2019-2020年高考化学一轮复习 7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向课时训练.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向课时训练一、选择题(每小题6分,共60分)1.冰融化为水的过程的焓变和熵变正确的是(C)A.H0,S0B.H0C.H0,S0D.H0,Sb的是(A)A.活化能B.反应放出的热C.反应的平衡常数D.反应速率【解析】催化剂不能改变反应的反应热和反应的限度,且平衡常数只与温度有关,故B、C项错误;催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,D项错误。3.(xx北京东城区模拟)80 时,2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g)H=+Q kJmol-1(Q0),获得如下数据:时间/s020406080100c(NO2)/(molL-1)0.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是(C)A.升高温度,该反应的平衡常数K减小B.2040 s内,v(N2O4)=0.004 molL-1s-1C.反应达平衡时,吸收的热量为0.30Q kJD.100 s时再通入0.40 mol N2O4,达新平衡时N2O4的转化率增大【解析】题给反应为吸热反应,温度升高,平衡常数K增大,A项错误;2040 s内,v(NO2)=0.004 molL-1s-1,v(N2O4)=v(NO2)=0.002 molL-1s-1,B项错误;浓度不变时,说明反应已达平衡,反应达平衡时,生成NO2的物质的量为0.30 molL-12 L=0.60 mol,由热化学方程式可知生成2 mol NO2吸收热量Q kJ,所以生成0.6 mol NO2时吸收热量0.3Q kJ,C项正确;100 s时再通入0.40 mol N2O4,相当于增大压强,平衡逆向移动,N2O4的转化率减小,D项错误。4.已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断,下列反应中,在任何温度下都不自发进行的是(B)A.2O3(g)3O2(g)H0C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0【解析】A项中的反应H0,反应能自发进行;B项中的反应H0,S0,反应不能自发进行;C项中的反应H0,S0,S0,反应是否能自发进行也取决于温度大小。5.(xx重庆高考)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)K=0.1反应前CO物质的量为10 mol,平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(C)A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应B.通入CO后,正反应速率逐渐增大C.反应前H2S物质的量为7 molD.CO的平衡转化率为80%【解析】本题考查的是化学平衡。温度升高,平衡向吸热反应方向移动,H2S浓度增大,表明正反应为放热反应,A项错误;通入CO后,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,B项错误;根据平衡常数K=0.1,可知n(H2S)=7 mol,C项正确;CO的平衡转化率=100%=20%,D项错误。6.有一反应:2A+B2C,其中A、B、C均为气体,如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,x轴表示温度,y轴表示B的转化率,图中有a、b、c三点,则下列描述正确的是(B)A.该反应是放热反应B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化C.T1温度下若由a点达到平衡,可以采取增大压强的方法D.c点v(正)v(逆),D项错误。7.(xx郑州模拟)在体积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g)HT1B.a、b两点的平衡常数:b=aC.为了提高Br2(g)的转化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法D.T1时,随着Br2(g)加入,平衡时HBr的体积分数不断增加【解析】题给反应为放热反应,温度越高,反应限度越小,所以T1T2,A项错误;a和b点的温度相同,故化学平衡常数相同,B项正确;增加Br2(g)通入量,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,溴的转化率降低,C项错误;当温度为T1时,加入Br2,平衡会向正反应方向移动,导致HBr的物质的量不断增大,但体积分数不一定逐渐增大,D项错误。8.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:t/70080083010001200K1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是(C)A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)B.上述反应的正反应是放热反应C.若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ,此时测得CO2为0.4 mol,该反应达到平衡状态D.