安徽專用版高考化學 課時提能演練二十一 73 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向 新人教版含精細解析

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1、【安徽】2019版化學復習方略 課時提能演練(二十一) 7.3 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向（人教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.(2019·江蘇高考改編)下列說法正確的是(　　) A.一定溫度下，反應MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH<0　ΔS>0 B.水解反應NH＋H2ONH3·H2O＋H＋達到平衡后，升高溫度平衡逆向移動 C.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應 D.對于反應2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率 2.(2019·宿州模

2、擬)在一定溫度下的密閉容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O發(fā)生反應： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達到平衡時測得n(H2)為0.5 mol，下列說法不正確的是(　　) A.在該溫度下平衡常數(shù)K＝1 B.若溫度不變，將CO和H2O均改為0.5 mol，則平衡常數(shù)為原平衡的一半 C.CO的轉(zhuǎn)化率為50% D.其他條件不變，改變壓強平衡不移動 3.下列敘述不正確的是(　　) A.化學平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化 B.升高溫度會增大化學反應速率，其原因是增大了活化分子的百分數(shù) C.某化學反應的能量變化如圖所示，則該反應的ΔH>0，ΔS>0

3、D.H3PO4的電離常數(shù)：K1>>K2>>K3 4.(2019·福建高考)25 ℃時，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和 c(Sn2＋)變化關系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.往平衡體系中加入少量金屬鉛后，c(Pb2＋)增大 B.往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小 C.升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應ΔH>0 D.25℃時，該反應的平衡常數(shù)K＝2.2 5.(易錯題)某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件

4、對A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化學平衡狀態(tài)的影響，得到如圖所示的變化規(guī)律(圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)，根據(jù)圖示得出的判斷結論正確的是(　　) A.反應速率a>b>c B.達到平衡時A2的轉(zhuǎn)化率大小為：b>a>c C.若T2>T1，則正反應是吸熱反應 D.達到平衡時，AB3的物質(zhì)的量大小為：c>b>a 6.(2019·蕪湖模擬)已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為K＝，在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)數(shù)值分別為： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有關敘述不正確的是(　

5、　) A.該反應的化學方程式是：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B.上述反應的正反應是放熱反應 C.如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后溫度升高到 830 ℃，此時測得CO為0.4 mol時，該反應為平衡狀態(tài) D.某溫度下，如果平衡濃度符合下列關系式：＝，判斷此時的溫度是1 000 ℃ 7.在某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后達平衡，已知各物質(zhì)的平衡濃度的關系為ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在溫度不變的情況下，將容器的體積擴大為原來

6、的10倍，A 的轉(zhuǎn)化率沒有發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.60%　　　B.40%　　　C.24%　　　D.4% 8.(探究題)FeCl3(aq)與KSCN(aq)混合時存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)。已知平衡時，物質(zhì)的量濃度c[Fe(SCN)2＋]與溫度T的關系如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A.FeCl3(aq)與KSCN(aq)反應的熱化學方程式為： Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)===Fe(SCN)2＋(aq)　 ΔH>0 B.溫度為T1、T2時，反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1< K2 C.反應處于D點時，

7、一定有v(正)>v(逆) D.A點與B點相比，A點的c(Fe3＋)大 9.已知：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25 kJ/mol 某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在1 L的密閉容器中加入CH3OH，反應到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下： 物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O c/(mol·L－1) 0.8 1.24 1.24 下列說法正確的是(　　) ①平衡后升高溫度，平衡常數(shù)＞400 ②平衡時，c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L ③平衡時，反應混合物的總能量減少20 kJ ④平衡時，再加入與起始等量的CH3OH

8、，達新平衡后CH3OH轉(zhuǎn)化率增大 ⑤此時刻反應達到平衡狀態(tài) ⑥平衡時CH3OH的濃度為0.08 mol·L－1 A.①②④⑤　　　　　　B.②⑥ C.②③④⑥ D.②④⑥ 10.(2019·安徽師大附中模擬)已知可逆反應X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)。溫度為T0時，在容積固定的容器中發(fā)生反應各物質(zhì)的濃度隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應，Z的濃度隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述正確的是(　　) A.發(fā)生反應時，各物質(zhì)的反應速率大小關系為：v(X)＝v(Y)＝2v(Z) B.圖a中反應達到平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為37.5% C.T0

