2020届高考化学一轮复习化学平衡常数作业 9页

课时达标作业23　化学平衡常数 基础题 ‎1.下列说法正确的是(　　)‎ A．放热反应均是自发反应 B．ΔS为正值的反应均是自发反应 C．物质的量增加的反应，ΔS为正值 D．如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 解析：放热反应不一定能自发进行，如铝热反应为放热反应，在常温下不能自发进行，A错误；ΔS为正值的反应不一定是自发反应，如水的分解，B错误；只有气体的物质的量增加的反应，ΔS为正值，C错误；如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，可满足ΔH－T·ΔS<0时，反应可自发进行，D正确。‎ 答案：D ‎2．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：‎2A(g)＋B(g)‎2C(g)，下列说法中正确的是(　　)‎ A．平衡时，此反应的平衡常数K与各物质的浓度有如下关系：K＝ B．改变条件后，该反应的平衡常数K一定不变 C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小 解析：K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。‎ 答案：A ‎3．某恒定容器内发生的可逆反应的化学平衡常数表达式为K＝。能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是(　　)‎ ‎①容器中气态物质的平均相对分子质量不随时间而变化；②v正(H2O)＝v逆(H2)；③容器中气态物质的密度不随时间而变化；④气态物质的总压强不随时间而变化；⑤消耗n mol H2的同时消耗n mol CO。‎ A．①②③　 B．①②③④‎ C．② D．①④⑤‎ 解析：‎ 根据题给化学平衡常数表达式可知，该可逆反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，因为该反应前后气态物质的体积不相等，所以平均相对分子质量不变可说明反应已经达到平衡状态，①正确；v正(H2O)＝v逆(H2)，说明反应达到平衡，②正确；虽然容器的体积不变，但是气态物质的质量可变，当气态物质的密度和总压强不变时，说明反应达到了平衡状态，③、④正确；消耗H2和CO的反应均为逆反应，不能说明反应达到了平衡状态，⑤错误。‎ 答案：B ‎4．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，‎700 ℃‎时平衡常数为‎1.47,900 ℃‎时平衡常数为2.15。下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝ C．该反应的正反应是吸热反应 D．增大CO2浓度，平衡常数增大 解析：A项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；B项，该化学平衡常数表达式为，故不正确；C项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应， 故正确；D项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。‎ 答案：C ‎5．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是(　　)‎ A．K值不变，平衡可能移动 B．平衡向右移动时，K值不一定变化 C．K值有变化，平衡一定移动 D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍 解析：因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为[K(原)]2，D项错误。‎ 答案：D ‎6．将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)‎2G(g)，忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：‎ ‎①b＜f ‎②‎915 ℃‎、2.0MPa时E的转化率为60%‎ ‎③该反应的ΔS＞0‎ ‎④K(1 ‎000 ℃‎)＞K(‎810 ℃‎)‎ 上述①～④中正确的有(　　)‎ A．4个　　 B．3个 C．2个 D．1个 解析：同温下，增大压强，平衡逆向移动，平衡时G的体积分数变小，故可知54.0>a>b，因75.0>a，故升温平衡正向移动，从而可知f>75.0，所以①正确；在915 ℃、2.0 MPa下，设E的起始物质的量为a mol，转化率为x，则平衡时G的物质的量为2ax mol，由题意得[2ax/(a－ax＋2ax)]×100%＝75.0%，解得x＝0.6，②正确；该反应是气体体积增大的反应，因此为熵增反应，③正确；结合前面分析知升温平衡正向移动，则平衡常数增大，④正确。‎ 答案：A ‎7．碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液发生反应：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．上述正反应为放热反应 B．上述体系中加入苯，平衡不移动 C．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质 D．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液 解析：‎ 由图中可看出，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；加入苯后能将溶液的碘单质萃取，降低了溶液中c(I2)，平衡逆向移动，B项错误；硫粉中的碘单质在加入KI后，碘单质生成KI3而除去，C项正确；配制碘水时，加入KI溶液，使得平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，D项正确。‎ 答案：B ‎8．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．上述反应的ΔH＞0‎ B．压强：p4＞p3＞p2＞p1‎ C．1 ‎100 ℃‎时该反应平衡常数为1.64‎ D．压强为p4时，在Y点：v正＜v逆 解析：由图像知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，A项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故p4＞p3＞p2＞p1，B项正确；1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H2)＝0.16 mol·L－1，即平衡常数K＝≈1.64，C项正确；压强为p4时，Y点未达到平衡，需增大CH4转化率达到平衡，此时v正＞v逆，D项错误。‎ 答案：D ‎9．一定条件下，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　ΔH＞0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．压强：p1＞p2‎ B．b、c两点对应的平衡常数：Kc＞Kb C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2)‎ D．