届高考化学一轮复习人教通用版第22讲化学平衡常数化学反应进行的方向作业含答案Word文档下载推荐.docx
《届高考化学一轮复习人教通用版第22讲化学平衡常数化学反应进行的方向作业含答案Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考化学一轮复习人教通用版第22讲化学平衡常数化学反应进行的方向作业含答案Word文档下载推荐.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
s）
C．B的转化率为60%
D．混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态
[解析] 3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（s）
起始量（mol） 3 1 0 0
变化量（mol） 1.2 0.4 0.4x 0.8
平衡量（mol） 1.8 0.6 0.4x 0.8
A项，0.4x＝0.4，因此x＝1，该条件下此反应的平衡常数为
＝
≈0.91，正确；
B项，2min内A的平均反应速率为
＝0.3mol/（L·
min），错误；
C项，B的转化率＝
×
100%＝40%，错误；
D项，混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，错误。
5．（新题选萃）已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝
，在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是（ C ）
A．该反应的化学方程式是CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO为0.4mol时，该反应为平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：
，判断此时的温度是1000℃
[解析] 由平衡常数的表达式可知，反应的化学方程式是CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），A正确；
随着温度的升高，平衡常数是减小的，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，所以正反应是放热反应，B正确；
CO为0.4mol，则H2O（g）也是0.4mol，CO2和H2都是0.6mol，则此时反应没有达到平衡状态，C不正确；
将
代入平衡常数表达式可知K＝0.60，所以温度是1000℃，D正确。
6．（2019·
山东青岛模拟）T℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：
A（g）＋B（g）C（s） ΔH<
0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线（实线）所示，下列判断正确的是（ C ）
A．T℃时，该反应的平衡常数值为4
B．c点没有达到平衡，此时反应逆向进行
C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃
D．T℃时，直线cd上的点均为平衡状态
[解析] 由A（g）＋B（g）C（s） ΔH<
0知，平衡常数K＝
＝0.25，A错误；
依据图像可知，c点浓度商Q<
K，反应正向进行，B错误；
反应是放热反应，若c点为平衡点，此时平衡常数小于T℃平衡常数，说明平衡逆向移动了，故温度高于T℃，C正确；
T℃时曲线上各点处于平衡状态，c点不在曲线上，D错误。
7．（2019·
湖北武汉模拟）已知反应A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
现有两个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1molA和1molB，在Ⅱ中充入1molC和1molD,800℃条件下开始反应。
达到平衡时，下列说法正确的是（ C ）
A．容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等
B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同
C．该反应的正反应是放热反应
D．容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小
[解析] 由平衡常数与温度的关系可知，该反应的正反应是放热反应，C正确；
由于反应体系是绝热体系，则容器Ⅰ达到平衡时的温度比容器Ⅱ高，故其平衡常数小，平衡时压强大，A、B错误；
容器Ⅰ比容器Ⅱ温度高，故平衡时A的浓度容器Ⅰ大于容器Ⅱ，D错误。
8．（2019·
四川成都摸底测试）SCR脱硝是目前最成熟的烟气脱硝技术，其反应原理为：
8NH3（g）＋6NO2（g）
7N2（g）＋12H2O（g） ΔH<
0。
