2020届高考化学一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向作业 10页

‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　建议用时：40分钟　　　满分：100分 一、选择题(每题7分，共70分)‎ ‎1．(2018·天水模拟)下列说法中，正确的是(　　)‎ A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0‎ B．已知反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡常数为K，则2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数为2K C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向 答案　D 解析　ΔH＝生成物能量和－反应物能量和，当反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＞0，A错误；因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)的平衡常数为K2，B错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，对于ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时ΔG＜0，反应能自发进行，C错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向，D正确。‎ ‎2．下列反应过程中，ΔH>0，且ΔS>0的是(　　)‎ A．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)‎ B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)‎ C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)‎ D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ 答案　B 解析　A、C、D三项均为放热反应，ΔH<0；B项为吸热反应，ΔH>0，且正向气体分子数增多，ΔS>0。‎ ‎3．(2018·张家口高三模拟)只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是(　　)‎ A．K值有变化，平衡一定移动 B．平衡向正反应方向移动时，K值一定增大 C．K值不变，平衡不可能移动 D．相同条件下，同一个反应其化学方程式的计量数增大2倍，K值也增大2倍 答案　A 解析　K值是温度的函数，K值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，A正确；若在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于反应正向进行，平衡向右移动，但K值只与温度有关，故K值不变，B错误；增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，若体系温度不变，则K值不变，但平衡发生移动，C错误；相同条件下，同一个反应，其化学方程式的计量数变为原来的2倍，K值应变为原数值的平方，D错误。‎ ‎4．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下：‎ ‎①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30‎ ‎②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081‎ ‎③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．NO分解反应：NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30‎ B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2‎ D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 答案　C 解析　A项，NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为(1/K1)＝1015，错误；B项，根据平衡常数可判断反应进行的程度但并不能判断反应的难易，错误；C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应②为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。‎ ‎5．将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的ΔH<0‎ B．该反应在较低温度下能自发进行 C．25 ℃ 时平衡常数的值K≈1.6×10－8‎ D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移动 答案　C 解析　A项，由表中数据可知，升高温度，平衡气体总浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，反应前后气体分子数增大，则ΔS>0，在较低温度下，ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行，错误；C项，25 ℃时，NH3、CO2的平衡浓度分别为3.2×10－3 mol·L－1、1.6 ×10－3 mol·L－1，因此K＝c2(NH3)×c(CO2)≈1.6×10－8，正确；D项，NH2COONH4为固体，加入少量NH2COONH4 平衡不移动，错误。‎ ‎6．某温度下，密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是(　　)‎ A．反应达到平衡时，X的转化率为80%‎ B．该反应的平衡常数表达式为K＝ C．增大压强其平衡常数不变，但使平衡向生成Z的方向移动 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 答案　C 解析　平衡时X的转化率＝×100%＝×‎ ‎100%＝80%，A项正确；B项，从表中数据可推出其反应比例为0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，则化学方程式计量数之比为4∶5∶4∶6，B项正确；C项，增大压强其平衡常数不变，但该反应为气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C项错误；平衡常数只与温度有关，D项正确。‎ ‎7．某温度下，将3 mol A和2 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下将容器的容积扩大为原来的10倍，B的化转率不发生变化，则B的转化率为(　　)‎ A．60% B．40% C．24% D．4%‎ 答案　A 解析　扩大容器容积为原来的10倍，B的转化率不变，则a＝1，‎ A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)‎ 起始：　　3　　　2　　　 0　　 0‎ 变化：　　x　　　x　　 　x　　x 平衡：　3－x　　2－x　 　x　　x 根据平衡浓度的关系，(3－x)×(2－x)＝x×x，x＝1.2 mol，则B的转化率为1.2/2×100%＝60%，A项正确。‎ ‎8．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0。T1温度下的部分实验数据如表所示：‎ t/s ‎0‎ ‎500‎ ‎1000‎ ‎1500‎ c(N2O5)/(mol·L－1)‎ ‎5.00‎ ‎3.52‎ ‎2.50‎ ‎2.50‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1‎ B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000 s时N2O5转化率为50%‎ C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L－1，则T1＜T2‎ D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1＞K3，则T1＞T3‎ 答案　C 解析　v(N2O5)＝＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1，A正确；1000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡状态，列出三段式如下：‎ ‎2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)‎ 5.00 0 0‎ 2.50 5.00 1.25‎ 2.50 5.00 1.25‎ 则K＝＝＝125，‎ α(N2O5)＝×100%＝50%，B正确；T2温度下N2O5的浓度大于T1温度下N2O5的浓度，则改变温度使平衡向逆反应方向移动，逆反应是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2＜T1，C错误；对于吸热反应来说，T越高，K越大；反之K越大，T也越高。