2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第三講 化學(xué)平衡常數(shù)及反應(yīng)進(jìn)行的方向課后達(dá)標(biāo)訓(xùn)練.doc
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第三講 化學(xué)平衡常數(shù)及反應(yīng)進(jìn)行的方向 [課后達(dá)標(biāo)訓(xùn)練] 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：選C。一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行要由該反應(yīng)的熵變和焓變共同判斷，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．已知298 K下反應(yīng)2Al2O3(s)＋3C(s)===4Al(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋2 171 kJmol－1，ΔS＝＋635.5 Jmol－1K－1，則下列說法正確的是( ) A．由題給ΔH值可知，該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng) B．ΔS>0表明該反應(yīng)是一個(gè)熵增加的反應(yīng) C．該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 D．不能確定該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行 解析：選B。ΔH>0，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；由ΔH－TΔS＝2 171 kJmol－1－298 K0.635 5 kJmol－1K－1>0知，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，C、D錯(cuò)誤。 3.(2018商丘模擬)向某恒容密閉容器中充入一定量CO2和H2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)，測(cè)得平衡體系中CO2的百分含量(CO2%)與反應(yīng)溫度變化的關(guān)系如圖所示。下列物理量中，a點(diǎn)大于b點(diǎn)的是( ) ①正反應(yīng)速率?、谀娣磻?yīng)速率 ③HCOOH(g)的濃度 ④對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的平衡常數(shù) A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 解析：選D。溫度升高，反應(yīng)速率增大，a點(diǎn)的正、逆反應(yīng)速率都小于b點(diǎn)，①、②錯(cuò)誤；溫度升高，平衡體系中CO2的百分含量增大，說明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，HCOOH(g)的濃度和對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的平衡常數(shù)都將減小，即a點(diǎn)的HCOOH(g)的濃度和對(duì)應(yīng)溫度時(shí)的平衡常數(shù)都大于b點(diǎn)，③、④正確。 4．一定條件下合成乙烯：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>KN C．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：選C。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。 5．(2018大連模擬)某溫度下，將3 mol A和2 mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后達(dá)平衡，各物質(zhì)的平衡濃度的關(guān)系為ca(A)c(B)＝c(C)c(D)。若在溫度不變的情況下將容器的容積擴(kuò)大為原來的10倍，B的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為( ) A．60% B．40% C．24% D．4% 解析：選A。擴(kuò)大容器容積為原來的10倍，B的轉(zhuǎn)化率不變，則a＝1， A(g)＋B(g)C(g)＋D(g) 起始(mol): 3 2 0 0 變化(mol): x x x x 平衡(mol): 3－x 2－x x x 根據(jù)平衡濃度的關(guān)系，(3－x)(2－x)＝xx，解得x＝1.2，則B的轉(zhuǎn)化率為1.2 mol/2 mol100%＝60%，A項(xiàng)正確。 6.(2018衡水中學(xué)高三期末)在容積均為1 L的三個(gè)密閉容器中，分別放入鎳粉并充入1 mol CO，控制在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，測(cè)得Ni(CO)4的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( ) A．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)：K(T1)>K(T2) B．反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，b容器中v正(CO)＝v逆(CO) C．達(dá)到平衡時(shí)，a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>a>c D．減壓或升溫可將b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變成c中的平衡狀態(tài) 解析：選D。溫度越低，反應(yīng)速率越慢，因此再結(jié)合a、b、c三容器對(duì)應(yīng)數(shù)值知，a容器中反應(yīng)未達(dá)到平衡，b→c的變化則說明隨溫度升高化學(xué)平衡逆向進(jìn)行，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，b容器未必達(dá)到平衡狀態(tài)，則b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B錯(cuò)誤；其他條件相同時(shí)，隨溫度升高平衡左移，K值減小，CO轉(zhuǎn)化率減小，達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為a>b>c，C錯(cuò)誤；結(jié)合A項(xiàng)分析知，升溫可使b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閏中的平衡狀態(tài)，減壓平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致Ni(CO)4濃度變小，即可使b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閏中的平衡狀態(tài)，D正確。 7．(2018成都模擬)工業(yè)上用DME法以H2和CO為原料生產(chǎn)甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中發(fā)生如下兩個(gè)連續(xù)反應(yīng)： ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 改變溫度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，下列分析正確的是( ) 溫度(℃) 260 270 280 290 300 310 320 CO轉(zhuǎn)化率(%) 92 87 82 80 72 65 62 CH3OCH3產(chǎn)率(%) 33 45 77 79 62 58 52 A.反應(yīng)①、②均為吸熱反應(yīng) B．290 ℃時(shí)反應(yīng)②平衡常數(shù)值達(dá)到最大 C．反應(yīng)①與②中CH3OH的消耗速率一定相等 D．增大壓強(qiáng)能增大CH3OCH3產(chǎn)率 解析：選D。從反應(yīng)①來看，溫度升高，CO轉(zhuǎn)化率一直在減小，說明反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，而反應(yīng)②在較低溫度時(shí)，反應(yīng)未達(dá)到平衡，甲醚的產(chǎn)率主要受溫度影響，隨著溫度升高，產(chǎn)率降低，說明反應(yīng)②也是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率并不是一個(gè)概念，B錯(cuò)誤；反應(yīng)①與②中CH3OH的消耗速率不相等，因?yàn)槎卟皇峭粋€(gè)反應(yīng)，C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，反應(yīng)①向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使c(CH3OH)增大，從而使反應(yīng)②也向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則CH3OCH3產(chǎn)率增大，D正確。 8．(2018安徽“學(xué)普”聯(lián)考)已知反應(yīng)X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示。830 ℃時(shí)，向一個(gè)2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應(yīng)初始4 s內(nèi)v(X)＝0.005 mol/(Ls)。下列說法正確的是( ) 溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.4 s時(shí)容器內(nèi)c(Y)＝0.76 mol/L B．830 ℃達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為80% C．