向10L的密闭容器中加入0.040molNH3和0.030molNO2，以及适量催化剂，在T℃时发生反应，用气体传感器测得不同时间的NO2转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s
1
2
3
4
5
6
7
8
α/%
18.0
33.8
45.0
55.6
64.2
71.1
80.0
（1）0～3s内的平均反应速率v（NO2）＝__4.5×
10－4mol·
L－1·
s－1___；
与之相比3～6s内的平均反应速率__减小___（填“增大”“减小”或“相等”）；
由此可得出的结论是__温度一定，随着反应的进行，反应物浓度减小，化学反应速率变慢___。
（2）T℃时该反应的平衡常数（K）的计算式为
K＝
。
（3）研究表明：
在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。
①为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下表所示三组实验，请完善表格中的数据。
实验编号
c（NH3）初始/（mol·
L－1）
c（NO2）初始/（mol·
催化剂的比表
面积/（m2·
g－1）
Ⅰ
350
8.0×
10－3
6.0×
120
Ⅱ
__350___
__8.0×
10－3___
__6.0×
80
Ⅲ
150
②请在给出的坐标图中，画出上表Ⅱ、Ⅲ实验中NO2浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明实验编号。
[解析] 本题考查化学反应速率、平衡常数和化学平衡移动等知识的综合应用。
（1）0～3s内反应的NO2为0.030mol×
45.0%＝0.0135mol，则v（NO2）＝
＝4.5×
s－1。
3～6s内NO2的转化率为71.1%～45.0%＝26.1%，相同时间内，0～3s内NO2的转化率较大，故0～3s内NO2的平均反应速率大于3～6s内NO2的平均反应速率，由此可知，温度相同时，随着反应的不断进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率变慢。
（2）由题表中数据可知，平衡时NO2的转化率为80.0%，根据三段式法可求出平衡时NH3、NO2、N2和H2O的浓度分别为8.0×
L－1、6.0×
L－1、2.8×
10－3mol·
L－1、4.8×
L－1、代入平衡常数的表达式得K＝
。
（3）①探究温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响时，根据控制单一变量原则，三组实验中NH3、NO2的初始浓度应相同，结合Ⅰ、Ⅲ中温度不同，Ⅰ、Ⅱ中催化剂比表面积不同，则Ⅰ、Ⅱ应温度相同，②Ⅱ中的催化剂比表面积比Ⅰ中的小，达到平衡的时间比Ⅰ长，Ⅱ、Ⅲ中的催化剂比表面积相同，Ⅲ的反应温度较低，则达到平衡用时最长，又由题意知，该反应为放热反应，降低温度会使平衡正向移动，故平衡时Ⅲ中的c（NO2）要比Ⅰ、Ⅱ中的c（NO2）小。
[答案]
②
[点拨] 达到化学平衡状态时各物质的数据信息将不再发生变化，比较各时间点NO2的转化率可知，7s时反应达到平衡状态；
要计算一段时间内某物质的反应速率，需找出这段时间内该物质的物质的量浓度变化值。
若要探究外界某一条件对化学反应速率的影响，需控制其他量不变，如在催化剂比表面积相同时探究温度对化学反应速率的影响。
B组 能力提升题
9．（2019·
四川成都模拟）工业上采取下列方法消除NO2污染：
CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－867kJ·
mol－1，下列说法正确的是（ A ）
A．冷却使水液化可提高NO2的平衡转化率
B．提高反应温度，平衡常数增大
C．缩小容器的体积，逆反应速率增大的程度比正反应速率增大的程度小
D．加入合适的催化剂可提高NO2的平衡转化率
[解析] 减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率增大，选项A正确；
升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，选项B错误；
缩小容器体积相当于加压，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大的程度更大，选项C错误；
使用催化剂对平衡的移动无影响，选项D错误。
10．（2019·
新题预选）下列说法不正确的是（ C ）
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下两者对H2O2分解速率的改变相同
D．2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）常温下能自发进行，说明该反应的ΔH<
[解析] Na与H2O的反应是熵增的放热反应，ΔG＝ΔH－TΔS<
0恒成立，故该反应能自发进行，A正确；
当ΔH－TΔS<
0时，反应能自发进行，吸热反应的ΔH>
0，吸热反应能自发进行，说明ΔS>
0，B正确；
FeCl3和MnO2均可作为催化剂加快H2O2分解，但同等条件下两者对H2O2分解催化效果不同，故对反应速率的改变不相同，C不正确；
