专题05 化学平衡常数及其应用-备战2022-2023学年高二化学上学期期末考试真题汇编（人教版2019选择性必修1）(原卷版+解析版)

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一、K的表示方式
1．（2022·湖南邵阳·高二期末·节选）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。
【答案】 K=
(1)化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值，CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K=；
2. （2022·广东深圳·高二期末·节选改编）N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)的平衡常数表达式K=__________
【答案】K=
（2022·陕西·大荔县教学研究室高二期末·节选改编）2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，在该温度下，用分压表示的平衡常数Kp=___。
【答案】
（2022·河南濮阳·高二期末·节选）NOX随意排放会造成雾霾、光化学烟雾等二次污染。汽车尾气处理系统的催化转化器中发生的主要反应为：2NO(g)+ 2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H。)T°C时，在密闭容器内充入一定量的NO和CO，发生上述反应，测得v(正)=k1·c2(NO)·c2(CO)、v(逆)=k2·c(N2)·c2(CO2)(k1、k2为速率常数)。该反应的平衡常数K=_______(用k1、k2表示)。
【答案】
平衡时，K=，v（正）=v（逆），即k1•c2（NO）•v2（CO）=k2•c（N2）•c2（CO2），=，故K=。
（2022·黑龙江省饶河县高级中学高二期末·节选）已知化学反应①：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K1；化学反应②：Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)，其化学平衡常数为K2，反应③：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，写出该反应平衡常数K3表达式：K3=_______。并且根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为_______
【答案】 K3＝
化学平衡常数K=；
反应①-反应②=反应③，所以K3=，
K值的计算
1．（2022·黑龙江·农垦佳木斯学校高二期末）某温度下，反应的平衡常数，在同一温度下，反应的平衡常数为
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】某温度下，反应的平衡常数，在同一温度下，反应的平衡常数=，故答案为：C。
2．（2022·安徽·高二期末·节选改编）查阅资料得知：(I)完全断开1mlNO、、分子中的化学键所需最低能量分别为632kJ、498kJ、946kJ；(II)25℃时，反应①、②、③的化学方程式及平衡常数如下：
①
②
③
NO分解反应的平衡常数为
【答案】
NO分解反应的平衡常数为
3．（2022·重庆市巫山大昌中学校高二期末·节选）在10L的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，某温度下，c(CO2)=2ml/L，c(H2)=3ml/L，开始反应，达到平衡时CO2转化率为60%，则平衡常数K=___________。
【答案】1
由题意列三段式如下：，则平衡常数K=；
4.（2022·广东深圳·高二期末·节选）某温度下，若向2L体积恒定的密闭容器中充入等物质的量的N2和CO2发生反应：N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示：
12分钟后反应N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)的平衡常数K=___________(保留小数点后2位)。
【答案】6.25
12min后反应达到平衡，NO物质的量为0.50ml，N2物质的量为0.20ml，则CO2平衡时物质的量也为0.20ml，因此平衡时NO、N2、CO2浓度分别为0.25ml/L、0.1ml/L、0.1ml/L，则该反应的平衡常数K= = =6.25。
故答案为：6.25
5.（2022·陕西·铜川市第一中学高二期末·节选）一定条件下，CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。
