届高考化学总复习跟踪检测11.docx
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届高考化学总复习跟踪检测11
跟踪检测（二十五）化学平衡常数化学反应进行的方向
1．对于化学反应方向的确定，下列说法正确的是（ ）
A．在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B．温度、压强一定时，放热的熵增加的反应不一定能自发进行
C．反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素
D．能够自发进行的反应就一定能够发生并完成
解析：
选A A项，在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果，正确；B项，放热反应ΔH＜0，熵增加的反应ΔS＞0，ΔH－TΔS一定小于0，反应一定能自发进行，错误；C项，化学反应的方向是熵变和焓变共同影响的结果，错误；D项，自发反应是指该反应具有发生的倾向，不具备一定的条件不一定能发生，也不一定能完成，如可逆反应，错误。
2．（2018·衡水模拟）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，且反应的前后压强之比为5∶4（相同的温度下测量），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，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．增加B，B的平衡转化率不变
解析：
选B A项，由题给反应知该反应的化学平衡常数K＝
，错误；B项，生成1.6molC时，消耗B的物质的量为0.8mol，B的平衡转化率为
×100%＝40%，正确；C项，题给反应的正反应气体体积减少，增大该体系的压强，平衡向右移动，但由于温度不变，化学平衡常数不变，错误；D项，增加B，B的平衡转化率减小，错误。
3．（2018·红塔区期中）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝akJ·mol－1其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示。
下列说法中正确的是（ ）
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
A．该反应的正反应为放热反应，即a＜0
B．当平衡浓度符合c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O）时的温度为830℃
C．当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动
D．当v（H2）＝v（H2O）时该反应达到化学平衡状态
解析：
选B 根据表格知，升高温度，化学平衡常数增大，则正反应是吸热反应，A错误；在某平衡状态时，c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），则说明平衡常数K＝1，由表中数据可知，该温度为830℃，B正确；当其他条件不变时，若缩小容器的体积，气体压强增大，化学反应速率增大，但平衡不移动，C错误；无论该反应是否达到平衡状态，v正（H2）和v正（H2O）始终相等，所以不能判断该反应是否达到平衡状态，D错误。
4．80℃时，在2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O4===2NO2 ΔH＝＋QkJ·mol－1（Q>0），获得如下数据：
时间/s
0
20
40
60
80
100
c（NO2）/（mol·L－1）
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是（ ）
A．升高温度该反应的平衡常数K减小
B．20～40s内，v（N2O4）＝0.004mol·L－1·s－1
C．反应达平衡时，吸收的热量为0.30QkJ
D．100s时再通入0.40molN2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大
解析：
选C 该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，A错误；20～40s内，v（NO2）＝
＝
＝0.004mol·L－1·s－1，v（N2O4）＝
v（NO2）＝0.002mol·L－1·s－1，B错误；浓度不变时，说明反应已达平衡，此时，生成NO20.30mol·L－1×2L＝0.60mol，由热化学方程式可知，生成0.6molNO2吸收热量0.3QkJ，C正确；100s时再通入0.40molN2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，D错误。
5．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
下列说法不正确的是（ ）
A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×10－3mol·L－1·min－1
B．其他条件不变，升高温度，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的体积分数不变
解析：
选A 反应前2min，Y的物质的量变化（0.16－0.12）mol，浓度变化为0.004mol·L－1，v（Y）＝0.004mol·L－1÷2min＝0.002mol·L－1·min－1，则v（Z）＝2v（Y）＝0.004mol·L－1·min－1，A错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，v（逆）＞v（正），B正确；7min时反应达到平衡，这时c（Z）＝0.012mol·L－1，c（X）＝c（Y）＝0.01mol·L－1，K＝1.44，C正确；反应前后气体体积不变，再充入0.2molZ，平衡状态相同，达到平衡后X的体积分数不变，D正确。
6．碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。
碘水中加入KI溶液发生反应：
I2（aq）＋I－（aq）I
（aq），该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是（ ）
A．上述正反应为放热反应
B．上述体系中加入苯，平衡不移动
C．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
