2022年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 課時(shí)3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向練習(xí)

2022年高考化學(xué)一輪綜合復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 課時(shí)3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向練習(xí)一、選擇題1下列說法不正確的是()A焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)是放熱還是吸熱D一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)解析一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)。答案C2下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法正確的是()A在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度B在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)恒定值C平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等無關(guān)D從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度解析在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物及生成物濃度均為達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)的濃度；在溫度一定時(shí)，對(duì)一個(gè)確定化學(xué)計(jì)量數(shù)的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)恒定值，其大小只與溫度有關(guān)，與其他外界條件無關(guān)，平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。答案D3反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關(guān)系式為(平衡常數(shù)為同溫度下的測定值)()AK12K2BK1KCK1DK1K2解析K1c2(HI)/c(H2)·c(I2)，K2c(H2)·c(I2)/c(HI)，K1。答案C4某溫下氣體反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，平衡常數(shù)Kc(A)·c2(B)/c2(E)·c(F)，恒容時(shí)，若溫度適當(dāng)降低，F(xiàn)的濃度增加，下列說法正確的是()A增大c(A)、c(B)，K增大B降低溫度，正反應(yīng)速率增大C該反應(yīng)的焓變?yōu)樨?fù)值D該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2E(g)F(g)A(g)2B(g)解析平衡常數(shù)K只隨溫度的變化而變化，與濃度變化無關(guān)，A錯(cuò)；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，B錯(cuò)；降溫時(shí)，F(xiàn)的濃度增大，說明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則焓變?yōu)檎?，C錯(cuò)；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式可知A、B是生成物，E、F為反應(yīng)物，且對(duì)應(yīng)指數(shù)為其化學(xué)方程式中物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)，D正確。答案D5(2016·濟(jì)南高三質(zhì)檢)可逆反應(yīng)：2SO2O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說法正確的是(K為平衡常數(shù)，Q為濃度商)()AQ不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大BQ不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小CQ變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小DQ增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大解析當(dāng)可逆反應(yīng)2SO2O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右進(jìn)行，但O2轉(zhuǎn)化率減小，濃度商Q變小，K不變。答案C6(2016·重慶聯(lián)考)放熱反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 mol·L1，其平衡常數(shù)為K1。升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí)，反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O)，平衡常數(shù)為K2，則()AK2和K1的單位均為mol·L1BK2>K1Cc2(CO)c2(H2O)Dc1(CO)>c2(CO)解析溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)為K2<K1，單位為1，c1(CO)<c2(CO)，C正確。答案C7一定條件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)；已知溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說法不正確的是()A該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B平衡常數(shù)：KM>KNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D當(dāng)溫度高于250 ，升高溫度，催化劑的催化效率降低解析升高溫度CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡常數(shù)減小，B正確；化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，催化劑在250 時(shí)催化活性最高，溫度繼續(xù)升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C錯(cuò)誤，D正確。答案C8Cl2合成有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。如圖是反應(yīng)溫度對(duì)HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線。