第03讲 化学平衡常数及其相关计算 -2026年高考化学一轮复习讲练测（北京专用）

PAGE1第03讲化学平衡常数及其相关计算目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01化学平衡常数的理解题型02化学平衡常数的应用题型03化学反应速率常数题型04分压平衡常数的计算02核心突破练03真题溯源练01化学平衡常数的理解1.Deacon催化氧化法以作催化剂将HCl转化为的反应：，实现氯资源的再利用。如图为该法的一种催化机理。下列说法正确的是A．反应①在低温下可自发进行B．反应②的平衡常数C．反应③为

D．反应制得1mol，需要投入2mol【答案】C【分析】根据图中信息结合原子守恒反应①为，X为；反应②为，Y为；反应③为。【解析】A．反应①为，需在高温下可自发进行，A错误；B．反应②为，平衡常数，B错误；C．为反应④，根据盖斯定律将④-①-②得③，，C正确；D．将反应①+②可知，制得1mol，需要投入1mol，D错误；故答案为：C。2．（2025·北京延庆·一模）下列依据相关数据作出的推断中，不正确的是A．一定温度下，若可逆反应的Q小于K，可推断反应向正方向进行B．室温时，若一元弱酸大于，可推断同浓度稀溶液的大于C．依据F、Cl、Br、I电负性依次减小，可推断它们与氢原子形成氢卤键的极性依次减弱D．依据Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能依次减小，可推断它们的金属性依次增强【答案】B【解析】A．根据化学平衡常数的定义，当反应商Q小于平衡常数K时，反应会向生成物方向进行，以达到平衡，故A正确；B．酸的电离常数越大，酸性越强，其对应的盐水解程度越大、生成的浓度越大、pH值越小，因此一元弱酸大于，可推断同浓度稀溶液的小于，故B错误；C．电负性越大的元素与氢原子形成的氢键极性越强，F、Cl、Br、I的电负性依次减小，它们与氢原子形成氢键的极性依次减弱，故C正确；D．同主族元素从上到下第一电离能依次减小、金属性依次增强，则Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强，故D正确；故答案为B。3．（2025·北京昌平·二模）在KI溶液中存在下列平衡：。不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是A．反应的△H>0B．在上述平衡体系中加入苯，平衡向右移动C．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡右移，平衡常数K大于680D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，反应向生成方向进行【答案】D【解析】A．由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应方向为放热反应，即△H＜0，A错误；B．碘单质能溶于苯，加入苯，水中碘单质的浓度变小，平衡向左移动，B错误；C．加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，与物质的浓度无关，平衡常数K不变，C错误；D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，浓度商，反应向生成方向进行，D正确；故选D。4．（2025·北京朝阳·一模）将高炉煤气转化为价值更高的的方法不断发展。科研人员以为初始原料构建化学链，实现。下列说法不正确的是A．X为初始原料B．体现了氧化性和酸性氧化物的性质C．图中涉及的氧化还原反应均为吸热反应D．升高温度，的平衡常数增大【答案】C【分析】以为初始原料构建化学链的原理为：先利用将和转化为和，还原为单质Fe，生成的被CaO吸收转化为，分离后提供能量使重新分解为和CaO，CaO循环使用，在能量作用与Fe重新转化为和，循环使用，实现的分离提纯转化，据此分析解答。【解析】A．根据分析，初始原料X为，A正确；B．在整个转化过程中，既表现出氧化性，可氧化Fe生成Fe2O3，又体现了酸性氧化物的性质，可与碱性氧化物CaO反应生成盐，B正确；C．虽然的，说明此反应为吸热反应，但体系中还涉及的还原、Fe的氧化等过程，并非所有氧化还原反应均为吸热反应，C错误；D．根据反应可知，该反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，根据，得到平衡常数增大，D正确；故答案为：C。02化学平衡常数的应用5．（2025·北京海淀·三模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中，压强为0.1MPa，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数(x)随温度T的变化如下图所示。已知：①

