届一轮复习基础强化训练 专题7 第3单元 化学平衡常数 化学反应的方向.docx

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届一轮复习基础强化训练专题7第3单元化学平衡常数化学反应的方向

[对接高考——高考命题常设误区汇总]

设误选项摘录

设误角度诊断

1.反应3Fe（s）＋4H2O（g）

Fe3O4（s）＋4H2（g）的平衡常数表达式为：

K＝

（2011·南京模拟）

固体或纯液体物质不能出现化学平衡常数表达式中

2.其他条件不变的情况下，对于反应2SO2＋O2

2SO3，增大压强或增大O2的浓度，K值增大（2011·茂名模拟）

化学平衡常数只与温度有关，与其他条件无关

3.一定温度下的10L密闭容器中发生反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），达到平衡时，N2、H2、NH3的物质的量分别为1mol、3mol、2mol，则其平衡常数为4/27（2011·济南模拟）

不能用平衡体系中物质的物质的量计算化学平衡常数

4.NH3和HCl生成NH4Cl是自发过程，则该反应在任何条件下均可发生（2011·安徽模拟）

误认为过程的自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程一定会发生

5.对于正反应是放热的可逆反应达到平衡后，其它条件不变，升高温度可使平衡常数增大（2010·安徽高考）

错误判断温度变化对化学平衡常数的影响

[随堂强化落实]

1．下列叙述中，不正确的是（　　）

A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数

B．催化剂不能改变平衡常数的大小

C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡

D．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化

解析：

化学平衡常数只受温度的影响，与是否使用催化剂无关，A、B选项均正确；平衡常数改变，则意味着温度改变，平衡必定移动，C项正确；通过改变除温度之外的其他条件使平衡移动，则平衡常数不变，D项不正确。

答案：

D

2．（2010·潍坊质检）某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：

3A（g）＋2B（g）

4C（s）＋2D（g），反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则下列说法正确的是（　　）

A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝

B．此时，B的平衡转化率是40%

C．增大该体系的压强，化学平衡常数增大

D．增加B，B的平衡转化率增大

解析：

化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的B的物质的量是1.6mol×0.5＝0.8mol，所以B的转化率为40%，B正确；增大压强时平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，C错误；增加B后平衡右移，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。

答案：

B

3．（2011·浙江五校联考）下列说法正确的是（　　）

A．凡是放热反应都是自发的，凡是吸热反应都是非自发的

B．自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变

C．自发反应在恰当条件下才能实现

D．自发反应在任何条件下都能实现

解析：

反应是否自发进行受反应的焓变和熵变的共同制约，而选项A只描述了反应热（即焓变），选项B只描述了熵变，故选项A、B错误；反应自发进行是有条件的，如在一定的温度和压强下，故选项C正确，D错误。

答案：

C

4．（2012·菏泽模拟）对于反应4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）===4Fe（OH）3（s）　ΔH＝－444.3kJ/mol，且熵减小，在常温常压下该反应能自发进行，对反应的方向起决定作用的是

（　　）

A．焓变　　　　　　　　　　　B．温度

C．压强D．熵变

解析：

化学反应的方向由（ΔH－TΔS）共同决定，该反应为熵减且能自发进行的反应，故对该反应方向起决定作用的是焓变。

答案：

A

5.在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8mol的A2气体和0.6molB2气体，一定条件下发生如下反应：