在条件下，将0.1 mlCO与0.12 ml H2O(g)混合气体充入1 L密闭容器发生反应，反应过程中CO2的物质的量浓度随时间的变化如图所示：
T℃时该反应的平衡常数Kp=_______(压强代替浓度，分压=总压×物质的分数)。
【答案】0.05
在反应开始时n(CO)=0.1 ml；n(H2O)=0.12 ml，反应达到平衡时n(CO2)=0.02 ml/L×1 L=0.02 ml，根据物质反应转化关系可知平衡时n(H2)=0.02 ml，n(CO)=(0.1-0.02) ml =0.08 ml，n(H2O)=(0.12-0.02)ml =0.10 ml，该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，则平衡时气体总物质的量是0.1 ml+0.12 ml=0.22 ml，故T℃时该反应的平衡常数Kp=
K值只与温度有关
1．（2022·云南·宣威市第三中学高二期末）反应达到平衡后，保持温度不变，再通入，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值
A．变小B．变大C．不变D．无法确定
【答案】C
【详解】，K只与温度有关，温度不变，则K不变，故选C。
2.（2022·广东广州·高二期末）温度为时，将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应：
实验测得：，，、为速率常数、时，该反应的平衡常数。下列有关说法正确的是
A．若反应朝正向进行还未达到平衡时：体系中存在：
B．时，的平衡转化率为
C．升高温度增大，减小
D．当温度改变为时，，则
【答案】D
【详解】A．，则Qc=＞1，则反应逆向进行，故A错误；
B．将等物质的量的和充入体积为1L的密闭容器中发生反应：，K=1，假设CO2的平衡转化率为50%，依据三段式
此时==2a，不一定等于1，说明此时反应不一定达到平衡状态，假设不成立，故B错误；
C．升高温度k正增大，k逆增大，故C错误；
D．反应达到化学平衡时，有v正=v逆，则k正c（CO2）•c（H2）=k逆c（HCOOH），所以k正/k逆==K=1，所以k正=k逆，当温度改变为T2时，k正=0.9k逆，则K=0.9＜1，反应为吸热反应，温度升高有利于反应正向进行，所以温度T2＜T1，故D正确；
故选D。
（2022·四川内江·高二期末）下列有关平衡常数的说法中，正确的是
A．反应物的转化率增大，平衡常数一定增大
B．反应： ，增加，该反应的平衡常数增大
C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等
D．平衡常数的反应，其化学方程式可能为
【答案】D
【详解】A．化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，则K不变，如果是改变浓度、压强引起的平衡正向移动，反应物的转化率虽然增大，但K不变，如果是改变温度引起的平衡正向移动，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大，所以改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数不一定增大，故A错误；
B．反应的平衡常数K只和温度有关，增加，平衡左移，平衡常数不变，故B错误；
C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，但不一定相等，故C错误；
D．K等于生成物浓度幂积与反应物浓度幂积之比，平衡常数为的反应，化学方程式为，故D正确；
故选：D。
（2022·广东·华南师大附中高二期末）已知：A(g)+2B(g)3C(g)ΔHφ(Ⅱ)
D．平衡常数K：K(Ⅰ)>K(Ⅱ)
【答案】B
【详解】A．所给反应为气体体积不变的反应，反应前后气体的物的量不变，则压强始终不变，不能判定平衡状态，故A错误；
B．t2时正反应速率瞬间不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，故B正确；
C．t2时加入C，等效于加压，平衡不移动，则平衡时A的体积分数φ：φ(I)=φ(II)，故C错误；
D．平衡常数与温度有关，温度不变，则平衡常数K：K(I)=K(Ⅱ)，故D错误；
故选：B。
（2022·山东潍坊·高二期末）在恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和，发生反应：，测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．该反应的
B．压强：
C．A、B、D三点的平衡常数关系为：
D．压强为、温度为300℃的条件下，C点
【答案】D
【详解】A．图1可知升高温度，甲醇的体积分数减小，说明正反应是放热反应，所以，故A正确；
B．增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大，平衡正向移动，相同温度下，p1对应的甲醇的体积分数大于p2对应的甲醇的体积分数，所以压强：，故B正确；
