苏教版化学高考一轮复习版 课时分层训练21 化学反应进行的方向 化学平衡常数.docx

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苏教版化学高考一轮复习版课时分层训练21化学反应进行的方向化学平衡常数

课时分层训练（二十一）　

化学反应进行的方向　化学平衡常数

（建议用时：

45分钟）

（对应学生用书第295页）

A级　基础达标

1．下列说法不正确的是（　　）

A．焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应

是放热反应

B．在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值

越大

C．一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热

D．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关

C　[一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关。

]

2．（2015·天津高考，改编）下列说法不正确的是（　　）

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，同等条件下二者对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<0

C　[C项，不同催化剂的催化效率不同。

]

3．（2018·天水模拟）下列说法中，正确的是（　　）

A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0

B．已知反应H2（g）＋I2（g）

2HI（g）平衡常数为K，则2H2（g）＋2I2（g）

4HI（g）的平衡常数为2K

C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行

D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行

的方向

D　[ΔH＝生成物能量总和－反应物能量总和，当生成物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＞0，A错误；因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应2H2（g）＋2I2（g）

4HI（g）的平衡常数为K2，B错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，对于ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时ΔG＜0，反应能自发进行，C错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向，D正确。

]

4．在密闭容器中，反应X（g）＋2Y（g）

4Z（g）分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（X）＝0.100mol·L－1，c（Y）＝0.200mol·L－1，c（Z）＝0mol·L－1。

反应物X的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2，则K1

B．反应X（g）＋2Y（g）

Z（g）的ΔH>0

C．实验②平衡时Y的转化率为60%

D．减小反应③的压强，可以使平衡时c（X）＝0.060mol·L－1

B　[因为①、②的起始浓度相同、平衡浓度相同，所以反应②应是在有催化剂的条件下进行的，此时K1＝K2，A不正确；③与①相比，X的变化量大，说明平衡正向移动，此时的反应条件只能为升温，由此可见，正反应为吸热反应，B正确；从图中可以看出，实验②平衡时X的浓度变化量为

0.04mol·L－1，则Y的浓度变化量为0.08mol·L－1，Y的转化率为40%，C不正确；减小压强，平衡向左移动，但各物质的浓度都比原来小，D不正确。

]

5．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

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，降低了溶液中的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。

]

6．（2018·名校联考）某绝热恒容容器中充入2mol·L－1NO2，发生反应2NO2（g）

N2O4（g）　ΔH＝－56.9kJ·mol－1，下列分析不正确的是（　　）

A．5s时NO2的转化率为75%

B．0～3s内v（NO2）增大是因为体系温度升高

C．3s时化学反应处于平衡状态

D．9s时再充入N2O4，平衡后K较第一次平衡时大

C　[分析图象可知，0～5s内Δc（NO2）＝2mol·L－1－0.5mol·L－1＝

1.5mol·L－1，结合转化率的概念计算出NO2的转化率为

×100%＝75%，A项正确。

该反应的正反应是放热反应，在绝热恒容容器中，随着反应进行不断放出热量，体系温度升高，反应速率增大，故0～3s内v（NO2）增大是因为体系温度升高，B项正确。

3s时二氧化氮反应速率最大，3～7s时v（NO2）随时间减小，7s后v（NO2）不变，反应才处于平衡状态，C项错误。

9s时反应处于平衡状态，再充入N2O4，平衡逆向进行，体系温度降低，平衡常数增大，D项正确。

]

7．在一密闭容器中加入等物质的量的A、B，发生如下反应：

2A（g）＋2B（g）

3C（s）＋2D（g），其平衡常数随温度和压强的变化如表所

示：

1.0

1.5

2.0

300

a

b

16

516

c

64

e

800

160

f

g

下列判断正确的是（　　）【导学号：

91720229】

A．ΔH＜0

B．其他条件相同，反应速率：

v（1.0MPa）＞v（1.5MPa）

C．g＞f

D．压强为2.0MPa，温度为800℃时A的转化率最大

D　[由表格中的数据知，平衡常数随温度升高而增大，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，A项错误。