A2（g）＋B2（g）

2AB（g）　ΔH<0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A．图中a点的值为0.15

B．该反应的平衡常数K＝0.03

C．温度升高，平衡常数K值减小

D．平衡时A2的转化率为62.5%

解析：

本题是数形结合的题型，结合图像分析是关键，但要利用好变化量之比等于其化学计量数之比的规律进行求解。

在求解平衡常数和转化率时一定要规范表达式，严格代入数据进行求解。

答案：

B

6．（2010·海南高考）高炉炼铁过程中发生的主要反应为

Fe2O3（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）。

已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

温度/℃

1000

1150

1300

平衡常数

4.0

3.7

3.5

请回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。

求该时间范围内反应的平均反应速率v（CO2）＝________，CO的平衡转化率＝________；

（3）欲提高

（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。

A．减少Fe的量　　　　　　B．增加Fe2O3的量

C．移出部分CO2D．提高反应温度

E．减小容器的容积F．加入合适的催化剂

解析：

（1）因Fe和Fe2O3都为固体，不能代入平衡常数的表达式，所以K＝

，由表中数据知，温度升高，平衡常数减小，说明平衡向左移动，故ΔH＜0。

（2）　　

Fe2O3（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）

　1.01.0

　xx

　1.0－x1.0＋x

由题意得K＝

＝4.0，解得x＝0.60mol，

所以α（CO）＝

×100%＝60%，

v（CO2）＝

＝

＝0.0060mol/（L·min）。

（3）根据勒夏特列原理，A、B、E、F四项的条件改变对平衡无影响，D项升温平衡向左移动，CO转化率降低，故选C。

答案：

（1）

　＜

（2）0.0060mol/（L·min）　60%　（3）C

[提能综合检测]

一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）

1．（2011·青岛质检）下列关于平衡常数的说法中，正确的是（　　）

A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示

B．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大

C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度

D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关

解析：

平衡常数中的浓度都是平衡浓度，平衡常数仅受温度影响，其大小可以描述反应的限度大小，A、D错误，C正确。

转化率不但受平衡常数的影响，而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B错误。

答案：

C

2．（2012·浙江联考）某恒温密闭容器发生可逆反应：

Z（？

）＋W（？

）

X（g）＋Y（？

）　ΔH，在t1时刻反应达到平衡，在t2时刻缩小容器体积，t3时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。

下列有关说法中正确的是（　　）

A．Z和W在该条件下至少有一个是为气态

B．t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等

C．若在该温度下此反应平衡常数表达式为K＝c（X），则t1～t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等

D．若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而增大

解析：

从图中看出v（正）不随反应时间和压强改变而改变，说明反应物为固态，则反应过程中生成物的平均摩尔质量也是一定值。

所以A、B均不正确；平衡常数只与温度有关，该温度下平衡常数表达式为K＝c（X），也是一定值；C不正确；该反应只能在温度为T0以上才能自发进行，说明该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，D正确。

答案：

D

3.（2011·福建高考）25°C时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡（Sn），发生反应：

Sn（s）＋Pb2＋（aq）

Sn2＋（aq）＋Pb（s），体系中c（Pb2＋）和c（Sn2＋）变化关系如图所示。

下列判断正确的是

（　　）

A．往平衡体系中加入金属铅后，c（Pb2＋）增大

B．往平衡体系中加入少量Sn（NO3）2固体后，c（Pb2＋）变小

C．升高温度，平衡体系中c（Pb2＋）增大，说明该反应ΔH>0

D．25°C时，该反应的平衡常数K＝2.2

解析：

本题考查化学平衡知识及考生运用平衡移动原理分析平衡移动方向等问题的能力。

由于固体量改变不会引起平衡的移动，A项错误；加入固体Sn（NO3）2后，溶液中c（Sn2＋）增大，平衡向左移动，从而使c（Pb2＋）增大，B项错误；升高温度时c（Pb2＋）增大，表明平衡向左移动，逆反应吸热，正反应的ΔH<0，C项错误；由图像中平衡时两种离子的浓度及平衡常数表达式知，25°C时该反应的平衡常数为2.2，D项正确。

答案：

D

4．t℃时，某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K＝

。

有关该平衡体系的说法正确的是（　　）

A．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡

B．增大压强，各物质的浓度不变

C．升高温度，平衡常数K增大

D．增加X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动

解析：

首先根据平衡常数的定义推知，反应前后气体的体积保持不变，即平衡体系中Y是生成物且是气体，Z和W是反应物且也是气体，X未计入平衡常数中，说明X是固体或液体，但不能确定是反应物还是生成物，由此可知，A正确。

增大压强虽然平衡不移动，但由于体积变小，因此各物质的浓度均增大，B错误。

由于反应的热效应未知，因此C错误。

X未计入平衡常数中，X量的多少不影响平衡状态，D错误。

答案：

A

5．（2011·德州联考）下列说法正确的是（　　）

A．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行

B．NH4HCO3（s）===NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g）

ΔH＝＋185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加方向转变的倾向

C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据

D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向

解析：

ΔH＜0、ΔS＞0，则ΔG＜0，任何温度下反应都能自发进行，A项错误，B项正确；用焓变和熵变判断反应的自发性都有例外，故都不能单独作为反应自发性的判据，而应使用复合判据，C项错误；使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的方向，D项错误。