②

③

下列说法不正确的是A．与合成反应的热化学方程式：B．图中b、d分别表示、的变化曲线C．与合成反应的D．570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点可能表示【答案】C【分析】已知：①；②；③；由盖斯定律可知，①×6-②-4×③可得，，将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中，发生反应，升高温度，平衡逆向移动，和的物质的量增大，由系数关系可知，曲线a表示的物质的量分数随温度变化，曲线b表示的物质的量分数随温度变化，曲线c表示的物质的量分数随温度变化，曲线d表示的物质的量分数随温度变化。【解析】A．已知：①；②；③；由盖斯定律可知，①×6-②-4×③可得，，A正确；B．由分析可知，图中b、d分别表示、的变化曲线，B正确；C．由A可知，反应是放热反应，升高温度K值减小，则，C错误；D．曲线d表示的物质的量分数随温度变化，是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的物质的量分数增大，则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点显示的可能是的物质的量分数，D正确；故选C。6．（24-25高三上·北京·阶段练习）研究催化剂对反应速率的影响。恒温、恒容时，容器体积为2L，随时间的变化如下。下列说法正确的是时间/min催化剂020406080催化剂Ⅰ2.402.001.601.200.80催化剂Ⅱ2.401.600.800.400.40A．使用催化剂Ⅰ，0~20min的平均反应速率B．使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的倍C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更高D．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大【答案】B【解析】A．根据题目图表分析，氨气的平均反应速率，而，故氮气再0~20min的平均反应速率为，A错误；B．根据反应方程式列出三段式，则平衡后容器内的压强与初始压强之比为，则达平衡后容器内的压强是初始时的倍，B正确；C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ反应更快，是因为其使该反应的活化能更低，C错误；D．反应的化学平衡常数只与温度有关，与催化剂无关，催化剂只会加快反应速率，D错误；故选B。7．（24-25高三上·北京·阶段练习）CO2催化加氢制甲醇，在减少CO2排放的同时实现了CO2的资源化，该反应可表示为：保持起始反应物，时x(CH3OH)随压强变化的曲线和时x(CH3OH)随温度变化的曲线，如下图。已知：x(CH3OH)表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。下列说法正确的是A．该反应B．a、b交点处化学平衡常数値相同C．当时，H2的平衡转化率约为33%D．当，时，达平衡后【答案】C【分析】该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，则曲线a表示时x(CH3OH)随压强的变化，曲线b表示时x(CH3OH)随温度的变化，由图可知，升高温度，x(CH3OH)减小，说明平衡逆向移动，该反应ΔH<0，据此解答。【解析】A．由分析可知，该反应ΔH<0，A错误；B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，由图可知，a、b交点处，b曲线对应反应温度小于250℃，则a、b交点处化学平衡常数值不相同，B错误；

C．设起始二氧化碳和氢气的物质的量为1mol和3mol，平衡时生成甲醇为amol，由题意可建立如下三段式：当时，可得：=0.1，解得a=mol，则氢气的转化率为×100%=33%，C正确；

D．由图可知，，时，达平衡后x(CH3OH)>0.05，D错误；故选C。8．（2024·北京石景山·一模）氨分解制氢是一种极具前景的便携式制氢方法，不同压强下氨的平衡转化率随温度变化如下。下列说法正确的是A．2NH33H2+N2

ΔH<0B．氢气和氮气的物质的量之比保持不变，说明氨分解反应达到平衡状态C．p1<p2<p3<p4D．500K时，p3压强下氨分解反应的平衡常数比p4压强下的大【答案】C【解析】A．温度升高，氨的平衡转化率上升，2NH33H2+N2平衡正向移动，ΔH＞0，故A错误；B．氢气和氮气的物质的量之比始终为3:1，不能说明反应到达平衡状态，故B错误；C．2NH33H2+N2为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，氨的平衡转化率下降，因此p1<p2<p3<p4，故C正确；D．平衡常数只与温度有关，500K时无论压强是多少，K为定值，故D错误；故选C。9．（24-25高三上·北京丰台·期末）和是在不同pH的溶液体系中的两种可能产物。25℃时，二者的沉淀溶解平衡曲线如图。已知：25℃时，，。下列说法正确的是A．溶液中B．M点，溶液中存在C．P点所示条件下，能生成沉淀，不能生成沉淀D．的平衡常数【答案】D【解析】A．溶液中，因此元素守恒为，故A项错误；B．M点，曲线上的点均为饱和溶液，因此，，因此，故B项错误；C．P点位于溶度积曲线之上、溶度积曲线之下，纵坐标越往上，越大，因此P点为的过饱和状态，为的不饱和溶液，故C项错误；D．的平衡常数，故D项正确综上所述，正确的是D项。10．（24-25高三上·北京顺义·期末）容积均为1L的甲，乙两个恒容密闭容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol的，发生反应：，甲中的相关量随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是A．对于甲容器，温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态B．甲达平衡时，体系温度若为，此温度下的平衡常数C．前3s，甲中增大是由于温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响D．平衡时，平衡常数：，容器中压强：【答案】D【解析】A．正反应为放热反应，且在绝热密闭容器，甲容器温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态，A正确；B．相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：H＜0，达到平衡状态时二氧化氮浓度为0.02mol/L，结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数，，平衡常数K甲==225L/mol，B正确；C．甲为绝热容器，反应为放热反应，放出的热量对反应速率影响大，0～3s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是：0-3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响，C正确；D．容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器，相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H＜0，甲容器中温度升高，平衡逆向进行，平衡常数K甲＜K乙，容器中压强：，D错误；故选D。11．（24-25高三上·北京西城·期末）在不同条件下进行化学反应

