2019版高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡 第三讲 化学平衡常数及反应进行的方向课后达标训练.doc

第三讲 化学平衡常数及反应进行的方向课后达标训练一、选择题1下列说法不正确的是()A焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应B在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热D一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关解析：选C。一个反应能否自发进行要由该反应的熵变和焓变共同判断，C项错误。2已知298 K下反应2Al2O3(s)3C(s)=4Al(s)3CO2(g)H2 171 kJmol1，S635.5 Jmol1K1，则下列说法正确的是()A由题给H值可知，该反应是一个放热反应BS0表明该反应是一个熵增加的反应C该反应能自发进行D不能确定该反应能否自发进行解析：选B。H0，该反应是吸热反应，A错误；由HTS2 171 kJmol1298 K0.635 5 kJmol1K10知，该反应不能自发进行，C、D错误。3.(2018商丘模拟)向某恒容密闭容器中充入一定量CO2和H2，发生反应：CO2(g)H2(g)HCOOH(g)，测得平衡体系中CO2的百分含量(CO2%)与反应温度变化的关系如图所示。下列物理量中，a点大于b点的是()正反应速率逆反应速率HCOOH(g)的浓度对应温度时的平衡常数ABC D解析：选D。温度升高，反应速率增大，a点的正、逆反应速率都小于b点，、错误；温度升高，平衡体系中CO2的百分含量增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都将减小，即a点的HCOOH(g)的浓度和对应温度时的平衡常数都大于b点，、正确。4一定条件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是()A该反应的逆反应为吸热反应B平衡常数：KMKNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D当温度高于250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低解析：选C。升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250 时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C错误，D正确。5(2018大连模拟)某温度下，将3 mol A和2 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后达平衡，各物质的平衡浓度的关系为ca(A)c(B)c(C)c(D)。若在温度不变的情况下将容器的容积扩大为原来的10倍，B的转化率不发生变化，则B的转化率为()A60% B40%C24% D4%解析：选A。扩大容器容积为原来的10倍，B的转化率不变，则a1， A(g)B(g)C(g)D(g)起始(mol): 3 2 0 0变化(mol): x x x x平衡(mol): 3x 2x x x根据平衡浓度的关系，(3x)(2x)xx，解得x1.2，则B的转化率为1.2 mol/2 mol100%60%，A项正确。6.(2018衡水中学高三期末)在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入镍粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，当反应进行到5 min时，测得Ni(CO)4的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是()A正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)K(T2)B反应进行到5 min时，b容器中v正(CO)v逆(CO)C达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bacD减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态解析：选D。温度越低，反应速率越慢，因此再结合a、b、c三容器对应数值知，a容器中反应未达到平衡，bc的变化则说明随温度升高化学平衡逆向进行，则正反应为放热反应，A错误；反应进行到5 min时，b容器未必达到平衡状态，则b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B错误；其他条件相同时，随温度升高平衡左移，K值减小，CO转化率减小，达到平衡时，CO的转化率为abc，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。7(2018成都模拟)工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)改变温度，实验数据如表所示，下列分析正确的是()温度()260270280290300310320CO转化率(%)92878280726562CH3OCH3产率(%)33457779625852A.反应、均为吸热反应B290 时反应平衡常数值达到最大C反应与中CH3OH的消耗速率一定相等D增大压强能增大CH3OCH3产率解析：选D。从反应来看，温度升高，CO转化率一直在减小，说明反应为放热反应，而反应在较低温度时，反应未达到平衡，甲醚的产率主要受温度影响，随着温度升高，产率降低，说明反应也是放热反应，A错误；平衡常数与转化率并不是一个概念，B错误；反应与中CH3OH的消耗速率不相等，因为二者不是同一个反应，C错误；增大压强，反应向正反应方向移动，使c(CH3OH)增大，从而使反应也向正反应方向移动，则CH3OCH3产率增大，D正确。8(2018安徽“学普”联考)已知反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)0.005 mol/(Ls)。下列说法正确的是()温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4A.4 s时容器内c(Y)0.76 mol/LB830 达平衡时，X的转化率为80%C反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D1 200 时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数K0.4解析：选B。