若平衡浓度符合关系式,则此时的温度为1000 【解析】依平衡常数的表达式可知A项正确;升高温度K减小,平衡左移,故正反应为放热反应,B项正确;5 min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6 molL-1、0.6 molL-1、0.4 molL-1、0.4 molL-1,p4,y轴表示B的转化率D.p3T2和p1p2,再根据C的百分含量可判断出H0,x0,T1温度时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表。下列说法中不正确的是(C)时间/s050010001500c(N2O5)/(molL-1)5.003.522.502.50A.T1温度下,500 s时O2的浓度为0.74 molL-1B.平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的一半,再平衡时c(N2O5)5.00 molL-1C.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1T2,则K15.00 molL-1,B项正确;该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,若T1T2,则K1K2,C项错误;利用图表数据及“三段式”解得T1温度下的平衡常数为K1=125,N2O5的转化率=100%=50%=0.5,D项正确。二、非选择题(共40分)11.(9分)(xx吉林调研)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。反应大气固氮:N2(g)+O2(g)2NO(g)工业固氮:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)温度/27200025400450K3.8410-310.151080.5070.152分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产。从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500 左右的高温,解释其原因:从反应速率角度考虑,高温更好,从催化剂活性等综合因素考虑选择500 左右的高温较合适。(2)工业固氮反应中,其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系:p2p1。(3)一定条件下,在密闭恒容容器中进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),能表示该反应达到平衡状态的是A。A.3v逆(N2)=v正(H2)B.2v正(H2)=v正(NH3)C.混合气体密度保持不变D.c(N2)c(H2)c(NH3)=132(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),则其反应热H=+1530 kJmol-1已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1。【解析】本题考查化学反应原理知识的综合运用。(1)从题给表格数据可看出对于大气固氮反应,升高温度,K增大,即大气固氮反应为吸热反应。大气固氮的反应,K值小,反应物的转化率很低,不适合大规模生产。工业固氮为放热反应,低温有利于平衡正向移动,但选择500 是保证催化剂活性最大,并加快反应速率。(2)温度相同时,增大压强,平衡正向移动,N2的平衡转化率增大,即p2p1;在压强相同时,该反应为放热反应,升高温度,N2的平衡转化率降低,即A图象符合题意。(3)H2与N2的反应速率之比为31且既有正反应又有逆反应,是平衡状态,A项正确;平衡时NH3与H2反应速率之比为23,B项错误;体系中均为气体,气体质量守恒,容器容积固定,所以容器中气体密度始终不变,C项错误;未知N2和H2的起始浓度及反应物的转化率,所以无法判断,D项错误。(4)将题中两个已知反应依次标为和,根据盖斯定律,由2-3得目标反应,H=(-92.42+571.63) kJmol-1=+1530 kJmol-1。12.(11分)工业上可以利用反应所示原理降低污染气体的排放,并回收燃煤痼气中的硫。反应:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)H1。(1)已知:反应:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H2=+566.0 kJmol-1;反应:S(l)+O2(g)SO2(g)H3=-296.0 kJmol-1,则H1=-270 kJmol-1。(2)T 时,起始将0.100 mol CO(g)和0.120 mol SO2(g)充入2 L恒容密闭容器中,发生反应,各物质的物质的量随时间的变化如下表所示。下列事实能说明该反应达到化学平衡状态的是AC(填选项字母)。A.容器内压强不再改变B.每消耗2 mol CO2,同时生成2 mol COC.气体密度不再改变D.v正( SO2)=2v逆(CO2)02 min内,用CO表示的该反应的平均速率v(CO)=7.510-3 molL-1min-1;平衡时,SO2的转化率为25%。T 时,反应的平衡常数K=50。T 时,若将上述气体充入起始容积为2 L的恒压密闭容器中,反应达到平衡时,SO2的转化率与原平衡相比增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,反应中CO(g)的体积分数随X的变化关系。X代表的物理量为压强。判断L1、L2的大小关系,并简述理由:L1L2(或T1T2),该反应正向为吸热反应,压强一定时,温度升高,平衡正向移动,CO的体积分数增大。【解析】本题考查盖斯定律、化学反应速率和化学平衡等知识的综合应用。(1)根据盖斯定律,由-反应-反应得反应,则H1=(-566.0+296.0)kJmol-1=-270 kJmol-1。(2)反应为气体总体积减小的反应,若压强不变,可说明已达到平衡状态,A项正确;B项,消耗CO2和生成CO表示的均为逆反应,不能由此判断是否达到平衡,错误;由于反应前后气体总体积不等,若气体密度不再改变,可说明已达到平衡状态,C项正确;达到平衡状态时,2v正(SO2)=v逆(CO2),D项错误。