，B、D的起始浓度均为0，反应物A的浓度()随反应时间的变化如下表。序号0204060①5002.01.31.01.0②500x1.01.01.0③500y1.51.21.2④6002.00.50.40.4下列说法不正确的是A．①中D在0~20min平均反应速率为B．②中反应的化学平衡常数C．③中D．【答案】C【解析】A．A在0~20min平均反应速率为，v(D)=v(A)=，A正确；B．②的反应温度与①相同，故平衡常数也相同，由①的数据可知，40min时反应达到平衡，c(A)=1mol/L，c(B)=c(D)=0.5mol/L，K=，B正确；C．③反应温度与①相同，故③的平衡常数K=0.25，若y=2.64，则平衡时c(A)=1.2mol/L，c(B)=c(D)=1.44mol/L，K=，C错误；D．由①和④对比可知，温度升高，A的转化率增大，故反应吸热，即△H>0，D正确；故答案选C。12．（24-25高三上·北京·阶段练习）一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。进料浓度比[]分别为时，平衡转化率随温度变化的关系如图。下列说法不正确的是A．键断裂的同时有键断裂，则反应达到了平衡状态B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C．a、b、c三点中a点对应的平衡转化率最高D．若的初始浓度为，时，【答案】D【分析】恒容容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1，相当于不断加入c(HCl)，则HCl平衡转化率不断降低，则进料浓度比c(HCl)∶c(O2)为1∶1、4∶1、7∶1分别是曲线X、Y、Z，即。【解析】A．H-Cl键断裂表示正反应速率，而H-O键断裂表示逆反应速率，根据方程式可知当键断裂的同时有键断裂时即为正、逆反应速率相等，则反应达到了平衡状态，A正确；B．由题干图像可知，其他条件相同时升高温度，HCl的平衡转化率减小，即升高温度平衡逆向移动，说明正反应是一个放热反应，即该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，B正确；C．当温度相同时，增大的比值即增大HCl的浓度，则O2的平衡转化率增大，而HCl的平衡转化率却减小，由图像信息可知，a、b、c三点中a点对应的O2平衡转化率最高，C正确；D．由题干图像可知，若氯化氢的初始浓度为，时，400℃时HCl的平衡转化率为84%，由三段式分析：则K(400℃)=，D错误；故答案为：D。03化学反应速率常数13．恒温恒压密闭容器中，t=0时加入A(g)，A(g)能同时生成M(g)和N(g)，两个反应皆为可逆反应。反应体系中各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx，k为反应速率常数)。下列说法错误的是A．该温度下，反应M(g)⇌N(g)的平衡常数B．0~t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等C．该条件下，体系达到平衡后，xA,平衡>D．若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1增大、XM,平衡保持不变【答案】C【解析】A．由反应关系及v=kx，可得①的，②，②－①得到，则K=，A正确；B．由图可知，0~t1时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，生成M和N的平均反应速率相等，B正确；C．若xA,平衡=,因M、N均由A生成，则xN,平衡+xM,平衡=，结合图像xN,平衡>xM,平衡>xA,平衡，则实际xA,平衡<，C错误；D．若加入催化剂，k1增大，k2不变，更有利于生成M，则x1变大，但催化剂不影响平衡移动，xM,平衡不变，D正确；故选C。14．阿伦尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作(k为反应速率常数，为反应的活化能，R和C为大于0的常数)。甲醇生成丙烯的反应，在m，n两种催化剂作用下，关系如图所示，下列说法错误的是A．对该反应催化效率较高的是催化剂nB．根据图像可判断降低温度时该反应平衡移动的方向C．其他条件不变时，升高温度，不变，k值增大D．在催化剂m的作用下，该反应的活化能【答案】B【解析】A．对比图中直线m和n的斜率绝对值的大小可知，使用催化剂n时对应的Ea较小，则对该反应催化效能较高的催化剂是n，故A正确；B．阿仑尼乌斯公式表示反应速率常数随温度的变化关系，无法根据该图像判断降低温度时平衡移动的方向，故B错误；C．其他条件不变，温度升高，不变，由可知，其他条件不变，温度升高，k值增大，故C正确；D．将坐标和代入中得，①56.2=-7.2×10-3Ea+C、②27.4=-7.5×10-3Ea+C，联立①②解得J/mol，即在催化剂m的作用下，该反应的活化能，故D正确；故答案为：B。15．某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=kcm(A)·cn(B)，其中k是反应速率常数，受温度、催化剂的影响。其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示；c(A)/(mol·L-1)0.250.501.000.501.00c1c(B)/(mol·L-1)0.0500.0500.1000.1000.200c2v/(10-3mol·L-1·min-1)1.63.2v13.2v24.8下列说法不正确的是A．上述表格中的c1=0.75、v1=6.4B．该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1C．在过量的B存在时，反应掉75%的A所需的时间是250minD．升温、加入催化剂、缩小容积(加压)，均可使k增大导致反应的瞬时速率加快【答案】D【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=kcm(A)·cn(B)，其中k是反应速率常数，受温度、催化剂的影响，浓度变化，k不变。由第二组数据3.2×10-3=k(0.5)m×(0.050)n和第四组数据3.2×10-3=k(0.5)m×(0.100)n,可知n=0，由第一组数据1.6×10-3=k(0.25)m×(0.050)0，第二组数据3.2×10-3=k(0.5)m×(0.050)0,两式相比得到m=1；将n=0,m=1代入1.6×10-3=k(0.25)1×(0.050)0得到k=6.4×10-3min-1。速率方程式为v=6.4×10-3c(A)·c0(B)。【解析】A．由上速率方程式为v=6.4×10-3c(A)·c0(B)，代入第三组数据，v1=6.4×10-3×(1.00)×(0.100)0=6.4×10-3mol·L-1·min-1；第六组数据中v=4.8×10-3mol·L-1·min-1，根据表格数据规律，可知c1=0.75，c2=0.050，A项正确；B．根据以上分析第一、二、四组数据可以推知该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1，B项正确；C．根据题给信息，其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.8/k。若从开始到反应了50%，则需要时间0.8/k，从50%反应到25%，则需要时间0.8/k，则反应掉75%的A看成是经历两次半衰期，所需时间是min，C项正确；D．k是反应速率常数，受温度、催化剂的影响，升温、加入催化剂均可使k增大导致反应的瞬时速率加快，缩小容积(加压)，不可使k增大，D项不正确；故答案选D。16．反应速率常数(k)随温度(T)的变化关系lnk=-+C(C为常数)。已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)，经历反应1和反应2两步：反应1：2NO(g)⇌N2O2(g)ΔH1=-46.3kJ·mol−1反应2：N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)ΔH2=-65.7kJ·mol−1两步反应的活化能Ea1<Ea2.通过实验绘制出两步反应lnK、lnk随(从左到右逐渐增大)的变化曲线如图所示(K表示平衡常数)，下列说法中错误的是