C．平衡常数是温度的函数，升高温度平衡逆向进行，平衡常数减小，B、D两点温度相同，A点温度最低，所以A、B、D三点的平衡常数关系为：，故C正确；
D．压强为p2、温度为300℃的条件下，C点在p2曲线上方，反应逆向进行，则，故D错误；
故选D。
K值的应用
1．（2022·广西贺州·高二期末）某温度下气体反应体系达到化学平衡，平衡常数K=，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加，下列说法正确的是
A．该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)
B．降低温度，正反应速率增大
C．该反应的焓变为负值
D．增大c(A)、c(B)，K增大
【答案】A
【详解】A．已知反应为气体反应体系，根据该反应的平衡常数表达式K=可知，该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)，A正确；
B．降低温度，活化分子百分数减小，有效碰撞几率减小，反应速率减慢，B错误；
C．若温度适当降低，F的浓度增加，说明降温平衡逆向进行，则该反应为吸热反应，该反应的焓变为正值，C错误；
D．温度不变，平衡常数不发生改变，D错误；
答案选A。
（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）已知298.15K时，可逆反应：Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10ml·L-1，则此时反应进行的方向是
A．正反应方向B．逆反应方向C．处于平衡状态D．无法判断
【答案】A
【详解】Pb2+(aq)+Sn(s)Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2，若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10ml·L-1，Q=10
B．当v正(H2)=v正(H2O)时，该反应达到化学平衡状态
C．平衡浓度符合c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，此时温度为830℃
D．1200℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2ml·L-1、2ml·L-1、4ml·L-1、4 ml·L-1，则此时平衡向逆反应方向移动
【答案】B
【详解】A．由表格信息可知随温度的升高，K值增大，说明升高温度平衡正向移动，该反应的△H>0，故A正确；
B．当正反应速率等于逆反应速率时反应达到平衡状态，即v正(H2)=v逆(H2O)时，该反应达到化学平衡状态，故B错误；
C．平衡浓度符合c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，即，由表中信息可知此时温度为830℃，故C正确；
D．1200℃时，K=2.6，某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2ml·L-1、2ml·L-1、4ml·L-1、4 ml·L-1，Q= >K，则此时平衡向逆反应方向移动，故D正确；
故选：B。
5．（2022·安徽蚌埠·高二期末）Burns和Daintn研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下：
①Cl2(g)2Cl·(g)快
②CO(g)+Cl·(g)COCl·(g)快
③COCl·(g)+Cl2(g)COCl2(g)+Cl·(g)慢
其中反应②存在v正=k正c(CO)c(Cl·)；v逆=k逆c(COCl·)，下列说法正确的是
A．反应②的平衡常数K=
B．反应①、②的活化能均大于反应③
C．要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应①的速率
D．选择合适的催化剂能加快该反应的速率，并提高COCl2的平衡产率
【答案】A
【详解】A．反应达到平衡时，υ正=υ逆，即k正c(CO)c(Cl·)=k逆c(COCl·)，则反应②的平衡常数K==，A正确；
B．反应所需活化能越大，反应速率越慢，已知反应①、②是快反应，反应③是慢反应，故反应①、②的活化能小于反应③的活化能，B错误；
C．多步进行的反应，整个反应的化学反应速率取决于慢反应，故要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，C错误；
D．选择合适的催化剂能加快该反应的速率，但催化剂不能影响化学平衡，故不能提高COCl2的平衡产率，D错误；
故答案为：A。
6．（2022·福建省福州教育学院附属中学高二期末）在一定体积的密闭容器中，进行反应：2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g) H=akJ·ml-1，若其化学平衡常数K和温度t的关系如表。下列叙述正确的是
