专题六微专题2全面突破化学反应速率、化学平衡常数及转化率的判断与计算.docx

微专题2　全面突破化学反应速率、化学平衡常数及转化率的判断与计算

1.化学平衡常数
(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。
(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K＝。另可用压强平衡常数表示：
Kp＝[p(C)为平衡时气体C的分压]。
(3)依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。
2.转化率、产率及分压的计算
反应物转化率＝×100%
产物的产率＝×100%
分压＝总压×物质的量分数
3.常用的气体定律
同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)
同温同压强：＝＝＝

1.(2018·全国卷Ⅰ，28)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)

2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1

①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) 　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
③若提高反应温度至35 ℃，则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大小”“等于”或“小于”)，原因是________________________。
④25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：
第一步　N2O5NO2＋NO3　快速平衡
第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应
第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
答案　(1)O2　(2)①＋53.1　②30.0　6.0×10－2
③大于　温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高　④13.4　(3)AC
解析　(1)Cl2与AgNO3反应生成N2O5，还应该有AgCl，氧化产物是一种气体，则该气体为O2。
(2)①令2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)　ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1　a
2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1　b
根据盖斯定律，a式×－b式可得：
N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋53.1 kJ·mol－1。
②由方程式2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min时，＝2.9 kPa，则减小的N2O5为5.8 kPa，此时＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。
④时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的＝2＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设N2O4的压强为x kPa，则
　　　　　 N2O4(g)2NO2(g)
初始压强/kPa　　0　　　　71.6
转化压强/kPa　　x　　　　2x
平衡压强/kPa　　x　　　　71.6－2x
则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，Kp＝＝≈13.4 kPa。
(3)第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。
2.[2018·全国卷Ⅲ，28(3)]三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343K＝________(保留2位小数)。
②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。
③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2－k逆xx，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保留1位小数)。
答案　①22　0.02　②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物浓度　③大于　1.3
解析　温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，左边曲线达到平衡的时间短，则此曲线代表343 K时SiHCl3的转化率变化，右边曲线代表323 K时SiHCl3的转化率变化。
①由题图可知，343 K时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L－1，则有
　　　　　 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
起始浓度/mol·L－1　1　　　　　　0　　　　　0
转化浓度/mol·L－1　0.22　　　　0.11　　　 0.11
平衡浓度/mol·L－1　0.78　　　　0.11　　　 0.11
则343 K时该反应的平衡常数K343 K＝[c(SiH2Cl2)·c(SiCl4)]/c2(SiHCl3)＝0.112/0.782≈0.02。
②在343 K时，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。
③温度越高，反应速率越快，a点温度为343 K，b点温度为323 K，故反应速率：va>vb。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2－k逆xx，则有v正＝k正x2，v逆＝k逆xx，343 K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即k正x2＝k逆xx，此时SiHCl3的平衡转化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0.782＝k逆×0.112，k正/k逆＝0.112/0.782≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有v正/v逆＝(k正x2)/(k逆xx)＝k正/k逆·x2/(xx)＝0.02×0.82/0.12≈1.3。
3.[2017·全国卷Ⅰ，28(3)]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。
①H2S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
答案　①2.5　2.8×10－3　②>　>　③B
解析　①设平衡时H2S转化的物质的量为x mol。
　　　 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，
H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%
K＝＝＝≈2.8×10－3。
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。
③A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。
4.[2016·全国卷Ⅰ，27(2)②]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。

由图可知，溶液酸性增大，CrO的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。
答案　增大　1.0×1014
解析　由图中A点数据，可知：c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，则进一步可知平衡时c(CrO)＝1.0 mol·L－1－2×0.25 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014。
5.[2017·全国卷Ⅲ，28(4)④]298 K时，将20 mL 3x mol·L－1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。