A．①②表示的是lnK的曲线B．④表示反应2的lnk随的变化关系C．温度越低，NO的平衡转化率越低D．总反应速率的快慢主要由反应2决定【答案】C【分析】反应1、2均为放热反应，其他条件不变、升高温度时平衡逆向移动，平衡常数K减小，即平衡常数K或lnK随着T减小、的增大而增大，速率常数k随温度的变化关系lnk=-+C，k或lnk随着温度的升高而增大，即速率常数k或lnk随着的减小而增大，所以图中曲线①、②表示lnK随的变化曲线，曲线3、4表示lnk随着的变化曲线，并且活化能Ea1<Ea2，反应的活化能越大，反应速率越慢，速率常数k或lnk越小，则反应1是快反应，反应2是慢反应，曲线③表示的是k1随的变化关系，曲线④表示的是k2随的变化关系。【解析】A．由分析可知，①②表示的是lnK的曲线，A正确；B．由分析可知，④表示反应2的lnk随的变化关系，B正确；C．反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，NO的转化率即温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低，C错误；D．总反应速率的快慢主要由慢反应决定，由分析可知反应2为慢反应，D正确；故选C。04分压平衡常数的计算17．利用丙烷(C3H8)在无氧条件下制备丙烯(C3H6)的反应方程式为：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ·mol-1。在一体积可变的容器中，不同起始压强下(0.1MPa、0.01MPa)进行上述反应，达到化学平衡时，测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示，则下列说法中正确的是A．c曲线表示的是0.01MPa压强下丙烯随温度变化的物质的量分数B．A点对应的该反应平衡常数Kp=1.25MPa(Kp为以分压表示的平衡常数)C．B点丙烷的平衡转化率为33.3%D．实际生产过程中需通入一定量水蒸气，其目的是稀释原料气，增大丙烯的平衡产率【答案】D【分析】反应为气体分子数增大的反应，相同条件下，增大压强，平衡逆向移动，丙烷分数增加，丙烯分数降低；结合图可知，a、c为0.1Mpa下曲线，bd为0.01Mpa下曲线。反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，丙烯含量增加、丙烷含量减少，故a、c曲线分别表示的是0.1MPa压强下丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线，b、d曲线分别表示的是0.01MPa压强下丙烯、丙烷随温度变化的物质的量分数曲线；【解析】A．由分析可知，c曲线表示的是0.1MPa压强下丙烯随温度变化的物质的量分数，A错误；B．假设丙烷初始量为1molA点丙烷含量为50%，则，x=，反应后总的物质的量为，则A点对应的该反应平衡常数Kp=，B错误；C．假设丙烷初始量为1molB点丙烯含量为40%，则，x=，B点丙烷的平衡转化率为66.7%，C错误；D．实际生产过程中需通入一定量水蒸气，其目的是稀释原料气，可以促进平衡正向移动，增大丙烯的平衡产率，D正确；故选D。18．二甲醚()作为一种重要的化工原料和环保产品，在化工和医药行业中被广泛用作甲基化剂、气雾剂、制冷剂和各种有机合成原料。回答下列问题：(1)合成气(CO、)一步合成二甲醚的反应为：