D．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液
解析：
选B 由图中可知，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A正确；加入苯后能将溶液中的碘单质萃取，降低了溶液中c（I2），平衡逆向移动，B错误；硫粉中的碘单质在加入KI后，碘单质生成KI3而除去，C正确；配制碘水时，加入KI溶液，使平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，D正确。
7.如图所示的装置中发生反应2A2（g）＋B2（g）2C（g） ΔH＝－akJ·mol－1（a＞0），已知P是可自由滑动的活塞。
在相同温度时关闭K，向容积相同的A、B容器中分别都充入2molA2和1molB2气体。
两容器分别在500℃达平衡时，A中C的浓度为c1mol·L－1，放出热量bkJ，B中C的浓度为c2mol·L－1，放出热量ckJ。
下列说法中正确的是（ ）
A．500℃达平衡时有：
c1＞c2
B．500℃达平衡时有：
a＞b＞c
C．达平衡后打开K，容器B的体积将减小
D．此反应的平衡常数随温度升高而增大
解析：
选C A为恒容容器，B是恒压容器，反应2A2（g）＋B2（g）2C（g）发生以后，气体的物质的量减小，B相当于在A的基础上加压，平衡B相对于平衡A是增大压强，平衡右移，C的浓度增大，放出的热量增加。
所以c1＜c2，A错误；热化学方程式中a是2molA2和1molB2完全反应放出的热量，平衡B相对于平衡A而言是向右移动，放出的热量增大，所以a＞c＞b，B错误；因为B端压强大于A端的压强，打开K后，活塞P会向左移动，B的体积减小，C正确；正反应是放热反应，温度越高K值越小，D错误。
8．（2018·哈尔滨模拟）固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后恒温，容器中发生反应：
①NH4I（s）NH3（g）＋HI（g） ②2HI（g）H2（g）＋I2（g），测得平衡时c（I2）＝0.5mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是（ ）
A．平衡时c（NH3）＝5mol·L－1
B．平衡时HI分解率为20%
C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志
D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变
解析：
选D 设碘化铵生成氨气和碘化氢的浓度为x
2HI（g）H2（g）＋I2（g）
起始（mol·L－1） x 0 0
变化（mol·L－1）10.50.5
平衡（mol·L－1）x－10.50.5
根据反应①的平衡常数为20，得x（x－1）＝20，解得x＝5mol·L－1，c（NH3）＝5mol·L－1，A正确；平衡时HI分解率为
×100%＝20%，B正确；反应①固体生成气体，平均摩尔质量始终不变，反应②反应前后物质的量不变，平均摩尔质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C正确；平衡后缩小容器容积，平衡①逆向移动，NH4I的物质的量增加，HI的物质的量降低，平衡②逆向移动，则I2的物质的量减小，D错误。
9．化学平衡状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的相关数据如下表：
编号
化学方程式
平衡常数
温度
979K
1173K
Ⅰ
Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）
K1
1.47
2.15
Ⅱ
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）
K2
1.62
b
Ⅲ
Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）
K3
a
1.68
根据以上信息判断，下列结论错误的是（ ）
A．a>b
B．增大压强，平衡状态Ⅱ不移动
C．升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动
D．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应
解析：
选C Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g），K1＝
，
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），K2＝
，
Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g），K3＝
，
同温度下，K2＝
，K3＝K1·K2,979K时平衡常数a＝1.47×1.62＝2.38,1173K时平衡常数b＝
＝0.78，可知a>b，A正确；反应Ⅱ是反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，B正确；由a＝2.38知，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，平衡逆向移动，C错误；由b＝0.78知，反应Ⅱ的平衡常数随温度升高减小，反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，反应Ⅲ为放热反应，D正确。
10.（2018·安徽高考）汽车尾气中NO产生的反应为N2（g）＋O2（g）2NO（g）。
一定条件下，等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是（ ）
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0
解析：
选A A项，由曲线a可知，达到平衡时c（N2）＝c1mol·L－1，则生成的c（NO）＝2（c0－c1）mol·L－1，故K＝
＝
；B项，反应物和生成物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变；C项，催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c（N2）仍为c1mol·L－1；D项，若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度c（N2）减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0。