D中反应为气体体积减小的反应，ΔS<
0，若反应能自发进行，则ΔH－TΔS<
0，故反应的ΔH<
0，正确。
11．（2019·
江西南昌模拟）在某一恒温、恒容的密闭容器中发生反应：
3H2（g）＋N2（g）2NH3（g） ΔH<
t1时刻反应达到平衡，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。
下列说法正确的是（ B ）
A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：
KⅠ<
KⅡ
B．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，NH3的体积分数：
Ⅰ<
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志：
气体的平均密度不再发生变化
D．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加H2和N2的混合气
[解析] 在图像中，v正与v逆是对称的，故完整的图像如图所示。
因平衡常数是温度的函数，温度不变平衡常数不变，A项错误；
t2时刻改变条件后，逆反应的瞬时速率增大，正反应的瞬时速率不变，即改变的条件为充入NH3（g），则两过程达到平衡时，NH3的体积分数：
Ⅱ，B项正确；
由题给信息知该反应在恒温、恒容的密闭容器中发生，且参与反应的物质均为气体，根据质量守恒，气体的平均密度为定值，不能用于平衡状态的判断，C项错误；
t2时刻，若向密闭容器中充入H2和N2的混合气，正反应速率会瞬时增大，与题意不符，D项错误。
12．（2019·
安徽合肥模拟）一定温度时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2（g）和O2（g），发生反应：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196kJ·
moL－1。
一段时间后反应达到平衡状态，反应过程中测定的部分数据如表所示。
反应时间/min
n（SO2）/mol
n（O2）/mol
1.2
10
15
0.8
下列说法不正确的是（ D ）
A．前5min的平均速率为v（SO2）＝0.08mol·
min－1
B．保持温度不变，向平衡后的容器中再充入0.2molSO2（g）和0.2molSO3（g）时，v正>
v逆
C．保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2molSO3（g），达到平衡状态时吸收78.4kJ的热量
D．相同温度下，起始时向容器中充入1.5molSO3（g），达到平衡状态时SO3的转化率为40%
[解析] v（SO2）＝
＝0.08mol·
min－1，A项正确；
10min时，n（O2）减少0.6mol，n（SO2）减少1.2mol，剩余0.8mol，SO2的物质的量与15min时的相同，说明10min时反应已经达到平衡状态，K＝
＝11.25，保持温度不变，K不变，向平衡后的容器中再充入0.2molSO2（g）和0.2molSO3（g）时，Qc＝
＝9.8<
K，故反应向正反应方向进行，v正>
v逆，B项正确；
保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2molSO3（g），达到的平衡状态与题给原平衡状态等效，平衡时SO3转化了0.8mol，故吸收的热量为0.8mol×
196kJ·
moL－1÷
2＝78.4kJ，C项正确；
相同温度下，K不变，起始时向容器中充入1.5molSO3（g），若SO3的转化率为40%，Qc＝
＝15≠K，不是平衡状态，D项错误。
13．（2019·
河北衡水检测）在一定温度下，反应
H2（g）＋
X2（g）HX（g）的平衡常数为10。
若将1.0mol的HX（g）通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX（g）的最大分解率接近于（ B ）
A．5% B．17%
C．25% D．33%
[解析]
H2（g）＋
X2（g）HX（g）的平衡常数K1为10，那么HX（g）
X2（g）的平衡常数K2为
，2HX（g）H2（g）＋X2（g）的平衡常数K3为（
）2＝0.01。
设HX（g）分解的物质的量浓度为xmol·
L－1，则：
2HX（g）H2（g）＋X2（g）
起始/（mol·
L－1） 1.0 0 0
消耗/（mol·
L－1） x
x
x
平衡/（mol·
L－1） 1－x
K3＝
＝0.01，解得x≈0.17。
所以该温度时HX（g）的最大分解率接近于17%。
14．（2019·
辽宁丹东二中月考）已知：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197kJ·
mol－1，按不同方式向甲、乙、丙三个相同容积的密闭容器中投入反应物，且保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下表：