當(dāng)該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列敘述正確的是()A該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式KB及時(shí)分離出H2O，平衡正向移動(dòng)，這是正反應(yīng)速率逐漸增大的緣故C若向恒容平衡體系內(nèi)再加入1 mol O2，則達(dá)新平衡時(shí)，HCl的轉(zhuǎn)化率增大D隨溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值會(huì)變大解析A項(xiàng)錯(cuò)誤，該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K；B項(xiàng)錯(cuò)誤，分離出H2O，平衡會(huì)正向移動(dòng)，原因是逆反應(yīng)速率隨c(H2O)的減小而減小，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；C項(xiàng)正確，向恒容平衡體系內(nèi)再加入1 mol O2，平衡正向移動(dòng)，使HCl的轉(zhuǎn)化率增大；D項(xiàng)錯(cuò)誤，由溫度對(duì)HCl平衡轉(zhuǎn)化率影響的曲線可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K值會(huì)變小。答案C9一定溫度下，在一個(gè)容積為1 L的密閉容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，發(fā)生反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)，經(jīng)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，生成的HI(g)占?xì)怏w體積的50%，該溫度下，在另一個(gè)容積為2 L的密閉容器中充入1 mol HI(g)發(fā)生反應(yīng)HI(g)H2(g)I2(g)，則下列判斷正確的是()A后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為1B后一反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.5C后一反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H2的平衡濃度為0.25 mol·L1D后一反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，HI(g)的平衡濃度0.5 mol·L1解析前一反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)c(I2)0.5 mol·L1，c(HI)1 mol·L1，則平衡常數(shù)K14，而后一反應(yīng)的平衡常數(shù)K20.5，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；設(shè)后一反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)x mol·L1，則平衡時(shí)c(I2)x mol·L1，c(HI)(0.52x) mol·L1，K20.5，解得x0.125，故平衡時(shí)c(H2)0.125 mol·L1，c(HI)0.25 mol·L1，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B10某溫度下，反應(yīng)H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常數(shù)K。該溫度下，在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：起始濃度甲乙丙c(H2)/(mol·L1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L1)0.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.008 mol·L1D反應(yīng)開始時(shí)，乙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢解析設(shè)甲容器中，平衡時(shí)氫氣的變化濃度為x，則：K，解得x0.006 0 mol·L1，平衡時(shí)c(H2)c(CO2)0.010x0.004 0 mol·L1，c(H2O)c(CO)0.006 0 mol·L1，(H2)×100%60%。因乙中H2的起始濃度大于甲，故乙平衡相當(dāng)于是甲平衡正向移動(dòng)的結(jié)果，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%，A項(xiàng)正確；丙平衡可看作是2個(gè)甲平衡合并而成的，又因H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)是平衡不受壓強(qiáng)影響的反應(yīng)，故丙平衡中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，僅各物質(zhì)的濃度是甲平衡中各物質(zhì)濃度的2倍，所以B、C項(xiàng)正確；由于三組反應(yīng)中丙中各物質(zhì)的濃度最大，甲中各物質(zhì)的濃度最小，所以丙反應(yīng)速率最快，甲反應(yīng)速率最慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D二、填空題11對(duì)于可逆反應(yīng)COH2O(g)CO2H2，回答下列問題：(1)830 K時(shí)，若起始時(shí)c(CO)2 mol·L1，c(H2O)3 mol·L1，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_；平衡常數(shù)K的值為_。(2)830 K，若只將起始時(shí)c(H2O)改為6 mol·L1，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為_。(3)若830 K時(shí)，起始濃度c(CO)a mol·L1，c(H2O)b mol·L1，H2的平衡濃度c(H2)c mol·L1，則：a、b、c之間的關(guān)系式是_；當(dāng)ab時(shí)，a_c。解析在以下計(jì)算中，各濃度單位均為mol·L1。(1)COH2O(g)CO2H2起始濃度2300轉(zhuǎn)化濃度1.21.21.21.2平衡濃度0.81.81.21.2K1，(H2O)×100%40%。(2)設(shè)CO的轉(zhuǎn)化濃度為xCOH2O(g)CO2H2起始濃度2600轉(zhuǎn)化濃度xxx平衡濃度2x6xxxK1，解得x1.5 mol·L1，則(H2O)×100%25%。(3)COH2O(g)CO2H2起始濃度ab00轉(zhuǎn)化濃度cccc平衡濃度acbccc1，化簡得c，因?yàn)閍b，所以a2c。答案(1)40%1(2)25%(3)c212無色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為：N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。(1)將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中，下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是_。av正(N2O4)2v逆(NO2) b體系顏色不變c氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 d氣體密度不變達(dá)到平衡后，保持體積不變升高溫度，再次達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體顏色_(填“變深”、“變淺”或“不變”)，判斷理由是_。(2)平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓表示，即K表達(dá)式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)例如：p(NO2)p總×x(NO2)。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp的表達(dá)式_(用p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示)；影響Kp的因素為_。