（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（二十一）化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向（含解析）.doc

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跟蹤檢測（二十一） 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 1．對于反應(yīng)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝ B．增大體系壓強(qiáng)，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化 C．升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小 D．增加C(s)的量，平衡正向移動 解析：選B　平衡常數(shù)表達(dá)式應(yīng)為K＝，A錯誤；增大體系壓強(qiáng)，溫度不變，故平衡常數(shù)K不發(fā)生變化，B正確；升高體系溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，C錯誤；增加C(s)的量，平衡不移動，D錯誤。 2．(2019黃石模擬)已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。根據(jù)所學(xué)知識判斷，下列反應(yīng)中，在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的是(　　) A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH<0 B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0 C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH<0 D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0 解析：選B　在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)符合ΔH－TΔS>0，即ΔH>0、ΔS<0，故B項(xiàng)反應(yīng)符合題意。 3．(2019濰坊質(zhì)檢)某溫度下，在一個2 L的密閉容器中，加入4 mol X和2 mol Y進(jìn)行如下反應(yīng)：3X(g)＋2Y(g) 4Z(s)＋2W(g)，反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡，測得生成1.6 mol Z，則下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝ B．此時Y的平衡轉(zhuǎn)化率是40% C．增大該體系的壓強(qiáng)，平衡常數(shù)增大 D．增加Y，Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大 解析：選B　平衡常數(shù)表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質(zhì)，而物質(zhì)Z是固體，A錯誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知，平衡時減少的Y的物質(zhì)的量是1.6 mol＝0.8 mol，所以Y的轉(zhuǎn)化率為100%＝40%，B正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大壓強(qiáng)時平衡常數(shù)不變， C錯誤；增加Y后平衡右移，X的轉(zhuǎn)化率增大，而Y的轉(zhuǎn)化率減小，D錯誤。 4．(2019安徽省“江淮十校”聯(lián)考)300 ℃時，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH<0，一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如表所示： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是(　　) A．前2 min的平均反應(yīng)速率v(X)＝2.010－2 molL－1min－1 B．其他條件不變，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，再次平衡時Y的轉(zhuǎn)化率不變 C．當(dāng)v逆(Y)＝2v正(Z)時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡 D．該反應(yīng)在250 ℃時的平衡常數(shù)小于1.44 解析：選B　A項(xiàng)，前2 min的平均反應(yīng)速率v(X)＝v(Y)＝(0.04102) molL－1min－1＝2.010－3 molL－1min－1，錯誤；B項(xiàng)，其他條件不變，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，相當(dāng)于加壓，因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體分子數(shù)不變，加壓平衡不移動，再次平衡時Y的轉(zhuǎn)化率不變，正確；C項(xiàng)，當(dāng)v逆(Y)＝2v正(Z)時，反應(yīng)未達(dá)到平衡，錯誤；D項(xiàng)，該反應(yīng)在300 ℃時平衡常數(shù)為1.44，降溫平衡右移，250 ℃時的平衡常數(shù)大于1.44，錯誤。 5．羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達(dá)到下列平衡：CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g)　K＝0.1，反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol，平衡后CO物質(zhì)的量為 8 mol。下列說法正確的是(　　) A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大 C．反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80% 解析：選C　升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯誤；通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間增大，之后平衡發(fā)生移動，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)達(dá)到新的化學(xué)平衡狀態(tài)，故B錯誤；設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為 a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進(jìn)行解題： 　　　　　　 CO(g)＋H2S(g) COS(g)＋H2(g) 10 a 0 0 2 2 2 2 8 a－2 2 2 平衡常數(shù)K＝＝0.1，解得a＝7，故C正確；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為100%＝20%，故D錯誤。 