11．（2018·昆明模拟）Ⅰ.雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。
已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：
①N2（g）＋O2（g）2NO（g） ΔH1＝akJ·mol－1
②2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH2＝bkJ·mol－1
③CO（g）＋1/2O2（g）CO2（g） ΔH3＝ckJ·mol－1
④2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH4
请回答下列问题：
（1）根据反应①②③，确定反应④中ΔH4＝______kJ·mol－1。
（2）下列情况能说明反应②已达平衡状态的是______（填编号）。
A．单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．混合气体的颜色保持不变
D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变
Ⅱ.甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。
工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。
已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下所示：
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
700
800
①2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）
K1
2.5
0.34
0.15
②H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g）
K2
1.0
1.70
2.52
③3H2（g）＋CO2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
K3
请回答下列问题：
（1）反应②是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝______（用K1、K2表示）。
（3）500℃时测得反应③在某时刻H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L－1）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正______v逆（填“＞”“＝”或“＜”）。
（4）反应①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图所示。
下列说法正确的是________（填字母）。
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）
解析：
Ⅰ.
（1）根据盖斯定律，③×2－①得④2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH4＝（2c－a）kJ·mol－1；
（2）A项，单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO，都是正反应，不能说明达到平衡状态，错误；B项，密度＝
，总质量一定，容积一定，密度不变，故混合气体的密度保持不变不能说明达到平衡状态，错误；C项，NO2气体为红棕色，混合气体颜色不变，即c（NO2）不变，说明达到平衡状态，正确；D项，在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变，能说明达到平衡状态。
Ⅱ.
（1）反应②的平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应是吸热反应。
（2）反应①＋②得到反应③，可得平衡常数K3＝K1·K2；
（3）500℃时，测得反应③在某时刻CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度分别为0.1mol·L－1、0.8mol·L－1、0.3mol·L－1、0.15mol·L－1，Q＝
＝0.88＜K＝2.5，则此时反应正向进行v正＞v逆。
（4）A项，根据反应①中温度与K的关系知该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，CO的转化率减小，所以T3＞T2＞T1，错误；B项，反应速率v（c）＞v（a），v（b）＞v（d），错误；C项，温度越高，平衡常数越小，压强对平衡常数无影响，所以K（a）＞K（c），K（b）＝K（d），正确。
答案：
Ⅰ.
（1）2c－a
（2）CD
Ⅱ.
（1）吸热
（2）K1·K2 （3）＞ （4）C
12．甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
（1）已知：
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH1＝－890.3kJ·mol－1
C2H2（g）＋
O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l） ΔH2＝－1299.6kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH3＝－571.6kJ·mol－1
则甲烷气相裂解反应：
2CH4（g）===C2H2（g）＋3H2（g）的ΔH＝________。
（2）该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压（Pa）与温度（℃）的关系如图所示。
①T1℃时，向2L恒容密闭容器中充入0.3molCH4只发生反应2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g），达到平衡时，测得c（C2H4）＝c（CH4）。
该反应达到平衡时，CH4的转化率为________。
②对上述平衡状态，若改变温度至T2℃，经10s后再次达到平衡，c（CH4）＝2c（C2H4），则10s内C2H4的平均反应速率v（C2H4）＝________，上述变化过程中T1______（填“＞”或“＜”）T2，判断理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）若容器中发生反应2CH4（g）C2H2（g）＋3H2（g），列式计算该反应在图中A点温度时的平衡常数K＝________（用平衡分压代替平衡浓度）；若只改变一个反应条件使该反应方程式的平衡常数K值变大，则该条件是______（填字母）。