增大压强，反应速率增大，B项错误。

平衡常数只与温度有关，温度不变，K值不变，所以g＝f，C项错误。

该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强时，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，该反应的正反应为吸热反应，升温使平衡正向移动，A的转化率增大，D项正确。

]

8．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如表所示：

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（　　）【导学号：

91720230】

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．若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到

830℃，此时测得CO2为0.4mol时，该反应达到平衡状态

D．若平衡浓度符合下列关系式：

＝

，则此时的温度为

1000℃

C　[依据平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，B正确；5min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6mol·L－1、0.6mol·L－1、0.4mol·L－1、0.4mol·L－1，

＝

<1，平衡向右移动，C错误；

＝

＝0.6，即1000℃时的平衡常数，D正确。

]

9．将4molCO（g）和amolH2（g）混合于容积为4L的恒容密闭容器中，发生反应：

CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g），10min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5mol·L－1。

经测定v（H2）＝0.1mol·L－1·min－1。

下列说法正确的是（　　）

【导学号：

91720231】

A．平衡常数K＝2

B．H2起始投入量为a＝6

C．CO的平衡转化率为66.7%

D．平衡时c（CH3OH）＝0.4mol·L－1

B　[用三段式法计算：

　　　　　CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）

4a0

x2xx

4－xa－2xx

2xmol＝0.1mol·L－1·min－1×10min×4L＝4mol，x＝2，a－2x＝0.5×4，a＝6。

平衡时，c（CO）＝0.5mol·L－1，c（H2）＝0.5mol·L－1，c（CH3OH）＝

0.5mol·L－1。

平衡常数K＝

＝

＝4，A项错误；经上述计算，B项正确；CO的平衡转化率为50%，C项错误；平衡时c（CH3OH）＝0.5mol·L－1，D项错误。

]

10．

（1）硫酸工业生产中涉及反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），向2L的密闭容器中充入2molSO2、1molO2，SO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。

①T1温度下，反应进行到状态D时，v（正）________v（逆）（填“>”“<”或“＝”）。

温度为T1时，反应的平衡常数K＝________。

②若在T3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q1。

此时再向容器中加入2molSO2、1molO2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q2。

则下列说法正确的是________（填字母）。

a．Q2一定等于Q1

b．新平衡时SO2的转化率一定大于80%

c．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数

（2）（2016·海南高考）顺1,2二甲基环丙烷和反1,2二甲基环丙烷可发生如下转化：

该反应的速率方程可表示为v（正）＝k（正）c（顺）和v（逆）＝k（逆）c（反），k（正）和k（逆）在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。

回答下列问题：

已知：

某温度下，k（正）＝0.006s－1，k（逆）＝0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），则ΔH________（填“小于”“等于”或“大于”）0。

【解析】　

（1）由D到A，二氧化硫的转化率增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率>逆反应速率；反应达到平衡状态时，二氧化硫的物质的量是0.2mol，其浓度是0.1mol·L－1，氧气的浓度是0.05mol·L－1，三氧化硫的浓度是0.9mol·L－1，所以K＝

＝1620；再向容器中加入2molSO2、1molO2，增大了体系的压强，导致平衡向正反应方向移动，所以放出的热量比Q1多，所以二氧化硫的转化率增大，故a错误，b正确。

由图示可知，T1时SO2的转化率高，所以K值大，c错误。

（2）根据v（正）＝k（正）c（顺），k（正）＝0.006s－1，则v（正）＝0.006c（顺），v（逆）＝k（逆）c（反），k（逆）＝0.002s－1，则v（逆）＝0.002c（反），化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则0.006c（顺）＝0.002c（反），该温度下反应的平衡常数K1＝