6．某溫度下，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)/(molL－1) 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/(molL－1) 0.010 0.010 0.020 下列判斷不正確的是(　　) A．平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% B．平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C．平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 molL－1 D．反應(yīng)開始時，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢 解析：選C　設(shè)平衡時甲中CO2的轉(zhuǎn)化濃度為x molL－1， 　　 　 　　 H2(g)＋　CO2(g) H2O(g)＋CO(g) 起始/(molL－1) 0.010 0.010 0 0 轉(zhuǎn)化/(molL－1) x x x x 平衡/(molL－1) 0.010－x 0.010－x x x 根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝＝，解得x＝0.006，則甲中CO2的轉(zhuǎn)化率為100%＝60%，由于乙相對甲增大了c(H2)，因此CO2的轉(zhuǎn)化率增大，A項(xiàng)正確；丙與甲為等效平衡，轉(zhuǎn)化率相等，B項(xiàng)正確；平衡時甲中c(CO2)＝0.010 molL－1－0.006 molL－1＝0.004 molL－1，丙中CO2的平衡濃度是甲中的兩倍為0.008 molL－1，C項(xiàng)錯誤；丙中反應(yīng)物濃度最大，反應(yīng)速率最快，甲中反應(yīng)物濃度最小，反應(yīng)速率最慢，D項(xiàng)正確。 7．T1 ℃時，在一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。向密閉容器中加入NO和足量的活性炭，反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表： 時間/min 0 10 20 30 40 50 n(NO)/mol 3.0 1.6 1.0 1.0 a a n(N2)/mol 0 0.7 1.0 1.0 1.2 1.2 n(CO2)/mol 0 0.7 1.0 1.0 0.3 0.3 綜合表中數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是(　　) A．30 min時改變的條件一定是充入氮?dú)? B．在10～20 min內(nèi)，v(CO2)＝0.03 molL－1min－1 C．若升溫至T2 ℃時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.062 5，則ΔH>0 D．容器中混合氣體的密度保持不變，標(biāo)志著達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 解析：選D　A項(xiàng)，根據(jù)題意知，T1 ℃時平衡常數(shù)K＝＝1，則可得＝1，a＝0.6，則30 min時改變條件導(dǎo)致平衡右移，且CO2的量減小，因此30 min時改變的條件是減小CO2的量，錯誤；B項(xiàng)，在10～20 min內(nèi)，v(CO2)＝0.015 molL－1min－1，錯誤；C項(xiàng)，T1 ℃時，K＝1，若升溫至T2 ℃時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.062 5，K減小，則升溫使平衡左移，說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則ΔH<0，錯誤；D項(xiàng)，由題意可知，反應(yīng)前后氣體體積不變，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量發(fā)生變化，因此容器中混合氣體的密度保持不變時，可以判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，正確。 8.在容積均為1 L的三個密閉容器中，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，測得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，b容器中v正＝v逆 C．達(dá)到平衡時，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)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；反應(yīng)進(jìn)行到5 min時，b容器未必達(dá)到平衡狀態(tài)，則b容器中v正不一定等于v逆，B錯誤；其他條件相同時，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，CO的轉(zhuǎn)化率為a>b>c，C錯誤；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，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。 9.t ℃時，在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g) C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，達(dá)到平衡時容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實(shí)線)所示，下列判斷正確的是(　　) A．t ℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4 B．c點(diǎn)沒有達(dá)到平衡，此時反應(yīng)向逆向進(jìn)行 C．若c為平衡點(diǎn)，則此時容器內(nèi)的溫度高于t ℃ D．t ℃時，直線cd上的點(diǎn)均為平衡狀態(tài) 解析：選C　A項(xiàng)，平衡常數(shù)K＝＝＝0.25，錯誤；B項(xiàng)，分析圖像可知，c點(diǎn)濃度商Q”“＝”或“<”)。 ②若在某條件下，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在容器N中達(dá)到平衡，測得容器中含有1.0 mol N2、0.4 mol H2、0.2 mol NH3，此時容積為2.0 L。則此條件下的平衡常數(shù)為________。 解析：(1)氮的系列氫化物的通式為NnHn＋2；N3H5電子式為。 (2)得：N2(g)＋O2(g)===NO(g)　ΔH＝ kJmol－1，K＝ ＝。 (3)由題目所給信息可知N2H分2步水解，N2H＋H2ON2H5H2O＋＋H＋(主要)，N2H5H2O＋＋H2ON2H4H2O＋H＋＋H2O，因而離子濃度的大小順序?yàn)閏(Cl－)>c(N2H)>c(H＋)>c(N2H5H2O＋)>c(OH－)。 (4)①由于隔板Ⅰ固定不動，活塞Ⅱ可自由移動，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是總體積減小的反應(yīng)，活塞Ⅱ向左移動。向M、N中各通入2 mol N2和6 mol H2，N容器相當(dāng)于在M容器達(dá)平衡的基礎(chǔ)上再縮小容器的體積，平衡將右移，平衡時α(H2)為Mc(N2H)>c(H＋)>c(N2H5H2O＋)>c(OH－) (4)①<　②2.5 12．(2016海南高考)順1,2二甲基環(huán)丙烷和反1,2二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： 該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題： (1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能 Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。 (2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線是________(填曲線編號)，平衡常數(shù)值K2＝________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是__________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006 s－1，則v(正)＝0.006c(順)，v(逆)＝k(逆)c(反)、k(逆)＝0.002 s－1，則v(逆)＝0.002c(反)，化學(xué)平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝＝＝3；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH小于0。 (2)反應(yīng)開始時，c(順)的濃度大，單位時間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2＝＝，因?yàn)镵1＞K2，放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以溫度t2大于t1。 答案：(1)3　小于　(2)B　　大于　放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動 13．一氧化碳是一種重要的化工原料。結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題。 (1)工業(yè)上可通過CO和H2化合制取CH3OH： CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1 已知：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.1 kJmol－1 ②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝－49.0 kJmol－1 則ΔH1＝____________。 (2)工業(yè)上還可通過CO和Cl2化合制取光氣(COCl2)：Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)　ΔH。向密閉容器中充入1 mol Cl2(g)和1 mol CO(g)，反應(yīng)速率隨溫度的變化如圖所示。 ①圖中Q點(diǎn)的含義是__________________，ΔH________(填“>”或“<”)0。 ②某溫度下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時，c(COCl2)＝0.80 molL－1，c(Cl2)＝0.20 molL－1，則平衡體系中CO的體積分?jǐn)?shù)為____________；在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝____________。 解析：(1)根據(jù)蓋斯定律可知，①＋②即得到反應(yīng)CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝－41.1 kJmol－1＋(－49.0 kJmol－1)＝－90.1 kJmol－1。(2)①根據(jù)圖像可知在Q點(diǎn)之前為建立平衡的過程，而Q點(diǎn)之后為平衡移動的過程，且隨著溫度的升高平衡逆向移動，所以Q點(diǎn)為化學(xué)平衡狀態(tài)，ΔH<0。②根據(jù)方程式Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)和題中已知數(shù)據(jù)可知，平衡時c(COCl2)＝0.80 molL－1，c(CO)＝c(Cl2)＝0.20 molL－1，CO的體積分?jǐn)?shù)為100%≈16.67%；在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝20。 答案：(1)－90.1 kJmol－1 (2)①化學(xué)平衡狀態(tài)(答案合理即可)　< ②16.67%　20 14.(2019南昌模擬)二氧化碳催化加氫合成低碳烯烴是目前研究的熱門課題。在一個2 L密閉恒容容器中分別投入1.5 mol CO2、5.0 mol H2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH；在不同溫度下，用傳感技術(shù)測出平衡時H2的物質(zhì)的量變化情況如圖所示。 (1)該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“不能確定”)。 (2)在TA溫度下的平衡常數(shù)K＝________。 (3)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，除改變溫度外，還可采取的措施是_________________________________________________________________(列舉一項(xiàng))。 (4)在TA溫度下，其他條件不變，起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、 1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進(jìn)行投料，此時v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。 解析：(1)根據(jù)圖像，升高溫度，H2的物質(zhì)的量增加，平衡逆向移動，正反應(yīng)放熱，ΔH<0。 (2)　　　　2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g) 起始/mol 1.5 5 0 0 轉(zhuǎn)化/mol 1 3 0.5 2 平衡/mol 0.5 2 0.5 2 K＝＝0.5。 (3)增大壓強(qiáng)或增大H2(g)濃度，可以使平衡正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。(4)在TA溫度下，其他條件不變，起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進(jìn)行投料，Q＝＝0.25v逆。 答案：(1)<　(2)0.5 (3)增大壓強(qiáng)(或增大H2濃度、移走產(chǎn)物)　(4)>