a点：NH3的转化率为 解析：该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1＜p2，故A错误；b、c两点对应温度b＜c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc＞Kb，故B正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，假设反应前氨气的物质的量为1 mol，反应的氨气的物质的量为x mol，则＝0.1，解得x＝，因此氨气的转化率为，故D错误。‎ 答案：B ‎10．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。‎ 已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(　　)‎ A．‎550 ℃‎时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B．‎650 ℃‎时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%‎ C．T ℃时，若充入等体积的CO2‎ 和CO，平衡向逆反应方向移动 D．‎925 ℃‎时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总 解析：A项，C(s)＋CO2(g)2CO(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故v正、v逆均减小，平衡正向移动，错误；B项，由图可知，650 ℃时若设起始时CO2的体积为1 L，平衡时CO2消耗的体积为x，则 C(s)＋CO2(g)2CO(g)‎ V始 1 0‎ V变 x 2x V平 1－x 2x ×100%＝40.0%，x＝‎0.25 L，CO2的转化率为25%，正确；C项，由图可知，T ℃时平衡体系中CO和CO2的体积分数均为50%，故若恒压时充入等体积的CO2和CO两种气体，平衡不发生移动，错误；D项，‎925 ℃‎时，CO的平衡分压p(CO)＝p总×96.0%，CO2的平衡分压p(CO2)＝p总×4%，根据化学平衡常数的定义可知Kp＝＝＝23.04p总，错误。‎ 答案：B 能力题 ‎11.(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：‎ CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)‎ 已知H2的体积分数随温度的升高而增加。‎ 若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)‎ v正 v逆 平衡常数K 转化率α ‎(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：‎ ‎[CO2]/mol·L－1‎ ‎[H2]/ mol·L－1‎ ‎[CH4]/mol·L－1‎ ‎[H2O] mol·L－1‎ 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________________________________________________。‎ 解析：(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。‎ ‎(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为＝。‎ 答案：(1)‎ v正 v逆 平衡常数K 转化率α 增大 增大 减小 减小 ‎(2)＝ ‎12．在工业上常用CO与H2合成甲醇，热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－574.4 kJ·mol－1。‎ ‎(1)在T1时，向体积为‎2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与的关系如图1所示。‎ ‎①当起始＝2时，经过5 min反应达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5 min内平均反应速率v(H2)＝____________________。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎②当＝3.5时，反应达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图1中的________(填“D”“E”或“F”)点。‎ ‎(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2。CO的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压强(p)的关系如图2所示。‎ ‎①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________。‎ ‎②若达到平衡状态A时，容器的体积为‎10 L，则在平衡状态B时容器的体积为________L。‎ 答案：(1)①0.12 mol·L－1·min－1　增大　②F ‎(2)①KA＝KB＞KC　②2‎ ‎13．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：‎ ‎(1)Cr3＋与Al3＋的化学性质相似，在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是____________________________________________。‎ ‎(2)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。‎ ‎①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎②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________。‎ ‎③升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，则该反应的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ 解析：(1)由于Cr3＋与Al3＋的化学性质相似，所以Cr(OH)3也具有两性，根据题目信息，则可知在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成灰蓝色沉淀Cr(OH)3，并逐渐增多，随着滴加NaOH溶液的过程，灰蓝色沉淀Cr(OH)3逐渐溶解并生成绿色Cr(OH)溶液。‎ ‎(2)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O ‎)逐渐增大，说明CrO逐渐转化为Cr2O，则CrO的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；由图中A点数据，可知：c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7，则进一步可知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；升高温度，溶液中CrO的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的ΔH小于0。‎ 答案：(1)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液 ‎(2)①2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　②增大　1.0×1014　③小于