高考化学一轮综合复习第7章化学反应速率和化学平衡课时3化学平衡常数化学反应进行的方向练习.doc

- 1 - / 11【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习第精选高考化学一轮综合复习第 7 7 章化学反应速率章化学反应速率和化学平衡课时和化学平衡课时 3 3 化学平衡常数化学反应进行的方向练习化学平衡常数化学反应进行的方向练习课时跟踪训练课时跟踪训练一、选择题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解析 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关。答案 C2下列关于平衡常数的说法正确的是( )A在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度B在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值C平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关D从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度解析 在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓度；在温度一定时，对一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。- 2 - / 11答案 D3反应 H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数为 K1；反应 HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常数为 K2，则 K1、K2 的关系式为(平衡常数为同温度下的测定值)( )AK12K2 BK1K CK1 DK1K2解析 K1c2(HI)/c(H2)·c(I2)，K2c(H2)·c(I2)/c(HI)，K1。答案 C4某温下气体反应达到化学平衡，平衡常数 Kc(A)·c2(B)/c2(E)·c(F)，恒容时，若温度适当降低，F 的浓度增加，下列说法正确的是( )A增大 c(A)、c(B)，K 增大B降低温度，正反应速率增大C该反应的焓变为负值D该反应的化学方程式为 2E(g)F(g)A(g)2B(g)解析 平衡常数 K 只随温度的变化而变化，与浓度变化无关，A 错；降低温度，正、逆反应速率均减小，B 错；降温时，F 的浓度增大，说明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，C 错；根据化学平衡常数表达式可知 A、B 是生成物，E、F 为反应物，且对应指数为其化学方程式中物质前的化学计量数，D 正确。答案 D5(2016·济南高三质检)可逆反应：2SO2O22SO3 达到平衡状态时，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，Q 为浓度商)( )AQ 不变，K 变大，O2 转化率增大- 3 - / 11BQ 不变，K 变大，SO2 转化率减小CQ 变小，K 不变，O2 转化率减小DQ 增大，K 不变，SO2 转化率增大解析 当可逆反应 2SO2O22SO3 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 O2 转化率减小，浓度商 Q 变小，K 不变。答案 C6(2016·重庆联考)放热反应 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度 t1 时达到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 mol·L1，其平衡常数为 K1。升高反应体系的温度至 t2 时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和 c2(H2O)，平衡常数为 K2，则( )AK2 和 K1 的单位均为 mol·L1BK2>K1Cc2(CO)c2(H2O)Dc1(CO)>c2(CO)解析 温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数为 K2KNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于 v(M)D当温度高于 250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低- 4 - / 11解析 升高温度 CO2 的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A 正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B 正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在 250 时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以 v(N)有可能小于 v(M)，C 错误，D 正确。答案 C8Cl2 合成有机物时会产生副产物 HCl。利用反应 4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时，下列叙述正确的是( )A该反应平衡常数的表达式 KcCl2·cH2O cHCl·cO2B及时分离出 H2O，平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故C若向恒容平衡体系内再加入 1 mol O2，则达新平衡时，HCl 的转化率增大D随温度升高，该反应的平衡常数 K 值会变大解析 A 项错误，该反应平衡常数的表达式 K；B 项错误，分离出H2O，平衡会正向移动，原因是逆反应速率随 c(H2O)的减小而减小，正反应速率大于逆反应速率；C 项正确，向恒容平衡体系内再加入 1 mol O2，平衡正向移动，使 HCl 的转化率增大；D 项错误，由温度对HCl 平衡转化率影响的曲线可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡逆向移动，平衡常数 K 值会变小。答案 C9一定温度下，在一个容积为 1 L 的密闭容器中，充入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)，发生反应 H2(g)I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的 HI(g)占气体体积的 50%，该温度下，在另一个- 5 - / 11容积为 2 L 的密闭容器中充入 1 mol HI(g)发生反应 HI(g)H2(g)I2(g)，则下列判断正确的是( )A后一反应的平衡常数为 1B后一反应的平衡常数为 0.5C后一反应达到平衡时，H2 的平衡浓度为 0.25 mol·L1D后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度 0.5 mol·L1解析 前一反应达平衡时 c(H2)c(I2)0.5 mol·L1，c(HI)1 mol·L1，则平衡常数 K14，而后一反应的平衡常数K20.5，A 项错误，B 项正确；设后一反应达平衡时 c(H2)x mol·L1，则平衡时 c(I2)x mol·L1，c(HI)(0.52x) mol·L1，K20.5，解得 x0.125，故平衡时 c(H2)0.125 mol·L1，c(HI)0.25 mol·L1，C 项错误，D 项错误。答案 B10某温度下，反应 H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数K。