(新課改省份專用)2022年高考化學一輪復習 跟蹤檢測(二十三)化學平衡常數 化學反應進行的方向(含解析)

上傳人:xt****7 文檔編號:106852888 上傳時間:2022-06-14 格式:DOC 頁數:9 大?。?31.50KB
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1、(新課改省份專用)2022年高考化學一輪復習 跟蹤檢測(二十三)化學平衡常數 化學反應進行的方向(含解析) 1.對于反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH>0,下列有關說法正確的是(  ) A.平衡常數表達式為K= B.增大體系壓強,平衡常數K不發(fā)生變化 C.升高體系溫度,平衡常數K減小 D.增加C(s)的量,平衡正向移動 解析:選B 平衡常數表達式應為K=,A錯誤;增大體系壓強,溫度不變,故平衡常數K不發(fā)生變化,B正確;升高體系溫度,平衡正向移動,平衡常數K增大,C錯誤;增加C(s)的量,平衡不移動,D錯誤。 2.(2019·黃石模擬)已知“凡氣體分子總數增多

2、的反應一定是熵增大的反應”。根據所學知識判斷,下列反應中,在任何溫度下都不能自發(fā)進行的是(  ) A.2O3(g)===3O2(g) ΔH<0 B.2CO(g)===2C(s)+O2(g) ΔH>0 C.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0 D.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 解析:選B 在任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應符合ΔH-TΔS>0,即ΔH>0、ΔS<0,故B項反應符合題意。 3.(2019·濰坊質檢)某溫度下,在一個2 L的密閉容器中,加入4 mol X和2 mol Y進行如下反應:3X(g)+2Y(g) 4Z(s)+2W(g

3、),反應一段時間后達到平衡,測得生成1.6 mol Z,則下列說法正確的是(  ) A.該反應的平衡常數表達式是K= B.此時Y的平衡轉化率是40% C.增大該體系的壓強,平衡常數增大 D.增加Y,Y的平衡轉化率增大 解析:選B 平衡常數表達式中不能出現固體或純液體物質,而物質Z是固體,A錯誤;根據化學方程式可知,平衡時減少的Y的物質的量是1.6 mol×=0.8 mol,所以Y的轉化率為×100%=40%,B正確;平衡常數只與溫度有關,增大壓強時平衡常數不變, C錯誤;增加Y后平衡右移,X的轉化率增大,而Y的轉化率減小,D錯誤。 4.(2019·安徽省“江淮十?!甭?lián)考)300 ℃

4、時,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數據如表所示: t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是(  ) A.前2 min的平均反應速率v(X)=2.0×10-2 mol·L-1·min-1 B.其他條件不變,再充入0.1 mol X和0.1 mol Y,再次平衡時Y的轉化率不變 C.當v逆(Y)=2v正(Z)時,說明反應達到平衡 D.該反應在250 ℃時的平衡常數小于1.44 解析:

5、選B A項,前2 min的平均反應速率v(X)=v(Y)=(0.04÷10÷2) mol·L-1·min-1=2.0×10-3 mol·L-1·min-1,錯誤;B項,其他條件不變,再充入0.1 mol X和0.1 mol Y,相當于加壓,因為反應前后氣體分子數不變,加壓平衡不移動,再次平衡時Y的轉化率不變,正確;C項,當v逆(Y)=2v正(Z)時,反應未達到平衡,錯誤;D項,該反應在300 ℃時平衡常數為1.44,降溫平衡右移,250 ℃時的平衡常數大于1.44,錯誤。 5.羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑,能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中,將CO和H2S混合加熱并

6、達到下列平衡:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) K=0.1,反應前CO物質的量為10 mol,平衡后CO物質的量為 8 mol。下列說法正確的是(  ) A.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應是吸熱反應 B.通入CO后,正反應速率逐漸增大 C.反應前H2S物質的量為7 mol D.CO的平衡轉化率為80% 解析:選C 升高溫度,H2S濃度增大,說明平衡向逆反應方向移動,逆反應為吸熱反應,則該反應的正反應為放熱反應,故A錯誤;通入CO后,正反應速率瞬間增大,之后平衡發(fā)生移動,正反應速率逐漸減小,逆反應速率逐漸增大,當正反應速率和逆反應速率相等時,反應達到新的化學平衡