＝

＝3；该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则ΔH小于0。

【答案】　

（1）①＞　1620　②b　

（2）3　小于

11．已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

【导学号：

91720232】

化学反应

平衡

常数

温度/℃

500

800

①2H2（g）＋CO（g）

CH3OH（g）

K1

2.5

0.15

②H2（g）＋CO2（g）

H2O（g）＋CO（g）

K2

1.0

2.50

③3H2（g）＋CO2（g）

CH3OH（g）＋H2O（g）

K3

（1）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）。

（2）反应③的ΔH________0（填“>”或“<”）。

【解析】　

（1）K3＝K1·K2。

（2）500℃时，K3＝2.5,800℃时，K3＝0.375。

即升高温度K变小，即逆向移动，正向为放热反应，ΔH<0。

【答案】　

（1）K1·K2　

（2）<

12．对于可逆反应CO＋H2O（g）

CO2＋H2，回答下列问题：

【导学号：

91720233】

（1）830K时，若起始时c（CO）＝2mol·L－1，c（H2O）＝3mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。

（2）830K，若只将起始时c（H2O）改为6mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。

（3）若830K时，起始浓度c（CO）＝amol·L－1，c（H2O）＝bmol·L－1，H2的平衡浓度c（H2）＝cmol·L－1，则：

①a、b、c之间的关系式是________；

②当a＝b时，a＝________c。

【解析】　在以下计算中，各浓度单位均为mol·L－1。

（1）　　　　　　　　CO＋H2O（g）

CO2＋H2

起始浓度/mol·L－12300

转化浓度/mol·L－11.21.21.21.2

平衡浓度/mol·L－10.81.81.21.2

K＝

＝1，α（H2O）＝

×100%＝40%。

（2）设CO的转化浓度为x

　　　　　　　　CO＋H2O（g）

CO2＋H2

起始浓度/mol·L－12600

转化浓度/mol·L－1xxxx

平衡浓度/mol·L－12－x6－xxx

K＝

＝1，解得x＝1.5mol·L－1，则α（H2O）＝

×100%＝25%。

（3）　　　　　　　　CO＋H2O（g）

CO2＋H2

起始浓度/mol·L－1ab00

转化浓度/mol·L－1cccc

平衡浓度/mol·L－1a－cb－ccc

＝1，化简得c＝

，因为a＝b，所以a＝2c。

【答案】　

（1）40%　1　

（2）25%　（3）①c＝

　②2

B级　能力提升

13．（2018·长治模拟）加热N2O5依次发生的分解反应为

①N2O5（g）

N2O3（g）＋O2（g）

②N2O3（g）

N2O（g）＋O2（g）

在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol。

则t℃时反应①的平衡常数为（　　）

【导学号：

91720234】

A．10.7B．8.5

C．9.6D．10.2

B　[

（g）

（g）＋

（g）

（g）

（g）＋

（g）

由题意

解之，x＝6.2mol，y＝2.8mol，

则K＝

＝8.5。

]

14．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）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________________

_______________________________________________________________。

（2）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）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由图象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。

（2）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，由题给图象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）①66.7%　②0.00125mol·L－1·s－1　＞　从题给图象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

（2）1×105　B

　甲、乙两个密闭容器中均发生反应：

C（s）＋2H2O（g）

CO2（g）＋2H2（g）　

ΔH>0，有关实验数据如下表所示：

容器

容积/L

温度/℃

起始量/mol

平衡量

/mol

达到平衡

所需时

间/min

平衡

常数

C（s）

H2（g）

甲

2

T1

2

4

3.2

3.5

K1

乙

1

T2

1

2

1.2

3

K2

下列说法正确的是（　　）

A．T1

B．K2＝1.35

C．混合气体的密度始终保持不变

D．乙容器中，当反应进行到1.5min时，n（H2O）＝1.4mol

B　[若T1＝T2，则平衡时n（H2）甲＝2n（H2）乙，实际上n（H2）甲>2n（H2）乙，说明T1>T2，因为该反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A项错误；乙容器中反应达平衡时，c（H2O）＝0.8mol·L－1、c（CO2）＝0.6mol·L－1、c（H2）＝

1.2mol·L－1，K2＝

＝

＝1.35，B项正确；容器容积不变，碳为固体，正反应方向气体的质量增大，因此反应正向进行时混合气体的密度增大，C项错误；乙容器中，3min内H2O减少了1.2mol，而前1.5min内反应速率大于后1.5min内反应速率，故前1.5min内H2O的物质的量减小得快，反应进行到1.5min时，n（H2O）<1.4mol，D项错误。

]