若平衡时溶液的pH＝14，则该反应的平衡常数K为________。
答案　
解析　反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)＝3x mol·L－1×＝x mol·L－1，同理，c(I2)＝x mol·L－1，反应情况如下：
　　　　　 AsO(aq)～I2(aq)～AsO(aq)～2I－(aq)
起始浓度/mol·L－1 x x 0 0
平衡浓度/mol·L－1 x－y x－y y 2y
K＝＝。
6.[2014·新课标全国卷Ⅰ，28(3)改编]乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。热化学方程式为：
C2H4(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g) 　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中∶＝1∶1)。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝_______________________
(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为___________________________________________，
理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　①＝＝≈0.07(MPa)－1
②p4>p3>p2>p1　反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高
解析　②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。

题组一　分类突破化学平衡常数的计算
1.加热N2O5依次发生的分解反应为：①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　)
A.10.7 B.8.5
C.9.6 D.10.2
答案　B
解析　设N2O5的转化浓度为x，N2O3的转化浓度为y。
　　　　　　　N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
开始(mol·L－1) 4 0 0
转化(mol·L－1) x x x
平衡(mol·L－1) 4－x x x
　　　　　　　N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
开始(mol·L－1) x 0 0
转化(mol·L－1) y y y
平衡(mol·L－1) x－y y y
根据题意得
所以x＝3.1 mol·L－1
y＝1.4 mol·L－1
所以反应①的平衡常数为：
K＝＝＝8.5。
2.CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：

该催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________(只列算式不计算)。
答案　反应Ⅰ　
解析　温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。
　　　　　 CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
转化(mol·L－1) 0.2 0.8 0.2 0.4
　　　　　 2CO2＋6H2C2H4(g)＋4H2O(g)
0.4 1.2 0.2 0.8
c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝1.4 mol·L－1
c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2 mol·L－1
c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·L－1＝1.2 mol·L－1
所以K＝。
题组二　分压平衡常数的计算
3.(1)(2017·潍坊市高三下学期第一次模拟)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s)N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”“B”或“C”)点。
②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp＝__________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(2)(2017·日照市高三下学期第一次模拟)以CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应体系起始总压强为0.1a MPa，不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于800 ℃时主要反应的化学方程式为______________________________________________________________；
1 150 ℃下，反应CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2达到平衡时，c平衡(SO2)＝8.0×10－5 mol·L－1，CO的转化率为80%，则c初始(CO)＝________mol·L－1，该反应的压强平衡常数Kp＝________(用含a的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；忽略副反应)。

答案　(1)①A　②4　(2)CaSO4＋4COCaS＋4CO2　1.0×10－4　0.32a
解析　(1)①增大压强，平衡左移，NO2的转化率减小，所以A点NO2的转化率最高。
②设C点时NO2的浓度为c mol·L－1，则CO2的浓度也为c mol·L－1
2NO2(g)＋2C(s)N2(g)　　　　＋2CO2(g)
c mol·L－1 c mol·L－1 c mol·L－1
p(NO2)＝20 MPa×＝8 MPa
p(N2)＝20 MPa×＝4 MPa
p(CO2)＝20 MPa×＝8 MPa
Kp＝＝＝4。
(2)在低于800 ℃时，固体产物为CaS，所以此时反应方程式为CaSO4＋4COCaS＋4CO2
c初始(CO)＝＝1.0×10－4 mol·L－1
　　　　 CaSO4＋COCaO＋CO2　＋　 SO2
平衡(mol·L－1) 2.0×10－5 8.0×10－5 8.0×10－5
平衡时总压强：0.1a MPa×＝0.18a MPa
p(CO2)＝p(SO2)＝0.18a MPa×
＝0.08a MPa
p(CO)＝0.18a MPa×＝0.02a MPa
Kp＝＝＝0.32a。
题组三　新题预测
4.氨气是工业制硝酸的主要原料之一，催化氧化步骤中发生的主要反应如下：
Ⅰ.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－906 kJ·mol－1
Ⅱ.4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－126 kJ·mol－1
将固定比例NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器，反应产率与温度的关系如图1所示。

