(北京專用)2019版高考化學一輪復習 第24講 化學平衡常數 化學反應的方向作業(yè)

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1、 第?24?講 化學平衡常數 化學反應的方向 A組 基礎題組 1.氫氣用于煙氣的脫氮、脫硫反應:4H2(g)+2NO(g)+SO2(g) 說法正確的是 ( ) A.當?4v(H2)=v(N2)時,反應達到平衡 B.升高溫度,正反應速率減小,逆反應速率增大 C.使用高效催化劑可提高?NO?的平衡轉化率 D.化學平衡常數表達式為?K= N2(g)+S(l)+4H2O(g)?ΔH<0?。下列有關 2.(2017?北京西城期末,14)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)?ΔH=-92?kJ·mo

2、l-1,下圖表示?L?一定時,H2?的 ．．． 平衡轉化率(α)隨?X?的變化關系,L(L1、L2)、X?分別代表壓強或溫度。下列說法中,不正確的是( ) A.X?表示溫度 B.L2>L1 C.反應速率:v(M)>v(N) D.平衡常數:K(M)>K(N) 3.(2017?北京昌平期末,14)在?1?L?恒容密閉容器中充入?X(g)和?Y(g),發(fā)生反應?X(g)+Y(g) 所得實驗數據如下表:  M(g)+N(s), 實驗

3、起始時物質的量/mol???平衡時物質的量/mol 溫度/℃ 編號 ① ② ③  800 800 900 n(X) 0.10 0.20 0.10 n(Y) 0.40 0.80 0.15 n(M) 0.08 a 0.06 n(N) 0.08 a 0.06 下列說法不正確的是( ) A.實驗①中,5?min?達平衡,用?X?表示的平均反應速率?v(X)=0.016?mol/(L·?min) B.實驗②中,該反應的平衡常數?K=1

4、2.5 1 C.實驗②中,達到平衡時,a?大于?0.16 D.正反應為放熱反應 4.(2017?北京海淀期中,14)已知: +2H+ Cr2 +H2O。25?℃時,調節(jié)初始濃度為?1.0?mol·L-1?的 ．．． Na2CrO4?溶液的?pH,測定平衡時溶液中?c(Cr2 ( ) )和?c(H+),獲得下圖所示的曲線。下列說法不正確的是 A.平衡時,pH?越小,c(Cr2 )越大 B.A?

5、點?CrO C.A?點?CrO 的平衡轉化率為?50% 轉化為?Cr2?反應的平衡常數?K=1014 D.平衡時,若溶液中?c(Cr2 )=c(Cr??),則?c(H+)>2.0×10-7?mol·L-1 5.(2017?北京房山期末,25)已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)?ΔH=-49.0?kJ·?mol-1。一定條件下, 向體積固定為?1?L?的密閉容器中充入?1?mol?CO2?和?3?mol?H2,測得?CO2?和?CH3OH(g)的濃度隨時間變化的曲 線如圖所示:

6、 (1)反應開始至第?3?分鐘時,CO2?的反應速率?v(CO2)= mol·L-1·?min-1。 (2)該條件下,反應的平衡常數?K= ; (3)能使容器內?n(CH3OH)∶n(CO2)增大的措施有 。 a.升高容器內溫度 2 b.加入適當的催化劑 c.將?H2O(g)從容器中分離出去 d.向容器內充入氦氣增壓 (4)當反應進行到?10?分鐘時,若向該密閉容器中再充入?1?mol?CO2?和?3?mol?H2,維持其他反應條件不變,則 對體系影

7、響的下列觀點,正確的是 。 a.反應的?K?值增大 b.CO2?的轉化率增大 c.達平衡后?c(CH3OH)是?10?分鐘時的?2?倍 d.反應繼續(xù)放出熱能?49?kJ B?組 提升題組 6.(2017?北京西城二模,10)在一定條件下,利用?CO2?合成?CH3OH?的反應如下: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) Δ?H1 研究發(fā)現,反應過程中會有副反應:CO2(g)+H2(g) 如下圖所示。下列說法中, 的是( ) CO(g)+H2O(g)?Δ?H2。溫度對?CH3OH、CO?的產率影響