7、狀態(tài),故B錯誤;設反應前H2S的物質的量為 a mol,容器的容積為1 L,列“三段式”進行解題:        CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) 10 a 0 0 2 2 2 2 8 a-2 2 2 平衡常數K==0.1,解得a=7,故C正確;CO的平衡轉化率為×100%=20%,故D錯誤。 6.某溫度下,H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)的平衡常數K=。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,投入H2(g)和 CO

8、2(g),其起始濃度如表所示: 起始濃度 甲 乙 丙 c(H2)/(mol·L-1) 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/(mol·L-1) 0.010 0.010 0.020 下列判斷不正確的是(  ) A.平衡時,乙中CO2的轉化率大于60% B.平衡時,甲中和丙中H2的轉化率均是60% C.平衡時,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol·L-1 D.反應開始時,丙中的反應速率最快,甲中的反應速率最慢 解析:選C 設平衡時甲中CO2的轉化濃度為x mol·L-1,         H2(g) + CO2(g) H2O(

9、g)+CO(g) 起始/(mol·L-1) 0.010 0.010 0 0 轉化/(mol·L-1) x x x x 平衡/(mol·L-1) 0.010-x 0.010-x x x 根據平衡常數表達式:K==,解得x=0.006,則甲中CO2的轉化率為×100%=60%,由于乙相對甲增大了c(H2),因此CO2的轉化率增大,A項正確;丙與甲為等效平衡,轉化率相等,B項正確;平衡時甲中c(CO2)=0.010 mol·L-1-0.006 mol·L-1=0.004 mol·L-1,丙

10、中CO2的平衡濃度是甲中的兩倍為0.008 mol·L-1,C項錯誤;丙中反應物濃度最大,反應速率最快,甲中反應物濃度最小,反應速率最慢,D項正確。 7.T1 ℃時,在一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向密閉容器中加入NO和足量的活性炭,反應進行到不同時間測得各物質的物質的量如表: 時間/min 0 10 20 30 40 50 n(NO)/mol 3.0 1.6 1.0 1.0 a a n(N2)/mol 0 0.7 1.0 1.0 1.2 1.2 n(CO2)/mol 0 0.7 1.0

11、 1.0 0.3 0.3 綜合表中數據判斷,下列說法正確的是(  ) A.30 min時改變的條件一定是充入氮氣 B.在10~20 min內,v(CO2)=0.03 mol·L-1·min-1 C.若升溫至T2 ℃時,反應的平衡常數K=0.062 5,則ΔH>0 D.容器中混合氣體的密度保持不變,標志著達到化學平衡狀態(tài) 解析:選D A項,根據題意知,T1 ℃時平衡常數K==1,則可得=1,a=0.6,則30 min時改變條件導致平衡右移,且CO2的量減小,因此30 min時改變的條件是減小CO2的量,錯誤;B項,在10~20 min內,v(CO2)=0.015 mol·L-1

12、·min-1,錯誤;C項,T1 ℃時,K=1,若升溫至T2 ℃時,反應的平衡常數K=0.062 5,K減小,則升溫使平衡左移,說明逆反應為吸熱反應,則ΔH<0,錯誤;D項,由題意可知,反應前后氣體體積不變,反應前后氣體質量發(fā)生變化,因此容器中混合氣體的密度保持不變時,可以判斷反應已達到化學平衡狀態(tài),正確。 8.在容積均為1 L的三個密閉容器中,分別放入鎳粉并充入1 mol CO,控制在不同溫度下發(fā)生反應:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),當反應進行到5 min時,測得Ni(CO)4的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是(  ) A.正反應為吸熱反應,平衡常數:K

13、(T1)>K(T2) B.反應進行到5 min時,b容器中v正=v逆 C.達到平衡時,a、b、c中CO的轉化率為b>a>c D.減壓或升溫可將b中的平衡狀態(tài)轉變成c中的平衡狀態(tài) 解析:選D 溫度越低,反應速率越慢,因此再結合a、b、c三容器對應數值知,a容器中反應未達到平衡,b→c的變化則說明隨溫度升高化學平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,A錯誤;反應進行到5 min時,b容器未必達到平衡狀態(tài),則b容器中v正不一定等于v逆,B錯誤;其他條件相同時,隨溫度升高平衡左移,K值減小,CO轉化率減小,達到平衡時,CO的轉化率為a>b>c,C錯誤;結合A項分析知,升溫可使b中的平衡狀態(tài)轉變?yōu)閏中