反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)0.005 mol/(Ls)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)v(X)0.005 mol/(Ls)，则4 s内c(Y)0.005 mol/(Ls)4 s0.02 mol/L，Y的起始浓度为0.4 mol/L，故4 s时c(Y)0.4 mol/L0.02 mol/L0.38 mol/L，A错误；设平衡时X的浓度变化量为x，则： X(g) Y(g)R(g)Q(g)开始(mol/L): 0.1 0.4 0 0变化(mol/L): x x x x平衡(mol/L): 0.1x 0.4x x x故1.0，解得x0.08，所以平衡时X的转化率为100%80%，B正确；由表格中的数据可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C错误；1 200 时反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1 200 时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数的值为2.5，D错误。9(2015高考天津卷)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1解析：选D。A.根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，故平衡时Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，容器体积为2 L，则Z的浓度为0.2 molL1。10(2018遂宁诊断)固定容积为2 L的密闭容器中发生反应xA(g)yB(g)zC(g)，图1表示T 时容器中各物质的量随时间变化的关系，图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是()A该反应可表示为2A(g)B(g)C(g)H0，错误；B项，根据图1知05 min内，A、B、C变化的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为2A(g)B(g)C(g)，反应达平衡时A、B、C的平衡浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.1 molL1，故T 时该反应的平衡常数K25，错误；C项，根据质量守恒定律知容器内气体的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D项，根据图1知T 时反应达平衡后C的体积分数为0.25，在第6 min时再向体系中充入0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时C的体积分数大于0.25，正确。二、非选择题11(2018成都阶段测试)汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)O2(g)2NO(g)H0已知该反应在2 404 时，平衡常数K6.4103。请回答下列问题。(1)该反应的平衡常数表达式为_。(2)该温度下，向2 L密闭容器中充入N2和O2各1 mol，平衡时，N2的转化率是_%(保留整数)。(3)该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5101 molL1、4.0102 molL1和3.0103 molL1，此时反应_(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是_。(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是_。(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数_(填“变大”“变小”或“不变”)。解析：(2)N2(g)O2(g)2NO(g)起始/mol 110变化/mol xx 2x平衡/mol 1x 1x 2xK6.4103，得x0.04，N2的转化率为100%4%。(3)Qc9.01046.4103，所以反应向正反应方向进行。(4)由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确；加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但NO的平衡浓度不变，B项错误；升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C项正确。(5)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，故建立的平衡与原平衡等效，平衡混合气中NO的体积分数不变。答案：(1)K(2)4(3)向正反应方向进行Qc9.0104K6.4103(4)AC(5)不变12(1)(2016高考四川卷改编)在一定条件下CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为15，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比13混合，则在相同条件下达平衡时能产生H2_kg。已知：4Ca5(PO4)3F18SiO230C2CaF230CO18CaSiO33P4(2)(2015高考浙江卷改编)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH2CH3(g) CH=CH2(g)H2(g)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数K_(用等符号表示)。解析：(1)当CO和H2O(g)的起始物质的量之比为15时，设CO为1 mol，则： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始物质的量(mol) 1 5 0 0改变物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) 故此温度下，反应的平衡常数K1。由题意知，反应4Ca5(PO4)3F18SiO230C2CaF230CO18CaSiO33P4，若a kg含Ca5(PO4)3F的质量分数为10%的磷尾矿，当有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4时，产生的CO的物质的量为nab/67.2 mol，将产生的CO和H2O(g)按起始物质的量之比为13混合，设在相同条件下达到平衡时CO转化了x mol，则 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始物质的量(mol) n 3n 0 0改变物质的量(mol) x x x x平衡物质的量(mol) nx 3nx x x故1，得xn，则达到平衡时产生的氢气的物质的量为 mol mol，氢气的质量为 g103 kg kg。(2)从浓度角度求Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，乙苯的转化率为，由此可得：，V反应后(1)V，根据化学方程式及平衡常数的定义：Kc。从压强角度求Kp：容器中氢气的物质的量为n，苯乙烯的物质的量为n，乙苯的物质的量为(1)n，气体的总物质的量为(1)n，所以氢气的分压为p，苯乙烯的分压为p，乙苯的分压为p，因此Kpp。答案：(1)(2)p