8、 A.Δ?H1<0,Δ?H2>0 B.增大壓強有利于加快合成反應的速率 C.生產過程中,溫度越高越有利于提高?CH3OH?的產率 D.合成?CH3OH?反應的平衡常數表達式是?K= 7.羰基硫(COS)可用作糧食熏蒸劑,可由?CO?與?H2S?在一定條件下反應制得。在恒容的密閉容器中發(fā)生反 應?CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g),數據如下表所示: 實?溫 起始時 平衡時 驗?度/?n(CO)/m?n(H2S)/?n(COS)/?n(H2)/m n(

9、CO)/mol 3 ℃ ol mol mol ol 1?150 10.0 2?150 7.0 3?400 20.0 10.0 8.0 20.0 0 2.0 0 0 4.5 0 7.0 a 16.0 下列說法正確的是( ) A.上述反應是吸熱反應 B.實驗?1?達平衡時,CO?的轉化率為?70% C.實驗?2?達平衡時,a<7.0 D.實驗?3?達平衡后,再充入?1.0?mol?H2,K?值增大,平衡逆向移

10、動 8.(2017?北京東城一模,12)某溫度下,在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中通入?H2?和?I2,發(fā)生反 應:H2(g)+I2(g) 2HI(g)。反應體系中各物質濃度的有關數據如下。 起始濃度 容器?c(H2)/mol·L-c(I2)/mol·L- 平衡濃度 c(HI)/mol·L-1 甲 乙 丙 丁 1 0.01 0.01 0.02 0.02 1 0.01 0.02 0.01 0.02  0.004 a b —

11、 下列判斷正確的是( ) A.HI?的平衡濃度:a=b>0.004 B.平衡時,H2?的平衡轉化率:丁>甲 C.平衡時,乙中?H2?的平衡轉化率等于?20% D.丙中條件下,該反應的平衡常數?K=4 9.(2017?北京東城二模,11)CO2?經催化加氫可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.1?MPa?時, 按?n(CO2)∶n(H2)=1∶3?投料,測得不同溫度下平衡時體系中各物質濃度的關系如下圖。下列敘述不正確 的是( ) 4

12、 A.該反應的?Δ?H<0 B.曲線?b?代表?H2O C.N?點和?M?點所處狀態(tài)的?c(H2)不一樣 D.其他條件不變,T1?℃、0.2?MPa?下反應達平衡時?c(H2)比?M?點大 10.單質碘的提取及應用中有關的轉化關系如下圖所示。 (1)可利用ⅰ中反應從海帶灰浸取液中提取單質碘,若所用試劑為雙氧水、稀硫酸,其離子方程式 是 。 (2)ⅱ中,2HI(g) H2(g)+I2(g) Δ?H。三種分子中化學鍵斷裂時的能量變化如圖?1?所示。其他條件相 同,1

13、?mol?HI?在不同溫度分解達平衡時,測得體系中?I2?的物質的量隨溫度變化的曲線如圖?2?所示。 圖?1 圖?2 ①比較?2a b+c(填“<”“>”或“=”),理由是 。 ②某溫度下該反應的平衡常數為?,達平衡時,HI(起始加入量為?1?mol)分解的轉化率為 。 5 ③若利用此反應制備?I2,則能提高?HI?轉化率的措施是 (填字母序號)。 a.移走?I2 b.加壓 c.升溫 d.增大?

