安徽專用版高考化學 課時提能演練二十一 73 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向 新人教版含精細解析

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1、【安徽】2019版化學復習方略 課時提能演練(二十一) 7.3 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向（人教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.(2019·江蘇高考改編)下列說法正確的是(　　) A.一定溫度下，反應MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH<0　ΔS>0 B.水解反應NH＋H2ONH3·H2O＋H＋達到平衡后，升高溫度平衡逆向移動 C.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應 D.對于反應2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率 2.(2019·宿州模

2、擬)在一定溫度下的密閉容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O發(fā)生反應： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達到平衡時測得n(H2)為0.5 mol，下列說法不正確的是(　　) A.在該溫度下平衡常數(shù)K＝1 B.若溫度不變，將CO和H2O均改為0.5 mol，則平衡常數(shù)為原平衡的一半 C.CO的轉化率為50% D.其他條件不變，改變壓強平衡不移動 3.下列敘述不正確的是(　　) A.化學平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化 B.升高溫度會增大化學反應速率，其原因是增大了活化分子的百分數(shù) C.某化學反應的能量變化如圖所示，則該反應的ΔH>0，ΔS>0

3、D.H3PO4的電離常數(shù)：K1>>K2>>K3 4.(2019·福建高考)25 ℃時，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和 c(Sn2＋)變化關系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.往平衡體系中加入少量金屬鉛后，c(Pb2＋)增大 B.往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小 C.升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應ΔH>0 D.25℃時，該反應的平衡常數(shù)K＝2.2 5.(易錯題)某化學科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件

4、對A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化學平衡狀態(tài)的影響，得到如圖所示的變化規(guī)律(圖中T表示溫度，n表示物質的量)，根據圖示得出的判斷結論正確的是(　　) A.反應速率a>b>c B.達到平衡時A2的轉化率大小為：b>a>c C.若T2>T1，則正反應是吸熱反應 D.達到平衡時，AB3的物質的量大小為：c>b>a 6.(2019·蕪湖模擬)已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為K＝，在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)數(shù)值分別為： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有關敘述不正確的是(　

5、　) A.該反應的化學方程式是：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B.上述反應的正反應是放熱反應 C.如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后溫度升高到 830 ℃，此時測得CO為0.4 mol時，該反應為平衡狀態(tài) D.某溫度下，如果平衡濃度符合下列關系式：＝，判斷此時的溫度是1 000 ℃ 7.在某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后達平衡，已知各物質的平衡濃度的關系為ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在溫度不變的情況下，將容器的體積擴大為原來

6、的10倍，A 的轉化率沒有發(fā)生變化，則B的轉化率為(　　) A.60%　　　B.40%　　　C.24%　　　D.4% 8.(探究題)FeCl3(aq)與KSCN(aq)混合時存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)Fe(SCN)2＋(aq)。已知平衡時，物質的量濃度c[Fe(SCN)2＋]與溫度T的關系如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A.FeCl3(aq)與KSCN(aq)反應的熱化學方程式為： Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)===Fe(SCN)2＋(aq)　 ΔH>0 B.溫度為T1、T2時，反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1< K2 C.反應處于D點時，

7、一定有v(正)>v(逆) D.A點與B點相比，A點的c(Fe3＋)大 9.已知：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25 kJ/mol 某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在1 L的密閉容器中加入CH3OH，反應到某時刻測得各組分的物質的量濃度如下： 物質 CH3OH CH3OCH3 H2O c/(mol·L－1) 0.8 1.24 1.24 下列說法正確的是(　　) ①平衡后升高溫度，平衡常數(shù)＞400 ②平衡時，c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L ③平衡時，反應混合物的總能量減少20 kJ ④平衡時，再加入與起始等量的CH3OH

8、，達新平衡后CH3OH轉化率增大 ⑤此時刻反應達到平衡狀態(tài) ⑥平衡時CH3OH的濃度為0.08 mol·L－1 A.①②④⑤　　　　　　B.②⑥ C.②③④⑥ D.②④⑥ 10.(2019·安徽師大附中模擬)已知可逆反應X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)。溫度為T0時，在容積固定的容器中發(fā)生反應各物質的濃度隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應，Z的濃度隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述正確的是(　　) A.發(fā)生反應時，各物質的反應速率大小關系為：v(X)＝v(Y)＝2v(Z) B.圖a中反應達到平衡時，Y的轉化率為37.5% C.T0

