2021高考化学一轮复习课时达标作业23化学平衡常数含解析新人教版 8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 ‎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 ‎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 ‎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 ‎5．已知①碳酸钙的分解CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1仅在高温下自发进行；②氯酸钾的分解2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH2在任何温度下都自发进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是(　　)‎ A．ΔH1＝－178.32 kJ·mol－1ΔH2＝－78.3 kJ·mol－1‎ B．ΔH1＝178.32 kJ·mol－1ΔH2＝－78.3 kJ·mol－1‎ 8‎ C．ΔH1＝－178.32 kJ·mol－1ΔH2＝78.3 kJ·mol－1‎ D．ΔH1＝178.32 kJ·mol－1ΔH2＝78.3 kJ·mol－1‎ ‎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：‎ 压强/Mpa 体积分数/%‎ 温度/℃‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎810‎ ‎54.0‎ a b ‎915‎ c ‎75.0‎ d ‎1 000‎ e f ‎83.0‎ ‎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 ‎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 ‎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(　　)‎ 8‎ 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 ‎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 能力题 ‎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(　　)‎ 8‎ 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 ‎11．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。‎ ‎12．近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：‎ ‎(1)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 8‎ 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为__________、__________，制得等量H2所需能量较少的是________。‎ ‎(2)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入‎2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。‎ ‎①H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。‎ ‎②在620 K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2______α1，该反应的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。‎ A．H2S B．CO2‎ C．COS D．N2‎ 课时达标作业23　化学平衡常数 ‎1．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 8‎ ‎－T·ΔS<0时，反应可自发进行，D正确。‎ 答案：D ‎2．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．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．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．答案：B ‎6．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．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．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 8‎ ‎ 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．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．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 ‎11．答案：‎ ‎(1)①0.12 mol·L－1·min－1　增大　②F ‎(2)①KA＝KB＞KC　②2‎ ‎12．解析：(1)系统Ⅰ制氢，反应③中有H2生成，要消掉HI，②中有HI还有SO2，要消掉SO2，要和①相加，将系统(Ⅰ)中三个反应相加得H2O(l)===H2(g)＋O2(g)，计算反应热ΔH＝327＋(－151)＋110＝＋286(kJ/mol)。同理将系统(Ⅱ)中三个反应相加得H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJ/mol，制得等量H2，系统Ⅱ所需能量较少。‎ 8‎ ‎(2)① H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)‎ n(始)/mol 0.40 0.10 　 0 　0‎ n(变)/mol x x 　 x 　x n(平)/mol 0.40－x 0.10－x 　x 　 x H2O%＝＝0.02，x＝0.01。H2S的转化率为×100%＝2.5%。K＝＝2.8×10－3。②水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，H2S的转化率增大；温度升高，平衡正向移动，说明正反应是吸热反应。③增大H2S浓度，平衡正向移动，CO2转化率增大，H2S转化率降低，A错误；同理，增大CO2浓度，H2S转化率增大，CO2转化率降低，B正确，增大COS浓度，平衡向逆反应方向移动，H2S转化率降低，C错误；加入不反应的N2，反应物、生成物浓度均不变，平衡不移动，H2S转化率不变，D错误。‎ 答案：(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ/mol H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJ/mol　系统(Ⅱ)‎ ‎(2)①2.5　2.8×10－3　②>　>　③B 8‎