由题给表格数据可求出02 min内c(CO)=0.015 mol/L,则v(CO)=7.510-3 molL-1min-1。达到平衡状态时消耗的SO2为(0.120-0.090) mol=0.030 mol,则SO2的转化率为100%=25%。根据题给表格数据可求出平衡时c(CO)、c(SO2)和c(CO2)分别为0.02 mol/L、0.045 mol/L和0.03 mol/L,则K=50。若气体起始充入恒压密闭容器中,与原平衡相比相当于增大体系压强,平衡将正向移动,则SO2的转化率将增大。(3)对于反应,升高温度,平衡正向移动;增大压强,平衡逆向移动。从题图可看出随X增大,CO的体积分数减小,则X表示压强且温度L1L2。13.(11分)甲醇是一种重要的化工原料,也是一种重要的化工产品。(1)工业上用CO和H2在5 MPa和250 的条件下合成CH3OH。下表为合成反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1在不同温度下的平衡常数:温度/0100200300400平衡常数667131.910-22.410-4110-5 该反应的平衡常数表达式为。H10(填“”)。在T 时,1 L密闭容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,若达到平衡时CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100。如图表示该反应的反应速率与时间的关系,K1、K2、K3、K4表示对应阶段的化学平衡常数,则下列有关平衡常数大小的比较中正确的c。a.K1=K2b.K3最大c.K2=K3=K4d.K1K2=K3K4(2)某恒容密闭容器中,CO2和H2在一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2,这对于减少CO2的排放具有积极的意义。能说明该反应达到平衡状态的是ac(填编号)。a.总压强保持不变b.混合气体的密度不随时间的变化而变化c.H2的体积分数在混合气体中保持不变d.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2Oe.反应中CO2与H2的物质的量之比为13保持不变(3)合成甲醇的副反应为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H。某温度时,向体积相等的甲、乙、丙3个密闭容器中分别充入各物质的物质的量如下表,则平衡时CO的物质的量由大到小的顺序是乙甲丙。CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)甲(mol)aa00乙(mol)a2a00丙(mol)aa0a【解析】(1)由题表中数据看出随温度升高,平衡常数减小,说明该反应为放热反应。根据“三段式”解答: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)开始/(molL-1)0.1 0.2 0变化/(molL-1)0.05 0.1 0.05平衡/(molL-1)0.05 0.1 0.05所以平衡常数K=100。t3时改变条件后正逆反应速率均增大,且平衡逆向移动,说明为升高温度,化学平衡常数减小,即K1K2,而t5改变的条件应为加入催化剂,平衡常数不变,即K2=K3,t6时改变条件后正逆反应速率均减小,且平衡逆向移动,说明为减小压强所致,温度不变,化学平衡常数不变,即K3=K4。综上所述只有c项正确。(2)该反应为气体物质的量减小的反应,压强为变量,当总压强保持不变时,说明反应达到平衡状态,a对;恒容条件下,该混合气体的密度为恒量,b错;根据化学平衡定义可知c对;d项,指的是同一反应方向,错误;物质的量之比恒为13与反应是否达到平衡无关,e错。(3)乙与甲比较,相当于在甲的基础上增加了a mol H2,则平衡右移,CO的物质的量增大;丙与甲比较,相当于在甲的基础上加入a mol H2O,平衡左移,CO的物质的量减小。14.(9分)(xx成都一中月考)某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一反应条件对反应可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示化学平衡的影响,得到如下图象(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,表示平衡转化率,表示体积分数):(1)在反应中,若p1p2,则此正反应为放热(填“吸热”或“放热”)反应,也是一个气体分子数减小(填“减小”或“增大”)的反应。由此判断,此反应自发进行必须满足的条件是低温。(2)在反应中,T1”“T1,则此正反应为放热(填“吸热”或“放热”)反应。(4)反应中,若T1T2,则该反应能否自发进行?不能自发进行。【解析】(1)反应中,恒压下温度升高,(A)减小,即升高温度,平衡向左移动,则正反应为放热反应,Hp2知,恒温时压强增大,(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应(a+bc),即ST1;温度升高,平衡时C的物质的量减小,即升高温度,平衡向左移动,则正反应为放热反应。(3)反应中,同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的体积分数的影响,(C)又减小。T2T1,温度升高,(C)减小,即升高温度,平衡向左移动,则正反应为放热反应。(4)反应中,在恒温下压强变化对(A)没有影响,说明此反应为气体分子数不变的反应(a+b=c),反应过程中熵变很小,S0,T1T2,恒压下温度升高,(A)增大,说明升高温度,平衡向右移动,正反应为吸热反应,H0,则H-TS0,反应不能自发进行。