高考化學總復習 第七章 化學反應速率和化學平衡 課時作業(yè)22 化學平衡常數、化學反應進行的方向 新人教版

6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 課時作業(yè)課時作業(yè) 2222 化學平衡常數、化學反應進行的方向化學平衡常數、化學反應進行的方向 一、選擇題 1下列有關說法正確的是( ) ASO2(g)H2O(g)=H2SO3(l)，該過程熵值增大 BSO2(g)=S(g)O2(g) H0，S0，該反應不能自發(fā)進行 CSO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l) H0，S0，反應在高溫下自發(fā)進行，不正確；C 中是一個 H0，SH2OCO2 D溫度升高，上述三個反應的平衡常數均增大 解析：A 項，12N2(g)12O2(g)的平衡常數為(1K1)121015，錯誤；B 項，H2和 O2之間的反應需要點燃才能進行，錯誤；C 項，常溫下，NO、H2O、CO2三種物質分解放出 O2的6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 平衡常數依次為 11030、51082、41092，平衡常數越大，則反應進行的程度越大，正確；D 項，反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，錯誤。 答案：C 3在淀粉 KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq)I3(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數K如表所示： t/ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 下列說法正確的是( ) A反應 I2(aq)I3(aq)的 H0 B其他條件不變，升高溫度，溶液中c(I3)減小 C該反應的平衡常數表達式為Kc2cc3 D25 時，向溶液中加入少量 KI 固體，平衡常數K小于 689 解析：選項 A，溫度升高，平衡常數減小，因此該反應是放熱反應，H0，錯誤；選項 B，溫度升高，平衡逆向移動，c(I3)減小，正確；選項 C，Kc3c2c，錯誤；選項 D，平衡常數僅與溫度有關，25 時，向溶液中加入少量 KI 固體，平衡正向移動，但平衡常數不變，仍然是 689，錯誤。 答案：B 4已知反應：CO(g)2(g)Cu(s)和反應：H2(g)H2O(g)，在相同的某溫度下的平衡常數分別為K1和K2，該溫度下反應：CO(g)H22(g)H2(g)的平衡常數為K。則下列說法正確的是( ) A反應的平衡常數K1c2ccc B反應的平衡常數KK1K2 C對于反應，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應的焓變?yōu)檎?D對于反應，恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小 解析：在書寫平衡常數表達式時，固體不能表示在平衡常數表達式中，A 錯誤；由于反應反應反應，因此平衡常數KK1K2，B 正確；反應中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，因此 HT2 CK1、K2的關系：K2K1 D實驗 1 在前 6 min 的反應速率v(SO2)0.2 molL1min1 解析：實驗 1 中，n(O2)參加(20.8) mol1.2 mol，n(SO2)消耗2.4 mol，x42.41.6，A 錯誤；平衡時，實驗 1 中n(SO2)1.6 mol，實驗 2 中n(SO2)0.4 mol，而開始時反應物的起始量相等，實驗 1 到實驗 2 的過程，相當于平衡向正反應方向移動，根據平衡移動原理，降溫能使平衡向正反應方向移動，即T1T2，B 正確；由 B 選項可得實驗 2 是在實驗 1 的基礎上降溫，溫度降低，平衡向正反應方向移動，化學平衡常數增大，C 正確；由表中數據，v(SO2)4 mol1.6 mol2 L6 min 0.2 molL1min1，D 正確。 答案：A 6 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)D(g)，5 min 后達到平衡。已知該溫度下其平衡常數K1，若溫度不變時將容器的容積擴大為原來的 10 倍，A 的轉化率不發(fā)生變化，則( ) Aa3 Ba2 CB 的轉化率為 40% DB 的轉化率為 60% 解析：若溫度不變時將容器的容積擴大為原來的 10 倍，A 的轉化率不發(fā)生變化，則可以確定該反應前后氣體體積不變，所以a1，選項 A、B 錯誤；設 B 的轉化率為x，列出三段式： A(g)D(g) 初始物質的量/mol 2 3 0 0 變化物質的量/mol 3x 3x 3x 3x 平衡物質的量/mol 23x 33x 3x 3x 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 3x3x3x3x1，解得x0.4，即 B 的轉化率為 40%。 答案：C 7化學平衡狀態(tài)、的相關數據如下表： 根據以上信息判斷，下列結論錯誤的是( ) Aab B增大壓強，平衡狀態(tài)不移動 C升高溫度平衡狀態(tài)向正反應方向移動 D反應、均為放熱反應 解析：Fe(s)CO2CO(g)，K1cc2， CO(g)H22(g)H2(g)，K2c2c2cc2， Fe(s)H2H2(g)，K3c2c2， 同溫度下，K2K3K1，K3K1K2,979 K 平衡常數a1.471.622.38,1 173 K 平衡常數b1.682.150.78。 計算分析可知ab，故 A 正確；反應CO(g)H22(g)H2(g)，是氣體體積不變的反應，增大壓強平衡不移動，故 B 正確；計算得到平衡常數，反應平衡常數隨溫度升高而減小，平衡逆向進行，故 C 錯誤；反應的平衡常數隨溫度升高而減小，說明正反應為放熱反應，反應平衡常數隨溫度升高而減小，說明正反應為放熱反應，故 D 正確。 