（通用版）高考化學一輪復習 跟蹤檢測（二十一）化學平衡常數(shù) 化學反應(yīng)進行的方向（含解析）-人教版高三化學試題

跟蹤檢測（二十一） 化學平衡常數(shù) 化學反應(yīng)進行的方向1對于反應(yīng)C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)H>0，下列有關(guān)說法正確的是()A平衡常數(shù)表達式為KB增大體系壓強，平衡常數(shù)K不發(fā)生變化C升高體系溫度，平衡常數(shù)K減小D增加C(s)的量，平衡正向移動解析：選B平衡常數(shù)表達式應(yīng)為K，A錯誤；增大體系壓強，溫度不變，故平衡常數(shù)K不發(fā)生變化，B正確；升高體系溫度，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大，C錯誤；增加C(s)的量，平衡不移動，D錯誤。2(2019·黃石模擬)已知“凡氣體分子總數(shù)增多的反應(yīng)一定是熵增大的反應(yīng)”。根據(jù)所學知識判斷，下列反應(yīng)中，在任何溫度下都不能自發(fā)進行的是()A2O3(g)=3O2(g)H<0B2CO(g)=2C(s)O2(g)H>0CN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H<0DCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H>0解析：選B在任何溫度下都不能自發(fā)進行的反應(yīng)符合HTS>0，即H>0、S<0，故B項反應(yīng)符合題意。3(2019·濰坊質(zhì)檢)某溫度下，在一個2 L的密閉容器中，加入4 mol X和2 mol Y進行如下反應(yīng)：3X(g)2Y(g) 4Z(s)2W(g)，反應(yīng)一段時間后達到平衡，測得生成1.6 mol Z，則下列說法正確的是()A該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式是KB此時Y的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C增大該體系的壓強，平衡常數(shù)增大D增加Y，Y的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析：選B平衡常數(shù)表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質(zhì)，而物質(zhì)Z是固體，A錯誤；根據(jù)化學方程式可知，平衡時減少的Y的物質(zhì)的量是1.6 mol×0.8 mol，所以Y的轉(zhuǎn)化率為×100%40%，B正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，增大壓強時平衡常數(shù)不變， C錯誤；增加Y后平衡右移，X的轉(zhuǎn)化率增大，而Y的轉(zhuǎn)化率減小，D錯誤。4(2019·安徽省“江淮十?！甭?lián)考)300 時，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：X(g)Y(g) 2Z(g)H<0，一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如表所示：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是()A前2 min的平均反應(yīng)速率v(X)2.0×102 mol·L1·min1B其他條件不變，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，再次平衡時Y的轉(zhuǎn)化率不變C當v逆(Y)2v正(Z)時，說明反應(yīng)達到平衡D該反應(yīng)在250 時的平衡常數(shù)小于1.44解析：選BA項，前2 min的平均反應(yīng)速率v(X)v(Y)(0.04÷10÷2) mol·L1·min12.0×103 mol·L1·min1，錯誤；B項，其他條件不變，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，相當于加壓，因為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，加壓平衡不移動，再次平衡時Y的轉(zhuǎn)化率不變，正確；C項，當v逆(Y)2v正(Z)時，反應(yīng)未達到平衡，錯誤；D項，該反應(yīng)在300 時平衡常數(shù)為1.44，降溫平衡右移，250 時的平衡常數(shù)大于1.44，錯誤。 5羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1，反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol，平衡后CO物質(zhì)的量為 8 mol。下列說法正確的是()A升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大C反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 molDCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%解析：選C升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯誤；通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間增大，之后平衡發(fā)生移動，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，當正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)達到新的化學平衡狀態(tài)，故B錯誤；設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為 a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進行解題： CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g) 10 a 0 0 2 2 2 2 8 a2 2 2平衡常數(shù)K0.1，解得a7，故C正確；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%20%，故D錯誤。6某溫度下，H2(g)CO2(g) H2O(g)CO(g)的平衡常數(shù)K。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2(g)和 CO2(g)，其起始濃度如表所示：起始濃度甲乙丙c(H2)/(mol·L1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L1)0.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L1D反應(yīng)開始時，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢解析：選C設(shè)平衡時甲中CO2的轉(zhuǎn)化濃度為x mol·L1， H2(g)CO2(g) H2O(g)CO(g)起始/(mol·L1) 0.010 0.010 0 0轉(zhuǎn)化/(mol·L1) x x x x平衡/(mol·L1) 0.010x 0.010x x x根據(jù)平衡常數(shù)表達式：K，解得x0.006，則甲中CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%60%，由于乙相對甲增大了c(H2)，因此CO2的轉(zhuǎn)化率增大，A項正確；丙與甲為等效平衡，轉(zhuǎn)化率相等，B項正確；平衡時甲中c(CO2)0.010 mol·L10.006 mol·L10.004 mol·L1，丙中CO2的平衡濃度是甲中的兩倍為0.008 mol·L1，C項錯誤；丙中反應(yīng)物濃度最大，反應(yīng)速率最快，甲中反應(yīng)物濃度最小，反應(yīng)速率最慢，D項正確。