(1)催化氧化步骤中，最适宜的温度为________(填“T1”或“T2”)。
(2)低于T1℃时，NO的产率较低的原因为______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)高于T2℃时，NO的产率降低的可能原因为________(填字母)。
A.催化剂活性降低 B.平衡常数减小
C.反应活化能增大 D.氨气溶于水
(4)T2℃(T1>T2)时，向20 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和2.75 mol O2，发生反应Ⅰ。反应过程中各物质的物质的量随时间(t)变化的关系如图2所示。T2℃时，该反应的平衡常数K＝________；5 min时，改变了某一外界条件，所改变的条件可能为________________。
答案　(1)T2　(2)温度较低时，反应速率慢，同时部分反应物生成N2　(3)AB　(4)0.075　升高温度或缩小容器容积
解析　(1)制硝酸用NH3和氧气反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸。T2时NO的产率最高，因此最适宜的温度是T2。
(2)低于T1℃时，反应速率慢，同时部分反应物转化为N2造成NO的产率较低。
(3)A项，催化剂活性受温度影响，在一定温度时催化剂催化效率最高，超过此温度催化剂的活性降低，正确； B项，根据反应方程式生成NO是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，正确；C项，活化能的大小不影响平衡移动，错误； D项，这里的水为气态，所以氨气溶于水是错的。
(4)根据图2,4 min时达到平衡，c(NH3)＝c(NO)＝1/20 mol·L－1，c(O2)＝c(H2O)＝1.5/20 mol·L－1，根据化学平衡表达式K＝代入数据，计算得K＝0.075。
由图知氨气和氧气的物质的量增大，NO和H2O(g)的物质的量减小，说明改变这一条件平衡向逆反应方向移动，即升高温度或缩小容器容积。
5.现将定量的H2O 与足量碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应：
C(s)＋H2O (g)CO(g)＋H2(g)　ΔH，测得压强、温度对CO的平衡组成的影响如图所示：

(1)①下列措施能够提高H2产率的是______________________________________(填字母)。
a.加压 b.分离出CO
c.加热 d.增大碳固体的量
②a、b、c三点所对应的水的转化率最小的是________。
(2)700 ℃、p3时，将1 mol H2O 与足量碳充入初始体积为1 L的密闭容器中，恒温、恒压条件下，当反应进行到10 min时，测得容器中H2的物质的量为0.12 mol。
①10 min内CO的平均反应速率为________ mol·L－1·min－1(保留两位有效数字)。
②此温度下该反应的平衡常数K＝________。
③向容器中投料后，在下图中画出从0时刻到t1时刻达到平衡时容器中混合气体的平均摩尔质量的变化曲线。