9、℃時，該反應的平衡常數(shù)為33.3 D.該反應正反應的反應熱ΔH＜0 二、非選擇題(本題包括3小題，共40分) 11.(14分)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一為：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0，已知1 373 K時K＝0.263。 (1)該反應的平衡常數(shù)表達式為。 (2)溫度升高，化學平衡移動后，平衡常數(shù)K值(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)1 373 K時測得高爐中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，在這種情況下，該反應是否處于化學平衡狀態(tài)(填“是”或“否”)。此時，化學反應速率v(正)v(逆)(填“大于”、“等

10、于”或“小于”)，其原因是　。 12.(12分)(預測題)甲醇可通過將煤氣化過程中生成的CO和H2在一定條件下，發(fā)生如下反應制得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題： (1)從反應開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)＝，CO的轉(zhuǎn)化率為。 (2)該反應的平衡常數(shù)表達式為，溫度升高，平衡常數(shù)(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則加入各物質(zhì)后該反應向(填“正”、“逆”)反應方向移動，理由是___

11、____。 13.(14分)為妥善處理氯甲烷生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)物CCl4，以減少其對臭氧層的破壞?；瘜W家研究在催化劑作用下，通過下列反應：CCl4＋H2CHCl3＋HCl使CCl4轉(zhuǎn)化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反應伴隨有副反應，會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸點為77 ℃，CHCl3的沸點為61.2 ℃。 (1)在密閉容器中，該反應達到平衡狀態(tài)后，測得如下數(shù)據(jù)(假設不考慮副反應)。 實驗序號 溫度℃ 初始CCl4濃度 (mol·L－1) 初始H2濃度 (mol·L－1) CCl4的 平衡轉(zhuǎn)化率 1 110 0.8 1.2 A 2

12、 110 1 1 50% 3 100 1 1 B ①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為__________， 在110℃時平衡常數(shù)為。 ②實驗1中，CCl4的轉(zhuǎn)化率A50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ③實驗2中，10 h后達到平衡，H2的平均反應速率為。 ④實驗3中，B的值。 A.等于50%　　　　　　B.大于50% C.小于50%　　　　　　D.從本題資料無法判斷 (2)120 ℃時，在相同條件的密閉容器中，分別進行H2的初始濃度為2 mol·L－1和4 mol·L－1的實驗，測得反應消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)隨時

13、間(t)的變化關系如圖(圖中實線是消耗CCl4的百分率變化曲線，虛線是產(chǎn)物中CHCl3的百分含量變化曲線)。 ①在圖中的四條線中，表示H2起始濃度為2 mol·L－1的實驗消耗CCl4的百分率變化曲線是。 ②根據(jù)上圖曲線，氫氣的起始濃度為 mol·L－1時，有利于提高CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量。你判斷的依據(jù)是__________。 答案解析 1.【解析】選D。MgCl2(l)===Mg(l)＋ Cl2(g)該反應為分解反應，吸熱，ΔH>0，反應物為液體，有氣態(tài)物質(zhì)生成，所以ΔS>0，A錯；水解反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，B錯；鉛蓄電池放電時的負極

14、和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應，C錯；MnO2為催化劑，能加快H2O2的分解速率，升高溫度，反應速率加快，D對。 2.【解析】選B。根據(jù)題意得： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始： 1 1 0 0 平衡： 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡常數(shù)K＝＝1，A項正確；CO的轉(zhuǎn)化率為50%，C項正確；該反應前后氣體體積不變，改變壓強平衡不移動，D項正確；平衡常數(shù)只受溫度的影響，與濃度、壓強無關，B項錯誤。 3.【解析】選C?；瘜W平衡發(fā)生移動，如果不是改變溫度引起的，則平衡常數(shù)不變，A對；升高溫度，增大了活化

15、分子的百分數(shù)，所以反應速率增大，B對；該反應的反應物能量比生成物能量高，反應的ΔH<0，ΔS不能確定，C錯；磷酸為弱酸，并且酸性H3PO4>H2PO>HPO，酸性依次減弱，電離程度逐漸減小，D對。 4.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)改變固體的用量，平衡不移動。 (2)固體不列入平衡常數(shù)的表達式。 【解析】選D。金屬鉛的濃度是定值，加入金屬鉛，平衡不移動，c(Pb2＋)不變，A錯；加入Sn(NO3)2固體后，增大了c(Sn2＋)，平衡逆向移動，c(Pb2＋)增大，B錯；升高溫度，c(Pb2＋)增大，說明平衡逆向移動，即逆反應吸熱，則正反應放熱，ΔH＜0，C錯；由圖可知，平衡