答案：

B

6．（2011·济南外国语学校高三月考）可逆反应：

2SO2＋O2

2SO3的平衡状态下，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，下列说法正确的是（K为平衡常数，Qc为浓度商）（　　）

A．Qc不变，K变大，O2转化率增大

B．Qc不变，K变大，SO2转化率减小

C．Qc变小，K不变，O2转化率减小

D．Qc增大，K不变，SO2转化率增大

解析：

当可逆反应2SO2＋O2

2SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右进行，但氧气转化率降低，浓度商Qc变小，K不变。

答案：

C

7．（2011·西城模拟）某温度下的2L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量（n）如下表所示。

下列说法正确的是（　　）

X

Y

W

n（起始状态）/mol

2

1

0

n（平衡状态）/mol

1

0.5

1.5

A．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝

B．升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH>0

C．增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动

D．该温度下，再向容器中通入3molW，达到平衡时，n（X）＝2mol

解析：

根据提供数据，平衡建立过程中X、Y减少的物质的量分别为1mol、0.5mol，W增加的物质的量为1.5mol，故该反应的化学方程式为2X（g）＋Y（g）3W（g），化学平衡常数表达式为K＝

，A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，B错误；增大压强，正、逆反应速率均增大，但反应前后气体分子数不变，平衡不移动，C错误；该温度下，再向容器中通入3molW，等效于起始时充入4molX、2molY，所达平衡与原平衡等效，X的百分含量不变，因此，达平衡时n（X）＝2mol，D正确。

答案：

D

8．（2011·金华模拟）H2和CO2在高温下发生反应：

CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g）。

下表是986℃时，在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据：

编号

起始浓度/mol/L

平衡浓度/mol/L

c0（H2）

c0（CO2）

c0（H2O）

c0（CO）

c（H2）

c（CO2）

c（H2O）

c（CO）

1

1.0

1.0

0

0

0.44

0.44

0.56

0.56

2

1.0

2.0

0

0

0.27

1.27

0.73

0.73

3

0

0

2.0

2.0

0.88

0.88

1.12

1.12

4

0.2

0.4

0.6

0.8

0.344

0.544

0.456

0.656

下列叙述中正确的是（　　）

①该温度下反应的平衡常数约为1.62

②该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关

③增大CO2的起始浓度，可使CO2的转化率增大

④从反应开始至达到平衡状态，混合气体的密度没有发生改变

A．②③B．①②③

C．①②④D．①③

解析：

此温度下K＝

＝

＝1.62，平衡常数K只是温度的函数，与起始浓度无关，故①②正确；增大CO2起始浓度，CO2转化率降低，③错误；反应体系中各物质均为气体，且容积不变，故从始至终密度不变，④正确。

答案：

C

9．（2011·焦作联考）N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：

2N2O5（g）

4NO2（g）＋O2（g）　ΔH>0

T1温度下的部分实验数据为：

t/s

0

500

1000

1500

c（N2O5）/mol/L

5.00

3.52

2.50

2.50

下列说法不正确的是（　　）

A．500s内N2O5分解速率为2.96×10－3mol/（L·s）

B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000s时转化率为50%

C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5（g）浓度为2.98mol/L，则T1

D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1>K3，则T1>T3

解析：

v（N2O5）＝

≈2.96×10－3mol/（L·s），A正确；1000s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三种量如下：

　　　　　　2N2O5

4NO2＋O2

起始（mol/L）5.0000

平衡（mol/L）2.505.001.25

则K＝

＝

＝125，

α（N2O5）＝

×100%＝50%，B正确；T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2K3，则T1>T3，D正确。

答案：

C

10．（2010·南通调研）相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.6kJ/mol。

实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：

容器

编号

起始时各物质物质的量/mol

达平衡时体系能量的变化

N2

H2

NH3

①

1

3

0

放出热量：

23.15kJ

②

0.9

2.7

0.2

放出热量：

Q

下列叙述错误的是（　　）

A．容器①、②中反应的平衡常数相等

B．平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为

C．容器②中达平衡时放出的热量Q＝23.15kJ

D．若容器①体积为0.5L，则平衡时放出的热量小于23.15kJ

解析：

平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器的平衡常数相同。

容器①、②为等效平衡，但两者反应的量不同，故放出的热量不等。

若容器①的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15kJ。

根据热量的变化可计算出NH3的生成量。

答案：

C

二、非选择题（本题包括4小题，共50分）

11．（12分）（2011·东城模拟）现有反应：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）　ΔH<0。

