最新高考化学一轮总复习第7章3化学平衡常数化学反应进行的方向含答案.docx

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最新高考化学一轮总复习第7章3化学平衡常数化学反应进行的方向含答案

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课时3　化学平衡常数、化学反应进行的方向

（时间：

45分钟　分值：

100分）

一、选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分，每个小题只有一个选项符合题意。

）

1．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是

（　　）。

A．2N2（g）＋O2（g）===2N2O（g）

ΔH＝＋163kJ·mol－1

B．Ag（s）＋

Cl2（g）===AgCl（s）

ΔH＝－127kJ·mol－1

C．HgO（s）===Hg（l）＋

O2（g）　ΔH＝＋91kJ·mol－1

D．H2O2（l）===

O2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－98kJ·mol－1

解析　反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS<0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。

对于A项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下，ΔH－TΔS>0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH<0，ΔS<0，在较低温度下，ΔH－TΔS<0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH>0，ΔS>0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS<0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下，ΔH－TΔS<0，即在任何温度下反应均能自发进行。

答案　D

2．（2014·广州模拟）已知可逆反应：

2N2H4（g）＋2NO2（g）3N2（g）＋4H2O（g）　ΔH>0。

下列有关说法正确的是

（　　）。

A．加压有利于化学平衡向正反应方向移动

B．该反应的化学平衡常数表达式为：

K＝

C．升高温度可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率

D．使用催化剂可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率

解析　A项，加压，化学平衡向逆反应方向移动，A错；B项，平衡常数表达式中应该是生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积，B错；C项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，可以提高平衡转化率，C错。

答案　D

3．（2013·四川理综，6）在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X（g）＋Y（g）2Z（g），ΔH＜0，一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的数据如下表：

t/min

2

4

7

9

n（Y）/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是

（　　）。

A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×10－3mol/（L·min）

B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v（逆）＞v（正）

C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44

D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大

解析　A项，反应前2min的平均反应速率v（Z）＝2v（Y）＝2×

＝4.0×10－3mol/（

L·min），错误；B项，降低温度，化学平衡向正反应方向移动，故应为v（逆）＜v（正），错误；C项，平衡常数K＝

＝

＝1.44正确；D项，其他条件不变，再充入0.2molZ，相当于对原平衡体系增大压强，平衡不移动，各物质的体积分数保持不变，错误。

答案　C

4．（2014·东莞模拟）一定条件下，分别向容积固定的密闭容器中充入A和足量B，发生反应如下：

2A（g）＋B（s）2D（g）；ΔH<0，测得相关数据如下，分析可知下列说法不正确的是

（　　）。

实验Ⅰ

实验Ⅱ

实验Ⅲ

反应温度/℃

800

800

850

c（A）起始/mol·L－1

1

2

1

c（A）平衡/mol·L－1

0.5

1

0.85

放出的热量/kJ

a

b

c

A.实验Ⅲ的化学平衡常数K<1

B．实验放出的热量关系为b>2a

C．实验Ⅲ在30min达到平衡过程的平均反应速率v（A）为0.005mol·L－1·min－1

D．当容器内气体密度不随时间的变化而变化时上述反应已达平衡

解析　选项A，实验Ⅲ达到平衡时K＝

<1。

实验Ⅱ反应物的加入量是实验Ⅰ的加入量的2倍，与实验Ⅰ是等效平衡，所以实验放出的热量关系为b＝2a。

选项C，实验Ⅲ达到平衡时，t＝30min，Δc（A）＝0.15mol·L－1，故v（A）＝0.005mol·L－1·min－1。

选项D，由于有固体B参与反应，若气体密度不变，说明整个体系中气体的总质量不变，A、B的浓度维持不变，反应达到平衡。

答案　B

5．用CO合成甲醇（CH3OH）的化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

下列说法正确的是

（　　）。

A．温度：

T1＞T2＞T3

B．正反应速率：

v（a）＞v（c）　v（b）＞v（d）

C．平衡常数：

K（a）＞K（c）　K（b）＝K（d）

D．平均摩尔质量：

M（a）＜M（c）　M（b）＞M（d）

解析　A项，因为ΔH<0，温度越高，CO的转化率越小，所以T3>T2>T1，错误；B项，由于T3>T1，所以v（c）>v（a），由于p（b）>p（d），所以v（b）>v（d），错误；C项，平衡常数只受温度影响，由于ΔH<0，温度越高，平衡常数越小，正确；D项，升温，平衡左移，M减小，M（a）>M（c），加压，平衡右移，M增大，M（b）>M（d），错误。