已知：化学键H—HH—OC—HC—OC=O键能()4364634133431076①根据上述数据计算。②在容器为恒温恒压时，充入2molCO和4mol，达到平衡时的转化率为50%，该反应的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。(2)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和)、压强为5.0MPa的条件下，由和CO直接制备二甲醚，结果如图1所示。260℃或270℃时，产率与CO转化率相差较大，合理的解释是。图中最高产率对应的温度为290℃，低于290℃时，二甲醚的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是。(3)若用二甲醚-燃料电池作为电源，利用电解法制备纳米，其装置如图2所示。装置中D电极应连接二甲醚燃料电池中通(“”或“”)的一极，该电解池中离子交换膜为离子交换膜(填“阴”或阳)。该电解池的阳极反应式为。【答案】(1)-194(2)CO转化为其它产物不是正反应为放热反应，二甲醚的平衡产率应随温度降低而增大(3)阴【解析】（1）①反应的△H=1076kJ/mol×2+436kJ/mol×4-(463kJ/mol×2+413kJ/mol×6+343kJ/mol×2)=-194kJ/mol；②列三段式：，平衡时总物质的量为1+2+0.5+0.5=4mol，该反应的平衡常数；（2）由图可知，260℃或270℃时，CO转化率较大，但CH3OCH3产率较小，使CH3OCH3产率与CO转化率相差较大，说明CO还发生副反应，生成了其它副产物；反应是放热反应，升高温度时平衡将逆向移动，使CH3OCH3产率将会下降，图中最高产率对应的温度为290℃，而低于290℃时，二甲醚的产率没有达到最高产率，说明温度低于290℃时反应没有达到平衡状态，故答案为：CO转化为其它产物；不是；正反应为放热反应，二甲醚的平衡产率应随温度降低而增大；（3）①上述装置中D电极上Cu转化为Cu2O，则D电极为阳极，连接二甲醚燃料电池中的正极，即为通O2的一极，Cu2O为碱性氧化物，易溶于酸，可确定该电解池中离子交换膜为阴离子交换膜，故答案为：O2；阴；②该电解池的阳极，Cu转化为Cu2O，电极反应式为2Cu-2e-+2OH-═Cu2O+H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-═Cu2O+H2O。19．“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、S02等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。(1)已知：①NO2+COCO2+NO该反应的平衡常数为K1(下同)，每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为NO2COCO2NO812kJ1076kJ1490kJ632kJ②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+179.5kJ/molK2③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112.3kJ/molK3写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式，该热化学方程式的平衡常数K=(用K1、K2、K3表示)。(2)在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1molCO2与足量的碳，让其发生反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)△H>0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。①T℃时，在容器中若充入稀有气体，v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=")，平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”。下同)；若充入等体积的CO2和CO，平衡移动。②CO体积分数为40%时，CO2的转化率为。③已知：气体分压(p分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡Kp常数的表达式为；925℃时，Kp=(用含p总的代数式表示)。(3)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。可用NaOH吸收，所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。①若是0.1mol/LNaOH反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是。②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因。【答案】2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