14、的平衡狀態(tài),減壓平衡逆向移動,導致Ni(CO)4濃度變小,即可使b中的平衡狀態(tài)轉變?yōu)閏中的平衡狀態(tài),D正確。 9.t ℃時,在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+B(g) C(s) ΔH<0,按照不同配比充入A、B,達到平衡時容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實線)所示,下列判斷正確的是(  ) A.t ℃時,該反應的平衡常數值為4 B.c點沒有達到平衡,此時反應向逆向進行 C.若c為平衡點,則此時容器內的溫度高于t ℃ D.t ℃時,直線cd上的點均為平衡狀態(tài) 解析:選C A項,平衡常數K===0.25,錯誤;B項,分析圖像可知,c點濃度商Q

15、,反應是放熱反應,若c點為平衡狀態(tài),此時平衡常數小于t ℃平衡常數,說明平衡逆向進行,是升溫的結果,溫度高于t ℃,正確;D項,t ℃時平衡常數不變,曲線上各點為平衡狀態(tài),其他點不是平衡狀態(tài),錯誤。 10.(2019·黃岡調研)已知反應:CH2===CHCH3(g)+Cl2(g) CH2===CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定壓強下,按w=向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時,丙烯的體積分數(φ)與溫度(T)、w的關系,圖乙表示正、逆反應的平衡常數與溫度的關系。則下列說法中錯誤的是(  ) A.圖甲中,w2>1 B.圖乙中,A線表示逆反應的平衡常數 C.溫度為T1、w

16、=2時,Cl2的轉化率為50% D.若在恒容絕熱裝置中進行上述反應,達到平衡時,裝置內的氣體壓強將增大 解析:選C 增大n(Cl2),w增大,平衡正向移動,丙烯的體積分數(φ)減小,故w2>1,A項正確;根據圖甲可知,升高溫度,丙烯的體積分數增大,說明平衡逆向移動,逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,則升高溫度,正反應的平衡常數減小,逆反應的平衡常數增大,圖乙中,A線表示逆反應的平衡常數,B項正確;由圖乙知,溫度為T1時,正、逆反應的平衡常數相等,又因兩者互為倒數,則平衡常數K=1、w=2時,設CH2===CHCH3和Cl2的物質的量分別為a、2a,參加反應的Cl2的物質的量為b,利用三段

17、式可列關系式=1,解得=,則Cl2的轉化率為33.3%,C項錯誤;該反應為反應前后氣體體積不變的放熱反應,反應向正反應方向進行,體系溫度升高,氣體膨脹,達到平衡時,裝置內的氣體壓強將增大,D項正確。 11.無色氣體N2O4是一種強氧化劑,為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉換的熱化學方程式為N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ·mol-1。 (1)平衡常數K可用反應體系中氣體物質的分壓表示,即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質的量分數[例如:p(NO2)=p總×x(NO2)]。寫出上述反應平衡常數Kp的表達式________________(用p總、

18、各氣體物質的量分數x表示);影響Kp的因素為________。 (2)上述反應中,正反應速率v正=k正·p(N2O4),逆反應速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數,則Kp為________(以k正、k逆表示)。 解析:(1)Kp==,與用濃度表示的平衡常數K一樣,影響Kp的因素為溫度。(2)Kp=,達到平衡時,v正=v逆,即k正·p(N2O4)=k逆·p2(NO2),=,故Kp=。 答案:(1) 溫度 (2) 12.(2019·山東名校聯(lián)盟聯(lián)考)氮和碳一樣也存在一系列氫化物如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。 (1)上述氮的一系列氫化物的通式為_______

19、_________;N3H5的電子式為______________________。 (2)已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 K1①; 4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1 K2②; 寫出N2與O2反應生成1 mol NO氣體的熱化學方程式: ________________________________________________________________________。 該反應式的平衡常數表達式K=__________(用K1、K2表示)。 (3

20、)已知NH3·H2O為一元弱堿,N2H4·H2O為二元弱堿,在水溶液中的一級電離方程式表示為N2H4·H2O+H2ON2H5·H2O++OH-,則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為___________________________________________________;溶液中離子濃度由大到小的順序為________________________________________________。 (4)如圖所示 ,隔板Ⅰ固定不動,活塞Ⅱ可自由移動,M、N兩個容器均發(fā)生如下反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 ①向M、N中,各通入2 mol