答案　C

6．在一定温度和一定体积的密闭容器中，进行反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），起始时通入0.1molCO2和0.2molH2，达到平衡后生成0.05molCO，下列说法不正

确的是

（　　）。

A．若起始时通入0.1molCO、0.1molH2O（g）和0.1molH2，则达到平衡后生成0.03molCO

B．若起始时通入0.2molCO2和0.4molH2，则达到平衡后生成0.1molCO

C．该温度下的化学平衡常数为

D．若达到平衡后，再通入CO2，则H2的转化率增大

解析　A项，此平衡与题干中的平衡等效，达平衡后生成的CO仍为0.05mol，A错，B项，该平衡不受压强影响，B正确；C项，平衡时生成CO和H2O均为0.05mol，而CO2是0.05mol，H2是0.15mol，设容器的体积为1L，则平衡常数为

＝

＝

，正确；D项，增大一种反应物的浓度可提高另一种反应物的转化率，正确。

答案　A

二、选择题（本大题共2小题，每小题6分，共12分。

在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分）

7．（2013·江苏，15）一定条件下存在反应：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），其正反应放热。

现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。

达到平衡时，下列说法正确的是

（　　）。

A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多

D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1

解析　容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反应放热、容器为绝热，前者温度高，反应速率快，A错误；容器Ⅰ中温度高，相对于容器Ⅱ相当于升高温度平衡逆向移动，CO转化率低，剩余的多，C正确；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是气体体积相等的反应，最终建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的热量多，两容器的温度不同，所以平衡常数不同，B错误；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，则容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率和为1，由A、C分析可知，A中温度高，CO的转化率低，所以两者之和小于1，D正确。

答案　CD

8．（2013·广东广州一模，23）在容积为2L的密闭容器中进行反应：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），其他条件不变，在300℃和500℃时，n（CH3OH）反应时间t的变化曲线如图，下列说法正确的是

（　　）。

A．该反应的ΔH<0

B．其他条件不变，升高温度反应的平衡常数增大

C．300℃时，O～t1min内CH3OH的平均生成速率为

mol·L－1·min－1

D．A点的

反应体系温度从300℃升高到500℃，达到平衡时

减小

解析　由图像变化可知，温度越高，产物的物质的量越少，则正反应为放热反应，故A正确，B错误；A点的反应体系温度从300℃升高到500℃，平衡向逆反应方向移动，则达到平衡时，n（H2）增大，n（CH3OH）减小，故D错误。

答案　AC

三、非选择题（本题共4个小题，共64分）

9．（16分）活性炭可用于处理大气污染物NO。

在1L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。

当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：

活性炭

N

O

E

F

初始

2.030

0.100

0

0

T1

2.000

0.040

0.030

0.030

T2

2.005

0.050

0.025

0.025

（1）请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式：

_______________________________

_________

________________________。

（2

）上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。

①计算K1＝________________。

②根据上述信息判断，T1和T2的关系是________。

a．T1>T2　　b．T1

（3）在T1℃下反应达到平衡后，下列措施不能

改变NO的转化率的是________（填序号）。

a．增大c（N

O）b．增大压强

c．升高温度d．移去部分F

解析　

（1）由T1℃、T2℃时，活性炭、NO物质的量变化与E、F物质的量变化关系可知化学计量数之比为1∶2∶1∶1，由此写出化学方程式。

（2）①T1℃时，NO的平衡浓度为0.040mol·L－1，而CO2、N2的平衡浓度均为0.030mol·L－1，则K1＝

＝9/16（注意活性炭为固体）。

②由于无法判断反应的热效应，故无法判断T1和T2的关系。

（3）该反应为气体分子数不变的反应，因此选择ab。

答案　

（1）C＋2NON2＋CO2

（2）①9/16　②c　（3）ab

10．（16分）（2014·揭阳质检）在100℃时，将0.100molN2O4

气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内物质的浓度进行分析得到如表数据：

时间（s）

0

20

40

60

80

c（N2O4）/mol·L－1

0.100

c1

0.050

c3

c4

c（NO2）/mol·L－1

0.000

0.060

c2

0.120

0.120

（1）该反应的平衡常数表达式为________；从表中分析：

c1________c2，c3________c4（填“>”、“<”或“＝”）。

（2）在上述条件下，从反应开始直至达到化学平衡时，N2O4的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。