△H=-759.8kJ/mol

>正向不

25%

23.04p总c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+)因为亚硫酸氢根离子存在电离平衡HSO3-H++SO32-，加入氯化钙后，Ca2++SO32-=CaSO3↓，使平衡正向移动，氢离子浓度增大，pH减小【解析】（1）由已知，反应①的△H=(812+1076-1490-632)kJ/mol=-234kJ/mol，根据盖斯定律，①×2+③-②得：2NO2(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，△H=[-234×2+(-112.3)-179.5]kJ/mol=-759.8kJ/mol；当总反应式相加时平衡常数相乘，相减时平衡常数相除，成倍时平衡常数为幂，所以平衡常数K=。（2）①该反应正向为气体分子数减小反应，恒温恒压时充入稀有气体，对该反应来说相当于减压，v(正)>v(逆)，平衡正向移动。②设CO2的转化率为α，由已知列三段式得：×100%=40%，解得α=25%。③用平衡浓度表示该反应化学平衡常数表达式为K=，所以若用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的表达式为Kp=；由图可得，925℃时CO体积分数为96%，分压为96%×p总，CO2体积分数为4%，分压为4%×p总，所以Kp===23.04p总。（3）①由图可得，pH=8时溶液中溶质主要为Na2SO3和NaHSO3，c(SO32-)>c(HSO3-)，溶液中的主要离子为：Na+、SO32-、HSO3-，次要离子为OH-、H+，所以各离子浓度由大到小的顺序是：c(Na+)>c(SO32-)>c(HSO3-)>c(OH-)>c(H+)。②NaHSO3溶液中HSO3-存在电离平衡HSO3-H++SO32-，加入氯化钙后，Ca2++SO32-=CaSO3↓，使电离平衡正向移动，氢离子浓度增大，所以pH降低。20．CO2的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善，回答下列问题：Ⅰ．CO2和CH4都是主要的温室气体。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质H2(g)CO(g)CH4(g)燃烧热△H(kJ/mol)-285.8-283.0-890.3(1)25℃时，CO2(g)和CH4(g)生成水煤气的热化学方程式为。(2)在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生上述反应，起始压强为p，CO2的平衡转化率为α。达平衡时，容器内总压为。该反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。Ⅱ．CO2制甲醇反应为：。起始投料为不变，研究不同温度、压强下，平衡时甲醇的物质的量分数[x(CH3OH)]的变化规律，如图所示。其中，图在t=250℃下测得，图在下测得。(3)图中等压过程的曲线是(填“a”或“b”)，判断的依据是：；(4)当时，反应条件可能为或。Ⅲ．运用电化学原理可以很好利用CO2资源。(5)火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li-CO2电池供电，其反应机理如下图：电池中的“交换膜”应为交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出CO2电极反应式：。【答案】(1)CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)△H=+247.3kJ/mol(2)(3)b反应△H＜0，正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小(4)，210℃，250℃(5)阳离子4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C【解析】（1）根据已知物质的燃烧热可得热化学方程式：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-(285.8×2)kJ/mol；②2CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-(283.0×2)kJ/mol；③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol，根据盖斯定律，将③-①-②，整理可得CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)△H=+247.3kJ/mol；（2）在恒温恒容装置中通入等体积CO2和CH4，发生反应：CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)△H=+247.3kJ/mol，起始压强为p，假设反应开始时CO2和CH4的物质的量分别是1mol，CO2的平衡转化率为α，则根据物质反应转化关系可知反应产生达平衡时，H2、CO的物质的量分别是2αmol，CO2和CH4的物质的量分别是(1-α)mol，此时容器中气体的总物质的量为n(总)平衡=(1-α)mol+(1-α)mol+2αmol+2αmol=(2+2α)mol，在恒温恒容条件下气体的物质的量与压强呈正比，则，解得p(平)=(1+α)p，即平衡时容器内总压为(1+α)p；平衡时各种气体所占的平衡分压分别是：p(CH4)=p(CO2)==；p(H2)=p(CO)==αp，则该反应的平衡常数Kp=；（3）反应的正反应是放热反应，在压强不变时，升高温度，化学平衡逆向移动，导致x(CH3OH)减小，因此曲线b表示等压过程中x(CH3OH)与温度的关系；（4）根据上述分析可知：曲线b表示等压过程中x(CH3OH)与温度的关系，曲线a表示温度为250℃，x(CH3OH)与压强的关系。