A．a＜0
B．该反应的化学平衡常数表达式为：
C．若在4L容器中通X和Y各1ml，在800℃下反应，某时刻测得X的物质的量为ml，说明该反应已达平衡
D．在1000℃时，反应Z(g)+W(g)2X(g)+Y(s)的平衡常数为1.8
【答案】C
【详解】A． 由表格数据可知，随温度升高，平衡常数增大，则该反应的正反应为吸热反应，则a＞0，故A错误；
B． 固体物质不能代入平衡常数的表达式，则该反应的化学平衡常数表达式为：，故B错误；
C． 若在4L容器中通X和Y各1ml，在800℃下反应，某时刻测得X的物质的量为ml，可列出三段式为(ml)：，由于反应前后气体物质的量不变，则可用物质的量代替浓度计算浓度商，则，说明该反应已达平衡，故C正确；
D． 在1000℃时，反应2X(g)+Y(s)Z(g)+W(g)的平衡常数为1.8，其逆反应Z(g)+W(g)2X(g)+Y(s)的平衡常数应为其平衡常数的倒数为，故D错误；
故选C。
7．（2022·新疆·皮山县高级中学高二期末）某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气体，其浓度分别为2 ml/L，1 ml/L，且发生如下反应：3A(g)+2B(g) ⇋4C(?)+2D(?)已知“?”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 ml C，且反应前后压强比为5：4，则下列说法中正确的是（ ）
①该反应的化学平衡常数表达式为：
②此时B的转化率为35%
③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】C
【详解】反应一段时间后达到平衡，测得反应前后压强比为5：4，故反应后气体体积减小，故C、D至少一种不为气体；在一个2L的密闭容器中充入A气体，B气体，测得其浓度为2ml/L和1ml/L；则A气体，B气体的物质的量分别为2ml/L×2L=4ml，1ml/L×2L=2ml，则反应前气体总的物质的量为4ml+2ml=6ml；测得反应前后压强比为5：4，故平衡时气体总的物质的量为6ml×4/5=4.8ml；生成1.6mlC，则生成D的物质的量为1.6×2/4=0.8ml，反应的B的物质的量为1.6×2/4=0.8ml，反应A的物质的量为1.6×3/4=1.2ml，则平衡时，A、B、C、D的物质的量分别为4ml-1.2ml=2.8ml、2ml-0.8ml=1.2ml、1.6ml、0.8ml，平衡时气体总的物质的量为6ml×=4.8ml，故D为气体，C不为气体．①C不为气体，故C不能出现在平衡常数的表达式中，故①错误；②反应的B的物质的量为0.8ml，故B的平衡转化率为×100%=40%，故②错误；③反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右移动；平衡常数与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故③正确；④C不为气体，故增加C的量，平衡不移动，故A、B转化率不变，故④正确；故说法中正确的是③④，答案选C。
8．（2022·云南省玉溪第三中学高二期末）等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)＋Q(s) △H>0，下列叙述正确的是
A．当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡
B．达到平衡时X的转化率为25%，则平衡常数K为9/4
C．达到平衡后，反应速率2v正(Y)＝3v逆(Z)
D．达到平衡后，加入Q，平衡逆向移动
【答案】B
【分析】A、当容器中X与Y的物质的量的比满足1：2时，并不一定是物质的量不变的状态，所以反应不一定达到平衡；
B、根据三行式，结合平衡常数表达式求解；
C、达到平衡后，反应速率3V正（Y）=2 V逆（Z）；
D、到平衡后，加入Q，Q是固体，平衡不移动．
【详解】A、当容器中X与Y的物质的量的比满足1：2时，并不一定是物质的量不变的状态，所以反应不一定达到平衡，故A错误；
B、设起始时X和Y的物质的量浓度都为1ml·L－1，则
X（g）+2Y（g）3Z（g）+Q（s）
初起量：1 1 0
变化量：0.25 0.5 0.75
状态1：0.75 0.5 0.75
K=0.753/（0.75×0．52）=9/4，所以平衡常数K值为9/4，故B正确；
C、达到平衡后，反应速率3V正（Y）=2 V逆（Z），而不是2V正（Y）=3 V逆（Z），故C错误；
D、到平衡后，加入Q，Q是固体，平衡不移动，故D错误；
故选B。
9．（2022·黑龙江·牡丹江管理局高中高二期末）25℃时将1mlA和1mlB充入体积为1L的密闭容器中，发生反应：，5min后达到平衡。已知该温度下反应的平衡常数K=1，若温度不变，将容器的体积扩大为原来的2倍，A的转化率不发生变化。下列选项错误的是
