2019高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 7-3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向練習(xí) 新人教版.doc

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7-3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向 板塊三 限時規(guī)范特訓(xùn) 　　時間：45分鐘　　　滿分：100分 一、選擇題(每題8分，共72分) 1．[2017張家口高三模擬]只改變一個影響因素，平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述正確的是(　　) A．K值有變化，平衡一定移動 B．平衡向正反應(yīng)方向移動時，K值一定增大 C．K值不變，平衡不可能移動 D．相同條件下，同一個反應(yīng)其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大2倍，K值也增大2倍 答案　A 解析　K值是溫度的函數(shù)，K值變化，說明溫度發(fā)生了改變，則平衡一定發(fā)生移動，A正確；若在其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，有利于反應(yīng)正向進行，平衡向右移動，但K值只與溫度有關(guān)，故K值不變，B錯誤；體系溫度不變，則K值不變，但平衡可能發(fā)生移動，C錯誤；相同條件下，同一個反應(yīng)，其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大2倍，K值應(yīng)變?yōu)樵瓟?shù)值的平方，D錯誤。 2．下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在高溫下能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH<0 B．NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室溫下不能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的ΔH<0 C．反應(yīng)3Cl2(g)＋8NH3(g)===6NH4Cl(s)＋N2(g)的ΔH>0，ΔS<0 D．加入合適的催化劑能降低反應(yīng)活化能，從而改變反應(yīng)的焓變 答案　A 解析　該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，則有ΔS<0；該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進行，據(jù)ΔH－TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知，該反應(yīng)ΔH<0，A正確。該反應(yīng)為熵增反應(yīng)，則有ΔS>0，該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進行，據(jù)ΔH－TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知，該反應(yīng)ΔH>0，B錯誤。該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，則有ΔS<0，該反應(yīng)在室溫下能自發(fā)進行，據(jù)ΔH－TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知，該反應(yīng)ΔH<0，C錯誤。加入合適的催化劑能降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)的焓變，D錯誤。 3．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X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達到平衡后X、Y、Z的體積分數(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，Z的濃度為0.4 molL－1 答案　D 解析　在原平衡體系中加入1 mol Z，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變，說明該平衡與原平衡是等效平衡，則化學(xué)方程式兩邊氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)相等，即m＝2，A正確；溫度不變，平衡常數(shù)不變，B正確；起始時X、Y的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等，C正確；起始時加入1 mol X和2 mol Y，相當(dāng)于3 mol Z，平衡時Z的物質(zhì)的量為3 mol10%＝0.3 mol，在平衡體系中再加入1 mol Z，相當(dāng)于起始時共加入4 mol Z，則新平衡時Z的物質(zhì)的量為4 mol10%＝0.4 mol，其濃度為0.4 mol/2 L＝0.2 molL－1，D錯誤。 4．一定條件下，向一密閉容器中充入一定量的NH3，反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2 (g)達到平衡時N2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．壓強：p1>p2 B．b、c兩點對應(yīng)的平衡常數(shù)：Kc>Kb C．a(chǎn)點：2v(NH3)正＝3v(H2)逆 D．a(chǎn)點：NH3的轉(zhuǎn)化率為1/3 答案　B 解析　相同溫度下，壓強越大，N2的體積分數(shù)越小，所以p2>p1，A錯誤；由圖像可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以溫度越高，K越大，B正確；a點為平衡點，應(yīng)為3v(NH3)正＝2v(H2)逆，C錯誤；假設(shè)反應(yīng)后氣體總體積為1 L，則N2為0.1 L、H2為0.3 L，未反應(yīng)的NH3為0.6 L，參加反應(yīng)的NH3為0.2 L，所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為100%＝25%，D錯誤。 5.汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng)，如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是(　　) A．溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ B．溫度T下，隨著反應(yīng)的進行，混合氣體的密度減小 C．曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 答案　A 解析　A項正確，達平衡時，c(N2)＝c(O2)＝c1 molL－1，c(NO)＝2(c0－c1) molL－1；B項錯誤，因反應(yīng)前后容器體積不變，且反應(yīng)中無固態(tài)(或液態(tài))物質(zhì)參加或生成，故混合氣體的密度始終不變；C項錯誤，催化劑只能改變到達平衡的時間，不會破壞平衡，即加入催化劑時氮氣的平衡濃度不會改變；D項錯誤，對比曲線a和b到達平衡所需時間，可知曲線b對應(yīng)的條件改變是升高溫度，達新平衡時c(N2)減小，則平衡正向移動，故該反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0。 6．[2017天津市河西區(qū)質(zhì)檢]將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表： 下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)的ΔH<0 B．該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行 C．25 ℃ 時平衡常數(shù)的值K≈1.610－8 D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移動 答案　C 解析　由表中數(shù)據(jù)可知，升高溫度，平衡氣體總濃度增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A錯誤；該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大，則ΔS>0，在較低溫度下，ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進行，B錯誤；25 ℃時，NH3、CO2的平衡濃度分別為3.210－3 mol/L、1.6 10－3 mol/L，因此K＝c2(NH3)c(CO2)≈1.610－8，C正確；NH2COONH4為固體，加入少量NH2COONH4平衡不移動，D錯誤。 7．下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) 選項 化學(xué)反應(yīng)方程式 已知條件 預(yù)測 A M(s)===X(g)＋Y(s) ΔH>0 它是非自發(fā)反應(yīng) B W(s)＋xG(g)===2Q(g) ΔH<0，自發(fā)反應(yīng) x可能等于1、2、3 C 4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g) 能自發(fā)反應(yīng) ΔH一定小于0 D 4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s) 常溫下，自發(fā)進行 ΔH>0 答案　B 解析　該反應(yīng)中固體分解生成氣體和固體，則該反應(yīng)熵增加，且為吸熱反應(yīng)，則有ΔH>0，ΔS>0，當(dāng)溫度升高時，使ΔH－TΔS<0，該反應(yīng)能自發(fā)進行，A錯誤；該反應(yīng)的ΔH<0，若為熵減反應(yīng)，在低溫下能自發(fā)進行，若為熵增反應(yīng)，在任何溫度下均可自發(fā)進行，故x可能等于1、2、3，B正確；該反應(yīng)為熵增反應(yīng)，即ΔS>0，當(dāng)ΔH<0時，在任何溫度下均能自發(fā)進行，當(dāng)ΔH>0時，高溫下可自發(fā)進行，C錯誤；該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，常溫下能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)，則有ΔH<0，D錯誤。 8．[2017成都高三質(zhì)檢]在兩個固定容積均為1 L密閉容器中以不同的氫碳比充入H2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)在高溫下自發(fā)進行 B．氫碳比：x<2.0 C．氫碳比為2.0時，Q點v逆(H2)小于P點的v逆(H2) D．向處于P點狀態(tài)的容器中，按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，再次平衡后α(CO2)減小 答案　C 解析　通過圖像可判斷該反應(yīng)的ΔH<0，因ΔS<0，ΔG＝ΔH－TΔS中T越大越不利于反應(yīng)自發(fā)進行，因此T數(shù)值較小時(即低溫)反應(yīng)可自發(fā)進行，A錯誤；增大一種反應(yīng)物的濃度，另外一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高，故氫碳比越大，CO2轉(zhuǎn)化率越高，x>2.0，B錯誤；氫碳比為2.0時，P點為平衡點，由Q點到P點，CO2轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，故Q點v正>v逆，v逆逐漸增大至P點時與v正相等，故Q點v逆(H2)小于P點的v逆(H2)，C正確；設(shè)再充入n(C2H4)＝1 mol，n(C2H4)∶n(H2O)＝1 mol∶4 mol，相當(dāng)于n(CO2)∶n(H2)＝2 mol∶6 mol，總共相當(dāng)于加入(2 mol＋2 mol)∶(4 mol＋6 mol)＝2∶5的CO2、H2，即氫碳比為5∶2，該比值大于2，故CO2轉(zhuǎn)化率增大，D錯誤。 9．[2017江蘇南通高三調(diào)研]一定溫度下，在三個體積均為0.5 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ中5 min時達到平衡。 下列說法中正確的是(　　) A．容器Ⅰ中前5 min的平均反應(yīng)速率：v(CO)＝0.16 molL－1min－1 B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．容器Ⅱ中起始時Cl2的物質(zhì)的量為0.55 mol D．