反應(yīng)達(dá)平衡后，升高溫度，平衡正向移動(dòng) D．1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)K＝0.4 解析：選B。反應(yīng)初始4 s內(nèi)X的平均反應(yīng)速率v(X)＝0.005 mol/(Ls)，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(Ls)，則4 s內(nèi)Δc(Y)＝0.005 mol/(Ls)4 s＝0.02 mol/L，Y的起始濃度為＝0.4 mol/L，故4 s時(shí)c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A錯(cuò)誤；設(shè)平衡時(shí)X的濃度變化量為x，則： X(g) ＋ Y(g)R(g)＋Q(g) 開始(mol/L): 0.1 0.4 0 0 變化(mol/L): x x x x 平衡(mol/L): 0.1－x 0.4－x x x 故＝1.0，解得x＝0.08，所以平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為100%＝80%，B正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，C錯(cuò)誤；1 200 ℃時(shí)反應(yīng)X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常數(shù)值為0.4，所以1 200 ℃時(shí)反應(yīng)R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常數(shù)的值為＝2.5，D錯(cuò)誤。 9．(2015高考天津卷)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng)： X(g)＋mY(g)3Z(g) 平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是( ) A．m＝2 B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同 C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1 D．第二次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4 molL－1 解析：選D。A.根據(jù)再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，可知該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，因此m＝2。B.由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C.因?yàn)槭前凑栈瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比充入的反應(yīng)物，因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前一樣，都為4 mol，而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%，故平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為4 mol10%＝0.4 mol，容器體積為2 L，則Z的濃度為0.2 molL－1。 10．(2018遂寧診斷)固定容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)，圖1表示T ℃時(shí)容器中各物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系，圖2表示平衡常數(shù)K隨溫度變化的關(guān)系。結(jié)合圖像判斷，下列結(jié)論正確的是( ) A．該反應(yīng)可表示為2A(g)＋B(g)C(g) ΔH<0 B．T ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝6.25 C．當(dāng)容器中氣體密度不再變化時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) D．T ℃，在第6 min時(shí)再向體系中充入0.4 mol C，再次達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于0.25 解析：選D。A項(xiàng)，由圖2知，升高溫度，平衡常數(shù)逐漸增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)圖1知0～5 min內(nèi)，A、B、C變化的物質(zhì)的量分別為0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，該反應(yīng)可表示為2A(g)＋B(g)C(g)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)A、B、C的平衡濃度分別為0.2 molL－1、0.1 molL－1、0.1 molL－1，故T ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝25，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知容器內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，容器的容積保持不變，故容器內(nèi)氣體的密度為恒量，不能作為平衡標(biāo)志，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)圖1知T ℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后C的體積分?jǐn)?shù)為0.25，在第6 min時(shí)再向體系中充入0.4 mol C，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，再次達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)大于0.25，正確。 二、非選擇題 11．(2018成都階段測(cè)試)汽車尾氣里含有的NO氣體是由內(nèi)燃機(jī)燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致： N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH>0 已知該反應(yīng)在2 404 ℃時(shí)，平衡常數(shù)K＝6.410－3。請(qǐng)回答下列問題。 (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________________。 (2)該溫度下，向2 L密閉容器中充入N2和O2各1 mol，平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率是________%(保留整數(shù))。 (3)該溫度下，某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.510－1 molL－1、4.010－2 molL－1和3.010－3 molL－1，此時(shí)反應(yīng)________________(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”)，理由是____________________ ________________________________________________________________________。 (4)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下圖變化趨勢(shì)正確的是________。 (5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2和O2，達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比，此時(shí)平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)________(填“變大”“變小”或“不變”)。 解析：(2)N2(g)＋O2(g)2NO(g) 起始/mol 1 1 0 變化/mol x x 2x 平衡/mol 1－x 1－x 2x K＝＝6.410－3，得x≈0.04，N2的轉(zhuǎn)化率為100%＝4%。 (3)Qc＝＝9.010－4<6.410－3，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。 (4)由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，A項(xiàng)正確；加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短，但NO的平衡濃度不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，平衡正向移動(dòng)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率提高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間縮短，C項(xiàng)正確。 (5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2和O2，達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，故建立的平衡與原平衡等效，平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)不變。 答案：(1)K＝ (2)4 (3)向正反應(yīng)方向進(jìn)行 Qc＝＝9.010－4下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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