A．a=1
B．达平衡时B的转化率为60%
C．0~5min内
D．平衡后，若再加入1mlB，重新平衡后，A的体积分数减小
【答案】B
【详解】A．若温度不变时将容器的体积扩大为原来的2倍，A的转化率不发生变化，则可以确定a=1，故A正确；
B．设发生反应的B的物质的量为x，则：
，故x=0.5，B的转化率=，故达平衡时，B的转化率为50%，故B错误；
C．由上述分析可知，，故C正确；
D．平衡后，若再加入1mlB，加入的瞬间，A的体积分数减小，平衡向正方向移动，重新平衡后，A的体积分数仍减小，故D正确；
答案选B。
10．（2022·安徽·定远县育才学校高二期末）已知下列反应的平衡常数：①，；②，；则反应的平衡常数是
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】由题干方程式可知，，反应的平衡常数，故选C。
11．（2022·河北·秦皇岛一中高二期末）也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：
反应① ，平衡常数为；
反应② ，平衡常数为；
总反应： ，平衡常数为K。
下列叙述正确的是
A．压强增大，减小
B．总反应中当时，反应达到平衡
C．适当升温，可提高消毒效率
D．
【答案】C
【详解】A．平衡常数只受温度影响，改变压强K不改变，A错误；
B．用不同物质判断化学平衡时，需一个物质表示正反应速率，另一个物质表示逆反应速率，且速率之比等于化学计量数之比，应该是，B错误；
C．适当升高温度，反应① ，平衡正向移动使得[O]增加，
反应② ，平衡逆向移动，[O]增加，[O]的浓度增大，有利于杀菌消毒，C正确；
D．总反应为①+②，对应的平衡常数之间的关系为K=K1K2，D错误；
故选C。
12．（2022·福建三明·高二期末）某温度下，反应 的正反应速率为，逆反应速率为，其中、为速率常数。下列说法错误的是
A．速率常数的大小只与温度有关
B．该反应的平衡常数
C．其它条件一定，反应物浓度越大，正反应速率越大
D．其它条件一定，升高温度对速率常数的影响：
【答案】A
【详解】A．速率常数的大小与温度、活化能有关，故A错误；
B．反应达到平衡时=， ，故B正确；
C．根据可知， 其它条件一定，反应物浓度越大，正反应速率越大，故C正确；
D．反应 ， 则其它条件一定，升高温度时正反应速率增加得更快，即，则升温对速率常数的影响：，故D正确；
答案选A。
13．（2022·河南驻马店·高二期末）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2mlX和压强甲1mlY发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．B．气体的总物质的量：
C．b点平衡常数：K>12D．反应速率：
【答案】D
【详解】A．由图象可知，反应时间相同，绝热下压强大于恒温，说明反应温度升高，故反应为放热反应，所以ΔH＜0，故A正确；
B．根据克拉伯龙方程pV=nRT，其他条件相同时，温度越高则n越小，甲为绝热过程，乙为恒温过程，a点温度大于c点温度，故气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；
C．设c点时Z的物质的量为n，根据三段式可知：
因为c点的压强是初始一半，故×(2ml+1ml)=3-2n，解得n=0.75ml，根据Q==12，由于c点反应仍然正向进行，故b点平衡常数：K＞12，故C正确；
D．温度越高，反应速率越大，因为甲是在绝热条件下，故a的温度大于b的温度，故反应速率：va正＞vb正，故D错误；
故选D。
14．（2022·山东日照·高二期末）749K向2 L恒容真空密闭容器中充入CO和H2O各1 ml，发生反应 。已知：，，、为速率常数。测得CO的体积分数随时间(t)变化的关系如下表所示：
下列说法正确的是A．0～60 min内
B．749 K时，
C．改变温度至T1时，，则
D．若保持绝热，60 min时，％
【答案】B
【详解】A．在反应开始时n(CO)=n(H2O)=1 ml，假设60 min时反应消耗CO的物质的量为x，此时CO的物质的量是(1-x) ml，该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，则，解得x=0.6 ml，所以0～60 min内v(CO)=ml/(L·min)，A错误；
B．根据表格数据可知在温度为749 K，反应达到平衡时CO的含量是20%，此时CO反应消耗0.6 ml，根据物质反应转化关系平衡时n(CO)=n(H2O)=1 ml-0.6 ml=0.4 ml，n(CO2)=n(H2)=0.6 ml，由于容器的容积是2 L，所以c(CO)=c(H2O)=0.2 ml/L，c(CO2)=c(H2)=0.3 ml/L。，，，B正确；
