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  • 2021-07-03 发布

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

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‎                    ‎ ‎  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。‎

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