A．可能减小了C2H2的浓度
B．一定是升高了温度
C．可能增大了反应体系的压强
D．可能使用了催化剂
解析：
（1）将三个已知的热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，①×2－②－③×
可得热化学方程式2CH4（g）C2H2（g）＋3H2（g） ΔH＝＋376.4kJ·mol－1。
（2）①设达到平衡时，甲烷转化了xmol·L－1，根据“三段式”法进行计算：
2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g）
起始（mol·L－1）0.1500
转化（mol·L－1）x0.5xx
平衡（mol·L－1）0.15－x0.5xx
则有0.15－x＝0.5x，解得x＝0.1，故CH4的转化率为
×100%≈66.7%。
②由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则T1℃→T2℃为降温过程，即T1＞T2。
结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了ymol·L－1，根据“三段式”法进行计算：
2CH4（g）C2H4（g）＋2H2（g）
起始（mol·L－1）0.050.050.1
转化（mol·L－1）y0.5yy
平衡（mol·L－1）0.05＋y0.05－0.5y0.1－y
则有0.05＋y＝2×（0.05－0.5y），解得y＝0.025。
则v（C2H4）＝
＝0.00125mol·L－1·s－1。
（3）由题图中数据可知，平衡时各物质分压如下：
2CH4（g）C2H2（g）＋3H2（g）
1×1031×10－11×104
平衡常数K＝
＝1×105。
平衡常数只与温度有关，由题给图像可知该反应为吸热反应，则升高温度可使化学平衡常数增大。
答案：
（1）＋376.4kJ·mol－1
（2）①66.7% ②0.00125mol·L－1·s－1 ＞ 从题给图像判断出该反应为吸热反应，对比T1℃和T2℃两种平衡状态，由T1℃到T2℃，CH4浓度增大，说明平衡逆向移动，则T1＞T2
（3）1×105 B
13．（2018·渭南二模）某温度，将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
经过5min后，反应达到平衡，此时转移电子6mol。
（1）该反应的平衡常数为________，v（CH3OH）＝______mol·L－1·min－1。
若保持体积不变，再充入2molCO和1.5molCH3OH，此时v（正）________v（逆）（填“>”“<”或“＝”）。
（2）在其他条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，达到新平衡时，CO的转化率________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．CH3OH的质量不变
b．混合气体的平均相对分子质量不再改变
c．v逆（CO）＝2v正（H2）
d．混合气体的密度不再发生改变
（4）在一定压强下，向容积为VL的容器中充入amolCO与2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则p1______________p2（填“大于”“小于”或“等于”，下同）。
ΔH________0，该反应在________（填“高温”或“低温”）下能自发进行。
（5）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离除CH3OH气体 B．适当升高温度
c．增大H2的浓度D．选择高效催化剂
解析：
（1）依据化学方程式知，转移4mol电子消耗CO的物质的量为1mol，此时转移6mol电子，消耗的CO物质的量＝
×1mol＝1.5mol
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
起始（mol）250
变化（mol）1.531.5
平衡（mol）0.521.5
平衡浓度c（CO）＝
＝0.25mol·L－1，
c（H2）＝
＝1mol·L－1，
c（CH3OH）＝
＝0.75mol·L－1
平衡常数K＝
＝3；
5min内，v（CH3OH）＝
＝0.15mol·L－1·min－1。
若保持体积不变，再充入2molCO和1.5molCH3OH，此时浓度商
Qc＝
＝1.2<3
说明反应正向进行，此时v（正）>v（逆）。
（2）在其他条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，相当于增大压强，反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），是气体体积减小的反应，平衡正向移动，CO的转化率增大。
（3）反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH<0是气体体积减小的放热反应。
CH3OH的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，a不符合；反应前后气体的质量不变，气体的物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，b不符合；当2v逆（CO）＝v正（H2）时，说明反应达到平衡状态，但v逆（CO）＝2v正（H2）说明反应未达到平衡状态，c符合；反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d符合。
（4）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2，温度升高CO的转化率减小，说明升高温度平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<0，反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）是气体体积减小的反应，ΔS<0，低温下满足ΔH－TΔS<0，即低温下能自发进行。
（5）a.及时分离除CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向移动，但反应速率减小，错误；b.升高温度，平衡逆向移动，错误；c.增大H2的浓度，
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