2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第22講 化學(xué)平衡常數(shù)及其計(jì)算練習(xí) 魯科版.doc

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第22講 化學(xué)平衡常數(shù)及其計(jì)算 課時(shí)作業(yè) 1．某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2M(g)　ΔH<0。下列有關(guān)該工業(yè)生產(chǎn)的說法正確的是(　　) A．這是一個(gè)放熱的熵減反應(yīng)，在低溫條件下該反應(yīng)一定可自發(fā)進(jìn)行 B．若物質(zhì)B價(jià)廉易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B，以提高A的轉(zhuǎn)化率 C．工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高 D．工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因?yàn)槭褂么呋瘎┛商岣叻磻?yīng)物的轉(zhuǎn)化率 解析：這是一個(gè)放熱的熵減反應(yīng)，只有當(dāng)ΔH－TΔS<0時(shí)，該反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)誤；加入過量的B，可以提高A的轉(zhuǎn)化率，B正確；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)誤；使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D錯(cuò)誤。 答案：B 2．工業(yè)上利用焦炭與水蒸氣生產(chǎn)H2的反應(yīng)原理為 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0；CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0；第二步生產(chǎn)的原料CO來源于第一步的產(chǎn)物。為提高原料的利用率及H2的日產(chǎn)量，下列措施中不可取的是(　　) ①第一步產(chǎn)生的混合氣直接作為第二步的反應(yīng)物 ②第二步生產(chǎn)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臏囟群痛呋瘎? ③第一、二步生產(chǎn)中均充入足量水蒸氣 ④第二步應(yīng)在低溫下進(jìn)行 ⑤第二步生產(chǎn)采用高壓 ⑥第二步生產(chǎn)中增大CO的濃度 A．①③⑤　　　　　　 B．②④⑥ C．②③⑤ D．①④⑤⑥ 解析：第一步產(chǎn)生的H2使第二步的平衡逆移，故應(yīng)先進(jìn)行分離；第二步反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過低，反應(yīng)速率太小而影響產(chǎn)量，溫度過高則對(duì)平衡不利，且要考慮催化劑的活性，故應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏囟群痛呋瘎?，故②正確④錯(cuò)；增大廉價(jià)易得的水蒸氣濃度可提高轉(zhuǎn)化率，③正確；壓強(qiáng)對(duì)第二步反應(yīng)無影響，不必采取高壓，⑤錯(cuò)；增大CO濃度并未提高主要原材料C的利用率，⑥錯(cuò)。 答案：D 3．(2017福建四校聯(lián)考)用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，已知該反應(yīng)在570 K時(shí)的平衡常數(shù)為11059，但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是(　　) A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 C．增大壓強(qiáng)，上述平衡右移，故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率 D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 解析：因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，且反應(yīng)速率極慢，在有限的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)不能達(dá)到平衡，A錯(cuò)誤；由題干知570 K時(shí)反應(yīng)速率極慢，故可推斷出升高溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響不大，B錯(cuò)誤；因平衡常數(shù)已經(jīng)較大，增大壓強(qiáng)雖然平衡正向移動(dòng)，但對(duì)設(shè)備要求更高，故C錯(cuò)誤；高效催化劑可提高反應(yīng)速率，解決反應(yīng)極慢的問題，有利于尾氣的轉(zhuǎn)化，故D正確。 答案：D 4．反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0達(dá)到平衡后，只改變一個(gè)反應(yīng)條件，下列所畫示意圖不正確的是(　　) 解析：A項(xiàng)，升溫，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CH3OH產(chǎn)率降低，正確；B項(xiàng)，升溫，CO的轉(zhuǎn)化率降低，不正確；C項(xiàng)，加壓，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率升高，正確；D項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變，正確。 答案：B 5．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝ B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝ C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)升高溫度，H2濃度減小，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D．對(duì)于反應(yīng)②，恒溫恒容下增大壓強(qiáng)，H2濃度一定增大 解析：反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝，固體濃度按1計(jì)，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)③可由①－②得到，故反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝，B正確；對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)升高溫度，H2濃度減小，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)②，恒溫恒容下，若充入He，壓強(qiáng)增大，H2濃度不變，故D錯(cuò)誤。 答案：B 6．(2017廣東七校聯(lián)考)在容積一定的密閉容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡時(shí)c(NO)與溫度T的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的ΔH>0 B．若該反應(yīng)在T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1pB D．在T2時(shí)，若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D，則此時(shí)v正>v逆 解析：升高溫度，NO的濃度增大，說明平衡左移，則該反應(yīng)的ΔH<0，故A錯(cuò)誤；ΔH<0，升高溫度平衡常數(shù)減小，則K1>K2，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)中氣體物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)與溫度有關(guān)，溫度越高壓強(qiáng)越大，則pC>pD＝pB，故C錯(cuò)誤；在T2時(shí)，若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D，達(dá)到平衡時(shí)NO的濃度要減小，反應(yīng)正向進(jìn)行，則此時(shí)v正>v逆，故D正確。 答案：D 7．