由图示可知：当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能是温度为210℃，压强为条件；或温度为250℃，压强为条件；（5）根据图示可知：左侧Li电极为负极，Li失去电子变为Li+进入电解质中，则负极Li电极的电极反应式为：Li-e-=Li+；在CO2电极上，CO2得到电子变为C单质同时产生，与电解质中的Li+结合形成Li2CO3，则正极的电极反应式为：4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+C；Li+要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。1．（2025·北京昌平·二模）在KI溶液中存在下列平衡：。不同温度下该反应的平衡常数如下图所示，下列说法正确的是A．反应的△H>0B．在上述平衡体系中加入苯，平衡向右移动C．25℃时，在上述平衡体系中加入少量KI固体，平衡右移，平衡常数K大于680D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，反应向生成方向进行【答案】D【解析】A．由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应方向为放热反应，即△H＜0，A错误；B．碘单质能溶于苯，加入苯，水中碘单质的浓度变小，平衡向左移动，B错误；C．加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，与物质的浓度无关，平衡常数K不变，C错误；D．25℃，3种微粒浓度均为0.01mol/L时，浓度商，反应向生成方向进行，D正确；故选D。2．（24-25高三上·北京丰台·期末）和是在不同pH的溶液体系中的两种可能产物。25℃时，二者的沉淀溶解平衡曲线如图。已知：25℃时，，。下列说法正确的是A．溶液中B．M点，溶液中存在C．P点所示条件下，能生成沉淀，不能生成沉淀D．的平衡常数【答案】D【解析】A．溶液中，因此元素守恒为，故A项错误；B．M点，曲线上的点均为饱和溶液，因此，，因此，故B项错误；C．P点位于溶度积曲线之上、溶度积曲线之下，纵坐标越往上，越大，因此P点为的过饱和状态，为的不饱和溶液，故C项错误；D．的平衡常数，故D项正确综上所述，正确的是D项。3．（24-25高三上·北京顺义·期末）容积均为1L的甲，乙两个恒容密闭容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol的，发生反应：，甲中的相关量随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是A．对于甲容器，温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态B．甲达平衡时，体系温度若为，此温度下的平衡常数C．前3s，甲中增大是由于温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响D．平衡时，平衡常数：，容器中压强：【答案】D【解析】A．正反应为放热反应，且在绝热密闭容器，甲容器温度不再变化时体系就达到了化学平衡状态，A正确；B．相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：H＜0，达到平衡状态时二氧化氮浓度为0.02mol/L，结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数，，平衡常数K甲==225L/mol，B正确；C．甲为绝热容器，反应为放热反应，放出的热量对反应速率影响大，0～3s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是：0-3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响，C正确；D．容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器，相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)H＜0，甲容器中温度升高，平衡逆向进行，平衡常数K甲＜K乙，容器中压强：，D错误；故选D。4．（2025·北京东城·二模）在恒压密闭容器中投入8mol(g)、11.7mol(g)和18.8mol(g)、发生反应。测得压强在0.1MPa和0.5MPa下，平衡转化率随温度的变化如图所示。下列分析不正确的是A．为0.5MPa，为0.1MPaB．M对应的容器体积为VL，则525℃时K=0.1VC．体系的状态由N转为M时，吸收19.6kJ热量D．转化率M小于N的原因是，压强对体系的影响大于温度的影响【答案】B【分析】在恒压密闭容器中投入8mol(g)、11.7mol(g)和18.8mol(g)，不参与反应，则只发生反应，由图曲线变化趋势可知，随温度升高，平衡转化率逐渐降低，说明平衡向左移动，则正反应为放热反应，；同时该反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向右移动，平衡转化率逐渐增大，则压强，据此分析解答。【解析】A．根据分析，压强，则为0.5MPa，为0.1MPa，A正确；B．如M对应的容器体积为VL，此时平衡转化率为90%，列三段式：则反应的平衡常数为：，B错误；C．