16、時c(Sn2＋)＝0.22 mol/L，c(Pb2＋)＝0.10 mol/L，所以平衡常數(shù)K＝＝2.2，D對。 5.【解析】選D。a、b、c三點在同一溫度下，但是對應的B2的起始物質(zhì)的量不同，c點對應的B2的物質(zhì)的量多，反應速率快，所以a、b、c的速率關系為c>b>a，A錯；在A2物質(zhì)的量不變的條件下，增加B2的物質(zhì)的量，A2的轉(zhuǎn)化率增大，所以A2的轉(zhuǎn)化率大小關系為c>b>a，B錯；因為AB3的曲線上的點都代表平衡時AB3的體積分數(shù)，可以選在b點后面的B2的起始量相同的一點，可以看出在升高溫度的條件下，AB3的體積分數(shù)減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以正反應為放熱反應，C錯；在其

17、他條件不變的情況下，B2的起始物質(zhì)的量越多，平衡向正反應方向移動的程度越大，生成的AB3的物質(zhì)的量越多，D對。 【誤區(qū)警示】該題容易出錯的地方有下面幾點： (1)不理解曲線上的每一個點代表的都是平衡點。 (2)曲線上的每一個點A2的物質(zhì)的量都相同，但是B2的起始物質(zhì)的量都不同。 (3)對AB3的體積分數(shù)先升高后降低不清楚。在T1和T2兩條曲線上都有一個最高點，此最高點的含義是A2與B2恰好按照1∶3物質(zhì)的量之比反應。在b點前面圖像上的點AB3的體積分數(shù)低的原因是B2不足，A2不能完全反應，造成AB3體積分數(shù)低；在b點后面的點AB3體積分數(shù)低的原因是B2過量，造成AB3體積分數(shù)低。 6

18、.【解析】選C。由平衡常數(shù)的表達式可知A項正確；由表中數(shù)據(jù)知隨溫度的升高，平衡常數(shù)減小，故該反應的正反應是放熱反應，B項正確；830 ℃時，該反應的平衡常數(shù)K＝1，根據(jù)C項數(shù)據(jù)可知，CO轉(zhuǎn)化率應為50%，故平衡時CO應為0.5 mol，C項錯誤；1 000 ℃時該反應的平衡常數(shù)為0.60，按關系式＝可計算得K＝0.60，D項正確。 7.【解析】選B。在溫度不變的情況下將容器的體積擴大10倍，A的轉(zhuǎn)化率沒有發(fā)生改變，說明該反應為反應前后氣體體積不變的反應，所以a＝1。B的轉(zhuǎn)化率也沒有發(fā)生變化，所以與沒有擴大容器體積前一樣。設容器的體積為V，轉(zhuǎn)化的A的物質(zhì)的量為x，則達到平衡時A、B、C、D的物

19、質(zhì)的量分別為2 mol－x、3 mol－x、x、x。根據(jù)ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)可知(x/V)2＝(2/V－x/V)(3/V－x/V)，解得x＝1.2 mol，所以B的轉(zhuǎn)化率為1.2 mol/3 mol×100%＝40%，B對。 8.【解析】選C。根據(jù)圖像可知，隨著溫度的升高，F(xiàn)e(SCN)2＋濃度減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，ΔH<0，A錯；因為T1K2，B錯；反應處于D點時，從橫坐標看T1溫度下對應的平衡狀態(tài)Fe(SCN)2＋濃度比D點高，所以D點還未達到平衡，故v(正)>v(逆)，C對；A點與B點Fe(S

20、CN)2＋濃度相比，A點高，F(xiàn)e3＋濃度小，D錯。 9.【解析】選B。因為正反應為放熱反應，升高溫度平衡常數(shù)減小，①錯；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，反應轉(zhuǎn)化生成的CH3OCH3、H2O濃度均為1.24 mol·L－1，此時CH3OH的濃度為0.8 mol·L－1，根據(jù)Qc＝，將各物質(zhì)的濃度代入可得，Qc＝2.4<400，所以此時沒有達到平衡，此時反應向正反應方向進行，⑤錯；由化學平衡常數(shù)計算可知平衡時c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L，②對；生成CH3OCH3的物質(zhì)的量為1.6 mol，根據(jù)方程式可知生成1.6 mol CH3OCH3放出的熱量為1.6 mol×25 kJ·mol－1＝40 kJ