在850℃时，K＝1。

（1）若升高温度到950℃，达到平衡时，K________1（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）在850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3.0molH2O（g）、1.0molCO2和xmolH2，则：

当x＝5.0时，上述反应向________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。

若要使上述反应开始向正反应方向进行，则x应满足的条件是_________。

（3）在850℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投放量不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a________b（填“大于”、“小于”或“等于”）。

解析：

（1）对于CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g），正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K变小。

（2）当x＝5.0时，依据Q＝

则有Q＝

>1，此时生成物的浓度偏大，而在同一温度下平衡常数保持不变，则必然随着反应的进行，生成物的浓度降低，平衡逆向移动；若要使平衡正向移动，则有Q＝

<1，即x<3时，可使平衡正向移动。

（3）可逆反应在一定条件下达到化学平衡：

当x＝5.0时，由

（2）知平衡逆向移动：

　　　　　CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

起始（mol）　1.0　　　3.0　　　1.0　　　5.0

转化（mol）nnnn

平衡（mol）1.0＋n3.0＋n1.0－n5.0－n

则有（1.0－n）（5.0－n）÷[（1.0＋n）（3.0＋n）]＝1，解得n＝1/5，则氢气的体积分数为a%＝[（5.0－n）÷10]×100%＝48%；

同理可得：

当x＝6.0，b%≈52%。

答案：

（1）小于　

（2）逆反应　x<3　（3）小于

12．（13分）（2010·上海高考，有改动）接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－190kJ/mol

（1）该反应450℃时的平衡常数________500℃时的平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。

a．v（O2）正＝2v（SO3）逆

b．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

c．容器中气体的密度不随时间而变化

d．容器中气体的分子总数不随时间而变化

（3）在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO2和0.10molO2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO30.18mol，则v（O2）＝________mol/（L·min）：

若继续通入0.20molSO2和0.10molO2，则平衡________移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，________mol＜n（SO3）＜________mol。

解析：

（1）由于2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）正反应是放热反应，故升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数。

（3）2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

起始量（mol）　　0.2　　0.1　　0

变化量（mol）0.180.090.18

平衡量（mol）0.020.010.18

v（O2）＝0.09mol/（5L×0.5min）

＝0.036mol/（L·min）。

若继续通入0.2molSO2和0.1molO2，就相当于给平衡反应加压，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡后，n（SO3）会比0.18×2mol大，但必小于0.40mol。

答案：

（1）大于　

（2）b、d

（3）0.036　向正反应方向　0.36　0.40

13．（12分）（2011·广州模拟）为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏。

化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：

CCl4＋H2

CHCl3＋HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）。

此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。

已知CCl4的沸点为77℃，CHCl3的沸点为61.2℃。

（1）在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据（假设不考虑副反应）。

实验

序号

温度℃

初始CCl4浓度（mol/L）

初始H2浓度（mol/L）

CCl4的平

衡转化率

1

110

0.8

1.2

A

2

110

1

1

50%

3

100

1

1

B

①此反应的化学平衡常数表达式为________________，在110℃时平衡常数为____。

②实验1中，CCl4的转化率A__________50%（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③实验2中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为__________。

④实验3中，B的值________（选填序号）。

A．等于50%　　　　　　B．大于50%

C．小于50%D．从本题资料无法判断

（2）120℃时，在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2mol/L和4mol/L的实验，测得反应消耗CCl4的百分率（x%）和生成物中CHCl3的百分含量（y%）随时间（t）的变化关系如图（图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线）。

①在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2mol/L的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是________（选填序号）。

②根据上图曲线，氢气的起始浓度为________mol/L时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。

你判断的依据是______________________________。

解析：

（1）因CCl4的沸点为77℃，CHCl3的沸点为61.2℃，所以在110℃或100℃反应时各物质均为气态，其平衡常数K＝

。

110℃时，由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5mol/L，代入表达式计算得平衡常数为1。

实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl4的平衡转化率，然后与50%比较，对于实验3，因温度不同，又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。

（2）由图像可知，氢气浓度越大反应越快，消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2起始浓度为2mol/L时，消耗CCl4的百分率变