7T1 時，在一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)。向密閉容器中加入NO和足量的活性炭，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表：時間/min01020304050n(NO)/mol3.01.61.01.0aan(N2)/mol00.71.01.01.21.2n(CO2)/mol00.71.01.00.30.3綜合表中數(shù)據(jù)判斷，下列說法正確的是()A30 min時改變的條件一定是充入氮氣B在1020 min內(nèi)，v(CO2)0.03 mol·L1·min1C若升溫至T2 時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.062 5，則H>0D容器中混合氣體的密度保持不變，標志著達到化學平衡狀態(tài)解析：選DA項，根據(jù)題意知，T1 時平衡常數(shù)K1，則可得1，a0.6，則30 min時改變條件導致平衡右移，且CO2的量減小，因此30 min時改變的條件是減小CO2的量，錯誤；B項，在1020 min內(nèi)，v(CO2)0.015 mol·L1·min1，錯誤；C項，T1 時，K1，若升溫至T2 時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.062 5，K減小，則升溫使平衡左移，說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則H<0，錯誤；D項，由題意可知，反應(yīng)前后氣體體積不變，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量發(fā)生變化，因此容器中混合氣體的密度保持不變時，可以判斷反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài)，正確。8.在容積均為1 L的三個密閉容器中，分別放入鎳粉并充入1 mol CO，控制在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)，當反應(yīng)進行到5 min時，測得Ni(CO)4的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)：K(T1)>K(T2)B反應(yīng)進行到5 min時，b容器中v正v逆C達到平衡時，a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>a>cD減壓或升溫可將b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變成c中的平衡狀態(tài)解析：選D溫度越低，反應(yīng)速率越慢，因此再結(jié)合a、b、c三容器對應(yīng)數(shù)值知，a容器中反應(yīng)未達到平衡，bc的變化則說明隨溫度升高化學平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；反應(yīng)進行到5 min時，b容器未必達到平衡狀態(tài)，則b容器中v正不一定等于v逆，B錯誤；其他條件相同時，隨溫度升高平衡左移，K值減小，CO轉(zhuǎn)化率減小，達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為a>b>c，C錯誤；結(jié)合A項分析知，升溫可使b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閏中的平衡狀態(tài)，減壓平衡逆向移動，導致Ni(CO)4濃度變小，即可使b中的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閏中的平衡狀態(tài)，D正確。9.t 時，在一固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)B(g) C(s)H<0，按照不同配比充入A、B，達到平衡時容器中A、B濃度變化如圖中曲線(實線)所示，下列判斷正確的是()At 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為4Bc點沒有達到平衡，此時反應(yīng)向逆向進行C若c為平衡點，則此時容器內(nèi)的溫度高于t Dt 時，直線cd上的點均為平衡狀態(tài)解析：選CA項，平衡常數(shù)K0.25，錯誤；B項，分析圖像可知，c點濃度商Q<K，反應(yīng)正向進行，錯誤；C項，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，若c點為平衡狀態(tài)，此時平衡常數(shù)小于t 平衡常數(shù)，說明平衡逆向進行，是升溫的結(jié)果，溫度高于t ，正確；D項，t 時平衡常數(shù)不變，曲線上各點為平衡狀態(tài)，其他點不是平衡狀態(tài)，錯誤。10無色氣體N2O4是一種強氧化劑，為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學方程式為N2O4(g) 2NO2(g)H24.4 kJ·mol1。(1)平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓表示，即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓總壓×物質(zhì)的量分數(shù)例如：p(NO2)p總×x(NO2)。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp的表達式_(用p總、各氣體物質(zhì)的量分數(shù)x表示)；影響Kp的因素為_。(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為_(以k正、k逆表示)。解析：(1)Kp，與用濃度表示的平衡常數(shù)K一樣，影響Kp的因素為溫度。(2)Kp，達到平衡時，v正v逆，即k正·p(N2O4)k逆·p2(NO2)，故Kp。答案：(1)溫度(2)11(2019·山東名校聯(lián)盟聯(lián)考)氮和碳一樣也存在一系列氫化物如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。(1)上述氮的一系列氫化物的通式為_；N3H5的電子式為_。(2)已知4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1a kJ·mol1K1；4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H2b kJ·mol1K2；寫出N2與O2反應(yīng)生成1 mol NO氣體的熱化學方程式：_。該反應(yīng)式的平衡常數(shù)表達式K_(用K1、K2表示)。(3)已知NH3·H2O為一元弱堿，N2H4·H2O為二元弱堿，在水溶液中的一級電離方程式表示為N2H4·H2OH2ON2H5·H2OOH，則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為_；溶液中離子濃度由大到小的順序為_。