(3)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度的298 K、壓強(qiáng)的100 kPa)，已知該條件下，k正4.8×104 s1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正_kPa·s1。(4)真空密閉容器中放入一定量N2O4，維持總壓強(qiáng)p0恒定，在溫度為T 時(shí)，平衡時(shí)N2O4分解百分率為。保持溫度不變，向密閉容器中充入等量N2O4，維持總壓強(qiáng)在2p0條件下分解，則N2O4的平衡分解率的表達(dá)式為_。解析(1)2v正(N2O4)v逆(NO2)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，a項(xiàng)錯(cuò)誤；體系顏色不變，則NO2的濃度不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，b項(xiàng)正確；該反應(yīng)體系全為氣體，氣體質(zhì)量保持不變，而反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等，因此氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為變量，當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡，c項(xiàng)正確；該反應(yīng)體系全為氣體，氣體質(zhì)量保持不變，容器容積也保持不變，故氣體密度為一定值，氣體密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，d項(xiàng)錯(cuò)誤。正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，保持體積不變升高溫度，平衡正向移動(dòng)，NO2的濃度增大，故混合氣體顏色變深。(2)Kp，與化學(xué)平衡常數(shù)K一樣，影響Kp的因素為溫度。(3)Kp，達(dá)到平衡時(shí)，v正v逆，即k正·p(N2O4)k逆·p2(NO2)，故Kp。設(shè)起始時(shí)N2O4為a mol，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，N2O4為0.9a mol，NO2為0.2a mol，則x(N2O4)。故v正k正·p(N2O4)4.8×104s1×100 kPa×3.9×106kPa·s1。(4)設(shè)充入的N2O4的量為n mol，維持總壓強(qiáng)p0恒定，達(dá)到平衡時(shí)，N2O4的分解百分率為，則N2O4為n(1)mol，NO2為2n mol，Kpp0×。維持總壓強(qiáng)2p0恒定，達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)N2O4的分解百分率為，則N2O4為n(1)mol，NO2為2n mol，Kp2p0×。根據(jù)Kp不變，知p0×2p0×，解得。答案(1)bc變深正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其他條件不變，溫度升高平衡正向移動(dòng)，c(NO2)增加，混合氣體顏色加深(2)(其他合理答案亦可)溫度(3)3.9×106(4)13甲醇是重要的有機(jī)化工原料，目前世界甲醇年產(chǎn)量超過2.1×107噸，在能源緊張的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：()CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJ· mol1另外：()2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ· mol1()2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572.0 kJ· mol1若混合氣體中有二氧化碳存在時(shí)，還發(fā)生下列反應(yīng)：()CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H41.1 kJ· mol1回答下列問題：(1)甲醇的燃燒熱為_ kJ· mol1。(2)在堿性條件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制備少量的甲醇，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)若反應(yīng)在密閉恒容絕熱容器中進(jìn)行，反應(yīng)()對(duì)合成甲醇反應(yīng)中CO的轉(zhuǎn)化率的影響是_。a增大 b減小c無影響 d無法判斷(4)在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)()，各物質(zhì)的濃度如下表：濃度/mol·L1時(shí)間/minc(CO)c(H2)c(CH3OH)00.81.6020.6x0.240.30.60.560.30.60.5x_。前2 min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為v(H2)_。該溫度下，反應(yīng)()的平衡常數(shù)K_。反應(yīng)進(jìn)行到第2 min時(shí)，改變了反應(yīng)條件，改變的這個(gè)條件可能是_(填序號(hào))。a使用催化劑b降低溫度c增加H2的濃度(5)下圖是溫度、壓強(qiáng)與反應(yīng)()中CO轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：由圖像可知，較低溫度時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率對(duì)_(選填“溫度”或“壓強(qiáng)”)敏感。由圖像可知，溫度越低，壓強(qiáng)越大，CO轉(zhuǎn)化率越高，但實(shí)際生產(chǎn)往往采用300400 和10 MPa的條件，其原因是_。解析(1)利用蓋斯定律，熱化學(xué)方程式()()()，得新的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.9 kJ· mol1。(2)根據(jù)提示知CH3Cl中的Cl原子被羥基取代生成CH3OH。(3)反應(yīng)()消耗反應(yīng)()的另外一種反應(yīng)物氫氣，而且生成反應(yīng)()的反應(yīng)物CO，使反應(yīng)()的CO轉(zhuǎn)化率降低；但反應(yīng)()為吸熱反應(yīng)，使體系溫度降低，反應(yīng)()正向移動(dòng)，使反應(yīng)()中CO的轉(zhuǎn)化率提高，兩個(gè)原因孰輕孰重不得而知，故無法判斷反應(yīng)()對(duì)反應(yīng)()中CO轉(zhuǎn)化率的影響。(4),CO(g),2H2(g),CH3OH(g),始態(tài),0.8 mol·L1,1.6 mol·L1,0,2 min,0.6 mol·L1,1.2 mol·L1,0.2 mol·L1)v(H2)2v(CH3OH)2×0.2 mol·L1/2 min0.2 mol·L1·min1。平衡常數(shù)K0.5/(0.62×0.3) L2· mol24.6 L2· mol2。2 min到4 min的反應(yīng)速率大于0到2 min，而降低溫度，反應(yīng)速率降低，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由表格中的數(shù)據(jù)可知c項(xiàng)錯(cuò)誤；故a項(xiàng)使用催化劑是正確的。(5)由圖像可知，不管壓強(qiáng)多大，只要溫度較低，則轉(zhuǎn)化率均較高，故轉(zhuǎn)化率對(duì)溫度較敏感。溫度較低，反應(yīng)速率慢，不利于甲醇的生成；壓強(qiáng)太大對(duì)設(shè)備要求高，成本高。答案(1)764.9(2)CH3ClNaOHCH3OHNaCl或CH3ClH2OCH3OHHCl(3)d(4)1.20.2 mol·L1·min14.6 L2· mol2a(5)溫度溫度較低，反應(yīng)速率慢；壓強(qiáng)太大，成本高