9、℃時，該反應的平衡常數(shù)為33.3 D.該反應正反應的反應熱ΔH＜0 二、非選擇題(本題包括3小題，共40分) 11.(14分)高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應之一為：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0，已知1 373 K時K＝0.263。 (1)該反應的平衡常數(shù)表達式為。 (2)溫度升高，化學平衡移動后，平衡常數(shù)K值(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)1 373 K時測得高爐中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，在這種情況下，該反應是否處于化學平衡狀態(tài)(填“是”或“否”)。此時，化學反應速率v(正)v(逆)(填“大于”、“等

10、于”或“小于”)，其原因是　。 12.(12分)(預測題)甲醇可通過將煤氣化過程中生成的CO和H2在一定條件下，發(fā)生如下反應制得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。請根據圖示回答下列問題： (1)從反應開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)＝，CO的轉化率為。 (2)該反應的平衡常數(shù)表達式為，溫度升高，平衡常數(shù)(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則加入各物質后該反應向(填“正”、“逆”)反應方向移動，理由是___

11、____。 13.(14分)為妥善處理氯甲烷生產企業(yè)的副產物CCl4，以減少其對臭氧層的破壞?；瘜W家研究在催化劑作用下，通過下列反應：CCl4＋H2CHCl3＋HCl使CCl4轉化為重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反應伴隨有副反應，會生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸點為77 ℃，CHCl3的沸點為61.2 ℃。 (1)在密閉容器中，該反應達到平衡狀態(tài)后，測得如下數(shù)據(假設不考慮副反應)。 實驗序號 溫度℃ 初始CCl4濃度 (mol·L－1) 初始H2濃度 (mol·L－1) CCl4的 平衡轉化率 1 110 0.8 1.2 A 2

12、 110 1 1 50% 3 100 1 1 B ①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為__________， 在110℃時平衡常數(shù)為。 ②實驗1中，CCl4的轉化率A50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ③實驗2中，10 h后達到平衡，H2的平均反應速率為。 ④實驗3中，B的值。 A.等于50%　　　　　　B.大于50% C.小于50%　　　　　　D.從本題資料無法判斷 (2)120 ℃時，在相同條件的密閉容器中，分別進行H2的初始濃度為2 mol·L－1和4 mol·L－1的實驗，測得反應消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)隨時

13、間(t)的變化關系如圖(圖中實線是消耗CCl4的百分率變化曲線，虛線是產物中CHCl3的百分含量變化曲線)。 ①在圖中的四條線中，表示H2起始濃度為2 mol·L－1的實驗消耗CCl4的百分率變化曲線是。 ②根據上圖曲線，氫氣的起始濃度為 mol·L－1時，有利于提高CCl4的平衡轉化率和產物中CHCl3的百分含量。你判斷的依據是__________。 答案解析 1.【解析】選D。MgCl2(l)===Mg(l)＋ Cl2(g)該反應為分解反應，吸熱，ΔH>0，反應物為液體，有氣態(tài)物質生成，所以ΔS>0，A錯；水解反應為吸熱反應，升高溫度平衡向正反應方向移動，B錯；鉛蓄電池放電時的負極

14、和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應，C錯；MnO2為催化劑，能加快H2O2的分解速率，升高溫度，反應速率加快，D對。 2.【解析】選B。根據題意得： CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始： 1 1 0 0 平衡： 0.5 0.5 0.5 0.5 平衡常數(shù)K＝＝1，A項正確；CO的轉化率為50%，C項正確；該反應前后氣體體積不變，改變壓強平衡不移動，D項正確；平衡常數(shù)只受溫度的影響，與濃度、壓強無關，B項錯誤。 3.【解析】選C。化學平衡發(fā)生移動，如果不是改變溫度引起的，則平衡常數(shù)不變，A對；升高溫度，增大了活化

15、分子的百分數(shù)，所以反應速率增大，B對；該反應的反應物能量比生成物能量高，反應的ΔH<0，ΔS不能確定，C錯；磷酸為弱酸，并且酸性H3PO4>H2PO>HPO，酸性依次減弱，電離程度逐漸減小，D對。 4.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)改變固體的用量，平衡不移動。 (2)固體不列入平衡常數(shù)的表達式。 【解析】選D。金屬鉛的濃度是定值，加入金屬鉛，平衡不移動，c(Pb2＋)不變，A錯；加入Sn(NO3)2固體后，增大了c(Sn2＋)，平衡逆向移動，c(Pb2＋)增大，B錯；升高溫度，c(Pb2＋)增大，說明平衡逆向移動，即逆反應吸熱，則正反應放熱，ΔH＜0，C錯；由圖可知，平衡