21、 N2和6 mol H2。初始M、N容積相同,并保持溫度不變。則到達平衡時H2的轉化率α(H2)為M________N(填“>”“=”或“<”)。 ②若在某條件下,反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在容器N中達到平衡,測得容器中含有1.0 mol N2、0.4 mol H2、0.2 mol NH3,此時容積為2.0 L。則此條件下的平衡常數為________。 解析:(1)氮的系列氫化物的通式為NnHn+2;N3H5電子式為。 (2)得:N2(g)+O2(g)===NO(g) ΔH= kJ·mol-1,K==。 (3)由題目所給信息可知N2H分2步水解,N2H+H2ON2H5

22、·H2O++H+(主要),N2H5·H2O++H2ON2H4·H2O+H++H2O,因而離子濃度的大小順序為c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(N2H5·H2O+)>c(OH-)。 (4)①由于隔板Ⅰ固定不動,活塞Ⅱ可自由移動,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是總體積減小的反應,活塞Ⅱ向左移動。向M、N中各通入2 mol N2和6 mol H2,N容器相當于在M容器達平衡的基礎上再縮小容器的體積,平衡將右移,平衡時α(H2)為M

23、ON2H5·H2O++H+ c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(N2H5·H2O+)>c(OH-) (4)①< ②2.5 13.一氧化碳是一種重要的化工原料。結合所學知識回答下列問題。 (1)工業(yè)上可通過CO和H2化合制取CH3OH: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 已知:①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1 ②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.0 kJ·mol-1 則ΔH1=____________。 (2)工業(yè)上還可通過CO和Cl2化合制

24、取光氣(COCl2):Cl2(g)+CO(g) COCl2(g) ΔH。向密閉容器中充入1 mol Cl2(g)和1 mol CO(g),反應速率隨溫度的變化如圖所示。 ①圖中Q點的含義是__________________,ΔH________(填“>”或“<”)0。 ②某溫度下,該反應達到平衡時,c(COCl2)=0.80 mol·L-1,c(Cl2)=0.20 mol·L-1,則平衡體系中CO的體積分數為____________;在該溫度下,反應的平衡常數K=____________。 解析:(1)根據蓋斯定律可知,①+②即得到反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),所

25、以ΔH1=ΔH2+ΔH3=-41.1 kJ·mol-1+(-49.0 kJ·mol-1)=-90.1 kJ·mol-1。(2)①根據圖像可知在Q點之前為建立平衡的過程,而Q點之后為平衡移動的過程,且隨著溫度的升高平衡逆向移動,所以Q點為化學平衡狀態(tài),ΔH<0。②根據方程式Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)和題中已知數據可知,平衡時c(COCl2)=0.80 mol·L-1,c(CO)=c(Cl2)=0.20 mol·L-1,CO的體積分數為×100%≈16.67%;在該溫度下,反應的平衡常數K==20。 答案:(1)-90.1 kJ·mol-1 (2)①化學平衡狀態(tài)(答案合理即可)

26、 < ②16.67% 20 14.(2019·南昌模擬)二氧化碳催化加氫合成低碳烯烴是目前研究的熱門課題。在一個2 L密閉恒容容器中分別投入1.5 mol CO2、5.0 mol H2,發(fā)生反應:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ΔH;在不同溫度下,用傳感技術測出平衡時H2的物質的量變化情況如圖所示。 (1)該反應的ΔH________0(填“>”“<”或“不能確定”)。 (2)在TA溫度下的平衡常數K=________。 (3)提高CO2的平衡轉化率,除改變溫度外,還可采取的措施是___________________________________

27、_____________________________(列舉一項)。 (4)在TA溫度下,其他條件不變,起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、 1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進行投料,此時v正________v逆(填“>”“<”或“=”)。 解析:(1)根據圖像,升高溫度,H2的物質的量增加,平衡逆向移動,正反應放熱,ΔH<0。 (2)    2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) 起始/mol 1.5 5 0 0 轉化/mol 1 3 0.5 2 平衡/mol 0.5 2 0.5 2 K==0.5。 (3)增大壓強或增大H2(g)濃度,可以使平衡正向移動,CO2的平衡轉化率增大。(4)在TA溫度下,其他條件不變,起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進行投料,Q==0.25v逆。 答案:(1)< (2)0.5 (3)增大壓強(或增大H2濃度、移走產物) (4)>

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