C．根据选项B分析可知：在749 K时，化学平衡常数K=，k正=2.25k逆，若通过改变温度使k正=k逆，即使化学平衡常数K减小，化学平衡应逆向移动。由于该反应的正反应是放热反应，应该是升高温度，才可以使化学平衡逆向移动，而不是降低温度，故温度T1>749 K，C错误；
D．该反应的正反应是放热反应，所以若保持绝热进行到60 min，随着反应的进行，反应体系温度升高，升高温度，化学平衡逆向移动，最终达到平衡时CO的含量大于20%，D错误；
故合理选项是B。
15．（2022·湖南邵阳·高二期末）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。
(2)该反应为___________反应(填“吸热”、“放热”)。
(3)能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是___________。
a．容器中压强不变 b．混合气体中c(CO)不变
c．v正(H2 )=v逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下，平衡浓度符合下式：[CO2][H2]=[CO][H2O]，试判断此时的温度为___________℃。
该温度时，可逆反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，在该容器内各物质的浓度变化如下：
计算：3～4min时CO的浓度c3___________，CO2(g)的转化率___________，(c3精确到小数点后面三位数)。
【答案】 K= 吸热 bc 850 0.120 60.0%
【分析】由图中数据可知，随着温度的升高，K值变大，化学平衡常数的大小只与温度有关，化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值，进行分析和计算。
【详解】(1)化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值，CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，该反应的化学平衡常数表达式为K=；
(2)化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动；由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡向正反应方向移动，因此正反应方向为吸热反应；
(3)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)，反应是前后体积不变的反应，且反应为吸热反应；
a．反应是前后气体体积不变的反应，反应过程中压强不变，容器中压强不变不能判断该反应是否平衡，故a不符合题意；
b．当反应中各物质的浓度不变时，达到平衡状态，故混合气体中c(CO)不变，可以判断该反应是否平衡，故b符合题意；
c．v正(H2)=v逆(H2O)，说明反应的正逆反应速率相同，故能该反应是否平衡，故c符合题意；
d．c(CO2)=c(CO)，不是浓度不变，不能判断该反应是否平衡，故d不符合题意；
答案选bc；
(4)某温度下，平衡浓度符合下式：[CO2][H2]=[CO][H2O]，则K==1，当平衡常数为1时，温度为850℃；
设3~4min达到平衡时CO、H2O的浓度为c3，则CO2和H2的平衡浓度为(0.200-c3)ml/L和(0.300-c3)ml/L，列出三段式；

代入平衡常数表达式则有：，解得c3=0.120ml/L，CO2的转化率：。
16．（2022·河南焦作·高二期末）是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫()与原料制备，受热分解生成为气态， △H发生反应。回答下列问题：
(1)上述反应中以物质的量分数表示的平衡常数与温度T的变化关系如图所示，则△H_______0(填“>”、“=”或“＜”)，提高平衡体系中的体积分数的措施为_______(填一条)。
(2)某兴趣小组对上述反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.2ml 和0.1ml 通入2L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为300kPa)，其中三种气体的分压随时间的变化曲线如图所示。
①表示分压变化的曲线是_______(填序号)；若保持容器体积不变，时反应达到平衡，则0～内的反应速率_______(用含的代数式表示)。
②时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)，理由是_______。
③在该温度下，该反应的标准平衡常数_______(保留两位小数，已知：
分压=总压×物质的量分数；对于反应，，其中，、、、为各组分的平衡分压)。
【答案】(1) ＜
适当降低温度（或增加甲烷的量或移走硫化氢）
(2) III a 该反应属于等体积反应，所以减小体积（增大压强）平衡不会发生移动