答案：C 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 8 在一定條件下發(fā)生反應3A(g)zC(g)2D(g)， 在2 L的密閉容器中把4 mol A和2 mol B混合， 2 min后反應達到平衡時生成1.6 mol C， 又測得反應速率v(D)0.2 molL1min1。則下列說法不正確的是( ) Az4 BB 的轉化率是 40% CA 的平衡濃度是 1.4 molL1 D平衡時氣體壓強是原來的910 解析： 3A(g)zC(g)2D(g) 起始物質的量 4 2 0 0 轉化物質的量 1.2 0.8 1.6 0.222 根據生成 C、D 的物質的量之比等于化學計量數之比得z4，故 A 正確；B 的轉化率是0.8/2100%40%，故 B 正確；A 的平衡濃度是(4 mol1.2 mol)/2 L1.4 molL1，故C 正確；平衡時氣體壓強是原來的(2.81.21.60.8)/(42)1615，故 D 錯誤。 答案：D 9.在一定溫度下， 向2 L體積固定的密閉容器中加入1 mol HI， 發(fā)生反應：2(g)I2(g) H0，H2的物質的量隨時間的變化如圖所示，下列說法正確的是( ) A該溫度下，反應的平衡常數是116 B02 min 內 HI 的平均反應速率為 0.05 molL1min1 C恒壓下向該體系中加入 N2，反應速率不變，平衡不移動，化學平衡常數不變 D升高溫度，平衡向正反應方向移動，化學平衡常數可能增大也可能減小 解析：A 項，達到平衡狀態(tài)時，氫氣的濃度是 0.05 molL1，碘的濃度和氫氣的相等，6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 碘化氫的濃度是 0.4 molL1，其平衡常數是164，故 A 項錯誤。B 項，根據圖象可知，氫氣的變化量為 0.1 mol，所以 HI 的變化量為 0.2 mol。所以 02 min 內 HI 的平均反應速率為0.05 molL1min1。C 項，恒壓條件下向體系中加入氮氣，容器體積增大，等效于反應體系的壓強減小，反應速率減小，故錯誤。D 項，升高溫度，平衡正向移動，K值增大，故錯誤。 答案：B 10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：3X(g)2W(g)，反應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該反應的化學平衡常數表達式是Kc4c2c3c2 B此時，Y 的平衡轉化率是 40% C增大該體系的壓強，化學平衡常數增大 D增加 Y，Y 的平衡轉化率增大 解析：化學平衡常數的表達式中不能出現固體或純液體，而物質 Z 是固體，A 錯誤；根據化學方程式可知，平衡時減少的 Y 的物質的量是 1.6 mol120.8 mol，所以 Y 的轉化率為0.8 mol2 mol100%40%，B 正確；平衡常數只與溫度有關，增大壓強時平衡常數不變，C 錯誤；增加 Y 后平衡右移，X 的轉化率增大，而 Y 的轉化率減小，D 錯誤。 答案：B 二、非選擇題 11工業(yè)上可利用 CO 或 CO2來生產甲醇。相關信息如下表： (1)反應的化學平衡常數表達式為K_， 該反應是_反應(填“吸熱 ”或 “放 熱”)。 某溫 度下 ，各 物質的 平衡 濃度 符合 下式： 5c(CO2)c(H2)6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 2c(CO)c(H2O)，試判斷此時溫度為_。 (2)500 時，向容器中充入 1 mol CO、5 mol H2O，發(fā)生反應，達到平衡后，其化學平衡常數K_1.0(填“大于”“小于”或“等于”)，在其他條件不變的情況下，擴大容器容積， 平衡_移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)， 化學平衡常數K2_(填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)據上表信息推導出K1、K2與K3之間的關系，K3_(用K1、K2表示)。500 時測得反應在某時刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(molL1)分別為 0.8、0.1、0.3、0.15，此時v(正)_v(逆)(填“”“”“ (4)0.15 molL1min1 12利用天然氣可制得以 H2、CO 等為主要組成的工業(yè)原料合成氣，反應為 CH4(g)H23H2(g)。 (1)甲烷與水蒸氣反應，被氧化的元素是_，當生成標準狀況下 35.84 L 合成氣時轉移電子的物質的量是_。 (2)將 2 mol CH4和 5 mol H2O(g)通入容積為 100 L 的反應室，CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。 若達到A點所需的時間為5 min， 則v(H2)_， 100 時平衡常數K_。 圖中的p1_p2(填“”或“”)，A、B、C 三點的平衡常數KA、KB、KC的大小關系是_。 (3)合成氣用于合成氨氣時需除去 CO，發(fā)生反應 CO(g)H22(g)H2(g) H0。 下列措施中能使n2n2增大的是_(填編號)。 A降低溫度 B恒溫恒容下充入 He(g) C將 H2從體系中分離 D再通入一定量的水蒸氣 解析：(1)在 CH4與 H2O(g)的反應中，碳元素的化合價由4 價升高到2 價，氫元素的化合價由1 價降低到 0 價， 共轉移 6 mol 電子， 則被氧化的元素為碳元素， 當生成氣體 1.6 mol(35.84 L)時，共轉移電子 2.4 mol。(2)在 A 點時 CH4的轉化率為 0.5，則轉化的 CH4的物質的量為 1 mol， 生成的 H2的物質的量為 3 mol， 故v(H2)3 mol100 L5 min0.006 molL6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 1min1；根據 CH4的平衡轉化率可求得達到平衡時各物質的濃度為c(CH4)0.01 molL1，c(H2O)0.04 molL 1，c(CO)0.01 molL 1，c(H2)0.03 molL 1，則Kcc32c4c20.010.0330.010.046.75104。