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
2molSO2、1molO2
1molSO2、0．5molO2
2molSO3
K1
K2
K3
反应的能量变化
放出akJ
放出bkJ
吸收ckJ
气体密度
ρ1
ρ2
ρ3
反应物转化率
α1
α2
α3
下列有关的关系式正确的是（ B ）
A．K1＝K3<
K2 B．ρ1＝ρ3>
C．α2＋α3>
1 D．2b＋c>
197
[解析] 三个容器的容积相同，且保持恒温、恒容，而平衡常数只与温度有关，则平衡常数K1＝K2＝K3，A错误。
甲和丙中通入气体的质量相等，且是乙中气体质量的2倍，由于在恒容条件下进行反应，则气体密度ρ1＝ρ3>
ρ2，B正确。
甲和丙中反应分别从正向、逆向开始，达到平衡时二者是等效平衡，则有α1＋α3＝1；
将甲的容积增大1倍，与乙中平衡体系等效，容积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动，反应物转化率减小，则有α1>
α2，从而可得α2＋α3<
1，C错误。
由C中分析可知，甲和丙中的反应是等效平衡，且反应分别从正、逆反应方向开始，则有a＋c＝197；
若甲和乙中反应物的转化率相等，则甲中反应放出热量是乙中反应放出热量的2倍，则有a＝2b，实际上甲中反应物的转化率大于乙，则有a>
2b，从而可得2b＋c<
197，D错误。
15．（2019·
山东名校联考）工业上制备硫酸最重要的一步是SO2的氧化，反应方程式为2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＝－196.6kJ·
mol－1。
回答下列问题：
（1）该反应在__较低温度___（填“较高温度”或“较低温度”）下能自发进行。
（2）某课外兴趣小组在实验室对该反应进行研究，部分数据如下表。
实验
反应条件
平衡后性质
催化剂
温度
（K）
容积
（L）
SO2
O2
SO3
体积
分数
吸收或
放出热
量（kJ）
SO2或
SO3的
转化率
A
V2O5
770
0.2
0.1
a1
Q1
B
a2
Q2
C
绝热
a3
Q3
α3
比较下列数值大小（填“>
”“＝”“<
”或“无法确定”）。
①a1__＝___a2；
②Q1＋Q2__＝___19.66；
③α1＋α3__<
___1。
（3）某同学通过实验绘出如下图像。
①t1、t2、t3达到化学平衡状态的是__t2___。
②t2到t3的变化是因为改变了一个反应条件，该条件可能是__增大压强___。
（4）若α1＝0.9，计算770K时，该反应的平衡常数为__8.1×
104___。
（5）工业上将SO2转化为SO3时，为了提高反应速率，并有利于SO3的吸收，需要对原料混合气体预热，同时对SO3气体降温。
通常采用如图所示的热交换器（中间为空心管道）。
下列说法正确的是（ abc ）
a．使用热交换器可以充分利用能源
b．A、B、C三处气体的组成相同
c．A、B、C、D四处的气体中均含有SO2
d．预热原料混合气主要是为了提高SO2的平衡转化率
[解析]
（1）该反应的ΔH<
0，ΔS<
0，若反应能自发进行，则有ΔH－TΔS<
0，故该反应在较低温度下能自发进行。
（2）①实验A和实验B其他条件相同，A中通入0.2molSO2和0.1molO2，B中通入0.2molSO3，达到平衡时，二者是等效平衡，SO2的体积分数相等，则有a1＝a2。
②实验A和实验B是等效平衡，A中消耗SO2和O2的量与B中生成SO2和O2的量分别相等，则有Q1＋Q2＝19.66。
③实验A和实验B是等效平衡，SO2的转化率α1与SO3的转化率α2之和等于1，即α1＋α2＝1，实验C在绝热条件下进行，相当于将实验B中的反应温度降低，而降低温度，实验B中反应逆向进行的程度减小，SO3的转化率减小，则有α3<
α2，从而推知α1＋α3<
1。
（3）①达到平衡状态时，SO2的消耗速率是O2生成速率的2倍，由图可知，t2时刻该反应达到平衡状态。
②由图可知，t2到t3的变化过程中，SO2的消耗速率、O2的生成速率均增大，且SO2的消耗速率大于O2的生成速率的2倍，则平衡正向移动，故改变的条件可能是增大压强。
（4）若α1＝0.9，即SO2的平衡转化率为0.9，实验A中，开始时充入0.2molSO2和0.1molO2，则有
2SO2（g）＋ O2（g）
2SO3（g）
起始浓度/（mol·
L－1） 0.02 0.01 0
转化浓度/（mol·
L－1） 0.018 0.009 0.018
平衡浓度/（mol·
L－1） 0.002 0.001 0.018
则770K时，该反应的平衡常数K＝
＝8.1×
104
（5）使用热交换器可以充分利用能源，a正确；
从A进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气，经热交换器预热后从B处流出，再从C处流入，在催化剂表面反应，故A、B、C三处气体的组成相同，b正确；
该反应为可逆反应，A、B、C、D四处的气体中均含有SO2，c正确；
预热原料混合气，可提高反应的温度，加快反应速率，但不能提高SO2的平衡转化率，d错误。
升级会员 