在一定條件下探究二甲醚的制備反應(yīng)為2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，測(cè)定結(jié)果如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．該反應(yīng)的ΔH<0 B．該反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)的發(fā)生 C．工業(yè)選擇的較適宜溫度為280～290 ℃ D．加入催化劑可以提高CH3OCH3的產(chǎn)率 解析：由題圖知，隨著溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，所以升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項(xiàng)說法正確；從圖中可知，CO的轉(zhuǎn)化率降低的同時(shí)，CH3OCH3的產(chǎn)率在不同溫度下差別大，即說明該反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)的發(fā)生，B項(xiàng)說法正確；在280～290 ℃間，CH3OCH3的產(chǎn)率很高，工業(yè)選擇的較適宜溫度為280～290 ℃，C項(xiàng)說法正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，但不能提高CH3OCH3的產(chǎn)率，D項(xiàng)說法錯(cuò)誤。 答案：D 8．(2017唐山六校聯(lián)考)已知合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，當(dāng)反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在不同溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，得到混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線a、b、c如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A．曲線a對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度最高 B．如圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系為K(M)＝K(Q)b>a D．N點(diǎn)時(shí)c(NH3)＝0.2 mol/L，則N點(diǎn)的c(N2)∶c(NH3)＝1∶1 解析：合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，越不利于反應(yīng)正向進(jìn)行，曲線a的氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高，其反應(yīng)溫度相應(yīng)最低，故A錯(cuò)誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高平衡常數(shù)越小，題圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系為K(M)＝K(Q)>K(N)，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，越不利于反應(yīng)的進(jìn)行，相同壓強(qiáng)下，曲線a、b、c的氨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：a>b>c，則反應(yīng)溫度：aT2，升高溫度，Z的物質(zhì)的量濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 答案：C 10．(2016上海高考卷)(1)目前國際空間站處理CO2的一個(gè)重要方法是將CO2還原，所涉及的反應(yīng)方程式為CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 已知H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達(dá)到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化(選填“增大”“減小”或“不變”)。 v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉(zhuǎn)化率α (2)相同溫度時(shí)，上述反應(yīng)在不同起始濃度下分別達(dá)到平衡，各物質(zhì)的平衡濃度如下表： [CO2]/ (molL－1) [H2]/ (molL－1) [CH4]/ (molL－1) [H2O]/ (molL－1) 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為____________。 解析：(1)H2的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高而增加，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。升高溫度正逆反應(yīng)速率均增大，平衡逆反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。(2)相同溫度時(shí)平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關(guān)系式為＝。 答案：(1) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉(zhuǎn)化率α 增大 增大 減小 減小 (2)＝ 11．(2017保定模擬節(jié)選)(1)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究性小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag ZSM 5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775 K，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因?yàn)開__________________，在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，為更好的除去NOx，應(yīng)控制的最佳溫度在________K左右。 (2)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住?。活性炭可處理大氣污染物NO。在5 L密閉容器中加入NO和活性炭(假設(shè)無雜質(zhì))，一定條件下生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1 ℃和T2 ℃時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(n/mol)如下表： 　　物質(zhì) 溫度/℃　　　 活性炭 NO E F 初始 3.000 0.10 0 0 T1 2.960 0.020 0.040 0.040 T2 2.975 0.050 0.025 0.025 ①寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。 ②若T1”“<”或“＝”)。 ③上述反應(yīng)T1 ℃時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡后再通入0.1 mol NO氣體，則達(dá)到新化學(xué)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為________。 解析：(2)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)變化量之比及原子守恒可確定方程式中的生成物及各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；②由T1變至T2，溫度升高，NO的物質(zhì)的量增大，平衡逆向移動(dòng)，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的ΔH<0；③由于該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，且反應(yīng)物只有NO為氣態(tài)，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的轉(zhuǎn)化率不變，可用表中數(shù)據(jù)直接求得。 答案：(1)NO分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行(只寫升高溫度不利于反應(yīng)進(jìn)行也可，其他合理說法也可)　870(數(shù)值接近即可) (2)①C＋2NOCO2＋N2?、??、?0%