容器l相等，平衡正向移动，容器2中n(SO3)增大，则c2>2c1，A错误；该反应的正反应放热，故升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K3，根据A项分析，p2<2p1，而p1α3(SO2)，C正确；根据A项分析，c2>2c1，升高温度，平衡逆向移动，c1>c3，则c2>2c3，又知α1(SO2)>α3(SO2)，而α1(SO2)＋α2(SO3)<1，所以α2(SO3)＋α3(SO2)<1，D正确。
答案：CD
4
2．(2015年高考·四川卷)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A．550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动
B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C．T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总
解析：恒压，充入惰性气体体积变大，反应物浓度减小，平衡正向移动，A项错误；B项利用三段式，可得CO2的转化率为25.0%，B项正确；C项由图可知T ℃时，平衡体系中CO2和CO体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C项错误；D项平衡后p(CO)＝24p总/25，p(CO2)＝p总/25，Kp ＝[p(CO)]2/[p(CO2)]，D项错误。
答案：B
3．(2016年高考·江苏卷)(双选)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol·L－1
物质的平衡浓度/mol·L－1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
Ⅰ
400
0.20
0.10
0
0.080
Ⅱ
400
0.40
0.20
0
Ⅲ
500
0
0
0.10
0.025
A.该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
4
解析：A项中，KⅠ＝＝2 500，KⅢ＝≈14.82，由Ⅰ、Ⅲ比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，A正确。B项中，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容器Ⅱ中的转化率比Ⅰ中大，B错误。C项中，容器Ⅱ中，增大压强，平衡向右移动，平衡时 c(H2)要小于Ⅰ中c(H2)的2倍；Ⅲ和Ⅰ比较，平衡时Ⅲ中c(H2)>Ⅰ中c(H2)，所以容器Ⅱ中c(H2)小于容器Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误。D项中，Ⅲ中温度为500 K，Ⅰ中温度为400 K，温度越高，反应速率越快，D正确。
答案：AD
4．(2017年高考·课标全国卷Ⅰ)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g) ＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。
(2)在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______α1，该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。
A．H2S B．CO2 C．COS D．N2
解析：(1)设平衡时H2S转化的物质的量为x。
H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)
初始/mol 0.40 0.10 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.40－x 0.10－x x x
由题意得
＝0.02
解得x＝0.01 mol。
H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。
K＝＝
＝≈2.8×10－3。
4
(2)温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则H2S的转化率增大，故α2＞α1。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH＞0。
(3)A项，充入H2S，H2S的转化率反而减小；B项，充入CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H2S的转化率增大；C项，充入COS，平衡左移，H2S的转化率减小；D项，充入N2，对平衡无影响，不改变H2S的转化率。
答案：(1)2.5 2.8×10－3 (2)> > (3)B
4
