2019版高考化學一輪復習 第七章 化學反應速率與化學平衡 第三講 化學平衡常數(shù)及反應進行的方向課后達標訓練.doc

第三講 化學平衡常數(shù)及反應進行的方向課后達標訓練一、選擇題1下列說法不正確的是()A焓變是一個與反應能否自發(fā)進行有關的因素，多數(shù)能自發(fā)進行的反應是放熱反應B在同一條件下不同物質有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大C一個反應能否自發(fā)進行取決于該反應是放熱還是吸熱D一個反應能否自發(fā)進行，與焓變和熵變的共同影響有關解析：選C。一個反應能否自發(fā)進行要由該反應的熵變和焓變共同判斷，C項錯誤。2已知298 K下反應2Al2O3(s)3C(s)=4Al(s)3CO2(g)H2 171 kJmol1，S635.5 Jmol1K1，則下列說法正確的是()A由題給H值可知，該反應是一個放熱反應BS>0表明該反應是一個熵增加的反應C該反應能自發(fā)進行D不能確定該反應能否自發(fā)進行解析：選B。H>0，該反應是吸熱反應，A錯誤；由HTS2 171 kJmol1298 K0.635 5 kJmol1K1>0知，該反應不能自發(fā)進行，C、D錯誤。3.(2018商丘模擬)向某恒容密閉容器中充入一定量CO2和H2，發(fā)生反應：CO2(g)H2(g)HCOOH(g)，測得平衡體系中CO2的百分含量(CO2%)與反應溫度變化的關系如圖所示。下列物理量中，a點大于b點的是()正反應速率逆反應速率HCOOH(g)的濃度對應溫度時的平衡常數(shù)ABC D解析：選D。溫度升高，反應速率增大，a點的正、逆反應速率都小于b點，、錯誤；溫度升高，平衡體系中CO2的百分含量增大，說明平衡逆向移動，正反應為放熱反應，HCOOH(g)的濃度和對應溫度時的平衡常數(shù)都將減小，即a點的HCOOH(g)的濃度和對應溫度時的平衡常數(shù)都大于b點，、正確。4一定條件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)；已知溫度對CO2的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說法不正確的是()A該反應的逆反應為吸熱反應B平衡常數(shù)：KM>KNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D當溫度高于250 ，升高溫度，催化劑的催化效率降低解析：選C。升高溫度CO2的平衡轉化率降低，說明平衡逆向移動，則逆反應為吸熱反應，A正確；該反應的正反應是放熱反應，升溫平衡常數(shù)減小，B正確；化學反應速率隨溫度的升高而加快，催化劑在250 時催化活性最高，溫度繼續(xù)升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C錯誤，D正確。5(2018大連模擬)某溫度下，將3 mol A和2 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，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容積擴大為原來的10倍，B的轉化率不發(fā)生變化，則B的轉化率為()A60% B40%C24% D4%解析：選A。擴大容器容積為原來的10倍，B的轉化率不變，則a1， A(g)B(g)C(g)D(g)起始(mol): 3 2 0 0變化(mol): x x x x平衡(mol): 3x 2x x x根據(jù)平衡濃度的關系，(3x)(2x)xx，解得x1.2，則B的轉化率為1.2 mol/2 mol100%60%，A項正確。6.(2018衡水中學高三期末)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：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，當反應進行到5 min時，測得Ni(CO)4的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是()A正反應為吸熱反應，平衡常數(shù)：K(T1)>K(T2)B反應進行到5 min時，b容器中v正(CO)v逆(CO)C達到平衡時，a、b、c中CO的轉化率為b>a>cD減壓或升溫可將b中的平衡狀態(tài)轉變成c中的平衡狀態(tài)解析：選D。溫度越低，反應速率越慢，因此再結合a、b、c三容器對應數(shù)值知，a容器中反應未達到平衡，bc的變化則說明隨溫度升高化學平衡逆向進行，則正反應為放熱反應，A錯誤；反應進行到5 min時，b容器未必達到平衡狀態(tài)，則b容器中v正(CO)不一定等于v逆(CO)，B錯誤；其他條件相同時，隨溫度升高平衡左移，K值減小，CO轉化率減小，達到平衡時，CO的轉化率為a>b>c，C錯誤；結合A項分析知，升溫可使b中的平衡狀態(tài)轉變?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)轉變?yōu)閏中的平衡狀態(tài)，D正確。7(2018成都模擬)工業(yè)上用DME法以H2和CO為原料生產甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中發(fā)生如下兩個連續(xù)反應：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)改變溫度，實驗數(shù)據(jù)如表所示，下列分析正確的是()溫度()260270280290300310320CO轉化率(%)92878280726562CH3OCH3產率(%)33457779625852A.