2021届一轮复习人教版化学平衡常数化学反应进行的方向作业(2) 13页

化学平衡常数　化学反应进行的方向 时间：45分钟 ‎1．下列说法中不正确的是(　C　)‎ A．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0‎ B．3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0‎ C．BaSO4(s)＋4C(s)===BaS(s)＋4CO(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0‎ D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0‎ 解析：该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应只有在高温下自发进行，说明在低温时ΔH－TΔS>0，则该反应的ΔH>0，A正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应在常温下不能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，B正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应室温下不能自发进行，说明室温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，C错误。该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应常温下能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS<0，即反应的ΔH<0，D正确。‎ ‎2．80 ℃时，2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＝＋Q kJ·mol－1(Q>0)，获得如下数据：‎ 时间/s ‎0‎ ‎ 20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ c(NO2)/(mol·L－1)‎ ‎0.00‎ ‎0.12‎ ‎0.20 ‎ ‎0.26‎ ‎0.30‎ ‎0.30‎ 下列判断正确的是(　B　)‎ A．升高温度，该反应的平衡常数K减小 B．20～40 s内，平均反应速率v(N2O4)＝0.002 mol·L－1·s－1‎ C．反应达到平衡时，吸收的热量为0.30Q kJ·mol－1‎ D．100 s时再通入0.40 mol N2O4，达到新平衡时N2O4的转化率增大 解析：该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，A错误。由表中数据可知，c(NO2)在20～40 s内由0.12 mol·L－1升高到0.20 mol·L－1，则有v(NO2)＝＝0.004 mol·L－1·s－1，v(N2O4)＝v(NO2)＝×0.004 mol·L－1·s－1＝0.002 mol·L－1·s－1，B正确。达到平衡时c(NO2)＝0.30 mol·L－1，则有n(NO2)＝0.30 mol·L－1×2 L＝0.60 mol，故吸收的热量为×Q kJ＝0.03Q kJ，单位不合理，C错误。100 s时处于平衡状态，通入0.40 mol N2O4，与保持n(N2O4)不变，同时缩小容器的容积至原来的是等效平衡，则缩小容积、增大压强时，平衡逆向移动，则N2O4的转化率降低，D错误。‎ ‎3．下列内容与结论不对应的是(　A　)‎ 选项 内容 结论 A H2O(g)变成H2O(l)‎ 该过程的ΔS>0‎ B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0‎ C 一个反应的ΔH>0、ΔS<0‎ 该反应一定不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1、ΔS＝8 J·mol－1·K－1‎ 该反应在任何温度下均可自发进行 ‎　解析：H2O(g)变成H2O(l)，气体总分子数减小，则有ΔS<0，A符合题意。硝酸铵溶于水是一个可自发进行的吸热过程，NH4NO3发生电离：NH4NO3===NH＋NO，自由移动的离子数目增多，则有ΔS>0，B不符合题意。若一个反应的ΔH>0、ΔS<0，则有ΔH－TΔS>0，则该反应不能自发进行，C不符合题意。反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0，则有ΔH－TΔS<0，该反应在任何温度下均可自发进行，D不符合题意。‎ ‎4．羰基硫(COS)可用于合成除草剂、杀草丹等农药。H2S与CO2‎ 在高温下反应可制得COS：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)　ΔH>0。在2 L密闭容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应，数据如下表：‎ 下列判断中不正确的是(　D　)‎ A．K1＝ B．K2＝K3，且n3＝2n2‎ C．初始反应速率：实验3>实验2>实验1‎ D．实验2中平衡时的c(COS)≈0.028 6 mol·L－1‎ 解析：达到平衡时n(COS)＝0.020 0 mol，则有 H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)‎ 0.100 0.100 0 0‎ 0.090 0 0.090 0 0.010 0 0.010 0‎ 则平衡常数K1＝＝，A正确。实验2和3的温度均为T2，平衡常数相等，则有K2＝K3；实验2和3中起始CO2、H2S的物质的量之比均为1∶1，则达到平衡时二者的转化率相等，从而推知n3＝2n2，B正确。该反应的ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于K1实验1；实验2和3相比，温度均为T2‎ ‎，但实验3中起始反应物的量大，反应物的浓度越大，反应速率越快，则初始反应速率：实验3＞实验2，C正确。实验2的平衡常数K2＝，设平衡时c(COS)＝x，则有K2＝＝，解得x＝0.014 3 mol·L－1，D错误。‎ ‎5．已知反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)的平衡常数和温度的关系如下：‎ 温度/℃‎ ‎ 700 ‎ ‎ 800‎ ‎830 ‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ 平衡常数 ‎1.7‎ ‎1.1‎ ‎1.0‎ ‎0.6 ‎ ‎0.4‎ 现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1 mol A和1 mol B，在Ⅱ中充入1 mol C和1 mol D,800 ℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(　C　)‎ A．容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等 B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同 C．