该反应，为放热反应，体系的状态由N转为M时平衡转化率降低，平衡向左移动，反应吸热，所以可能吸收19.6kJ热量，C正确；D．根据图中曲线，比较M点(低压平衡左移、较低温平衡右移)和N点(高压平衡右移、高温平衡左移)的温度和压强对转化率的影响，可以得到压强的推动作用大于了温度的不利影响，D正确；故答案为：B。5．（24-25高三上·北京顺义·期中）一定温度下，在的恒容密闭容器中，“甲烷重整”反应()的原理流程如下：已知：时，“甲烷重整”反应的化学平衡常数为2。下列说法不正确的是A．反应原理流程中，物质可能是，的模型为四面体形B．若增大的值，则的平衡转化率降低C．，向容器中投入和各，达平衡时的转化率为，则该温度下“甲烷重整”反应的平衡常数约为D．，若容器中、，则反应处于平衡状态【答案】D【解析】A．过程①Fe与反应生成和a，氢元素被还原，则铁元素被氧化，根据元素守恒可知a为铁的氧化物，可能是；中心O原子的价层电子对数为，模型为四面体形，故A正确；B．若增大的值，即相当于增加CH4的浓度，则CH4的平衡转化率降低，故B正确；C．结合已知列三段式：，故C正确；D．1000℃，若容器中、，则，则此时反应未处于平衡状态，故D错误；故选：D。6．在一固定容积的密闭容器中，充入1molCO2和1molH2发生如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数(K)与温度(T)的关系如表：关于该反应的说法不正确的是T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6A．ΔH>0B．830℃时反应达到平衡，CO2气体的转化率为50%C．1000℃，当c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，该反应向正反应方向进行D．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前：v逆<v正【答案】D【分析】A．由表中数据可知，升高温度，平衡正向移动，K增大；B．830℃时K=1.0，反应达到平衡，设CO2的转化量为xmol，则结合及平衡浓度计算；C．1000℃，当c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，，即Qc<1.7；D．正反应为吸热反应，降低温度使平衡逆向移动；【解析】A．由表格数据可知，温度升高，平衡常数增大，则平衡正向移动，正反应为吸热反应，故ΔH>0，故A正确；B．830℃时反应达到平衡，平衡常数为1，设CO2的转化量为xmol，则由可知，与体积无关，则，解得x=0.5mol，则CO2气体的转化率为，故B正确；C．1000℃的K=1.7，当c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时，，即Qc<1.7，则该反应向正反应方向进行，故C正确；D．该反应的正反应为吸热反应，则其他条件不变，降低温度，平衡逆向移动，则反应达到新平衡前：v逆>v正，故D错误；答案选D。7．反应M(g)+N(g)P(g)+Q(g)在不同温度(T)时的平衡常数(K)如下：T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6密闭容器中，某温度(T)、某时刻(t)时，反应混合物中M、N、P、Q的浓度分别为1mol/L、1mol/L、1.5mol/L、1.5mol/L，下列说法正确的是A．该反应ΔH<0B．若T=700℃，则t时刻反应向正反应方向进行C．若t时刻反应达到化学平衡，则1000℃<T<1200℃D．当T=830℃达到化学平衡时，c(M)=0.75mol/L【答案】C【分析】由表格数据可知，升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应。【解析】A．由分析可知，该反应为吸热反应，反应的焓变大于0，故A错误；B．若温度为700℃，由题给数据可知，反应的浓度熵Qc==2.25>K=0.6，则反应向逆反应方向进行，故B错误；C．由题给数据可知，t时刻反应达到化学平衡，则反应的平衡常数K==2.25，平衡常数2.25介于1.7和2.6之间，则反应温度介于1000℃和1200℃之间，故C正确；D．若温度为830℃时，由题给数据可知，反应的浓度熵Qc==2.25<2.6，反应向逆反应方向移动，设反应生成M的物质的量浓度为amol/L，则由题意可建立如下三段式：由平衡常数可得：=1，解得a=0.25mol/L，则平衡时M的浓度为(1+0.25)mol/L=1.25mol/L，故D错误；故选C。8．（23-24高三上·北京东城·期中）某温度时，两个恒容密闭容器中仅发生反应，。实验测得：，，、为化学反应速率常数，只受温度影响。容器编号起始浓度()平衡浓度()I0.6000.2Ⅱ0.60.10下列说法不正确的是A．I中的平衡转化率约为66.7%B．升高温度，该反应的化学平衡常数增大C．Ⅱ中达到平衡状态时，D．该反应的化学平衡常数可表示为【答案】C【解析】A．平衡时c(O2)=0.2mol/L，根据方程式，c(NO2)=2△c(O2)=0.4mol/L，所以Ⅰ中NO2的平衡转化率约为×100%=66.7%，A正确；B．反应为吸热反应，升高温度有利于反应正向进行，所以升高温度，该反应的化学平衡常数增大，B正确；C．温度不变，平衡常数不变，所以KⅡ=KⅠ，Ⅱ中起始时比Ⅰ中多加了一部分NO，因此反应一旦进行，c(NO)＞2c(O2)，若Ⅱ中平衡时c(O2)为0.2mol/L，则c(NO)必然大于Ⅰ中的平衡时的c(NO)，二者平衡常数不一致，所以反应Ⅱ的正向反应程度稍小一些，所以Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＜0.2mol/L，C错误；D．反应达到平