反應、均為吸熱反應B290 時反應平衡常數(shù)值達到最大C反應與中CH3OH的消耗速率一定相等D增大壓強能增大CH3OCH3產率解析：選D。從反應來看，溫度升高，CO轉化率一直在減小，說明反應為放熱反應，而反應在較低溫度時，反應未達到平衡，甲醚的產率主要受溫度影響，隨著溫度升高，產率降低，說明反應也是放熱反應，A錯誤；平衡常數(shù)與轉化率并不是一個概念，B錯誤；反應與中CH3OH的消耗速率不相等，因為二者不是同一個反應，C錯誤；增大壓強，反應向正反應方向移動，使c(CH3OH)增大，從而使反應也向正反應方向移動，則CH3OCH3產率增大，D正確。8(2018安徽“學普”聯(lián)考)已知反應X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常數(shù)與溫度的關系如表所示。830 時，向一個2 L的密閉容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反應初始4 s內v(X)0.005 mol/(Ls)。下列說法正確的是()溫度/7008008301 0001 200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4A.4 s時容器內c(Y)0.76 mol/LB830 達平衡時，X的轉化率為80%C反應達平衡后，升高溫度，平衡正向移動D1 200 時反應R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常數(shù)K0.4解析：選B。反應初始4 s內X的平均反應速率v(X)0.005 mol/(Ls)，根據(jù)速率之比等于化學計量數(shù)之比，可知v(Y)v(X)0.005 mol/(Ls)，則4 s內c(Y)0.005 mol/(Ls)4 s0.02 mol/L，Y的起始濃度為0.4 mol/L，故4 s時c(Y)0.4 mol/L0.02 mol/L0.38 mol/L，A錯誤；設平衡時X的濃度變化量為x，則： X(g) Y(g)R(g)Q(g)開始(mol/L): 0.1 0.4 0 0變化(mol/L): x x x x平衡(mol/L): 0.1x 0.4x x x故1.0，解得x0.08，所以平衡時X的轉化率為100%80%，B正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度升高，化學平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，C錯誤；1 200 時反應X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常數(shù)值為0.4，所以1 200 時反應R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常數(shù)的值為2.5，D錯誤。9(2015高考天津卷)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應：X(g)mY(g)3Z(g)平衡時，X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()Am2B兩次平衡的平衡常數(shù)相同CX與Y的平衡轉化率之比為11D第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL1解析：選D。A.根據(jù)再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變，可知該反應是一個反應前后氣體分子數(shù)相等的反應，因此m2。B.由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C.因為是按照化學方程式中化學計量數(shù)之比充入的反應物，因此二者的平衡轉化率相等。D.該反應前后氣體分子數(shù)不變，因此反應后氣體的物質的量與反應前一樣，都為4 mol，而平衡后Z的體積分數(shù)為10%，故平衡時Z的物質的量為4 mol10%0.4 mol，容器體積為2 L，則Z的濃度為0.2 molL1。10(2018遂寧診斷)固定容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應xA(g)yB(g)zC(g)，圖1表示T 時容器中各物質的量隨時間變化的關系，圖2表示平衡常數(shù)K隨溫度變化的關系。結合圖像判斷，下列結論正確的是()A該反應可表示為2A(g)B(g)C(g)H<0BT 時該反應的平衡常數(shù)K6.25C當容器中氣體密度不再變化時，該反應達到平衡狀態(tài)DT ，在第6 min時再向體系中充入0.4 mol C，再次達到平衡時C的體積分數(shù)大于0.25解析：選D。A項，由圖2知，升高溫度，平衡常數(shù)逐漸增大，該反應為吸熱反應，H>0，錯誤；B項，根據(jù)圖1知05 min內，A、B、C變化的物質的量分別為0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，該反應可表示為2A(g)B(g)C(g)，反應達平衡時A、B、C的平衡濃度分別為0.2 molL1、0.1 molL1、0.1 molL1，故T 時該反應的平衡常數(shù)K25，錯誤；C項，根據(jù)質量守恒定律知容器內氣體的質量保持不變，容器的容積保持不變，故容器內氣體的密度為恒量，不能作為平衡標志，錯誤；D項，根據(jù)圖1知T 時反應達平衡后C的體積分數(shù)為0.25，在第6 min時再向體系中充入0.4 mol C，相當于加壓，平衡正向移動，再次達到平衡時C的體積分數(shù)大于0.25，正確。