【解析】(1)
平衡常数随温度的倒数的增大而增大，则随温度T的减小而增大，则正反应为放热反应，所以△H＜0；提高平衡体系中的体积分数，则应使平衡正向移动，由于该反应为放热反应，所以可适当降低温度，使平衡正向移动；增大反应物甲烷的浓度或则及时移走硫化氢均能使平衡正向移动，故答案为：＜；适当降低温度（或增加甲烷的量或移走硫化氢）
(2)
①由于为生成物，所以表示分压的曲线应随着反应的进行而逐渐上升，当反应达到平衡后，则平行于时间轴，，平衡时的分压，则曲线III可表示分压；2L的密闭容器中0.2ml 和0.1ml 的总压为300kPa，则0.2ml 和0.1ml 的分别为200kPa和100kPa；，解得，所以，则0～内的反应速率，由于，所以，故答案为：III；；
②时将容器体积迅速缩小至原来的一半的瞬间分压增大至原来的2倍，由于该反应属于等体积反应，所以减小体积（增大压强）平衡不会发生移动，则时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是a，故答案为：a；该反应属于等体积反应，所以减小体积（增大压强）平衡不会发生移动；
③平衡时的分压分别为120kPa、40 kPa、80 kPa，，则在该温度下，该反应的标准平衡常数==，故答案为：。
17．（2022·陕西·铜川市第一中学高二期末）一定条件下，CO与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为。回答下列问题：
(1)已知1 ml C完全转化成水煤气(CO、H2混合物)时吸收热量131.5 kJ，则1ml C与CO2反应生成CO的焓变是_______
(2)上述反应达到平衡的标志是_______(填字母)。
A．容器内压强不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内CO、H2O的浓度之比为1∶1
D．单位时间消耗0.1 mlCO同时生成0.1 ml H2O
(3)研究表明：上述反应平衡常数随温度的变化如下表所示：
若反应为500℃，起始时CO和H2O的浓度均为0.02 ml/L，则达到平衡时，CO的平衡转化率为_______
(4)在条件下，将0.1 mlCO与0.12 ml H2O(g)混合气体充入1 L密闭容器发生反应，反应过程中CO2的物质的量浓度随时间的变化如图所示：
①在内，以CO表示的平均反应速率为_______。
②T℃时该反应的平衡常数Kp=_______(压强代替浓度，分压=总压×物质的分数)。
③平衡后，若向容器中再充入0.2 mlCO和0.02 ml H2O(g)，则再次平衡后容器内的压强与充入CO和H2O(g)前的压强比为_______
【答案】(1)+172.8 kJ/ml
(2)BD
(3)
(4) 0.01 0.05 2∶1
【解析】（1）
已知：①，
1 ml C完全转化成水煤气(CO、H2混合物)时吸收热量131.5 kJ，可得②C(s)+ H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ/ml，
根据盖斯定律，将②-①，整理可得C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.8 kJ/ml；
（2）
A．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变。该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，则容器内气体的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，A不符合题意；
B．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，若容器内各物质的浓度不随时间变化，则反应达到平衡状态，B符合题意；
C．容器内CO、H2O的浓度之比为1∶1时反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡状态，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；
D．单位时间消耗0.1 mlCO同时就会同时消耗0.1 ml的H2O，还同时生成0.1 ml H2O，则H2O蒸气的物质的量不变，反应达到平衡状态，D符合题意；
故合理选项是BD；
（3）
在500℃时反应的平衡常数K=9，假设反应过程中CO的改变浓度为a ml/L，则平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.02-x)ml/L，c(CO2)=c(H2)=x ml/L，则，解得a=0.015 ml/L，故达到平衡时，CO的平衡转化率为；
（4）