16、時c(Sn2＋)＝0.22 mol/L，c(Pb2＋)＝0.10 mol/L，所以平衡常數(shù)K＝＝2.2，D對。 5.【解析】選D。a、b、c三點在同一溫度下，但是對應的B2的起始物質的量不同，c點對應的B2的物質的量多，反應速率快，所以a、b、c的速率關系為c>b>a，A錯；在A2物質的量不變的條件下，增加B2的物質的量，A2的轉化率增大，所以A2的轉化率大小關系為c>b>a，B錯；因為AB3的曲線上的點都代表平衡時AB3的體積分數(shù)，可以選在b點后面的B2的起始量相同的一點，可以看出在升高溫度的條件下，AB3的體積分數(shù)減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以正反應為放熱反應，C錯；在其

17、他條件不變的情況下，B2的起始物質的量越多，平衡向正反應方向移動的程度越大，生成的AB3的物質的量越多，D對。 【誤區(qū)警示】該題容易出錯的地方有下面幾點： (1)不理解曲線上的每一個點代表的都是平衡點。 (2)曲線上的每一個點A2的物質的量都相同，但是B2的起始物質的量都不同。 (3)對AB3的體積分數(shù)先升高后降低不清楚。在T1和T2兩條曲線上都有一個最高點，此最高點的含義是A2與B2恰好按照1∶3物質的量之比反應。在b點前面圖像上的點AB3的體積分數(shù)低的原因是B2不足，A2不能完全反應，造成AB3體積分數(shù)低；在b點后面的點AB3體積分數(shù)低的原因是B2過量，造成AB3體積分數(shù)低。 6

18、.【解析】選C。由平衡常數(shù)的表達式可知A項正確；由表中數(shù)據知隨溫度的升高，平衡常數(shù)減小，故該反應的正反應是放熱反應，B項正確；830 ℃時，該反應的平衡常數(shù)K＝1，根據C項數(shù)據可知，CO轉化率應為50%，故平衡時CO應為0.5 mol，C項錯誤；1 000 ℃時該反應的平衡常數(shù)為0.60，按關系式＝可計算得K＝0.60，D項正確。 7.【解析】選B。在溫度不變的情況下將容器的體積擴大10倍，A的轉化率沒有發(fā)生改變，說明該反應為反應前后氣體體積不變的反應，所以a＝1。B的轉化率也沒有發(fā)生變化，所以與沒有擴大容器體積前一樣。設容器的體積為V，轉化的A的物質的量為x，則達到平衡時A、B、C、D的物

19、質的量分別為2 mol－x、3 mol－x、x、x。根據ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)可知(x/V)2＝(2/V－x/V)(3/V－x/V)，解得x＝1.2 mol，所以B的轉化率為1.2 mol/3 mol×100%＝40%，B對。 8.【解析】選C。根據圖像可知，隨著溫度的升高，F(xiàn)e(SCN)2＋濃度減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，ΔH<0，A錯；因為T1K2，B錯；反應處于D點時，從橫坐標看T1溫度下對應的平衡狀態(tài)Fe(SCN)2＋濃度比D點高，所以D點還未達到平衡，故v(正)>v(逆)，C對；A點與B點Fe(S

20、CN)2＋濃度相比，A點高，F(xiàn)e3＋濃度小，D錯。 9.【解析】選B。因為正反應為放熱反應，升高溫度平衡常數(shù)減小，①錯；根據表格數(shù)據可知，反應轉化生成的CH3OCH3、H2O濃度均為1.24 mol·L－1，此時CH3OH的濃度為0.8 mol·L－1，根據Qc＝，將各物質的濃度代入可得，Qc＝2.4<400，所以此時沒有達到平衡，此時反應向正反應方向進行，⑤錯；由化學平衡常數(shù)計算可知平衡時c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L，②對；生成CH3OCH3的物質的量為1.6 mol，根據方程式可知生成1.6 mol CH3OCH3放出的熱量為1.6 mol×25 kJ·mol－1＝40 kJ