④从t1时刻开始，保持温度不变，对容器加压，混合气体平均摩尔质量从t2时刻后变化如上图，出现该变化的原因是___________________________________________________。
答案　(1)①bc　②b
(2)①0.011　②0.8　③(起点必须＝18开始)
④压强增大，水蒸气液化
解析　(1)①由图中信息可知，升高温度，CO的体积分数增大，则正反应为吸热反应，反应C(s)＋H2O (g)CO(g)＋H2(g)为气体体积增大的吸热反应。a项，加压，平衡逆向移动，降低氢气的产率，错误；b项，分离出CO，平衡正向移动，提高氢气的产率，正确；c项，加热，平衡正向移动，提高氢气的产率，正确；d项，增大碳固体的量，反应物浓度不变，平衡不移动，错误。②温度相同，a点CO的体积分数大于b点，则水的转化率a点较大，正反应为吸热反应，c点温度高于a点，升高温度平衡正向移动水的转化率增大，故三点对应的水的转化率最小的是b。(2)700 ℃、p3时，
　　　　　　 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)
开始时的量(mol) 1 0 0
改变的量(mol) 0.12 0.12 0.12
平衡时的量(mol) 0.88 0.12 0.12
反应后容器的体积为＝1.12 L，①10 min内CO的平均反应速率为≈0.011 mol·L－1·min－1；③开始时为水的摩尔质量18 g·mol－1，随着反应的进行气体的体积增大，平均摩尔质量减小，故图如下：。④从t1时刻开始，保持温度不变，对容器加压，混合气体平均摩尔质量从t2时刻后变化如上图，出现该变化的原因是压强增大，水蒸气液化。
专题强化练
1.(2018·武威市第一中学高三上学期期末)在密闭容器中发生下列反应：aA(g)cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是(　　)
A.A的转化率变大
B.平衡向正反应方向移动
C.D的体积分数变大
D.a<c＋d
答案　D
解析　A项，平衡向逆反应方向移动，A的转化率变小，错误；B项，假定平衡不移动，将气体体积压缩到原来的一半，D的浓度为原来的2倍，实际再次达到新平衡时，D的浓度为原来的1.8倍，说明压强增大，平衡向逆反应方向移动，错误；C项，反应平衡逆向进行，总物质的量减小、D的物质的量也减小，D的体积分数变化不能确定，错误；D项，压强增大，平衡向逆反应方向移动，即a＜c＋d，正确。
2.(2018·广西省陆川中学高三期末)已知反应 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，下列说法正确的是(　　)
A.升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快，化学平衡逆向移动
B.增大压强，化学平衡正向移动
C.充入O2，可提高O2的转化率
D.当气体密度不变时，反应达平衡状态
答案　B
解析　A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡逆向移动，错误；B项，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，正确；C项，充入氧气，虽然平衡向正反应方向进行，但氧气的转化率降低，错误；D项，组分都是气体，因此气体质量始终不变，如果是恒容装置，容器的体积不变，根据密度的定义，任何时刻密度都相同，即密度不变不能说明反应达到平衡，错误。
3.(2018·大连渤海高级中学高三期末)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。当反应达到平衡时，下列措施能提高N2转化率的是(　　)
①降温　②恒压通入惰性气体　③增加N2的浓度　④加压
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
答案　A
解析　①降温，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确；②恒压通入惰性气体，体积膨胀，相当于减小压强，平衡逆向移动，氮气的转化率降低，错误；③增加N2的浓度，平衡正向移动，氮气的转化率降低，错误；④加压，平衡正向移动，氮气的转化率增大，正确。
4.(2018·厦门市高三质检)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2―→2VO2＋SO3(快)；4VO2＋O2―→2V2O5(慢)。下列说法正确的是(　　)
A.反应速率主要取决于V2O5的质量
B.VO2是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1
D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率
答案　C
解析　由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，故A、B都错误；C项，ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝－198 kJ·mol－1，所以逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1，正确；D项，使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，错误。
5.(2018·福建省永春县第一中学高三期末)汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.4 kJ·mol－1。在一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.2 mol NO和0.5 mol CO,5 min后该反应达到平衡，此时N2的物质的量为0.06 mol。下列说法正确的是(　　)
A.达到平衡后，若只升高温度，化学平衡正向移动
B.达到平衡后，再通入稀有气体，逆反应速率增大
C.0～5 min内，NO的反应速率为2.4×10－3 mol·L－1·min－1
D.使用催化剂，平衡常数不变
答案　D
解析　A项，正反应为放热反应，只升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，错误；B项，恒温恒容条件下，通入稀有气体，反应混合物各组分的浓度不变，正、逆反应速率都不变，错误；C项，0～5 min内，N2的平均速率＝＝2.4×10－3 mol·L－1·min－1，速率之比等于化学计量数之比，故v(NO)＝2v(N2)＝4.8×10－3 mol·L－1·min－1，错误；D项，平衡常数只受温度影响，使用催化剂，平衡常数不变，正确。
6.(2018·齐齐哈尔市五校高三联考)向恒温恒容(2 L)的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.74 kJ·mol－1,4 min后达到平衡，这时c(SO2)＝0.2 mol·L－1，且SO2和O2的转化率相等。下列说法中，不正确的是(　　)
A.2 min时，c(SO2)＝0.6 mol·L－1
B.用O2表示4 min内的反应速率为0.1 mol·L－1·min－1
C.再向容器中充入1 mol SO3，达到新平衡，n(SO2)∶n(O2)＝2∶1
D.4 min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小
答案　A
解析　设氧气的初始浓度是x mol·L－1，则
　　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
初始浓度(mol·L－1) 1 x 0
变化浓度(mol·L－1) 0.8 0.4 0.8
平衡浓度(mol·L－1) 0.2 x－0.4 0.8
SO2和O2的转化率相等，则0.4/x＝0.8，
解得x＝0.5。
A项，0～4 min内，二氧化硫的反应速率＝0.8 mol·L－1÷4 min＝0.2 mol·L－1·min－1，前2 min反应速率大于0.2 mol·L－1·min－1，所以2 min时，c(SO2)＜0.6 mol·L－1，错误；B项，用O2表示4 min内的反应速率为0.4 mol·L－1÷4 min＝0.1 mol·L－1·min－1，正确；C项，再向容器中充入1 mol SO3，生成二氧化硫和氧气的物质的量之比不变，达到新平衡，二者的物质的量之比不变，即n(SO2)∶n(O2)＝2∶1，正确；D项，正反应是放热反应，4 min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，K会减小，正确。
7.(2018·厦门市高三上学期期末质检)一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g) ＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是(　　)