二、非選擇題11(2018成都階段測試)汽車尾氣里含有的NO氣體是由內燃機燃燒時產生的高溫引起氮氣和氧氣反應所致：N2(g)O2(g)2NO(g)H>0已知該反應在2 404 時，平衡常數(shù)K6.4103。請回答下列問題。(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為_。(2)該溫度下，向2 L密閉容器中充入N2和O2各1 mol，平衡時，N2的轉化率是_%(保留整數(shù))。(3)該溫度下，某時刻測得容器內N2、O2、NO的濃度分別為2.5101 molL1、4.0102 molL1和3.0103 molL1，此時反應_(填“處于化學平衡狀態(tài)”“向正反應方向進行”或“向逆反應方向進行”)，理由是_。(4)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中，下圖變化趨勢正確的是_。(5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質的量的N2和O2，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，重新達到化學平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比，此時平衡混合氣中NO的體積分數(shù)_(填“變大”“變小”或“不變”)。解析：(2)N2(g)O2(g)2NO(g)起始/mol 110變化/mol xx 2x平衡/mol 1x 1x 2xK6.4103，得x0.04，N2的轉化率為100%4%。(3)Qc9.0104<6.4103，所以反應向正反應方向進行。(4)由于該反應的正反應是吸熱反應，所以升高溫度，化學平衡正向移動，化學平衡常數(shù)增大，A項正確；加入催化劑，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，但NO的平衡濃度不變，B項錯誤；升高溫度，平衡正向移動，氮氣的轉化率提高，化學反應速率加快，達到平衡所需要的時間縮短，C項正確。(5)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質的量的N2和O2，達到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO，由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，故建立的平衡與原平衡等效，平衡混合氣中NO的體積分數(shù)不變。答案：(1)K(2)4(3)向正反應方向進行Qc9.0104<K6.4103(4)AC(5)不變12(1)(2016高考四川卷改編)在一定條件下CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，當CO與H2O(g)的起始物質的量之比為15，達平衡時，CO轉化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對分子質量為504)的質量分數(shù)為10%的磷尾礦，在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉化為P4，將產生的CO與H2O(g)按起始物質的量之比13混合，則在相同條件下達平衡時能產生H2_kg。已知：4Ca5(PO4)3F18SiO230C2CaF230CO18CaSiO33P4(2)(2015高考浙江卷改編)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應：CH2CH3(g) CH=CH2(g)H2(g)維持體系總壓p恒定，在溫度T時，物質的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應。已知乙苯的平衡轉化率為，則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K_(用等符號表示)。解析：(1)當CO和H2O(g)的起始物質的量之比為15時，設CO為1 mol，則： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始物質的量(mol) 1 5 0 0改變物質的量(mol) 平衡物質的量(mol) 故此溫度下，反應的平衡常數(shù)K1。由題意知，反應4Ca5(PO4)3F18SiO230C2CaF230CO18CaSiO33P4，若a kg含Ca5(PO4)3F的質量分數(shù)為10%的磷尾礦，當有b%的Ca5(PO4)3F轉化為P4時，產生的CO的物質的量為nab/67.2 mol，將產生的CO和H2O(g)按起始物質的量之比為13混合，設在相同條件下達到平衡時CO轉化了x mol，則 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始物質的量(mol) n 3n 0 0改變物質的量(mol) x x x x平衡物質的量(mol) nx 3nx x x故1，得xn，則達到平衡時產生的氫氣的物質的量為 mol mol，氫氣的質量為 g103 kg kg。(2)從濃度角度求Kc：根據(jù)阿伏加德羅定律的推論，總壓強p相同時，乙苯的轉化率為，由此可得：，V反應后(1)V，根據(jù)化學方程式及平衡常數(shù)的定義：Kc。從壓強角度求Kp：容器中氫氣的物質的量為n，苯乙烯的物質的量為n，乙苯的物質的量為(1)n，氣體的總物質的量為(1)n，所以氫氣的分壓為p，苯乙烯的分壓為p，乙苯的分壓為p，因此Kpp。答案：(1)(2)p