①在0~2 min内用CO2的浓度变化表示反应速率v(CO2)=，由于用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，则v(CO)=v(CO2)=0.01 ml/(L∙min)；
②在反应开始时n(CO)=0.1 ml；n(H2O)=0.12 ml，反应达到平衡时n(CO2)=0.02 ml/L×1 L=0.02 ml，根据物质反应转化关系可知平衡时n(H2)=0.02 ml，n(CO)=(0.1-0.02) ml =0.08 ml，n(H2O)=(0.12-0.02)ml =0.10 ml，该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，则平衡时气体总物质的量是0.1 ml+0.12 ml=0.22 ml，故T℃时该反应的平衡常数Kp=；
③反应在恒温、恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，该反应是反应前后气体体积不变的反应，故无论反应是否达到平衡，气体的压强之比等于气体的物质的量的比。在平衡时气体的总物质的量是0.22 ml，后又充入0.2 ml CO和0.02 ml H2O(g)，此时气体的总物质的量为0.22 ml+0.2 ml+0.02 ml=0.44 ml，因此后来气体与原来气体的物质的量的比是2：1，则再次平衡后容器内的压强与充入CO和H2O(g)前的压强比为2：1。
18．（2022·天津南开·高二期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一： 。回答下列问题：
(1)欲提高CO的平衡转化率，理论上可以采取的措施为_______。
a.通入过量CO b.升高温度 c.加入催化剂 d.通入过量水蒸气
(2)800℃时，该反应的平衡常数，在容积为1L的密闭容器中进行反应，测得某一时刻混合物中CO、、、的物质的量分别为1ml、3ml、1ml、1ml。
①写出该反应的平衡常数表达式_______。
②该时刻反应的进行方向为_______(填“正向进行”、“逆向进行”或“已达平衡”)。
(3)830℃时，该反应的平衡常数，在容积为1L的密闭容器中，将2mlCO与混合加热到830℃。反应达平衡时CO的转化率为_______。
(4)下图表示不同温度条件下，CO平衡转化率随着的变化趋势。判断、的大小关系：_______，判断理由为_______。
(5)以氢气为燃料的氢氧燃料电池，碱性电解质溶液时，负极反应式为_______。
【答案】(1)d
(2) 正向进行
(3)50%
(4) T1
【解析】(1)
①将已知反应依次编号为①②，由盖斯定律可知，可得反应，则△H==—41.8kJ/ml，故答案为：—41.8；
②a．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积不变的反应，反应中混合气体平均摩尔质量始终不变，则混合气体平均摩尔质量保持不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意；
b．混合气体的颜色保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故不符合题意；
c．在一定条件下，起始二氧化氮和二氧化硫的体积比2：1参与反应，当二氧化氮和二氧化硫的体积比保持不变时，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故不符合题意；
d．每生成1ml三氧化硫消耗1ml二氧化氮都代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故符合题意；
故选ad；
(2)
①该反应是气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，由图可知，P1条件下一氧化碳的转化率大于P2，则压强P1大于P2；由图可知，压强一定时，升高温度，一氧化碳的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，反应热△H；Kd=Ke；
③由图可知，条件下，f点反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>。
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
t/℃
700
800
900
1000
1200
K
0.6
1.0
1.3
1.8
2.7
0
20
40
60
80
/％
50
35
28
20
20
t℃
700
800
850
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
时间/min
CO2(ml/L)
H2(ml/L)
CO(ml/L)
H2O(ml/L)
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
温度/
400
500
800
平衡常数K
15
9
5