（3）达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是________（填字母序号）。

A．扩大容器的容积B．再充入一定量的N2O4

C．分离出一定量的NO2D．再充入一定量的He

（4）若在相同条件下，起始时只充入0.080molNO2气体，则达到平衡时NO2气体的转化率为________。

解析　

（1）本题的反应方程式为N2O4（g）2NO2（g），由表中数据可计算出c1＝0.070，c2＝0.100，根据60s和80s时c（NO2）相等可确

定在60s时反应已达平衡状态，则有c3＝c4。

（2）由表中数据知，从反应开始直至达到化学平衡，v（NO2）＝0.002mol·（L·s）－1，则v（N2O4）＝0.001mol·（L·s）－1。

（3）选项A和C中改变条件后，c（NO2）减小，选项D中改变条件后，c（NO2）保持不变。

（4）在题设条件下反应N2O4（g）2NO2（g）的平衡常数K＝

＝

＝0.36。

现充入NO2气体0.080mol，相当于0.040molN2O4，设达平衡时N2O4的浓度变化了xmol·L－1，则有K＝

＝

＝0.36，解得x＝0.030，即达到平衡时混合气体中有0.06molNO2和0.01molN2O4，所以NO2的转化率为25%。

答案　

（1）K＝

　<　＝　

（2）0.001　（3）B　（4）25%

11．（16分）（2014·肇庆二模）

（1）反应Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）　ΔH1，平衡常数为K1

反应Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）　ΔH2，平衡常数为K2

在不同温度时K1、K2的值如下表：

700℃

900℃

K1

1.47

2.15

K2

2.38

1.67

反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH，平衡常数K，则ΔH＝________（用ΔH1和ΔH2表示），K＝________（用K1和K2表示），且由上述计算可知，反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）是________反应（填“吸热”或“放热”）。

（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）　ΔH>0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：

①该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol·L－1，则平衡时CO2的浓度为________mol·L－1。

②下列措施中能使平衡时

增大的是________（填序号）。

A．升高温度B．增大压强

C．再充入一定量的CO2D．再加入一定量铁粉

解析　

（1）目标反应可由上述两个反应相减得到，ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝

，随温度升高，K1增大，K2减小，所以

增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。

（2）①平衡时c（CO2）＝0.5mol·L－1，c（CO）＝1mol·L－1，K＝2。

设平衡时c（CO）＝amol·L－1，则平衡时c（CO2）＝（2－a）mol·L－1，则K＝2＝

，解得a＝2/3。

②升高温度，平衡正向移动，A正确。

增大压强，平衡不移动，B错误。

充入一定

量的CO2，最终得到的是等效平衡，C错误

。

铁粉浓度不影响平衡的移动，D错误。

答案　

（1）ΔH1－ΔH2　

　吸热

（2）①2.0　0.67（或2/3）　②A

12．（16分）化工生产中原料转化与利用非常重要，现有反应：

CCl4＋H2CHCl3＋HCl，查阅资料可知沸点：

CCl4为77℃，CHCl3为61.2℃。

在密闭容器中，该反应达到平衡后，测得下表数据。

实验

序号

温度℃

初始CCl4

浓度（mol·L－1）

初始H2浓度

（mol·L－1）

CCl4的平

衡转化率

1

110

0.8

1.2

a

2

110

1.0

1.0

50%

3

100

1.0

1.0

b

（1）在100℃时，此反应的化学平衡常数表达式为________；在110℃时的平衡常数为________。

（2）在实验2中，若1小时后反应达到平衡，则H2的平均反应速率为________。

在此平衡体系中再加入0.5molCCl4和1.0molHCl，平衡将向________方向移动。

（3）实验1中，CCl4的转化率a________50%（填“＞”、“＝”或“＜”）。

实验3中，b的值________（填字母序号）。

A．等于50%

B．大于50%

C．小于50%

D．由本题所给资料无法判断

解析　本题主要考查平衡常数的计算与转化率大小的判断，意在考查考生根据化学平衡常数表达式进行计算的能力。

（1）根据题给各物质的沸点及反应温度可知所有物质均为气态，该反应的平衡常数表达式K＝

；由实验2可知，CCl4的转化

率为50%，则平衡时c（CCl4）＝c（H2）＝c（CHCl3）＝c（HCl）＝0.5mol·L－1，则代入平衡常数表达式可得K＝1。

（2）达到平衡后H2的转化浓度为0.5mol·L－1，则H2的平均反应速率为0.5mol·L－1·h－1；由于加入HCl的物质的量大于加入的CCl4的物质的量，使Q＞K，则平衡向逆反应方向移动。

（3）实验1中，设CCl4转化浓度为xmol·L－1，K＝

，解得x＝0.48，则CCl4的转化率＝

×100%＝60%＞50%；实验3中，由于不知道该反应是放热反应还是吸热反应，故无法判断。

答案　

（1）K＝

　1

（2）0.5mol·L－1·h－1　逆反应　（3）＞　D