若K1＞K3，则T1＞T3，D正确。‎ ‎9．(2018·山西大学附中高三质检)恒温恒容下，向2 L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，发生反应：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应在0～4 min内容器内气体的密度没有变化 B．0～2 min内的平均速率为v(CO)＝0.6 mol·L－1·min－1‎ C．其他条件不变，若升高温度，反应的平衡常数变为1.0，则正反应为吸热反应 D．其他条件不变，若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0 mol，则平衡时n(SO2)＝0.6 mol 答案　C 解析　ρ＝，随着反应的进行，固体质量逐渐减少，气体质量逐渐增大，容器体积不变，所以密度增大，A错误；v(CO)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，B错误；t＝2 min时，列三段式 可知，2～4 min气体浓度无变化，已达平衡，所以K＝＝＝0.9，升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，C正确；其他条件不变，投料量减少一半，若建立等效平衡，则平衡时n(SO2)＝0.6 mol，但减小气体投料量，相当于减压，平衡向正反应方向移动，则n(SO2)>0.6 mol，D错误。‎ ‎10．相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：‎ X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)‎ ΔH＝－92.6 kJ·mol－1‎ 实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：‎ 下列叙述不正确的是(　　)‎ A．容器①、②中反应的平衡常数相等 B．达平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol·L－1‎ C．容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q D．若将容器①体积缩小为0.20 L，则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ 答案　C 解析　温度不变，化学平衡常数不变，A项正确；达到平衡时，容器①中平衡与容器②中平衡为等效平衡，利用容器①中数据进行计算：由放出热量的数值可知X2的转化率为×100%＝25%，平衡时XY3的物质的量为0.5‎ ‎ mol，故其浓度为＝2 mol·L－1，B项正确；由以上分析可知，容器②中反应逆向进行才能达到平衡，故容器②中反应达到平衡时吸收的热量为Q，C项错误；若将容器①体积缩小，则平衡右移，放出的热量增多，D项正确。‎ 二、非选择题(共30分)‎ ‎11．(2018·辽宁五校联考)(15分)已知 Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　K1①‎ Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　K2②‎ H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)　K3③‎ 又已知不同温度下，K1、K2值如下：‎ 温度/℃‎ K1‎ K2‎ ‎500‎ ‎1.00‎ ‎3.15‎ ‎700‎ ‎1.47‎ ‎2.26‎ ‎900‎ ‎2.40‎ ‎1.60‎ ‎(1)若500 ℃时进行反应①，CO2起始浓度为2 mol·L－1,2分钟后建立平衡，则CO2转化率为________，用CO表示的速率为______________________。‎ ‎(2)900 ℃进行反应③，其平衡常数K3为________(求具体数值)，焓变ΔH________0(填“>”“＝”或“<”)，若已知该反应仅在高温时正反应自发，则ΔS________0(填“>”“＝”或“<”)。‎ ‎(3)下列图像符合反应②的是________(填序号)(图中v是速率，φ为混合物中H2的体积百分含量)。‎ 答案　(1)50%　0.5 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)1.50　>　>　(3)BCD 解析　(1)设CO2的转化率为x，则 Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)‎ 2 0‎ 2x 2x 2－2x 2x K＝＝1，则x＝0.5＝50%，‎ v(CO)＝＝0.5 mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)反应③＝反应①－反应②，则反应③的化学平衡常数表达式为：K3＝＝＝＝1.50‎ 根据表中数值可知温度升高K1增大，K2减小，所以K3增大，则ΔH>0，据ΔH－TΔS知，若吸热反应在高温下能自发进行，则ΔS必大于0。‎ ‎(3)升高温度K2减小，说明升温平衡逆向移动，反应②是放热反应。升温平衡逆向移动，v逆大于v正，H2的体积分数减小，A错，B正确；温度越高，反应速率越快，则T2>T1，C正确；铁为固体，其含量不影响反应速率，D正确。‎ ‎12．(2018·渭南模拟)(15分)某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡，此时转移电子6 mol。‎ ‎(1)该反应的平衡常数为________，v(CH3OH)＝________ mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。 ‎ a．CH3OH的质量不变 b．混合气体的平均相对分子质量不再改变 c．v逆(CO)＝2v正(H2)‎ d．混合气体的密度不再发生改变 ‎(4)在一定压强下，向容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则 p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。ΔH________0，该反应在________(填“高温”或“低温”)下能自发进行。‎ ‎(5)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。‎ a．及时分离出CH3OH气体 b．适当升高温度 c．增大H2的浓度 d．选择高效催化剂 答案　(1)3　0.15　>　(2)增大　(3)cd　(4)小于　小于　低温　(5)c 解析　(1)依据化学方程式知，转移4 mol电子消耗CO的物质的量为1 mol，此时转移6 mol电子，消耗的CO物质的量＝×1 mol＝1.5 mol ‎　　　　 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始(mol)　　2　　　 5　　　　　0‎ 变化(mol)　　1.5　 　3　　　　 1.5‎ 平衡(mol)　　0.5　　 2　　　　 1.5‎ 平衡浓度c(CO)＝＝0.25 mol·L－1，‎ c(H2)＝＝1 mol·L－1，‎ c(CH3OH)＝＝0.75 mol·L－1，‎ 平衡常数K＝＝3；‎ ‎5 min内，v(CH3OH)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时浓度商Qc＝＝1.2<3，说明反应正向进行，此时v(正)>v(逆)。‎ ‎(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，相当于增大压强，该反应是气体体积减小的反应，平衡正向移动，CO的转化率增大。‎ ‎(3)反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0是气体体积减小的放热反应。CH3OH的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，a不符合；反应前后气体的质量不变，气体的物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，b不符合；当2v逆(CO)＝v正(H2)时，说明反应达到平衡状态，但v逆(CO)＝2v正(H2)说明反应未达到平衡状态，c符合；反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d符合。‎ ‎(4)相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2，一定压强下，温度升高CO的转化率减小，说明升高温度平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，ΔS<0，低温下满足ΔH－TΔS<0，即低温下能自发进行。‎ ‎(5)a.及时分离出CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向移动，但反应速率减小，错误；b.升高温度，平衡逆向移动，错误；c.增大H2的浓度，化学反应速率增大，平衡正向移动，正确；d.选择高效催化剂，化学反应速率增大，平衡不移动，错误。‎