若起始時向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2，達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率大于80% 答案　C 解析　A項，v(CO)＝v(COCl2)＝＝0.32 molL－1min－1，錯誤；B項，容器Ⅲ中COCl2折算成CO和Cl2時，與容器Ⅰ中投料相同，平衡時，高溫下對應(yīng)的COCl2的量小，即升溫平衡逆向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯誤；C項，Ⅰ、Ⅱ中，溫度相等，所以K相等，Ⅰ中K＝＝＝10，Ⅱ中K＝＝10，解得a＝0.55 mol，正確；D項，容器Ⅰ中，CO的轉(zhuǎn)化率為80%，選項中加入的CO和Cl2比容器Ⅰ中的少，相當(dāng)于減小壓強，平衡逆向移動，所以CO的轉(zhuǎn)化率小于80%，錯誤。 二、非選擇題(共28分) 10．[2017貴州貴陽高三期末](14分)氨是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。 (1)在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中進行可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3。該可逆反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是________。 A．3v正(H2)＝2v逆(NH3) B．單位時間生成m mol N2的同時生成3m mol H2 C．容器內(nèi)的總壓強不再隨時間而變化 D．混合氣體的密度不再隨時間變化 (2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的原料氣氫氣。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬工業(yè)制取氫氣的原理，在一定溫度下，體積為2 L的恒容密閉容器中，測得如下表所示數(shù)據(jù)。 時間/min CH4(mol) H2O(mol) CO(mol) H2(mol) 0 0.40 1.00 0 0 5 a 0.80 c 0.60 7 0.20 b 0.20 d 10 0.21 0.81 0.19 0.64 請回答下列問題： ①該溫度下，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________； ②反應(yīng)在7～10 min內(nèi)，CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是________(填字母)。 A．減少CH4的物質(zhì)的量 　　 B．降低溫度 C．升高溫度 　　 D．充入H2 ③若保持相同的溫度，向2 L的恒容密閉容器中同時充入0.2 mol CH4、0.6 mol H2O、a mol CO和0.5 mol H2，當(dāng)a＝0.2時，上述反應(yīng)向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進行。若要使上述反應(yīng)開始時向逆反應(yīng)方向進行，則a的取值范圍為________。 答案　(1)C　(2)①0.0675?、贒?、壅磻?yīng)　a>0.26 解析　(1)A項，3v正(H2)＝2v逆(NH3)，化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計量數(shù)之比不等，故正逆反應(yīng)速率不等，錯誤；B項，單位時間生成m mol N2是逆反應(yīng)，生成3m mol H2也是逆反應(yīng)，錯誤；C項，該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，容器內(nèi)壓強也發(fā)生變化，容器內(nèi)壓強不再隨時間而變化，說明各組分的濃度不再變化，正逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，正確；D項，密度ρ＝，總質(zhì)量不變，容器體積不變，密度不變，故混合氣體的密度不再隨時間變化不能作為判斷反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯誤。 (2)①　　　　CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 起始(mol/L) 0.20 0.50 0 0 反應(yīng)(mol/L) 0.10 0.10 0.10 0.30 平衡(mol/L) 0.10 0.40 0.10 0.30 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝0.0675； ②反應(yīng)在7～10 min之間，CO的物質(zhì)的量減少，CH4、H2O和H2物質(zhì)的量增加，應(yīng)為加入氫氣使平衡逆向移動，故答案為D。 ③當(dāng)a＝0.2時，Qc＝＝0.0520.0675，故a>0.26。 11．(14分)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH1＝－99 kJ/mol ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝－58 kJ/mol ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　 ΔH3＝＋41 kJ/mol 回答下列問題： (1)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為__________________，圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為______________(填曲線標(biāo)記字母)。 (2)合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而________(填“增大”或“減小”)；圖2中的壓強由大到小為________。 答案　(1)K＝　a (2)減小　p3>p2>p1 解析　(1)反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，則升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，曲線a正確。 (2)升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又使產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低。相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高。