(4)如圖所示 ，隔板固定不動，活塞可自由移動，M、N兩個容器均發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。向M、N中，各通入2 mol N2和6 mol H2。初始M、N容積相同，并保持溫度不變。則到達平衡時H2的轉(zhuǎn)化率(H2)為M_N(填“>”“”或“<”)。若在某條件下，反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)在容器N中達到平衡，測得容器中含有1.0 mol N2、0.4 mol H2、0.2 mol NH3，此時容積為2.0 L。則此條件下的平衡常數(shù)為_。解析：(1)氮的系列氫化物的通式為NnHn2；N3H5電子式為。(2)得：N2(g)O2(g)=NO(g)H kJ·mol1，K。(3)由題目所給信息可知N2H分2步水解，N2HH2ON2H5·H2OH(主要)，N2H5·H2OH2ON2H4·H2OHH2O，因而離子濃度的大小順序為c(Cl)>c(N2H)>c(H)>c(N2H5·H2O)>c(OH)。(4)由于隔板固定不動，活塞可自由移動，N2(g)3H2(g)2NH3(g)是總體積減小的反應(yīng)，活塞向左移動。向M、N中各通入2 mol N2和6 mol H2，N容器相當于在M容器達平衡的基礎(chǔ)上再縮小容器的體積，平衡將右移，平衡時(H2)為M<N。K2.5。答案：(1)NnHn2(2)N2(g)O2(g)=NO(g)H kJ·mol1(3)N2HH2ON2H5·H2OHc(Cl)>c(N2H)>c(H)>c(N2H5·H2O)>c(OH)(4)<2.512(2016·海南高考)順­1,2­二甲基環(huán)丙烷和反­1,2­二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： 該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)k(正)c(順)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：t1溫度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1_；該反應(yīng)的活化能 Ea(正)小于Ea(逆)，則H_0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分數(shù)隨時間變化的曲線是_(填曲線編號)，平衡常數(shù)值K2_；溫度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是_。解析：(1)根據(jù)v(正)k(正)c(順)、k(正)0.006 s1，則v(正)0.006c(順)，v(逆)k(逆)c(反)、k(逆)0.002 s1，則v(逆)0.002c(反)，化學平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)0.002c(反)，K13；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則H小于0。(2)反應(yīng)開始時，c(順)的濃度大，單位時間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2，因為K1K2，放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以溫度t2大于t1。答案：(1)3小于(2)B大于放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動13一氧化碳是一種重要的化工原料。結(jié)合所學知識回答下列問題。(1)工業(yè)上可通過CO和H2化合制取CH3OH：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H1已知：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H241.1 kJ·mol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H349.0 kJ·mol1則H1_。(2)工業(yè)上還可通過CO和Cl2化合制取光氣(COCl2)：Cl2(g)CO(g) COCl2(g)H。向密閉容器中充入1 mol Cl2(g)和1 mol CO(g)，反應(yīng)速率隨溫度的變化如圖所示。圖中Q點的含義是_，H_(填“>”或“<”)0。某溫度下，該反應(yīng)達到平衡時，c(COCl2)0.80 mol·L1，c(Cl2)0.20 mol·L1，則平衡體系中CO的體積分數(shù)為_；在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律可知，即得到反應(yīng)CO(g)2H2(g) CH3OH(g)，所以H1H2H341.1 kJ·mol1(49.0 kJ·mol1)90.1 kJ·mol1。(2)根據(jù)圖像可知在Q點之前為建立平衡的過程，而Q點之后為平衡移動的過程，且隨著溫度的升高平衡逆向移動，所以Q點為化學平衡狀態(tài)，H<0。根據(jù)方程式Cl2(g)CO(g)COCl2(g)和題中已知數(shù)據(jù)可知，平衡時c(COCl2)0.80 mol·L1，c(CO)c(Cl2)0.20 mol·L1，CO的體積分數(shù)為×100%16.67%；在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K20。答案：(1)90.1 kJ·mol1(2)化學平衡狀態(tài)(答案合理即可)<16.67%2014.(2019·南昌模擬)二氧化碳催化加氫合成低碳烯烴是目前研究的熱門課題。在一個2 L密閉恒容容器中分別投入1.5 mol CO2、5.0 mol H2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)H；在不同溫度下，用傳感技術(shù)測出平衡時H2的物質(zhì)的量變化情況如圖所示。(1)該反應(yīng)的H_0(填“>”“<”或“不能確定”)。(2)在TA溫度下的平衡常數(shù)K_。(3)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，除改變溫度外，還可采取的措施是_(列舉一項)。(4)在TA溫度下，其他條件不變，起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、 1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進行投料，此時v正_v逆(填“>”“<”或“”)。解析：(1)根據(jù)圖像，升高溫度，H2的物質(zhì)的量增加，平衡逆向移動，正反應(yīng)放熱，H<0。(2)2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)起始/mol 1.5 5 0 0轉(zhuǎn)化/mol 1 3 0.5 2平衡/mol 0.5 2 0.5 2K0.5。(3)增大壓強或增大H2(g)濃度，可以使平衡正向移動，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大。(4)在TA溫度下，其他條件不變，起始時若按1 mol CO2、2 mol H2、1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)進行投料，Q0.25<K，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，v正>v逆。答案：(1)<(2)0.5(3)增大壓強(或增大H2濃度、移走產(chǎn)物)(4)>