A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B.若投料比n(H2)∶n(CO2) ＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C.250 ℃，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大
D.当温度高于250 ℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
答案　B
解析　A项，化学反应速率随温度的升高而加快，由图可得，250 ℃后，催化剂的催化效率随温度的升高而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，错误；B项，设开始投料n(H2)为4 mol，则n(CO2)为1 mol，如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列三段式得：
6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)
开始(mol) 4 1 0 0
转化(mol) 1.5 0.5 0.25 1
平衡(mol) 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的体积分数为0.25÷(2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，正确；C项，催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，错误；D项，根据图像，当温度高于250 ℃，升高温度，二氧化碳的平衡转化率降低，则说明平衡逆向移动，但催化剂与化学平衡没有关系，并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低，错误。
8.(2018·辽宁省五校高三上学期期末)在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.25 mol O2在催化剂作用下加热到600 ℃发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。30 s气体的物质的量减少0.45 mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的80%。下列有关叙述正确的是(　　)
A.达到平衡时，气体的密度是反应前的80%
B.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为209.7 g
C.该温度下的平衡常数为101.25 L·mol－1
D.0～30 s时SO3生成速率为3.0×10－2 mol·L－1·s－1
答案　B
解析　气体的物质的量减少0.45 mol时，根据反应方程式可知，有0.45 mol的氧气参加反应，设二氧化硫起始的物质的量为a mol，利用三段式分析，
　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始(mol) a 1.25 0
转化(mol) 0.9 0.45 0.9
平衡(mol) a－0.9 0.8 0.9
根据压强之比等于物质的量之比有＝80%，所以a＝1。A项，该反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，气体的密度始终不变，错误；B项，平衡混合气体中三氧化硫的物质的量为0.9 mol，与氯化钡反应生成硫酸钡的质量为209.7 g，正确；C项，根据平衡常数K＝，而该反应中容器的体积未知，无法计算平衡常数，错误；D项，该反应中容器的体积未知，无法计算SO3生成速率，错误。
9.(2018·滨州市高三期末)在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.SO2的起始量越大，混合气体中SO2的体积分数越大
B.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高
C.a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka
D.b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行
答案　B
解析　A项，根据图像可知SO2的起始量越大，混合气体中SO2的体积分数不一定越大，错误；B项，二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转