在橫軸上大約 150 處作垂直于橫軸的直線，由此可看出在壓強為p1時，CH4的轉化率高，而該反應的正反應為氣體體積增大的反應，故壓強越小，CH4的轉化率越高，故p1p2；由圖中任意一條曲線可看出，隨著溫度的升高，CH4的轉化率在增大，故正反應為吸熱反應，而 A、B、C 三點溫度越來越高，故平衡常數越來越大。(3)該反應的正反應為放熱反應，故降低溫度平衡正向移動，n2n2增大；恒溫恒容時充入 He，平衡不移動，n2n2不變；將 H2從體系中分離出來，平衡正向移動，n2n2增大；再通入水蒸氣，根據平衡移動原理可知n2n2減小。 答案：(1)C(碳) 2.4 mol (2)0.006 molL1min1 6.75104 KBKA (3)A、C 13某溫度，將 2 mol CO 與 5 mol H2的混合氣體充入容積為 2 L 的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應：CO(g)2H23OH(g)。經過 5 min 后，反應達到平衡，此時轉移電子 6 mol。 (1)該反應的平衡常數為_，v(CH3OH)_molL1min1。若保持體積不變， 再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH， 此時v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。 (2)在其他條件不變的情況下，再增加 2 mol CO 與 5 mol H2，達到新平衡時，CO 的轉化率_(填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_。 aCH3OH 的質量不變 b混合氣體的平均相對分子質量不再改變 cv逆(CO)2v正(H2) d混合氣體的密度不再發(fā)生改變 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 (4)在一定壓強下，容積為V L 的容器充入a mol CO 與 2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。則p1_p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，H_0。該反應在_(填“高溫”或“低溫”)下能自發(fā)進行。 (5)能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是_。 a及時分離除 CH3OH 氣體 b適當升高溫度 c增大 H2的濃度 d選擇高效催化劑 解析：(1)某溫度，將 2 mol CO 與 5 mol H2的混合氣體充入容積為 2 L 的密閉容器中，經過5 min后， 反應達到平衡， 依據化學方程式可知轉移電子4 mol消耗CO物質的量為1 mol，則此時轉移電子 6 mol，消耗 CO 物質的量6 mol4 mol1 mol1.5 mol， CO(g)2H23OH(g) 起始量(mol) 2 5 0 變化量(mol) 1.5 3 1.5 平衡量(mol) 0.5 2 1.5 平衡濃度c(CO)0.5 mol2 L0.25 molL1， c(H2)2 mol2 L1 molL1， c(CH3OH)1.5 mol2 L0.75 molL1 平衡常數K0.750.25123； 甲醇表示的反應速率 v(CH3OH)1.5 mol2 L5 min0.15 molL1min1， 若保持體積不變，再充入 2 mol CO 和 1.5 mol CH3OH，計算此時濃度商 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 Qc1.52 L2 L121.2v(逆)； (2)在其他條件不變的情況下，再增加 2 mol CO 與 5 mol H2，相當于增大壓強，CO(g)2H23OH(g)，反應是氣體體積減小的反應，平衡正向進行，一氧化碳的轉化率增大； (3)CO(g)2H23OH(g) H0， 反應是氣體體積減小的放熱反應， 反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同， 各組分含量保持不變， 分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態(tài)；CH3OH 的質量不變，物質的量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故 a 不符合；反應前后氣體質量不變，反應前后氣體物質的量變化，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故 b 不符合；反應速率之比等于化學方程式計量數之比，當滿足2v逆(CO)v正(H2)時，說明氫氣的正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態(tài)，但v逆(CO)2v正(H2)不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故 c 符合；反應前后氣體質量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發(fā)生改變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故 d 符合； (4)相同溫度下， 同一容器中， 增大壓強， 平衡向正反應方向移動， 則 CO 的轉化率增大，根據圖象知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉化率減小，說明升溫平衡逆向進行，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，H0，CO(g)2H23OH(g)反應是氣體體積減小的反應，S0，低溫下滿足 HTS0，即低溫下能自發(fā)進行； (5)CO(g)2H23OH(g) H (2)增大 (3)cd (4)小于 小于 低溫 (5)c