21、，③錯；平衡時，再加入與起始等量的CH3OH，相當于增大壓強，平衡不移動，CH3OH的轉(zhuǎn)化率不變，④錯；根據(jù)②可知，達到平衡時CH3OH的濃度為0.8 mol·L－1－0.72 mol·L－1＝0.08 mol·L－1，⑥對。 【方法技巧】恒容條件下增加反應物濃度對反應物轉(zhuǎn)化率的影響 1.對于常見的mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的反應，增加A(或B)的濃度，B(或A)的轉(zhuǎn)化率增大，增加濃度的物質(zhì)本身的轉(zhuǎn)化率減小。 2.對于反應物只有一種的反應如： mA(g)pC(g)＋qD(g)。 ①若m>p＋q，則增加A的濃度，A的轉(zhuǎn)化率增大。 ②若m＝p＋q，則增加A的濃度，A的

22、轉(zhuǎn)化率不變。 ③若m

23、達到平衡狀態(tài)，從而判斷正、逆反應速率的關系。 【解析】(1)根據(jù)反應FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)可知，該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝c(CO2)/c(CO)。 (2)因為正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)增大。 (3)Qc＝c(CO2)/c(CO)＝0.025 mol/L/0.1 mol/L＝0.25<0.263，所以反應沒有達到平衡，反應向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率。 答案：(1)K＝c(CO2)/c(CO)　(2)增大　(3)否　大于 因為Qc＝c(CO2)/c(CO)＝0.025 mol/L/0.1 mol/L＝0.25<0.263，故平衡向右

24、移動，v(正)>v(逆) 12.【解題指南】解答該題應該注意下面三點： (1)根據(jù)圖一和已知反應方程式計算反應速率及轉(zhuǎn)化率。 (2)根據(jù)圖二判斷反應過程中的能量變化及反應是吸熱反應還是放熱反應，從而判斷平衡常數(shù)隨溫度的變化。 (3)ρ＝m/V，質(zhì)量不變，密度增大，體積減小，從而判斷反應方向。 【解析】(1)根據(jù)圖一可知，反應開始到達到平衡的過程中CO的濃度變化為 0.75 mol·L－1，所以CO的反應速率為v(CO)＝0.75 mol·L－1/10 min＝ 0.075 mol·L－1·min－1，根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，v(H2)＝2v(CO)＝2×0.075

25、 mol·L－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，CO的轉(zhuǎn)化率為 0.75 mol·L－1/1.00 mol·L－1×100%＝75%。 (2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝。根據(jù)圖二可知，反應物的能量比生成物的能量高，所以正反應為放熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)減小。 (3)因為反應物和生成物都是氣體，反應過程中質(zhì)量不變，氣體的密度ρ＝m/V。密度增大，說明容器的體積減小，因為反應在恒壓的條件下進行，容器體積減小，說明反應后氣體的物質(zhì)的量減少，因為正反應方向是氣體物質(zhì)的量減少的反應，所以平衡向正反應方向移動。 答案：(1)0.15 mol·L－1·min－1　75% (

26、2)K＝　減小 (3)正　反應前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達到平衡時，氣體密度增大，即氣體體積減小，平衡正移 13.【解析】(1)因CCl4的沸點為77 ℃，CHCl3的沸點為61.2 ℃，所以在110 ℃或100 ℃時反應中各物質(zhì)的狀態(tài)均為氣態(tài)，其平衡常數(shù)K＝。110 ℃時，由實驗2可知反應中各物質(zhì)的平衡濃度均為0.5 mol·L－1，代入表達式計算得平衡常數(shù)為1。實驗1和實驗2的反應溫度相同，所以其平衡常數(shù)相同，利用平衡常數(shù)相等，可以求出實驗1中CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率，然后與50%比較，對于實驗3，因溫度不同，又不知該反應的熱效應，所以無法判斷轉(zhuǎn)化率的大小。 (2)由圖像可知，氫

27、氣濃度越大反應越快，消耗CCl4的百分率變化就越快，相反就比較慢，所以H2起始濃度為2 mol·L－1時，消耗CCl4的百分率變化曲線是c，CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b，此時氫氣的濃度為4 mol·L－1。 答案：(1)①K＝　1 ②大于?、?.05 mol·L－1·h－1④D　(2)①c ②4　從圖中可見，4 mol·L－1的a、b曲線比2 mol·L－1的c、d曲線CCl4轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高 內(nèi)容總結 （1）(2)溫度升高，化學平衡移動后，平衡常數(shù)K值(填“增大”、“減小”或“不變”) （2）(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為，溫度升高，平衡常數(shù)(填“增大”、“減小”或“不變”)