该反应的正反应是放热反应 D．容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小 解析：由平衡常数与温度的关系可知，该反应的正反应是放热反应，C正确；由于反应体系是绝热体系，则容器Ⅰ达到平衡时的温度比容器Ⅱ高，故其平衡常数小，平衡时压强大，A、B错误；容器Ⅰ比容器Ⅱ温度高，故平衡时A的浓度容器Ⅰ大于容器Ⅱ，D错误。‎ ‎6．T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g) C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(　C　)‎ A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4‎ B．c点没有达到平衡，此时反应逆向进行 C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃‎ D．T ℃时，直线cd上的点均为平衡状态 解析：由A(g)＋B(g) C(s) ΔH<0知，平衡常数K＝＝＝0.25，A错误；依据图象可知，c点浓度商Qv(T4)>v(T2)‎ B．化学平衡常数：K(T4)>K(T3)‎ C．由T1向T2变化时，v正>v逆 D．该可逆反应的正反应为吸热反应 解析：温度升高：反应速率加快，故正反应速率v(T4)>v(T3)>v(T2‎ ‎)，A错误。由图可知，T3时C的百分含量达最大值，随后升高温度，C%减小，说明平衡逆向移动，平衡常数减小，则平衡常数K(T4)v逆，C正确。T3达到平衡状态后，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，则有ΔH<0，该反应的正反应是放热反应，D错误。‎ ‎12．在容积一定的密闭容器中，充入一定量的NO和足量碳发生化学反应C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是(　B　)‎ A．该反应的ΔH>0‎ B．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正>v逆 C．若状态B、C、D的压强分别为 pB，pC，pD，则有pC＝pD>pB D．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1v逆，B正确。该反应前后气体体积不变，压强和温度成正比例关系，B和D点的温度均为T2，则有pD＝pB；C点温度高于D点，则有pC>pD，综上可得压强：pC>pD＝pB，C错误。该反应的ΔH<0，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于T1K2，D错误。‎ ‎13．在体积均为1.0 L的两个恒容密闭容器中分别加入足量的相同碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(　C　)‎ A．化学平衡常数K：K(状态Ⅰ)v逆(状态Ⅱ)‎ 解析：由图可知，在起始n(CO2)一定时，升高温度，CO2的平衡浓度减小，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0；平衡常数只与温度有关，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，由于温度T(状态Ⅰ)”“<”或“＝”)。‎ ‎(5)已知：200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8，则ΔH4________0(填“>”“<”或“＝”)。‎ 解析：(3)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)＝4v(CH4)＝×4＝0.32 mol·L－1·min－1。‎ ‎②　 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)‎ 起始(mol·L－1) 1 4 0 0‎ 反应(mol·L－1) 0.8 3.2 0.8 1.6‎ 平衡(mol·L－1) 0.2 0.8 0.8 1.6‎ ‎300 ℃时，反应的平衡常数K＝＝25。‎ ‎③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时CH4的浓度大于1.6 mol·L－1。(4)Qc＝＝14v逆。(5)200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8，说明升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH4<0。‎ 答案：(3)①0.32 mol·L－1·min－1　②25　③D ‎(4)>　(5)<‎ ‎15．在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3，发生反应CaCO3(s) CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：‎ ‎(1)该反应正反应为________(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5℃时，该反应耗时40 s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为________。‎ ‎(2)其他条件不变，如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(选填字母)。‎ a．一定向逆反应方向移动 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小 c．一定向正反应方向移动 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大 ‎(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(5)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g。‎ 解析：(1)T5 ℃时，c(CO2)＝0.20 mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。(2)K值增大，说明条件变化是升高温度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。(4)体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小；由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。(5)保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动，c(CO2)仍等于0.20 mol·L－1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其质量为10 g。‎ 答案：(1)吸　0.20　(2)bc ‎(3)随着温度升高，反应速率增大，达到平衡所需要的时间变短 ‎(4)增大　减小　不变　(5)10‎