14、HI?濃度 (3)ⅲ中,堿性條件下?I2?可以轉化為?I 。電解?KI?溶液制備?KIO3?的工作原理如圖所示。 電解過程中觀察到陽極液變藍,一段時間后又逐漸變淺。 ①a?連接電源的 極。 ②結合實驗現象和電極反應式說明制備?KIO3?的原 理: 。 6

15、 答案精解精析 A?組 基礎題組 1.D A?項,不同物質的正、逆反應速率之比等于化學計量數之比的狀態(tài)為平衡狀態(tài),當?4v(H2)=v(N2)時, 不能體現正、逆反應速率關系,不能判定平衡狀態(tài);B?項,升高溫度,正、逆反應速率均增大;C?項,催化劑 不影響平衡,使用高效催化劑,NO?的平衡轉化率不變;D?項,K?為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的 比,但?S?為純液體,不出現在平衡常數表達式中,故?K= 。 2.D A?項,升高溫度,平衡逆向移動,H2?的平衡轉化率(α?)減小,故?X?表示溫度;B?項,

16、相同溫度時,壓強越 大,H2?的平衡轉化率(α?)越大,故?L2>L1;C?項,相同條件下,壓強越大,反應速率越快,故?v(M)>v(N);D?項,溫 度不變,平衡常數不變。 3.D A?項,v(X)=v(M)= X(g) + Y(g) =0.016?mol/(L·?min);B?項,實驗①中: M(g)+N(s) 起始濃度(mol/L)?0.10 轉化濃度(mol/L)?0.08 平衡濃度(mol/L)?0.02 0.40 0.08 0.32 0 0.08 0.08

17、 該反應的平衡常數?K= = =12.5,又因為溫度不變,平衡常數不變,所以實驗②中反應的平衡常 數?K=12.5;C?項,實驗②相當于在實驗①的基礎上增大壓強,平衡正向移動,因此?a>2×0.08=0.16;D 項,900?℃時, X(g) + Y(g) M(g)+N(s) 起始濃度(mol/L)?0.10 轉化濃度(mol/L)?0.06 平衡濃度(mol/L)?0.04 0.15 0.06 0.09 0 0.06 0.06 7 K= =

18、 = >12.5,說明升高溫度,平衡正向移動,則正反應為吸熱反應。 4.D A?項,從題給圖像看,pH?越小,平衡時?c(Cr2 c(CrO )=0.25?mol·L-1×2=0.5?mol·L-1,CrO )越大;B?項,A?點?c(Cr2?)=0.25?mol·L-1,反應的 的平衡轉化率為?50%;C?項,A?點時,平衡常數 K= =1014;D?項,若溶液中?c(Cr2 )=c(Cr??),則二者約為?0.33?mol·L-1,此時,c(H+)<2.0×10-7 mol·L-1。

19、 5.?答案 (1) (2) (3)c (4)b 解析 (1)反應開始至第?3?分鐘時,CO2?的平均反應速率?v(CO2)= (2)利用“三段式”計算:  =?mol·L-1·?min-1。 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 開始(mol/L): 1??3??0??0 變化(mol/L): 平衡(mol/L): 0.75 0.25 2.25 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75

20、 故?K= =?。 (3)a?項,該反應正反應是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,n(CH3OH)∶n(CO2)減小;b?項,加入適 當的催化劑,平衡不移動,n(CH3OH)∶n(CO2)不變;c?項,將?H2O(g)從體系中分離出去,平衡向正反應方向移 動,n(CH3OH)∶n(CO2)增大;d?項,充入?He(g),使體系壓強增大,容器的容積不變,反應混合物的濃度不變, 平衡不移動,n(CH3OH)∶n(CO2)不變。 (4)平衡常數?K?是溫度的函數,溫度不變,平衡常數不變,a?錯誤;若向該密閉容器中再充入?1?mol?CO2?和?3

21、 mol?H2,相當于增大壓強,平衡正向移動,CO2?的轉化率增大,達平衡后?c(CH3OH)比?10?分鐘時的?2?倍大,b?正 確,c?錯誤;該反應為可逆反應,反應物不可能完全轉化為生成物,所以反應繼續(xù)放出的熱能小于?49?kJ,d 錯誤。 B?組 提升題組 8 6.C A?項,觀察圖像可知,升高溫度,CH3OH?的產率減小,CO?的產率增大,故?Δ?H1<0,Δ?H2>0;B?項,對于氣體 反應,壓強越大,化學反應速率越快;C?項,由圖像可知,溫度越高越不利于提高?CH3OH?的產率;D?項,由已知