21、，③錯；平衡時，再加入與起始等量的CH3OH，相當于增大壓強，平衡不移動，CH3OH的轉化率不變，④錯；根據②可知，達到平衡時CH3OH的濃度為0.8 mol·L－1－0.72 mol·L－1＝0.08 mol·L－1，⑥對。 【方法技巧】恒容條件下增加反應物濃度對反應物轉化率的影響 1.對于常見的mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的反應，增加A(或B)的濃度，B(或A)的轉化率增大，增加濃度的物質本身的轉化率減小。 2.對于反應物只有一種的反應如： mA(g)pC(g)＋qD(g)。 ①若m>p＋q，則增加A的濃度，A的轉化率增大。 ②若m＝p＋q，則增加A的濃度，A的

22、轉化率不變。 ③若m

23、達到平衡狀態(tài)，從而判斷正、逆反應速率的關系。 【解析】(1)根據反應FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)可知，該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝c(CO2)/c(CO)。 (2)因為正反應為吸熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)增大。 (3)Qc＝c(CO2)/c(CO)＝0.025 mol/L/0.1 mol/L＝0.25<0.263，所以反應沒有達到平衡，反應向正反應方向移動，正反應速率大于逆反應速率。 答案：(1)K＝c(CO2)/c(CO)　(2)增大　(3)否　大于 因為Qc＝c(CO2)/c(CO)＝0.025 mol/L/0.1 mol/L＝0.25<0.263，故平衡向右

24、移動，v(正)>v(逆) 12.【解題指南】解答該題應該注意下面三點： (1)根據圖一和已知反應方程式計算反應速率及轉化率。 (2)根據圖二判斷反應過程中的能量變化及反應是吸熱反應還是放熱反應，從而判斷平衡常數(shù)隨溫度的變化。 (3)ρ＝m/V，質量不變，密度增大，體積減小，從而判斷反應方向。 【解析】(1)根據圖一可知，反應開始到達到平衡的過程中CO的濃度變化為 0.75 mol·L－1，所以CO的反應速率為v(CO)＝0.75 mol·L－1/10 min＝ 0.075 mol·L－1·min－1，根據反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，v(H2)＝2v(CO)＝2×0.075

25、 mol·L－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，CO的轉化率為 0.75 mol·L－1/1.00 mol·L－1×100%＝75%。 (2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝。根據圖二可知，反應物的能量比生成物的能量高，所以正反應為放熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)減小。 (3)因為反應物和生成物都是氣體，反應過程中質量不變，氣體的密度ρ＝m/V。密度增大，說明容器的體積減小，因為反應在恒壓的條件下進行，容器體積減小，說明反應后氣體的物質的量減少，因為正反應方向是氣體物質的量減少的反應，所以平衡向正反應方向移動。 答案：(1)0.15 mol·L－1·min－1　75% (

26、2)K＝　減小 (3)正　反應前后氣體總質量不變，同溫、同壓下，達到平衡時，氣體密度增大，即氣體體積減小，平衡正移 13.【解析】(1)因CCl4的沸點為77 ℃，CHCl3的沸點為61.2 ℃，所以在110 ℃或100 ℃時反應中各物質的狀態(tài)均為氣態(tài)，其平衡常數(shù)K＝。110 ℃時，由實驗2可知反應中各物質的平衡濃度均為0.5 mol·L－1，代入表達式計算得平衡常數(shù)為1。實驗1和實驗2的反應溫度相同，所以其平衡常數(shù)相同，利用平衡常數(shù)相等，可以求出實驗1中CCl4的平衡轉化率，然后與50%比較，對于實驗3，因溫度不同，又不知該反應的熱效應，所以無法判斷轉化率的大小。 (2)由圖像可知，氫

27、氣濃度越大反應越快，消耗CCl4的百分率變化就越快，相反就比較慢，所以H2起始濃度為2 mol·L－1時，消耗CCl4的百分率變化曲線是c，CCl4的平衡轉化率和產物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b，此時氫氣的濃度為4 mol·L－1。 答案：(1)①K＝　1 ②大于?、?.05 mol·L－1·h－1④D　(2)①c ②4　從圖中可見，4 mol·L－1的a、b曲線比2 mol·L－1的c、d曲線CCl4轉化率和產物中CHCl3的百分率的數(shù)值均高 內容總結 （1）(2)溫度升高，化學平衡移動后，平衡常數(shù)K值(填“增大”、“減小”或“不變”) （2）(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為，溫度升高，平衡常數(shù)(填“增大”、“減小”或“不變”)