22、 反應和化學平衡常數的定義知,合成?CH3OH?反應的平衡常數表達式是?K= 。 7.C A?項,對比實驗?1?和?3?可知,升高溫度,平衡逆向移動,故正反應是放熱反應;B?項,實驗?1?達平衡時 n(CO)=7.0?mol,CO?的轉化率為 ×100%=30%;C?項,實驗?1?中平衡時?n(CO)=7.0 mol,n(COS)=n(H2)=3.0?mol,n(H2S)=7.0?mol,化學平衡常數?K=9/49,實驗?2?中,Qc=9/56

23、故實驗?3?達平衡后,再充入?1.0?mol?H2,K?值 不變。 8.A A?項,由于已知反應是反應前后氣體體積不變的反應,且氫氣和碘蒸氣的化學計量數相等,故相對甲 中反應來說,無論多加?0.01?mol·L-1?的氫氣還是?0.01?mol·L-1?的碘蒸氣,平衡均向正反應方向移動,且移 動程度相同,故?HI?的平衡濃度:a=b>0.004;B?項,甲和丁屬于等效平衡,故?H2?的平衡轉化率相同;C?項,甲中 氫氣的平衡轉化率是?20%,乙中碘蒸氣的濃度比甲中大,平衡正向移動,氫氣的平衡轉化率增大,所以乙中 氫氣的平衡轉化率大于?20%;D?項,化學平衡

24、常數只與溫度有關,因此可利用甲中數據進行計算,結果為 0.25。 9.C A?項,由圖可知,溫度升高,氫氣的濃度增大,說明平衡向逆反應方向移動,所以正反應為放熱反應, 即?Δ?H<0;B?項,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,則乙烯和水的濃度減小,結合乙烯和水的化學計量數可 知,水蒸氣的濃度變化大于乙烯,所以曲線?b?代表水蒸氣;C?項,M?點和?N?點對應的是同一平衡狀態(tài),所以這 兩點所處狀態(tài)的氫氣的濃度一樣;D?項,相當于在原平衡的基礎上將容器體積壓縮至原來的一半,所以氫 氣濃度會增大。 10.?答案 (1)H2O2+2I-+2H+ I2

25、+2H2O (2)①> 根據圖?2?知,溫度升高,平衡正向移動,正反應為吸熱反應,2HI(g) Δ?H=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,所以?2a>b+c ②20% ③ac (3)①正 H2(g)+I2(g)?Δ?H>0,又 ②I-在陽極失電子,2I--2e- I2,使陽極溶液變藍;陰極發(fā)生反應:2H2O+2e-??H2↑+2OH-;OH-通過陰離子 交換膜移向陽極,在陽極室?I2?與?OH-反應:3I2+6OH- 5I-+I +3H2O,使陽極區(qū)域藍色變淺 9

26、 I2,陽極溶液變藍;陰極發(fā)生反應:2H2O+2e- H2↑+2OH-,OH-通過陰離子交 解析 (1)由得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫出反應的離子方程式:H2O2+2I-+2H+ I2+2H2O。 (2)①由圖?2?知,溫度升高,I2?的物質的量增大,即平衡正向移動,故正反應是吸熱反 應,Δ?H=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,則?2a>b+c。②設參加反應的?HI?的物質的量為?x。由“三段式”法可知: 2HI(g) H2(g)+I2(g) 起始量 1?mol 0 0 反應量 x x x 平衡量 1?m

27、ol-x?x x 則?K= = = =?,解得?x=?mol,則?HI?的轉化率= ×100%=20%。③移走?I2?及升高溫度均使 平衡正向移動,α?(HI)增大。加壓平衡不移動,α?(HI)不變。增大?HI?濃度相當于加壓,α?(HI)不變,故選?a、 c。(3)①由電解過程中陽極液變藍可推知左側生成了?I2,則左側電極是陽極,即?a?連接電源的正極。②I- 在陽極發(fā)生反應:2I--2e- 換膜從陰極移向陽極,在陽極室?I2?與?OH-反應生成?I :3I2+6OH- 5I-+I +3H2O,使陽極區(qū)藍色逐漸變 淺。 我愛我的家 10