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入 H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙c(H2)/(mol·L1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是( )A平衡时，乙中 CO2 的转化率大于 60%B平衡时，甲中和丙中 H2 的转化率均是 60%C平衡时，丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍，是 0.008 mol·L1D反应开始时，乙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢解析 设甲容器中，平衡时氢气的变化浓度为 x，则：K，解得x0.006 0 mol·L1，平衡时 c(H2)c(CO2)0.010x0.004 - 6 - / 110 mol·L1，c(H2O)c(CO)0.006 0 mol·L1，(H2)×100%60%。因乙中 H2 的起始浓度大于甲，故乙平衡相当于是甲平衡正向移动的结果，乙中 CO2 的转化率大于 60%，A 项正确；丙平衡可看作是 2 个甲平衡合并而成的，又因 H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)是平衡不受压强影响的反应，故丙平衡中物质的转化率不变，仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的 2 倍，所以 B、C 项正确；由于三组反应中丙中各物质的浓度最大，甲中各物质的浓度最小，所以丙反应速率最快，甲反应速率最慢，D 项错误。答案 D二、填空题11对于可逆反应 COH2O(g)CO2H2，回答下列问题：(1)830 K 时，若起始时 c(CO)2 mol·L1，c(H2O)3 mol·L1，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)830 K，若只将起始时 c(H2O)改为 6 mol·L1，则水蒸气的转化率为_。(3)若 830 K 时，起始浓度 c(CO)a mol·L1，c(H2O)b mol·L1，H2 的平衡浓度 c(H2)c mol·L1，则：a、b、c 之间的关系式是_；当 ab 时，a_c。解析 在以下计算中，各浓度单位均为 mol·L1。(1)COH2O(g)CO2H2起始浓度2300转化浓度1.21.21.21.2平衡浓度0.81.81.21.2K1，(H2O)×100%40%。- 7 - / 11(2)设 CO 的转化浓度为 xCOH2O(g)CO2H2起始浓度2600转化浓度xxx平衡浓度2x6xxxK1，解得 x1.5 mol·L1，则 (H2O)×100%25%。(3)COH2O(g)CO2H2起始浓度ab00转化浓度cccc平衡浓度acbccc1，化简得 c，因为 ab，所以 a2c。c2 acbc答案 (1)40% 1 (2)25% (3)c 212无色气体 N2O4 是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与 NO2 转换的热化学方程式为：N2O4(g)2NO2(g) H24.4 kJ/mol。(1)将一定量 N2O4 投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是_。av 正(N2O4)2v 逆(NO2) b体系颜色不变c气体平均相对分子质量不变 d气体密度不变达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次达到平衡时，混合气体颜色_(填“变深” 、 “变浅”或“不变”)，判断理由是_。(2)平衡常数 K 可用反应体系中气体物质的分压表示，即 K 表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压×物质的量分数例如：p(NO2)p 总×x(NO2)。写出上述反应平衡常数 Kp 的表达式_(用p 总、各气体物质的量分数 x 表示)；影响 Kp 的因素为_。(3)上述反应中，正反应速率 v 正k 正·p(N2O4)，逆反应速率 v 逆- 8 - / 11k 逆·p2(NO2)，其中 k 正、k 逆为速率常数，则 Kp 为_(以 k 正、k 逆表示)。若将一定量 N2O4 投入真空容器中恒温恒压分解(温度的 298 K、压强的 100 kPa)，已知该条件下，k 正4.8×104 s1，当 N2O4 分解 10%时，v 正_kPa·s1。(4)真空密闭容器中放入一定量 N2O4，维持总压强 p0 恒定，在温度为 T 时，平衡时 N2O4 分解百分率为 。保持温度不变，向密闭容器中充入等量 N2O4，维持总压强在 2p0 条件下分解，则 N2O4 的平衡分解率的表达式为_。解析 (1)2v 正(N2O4)v 逆(NO2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，a 项错误；体系颜色不变，则 NO2 的浓度不变，说明反应达到平衡，b 项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，而反应前后气体分子数不相等，因此气体的平均相对分子质量为变量，当平均相对分子质量不变时可以说明反应达到平衡，c 项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，容器容积也保持不变，故气体密度为一定值，气体密度不变不能说明反应达到平衡，d 项错误。正反应为吸热反应，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2 的浓度增大，故混合气体颜色变深。(2)Kp，与化学平衡常数 K 一样，影响 Kp 的因素为温度。(3)Kp，达到平衡时，v 正v 逆，即 k正·p(N2O4)k 逆·p2(NO2)，故 Kp。设起始时 N2O4 为 a mol，当 N2O4 分解 10%时，N2O4 为 0.9a mol，NO2 为 0.2a mol，则x(N2O4)。故 v 正k 正·p(N2O4)4.8×104s1×100 kPa×3.9×106kPa·s1。(4)设充入的 N2O4 的量为 n mol，维持总压强 p0 恒定，达到平衡时，N2O4 的分解百分率为 ，则 N2O4 为n(1)mol，NO2 为 2n mol，Kpp0×。维持总压强 2p0 恒定，- 9 - / 11达到平衡时，设 N2O4 的分解百分率为 ，则 N2O4 为 n(1)mol，NO2 为 2n mol，Kp2p0×。根据 Kp 不变，知p0×2p0×，解得 。答案 (1)bc 变深 正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，混合气体颜色加深(2)(其他合理答案亦可) 温度(3) 3.9×106(4)2 2213甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过 2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：()CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H90.1 kJ· mol1另外：()2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566.0 kJ· mol1()2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H572.0 kJ· mol1若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：()CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H41.1 kJ· mol1回答下列问题：(1)甲醇的燃烧热为_ kJ· mol1。(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为_。(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应()对合成甲醇反应中CO 的转化率的影响是_。- 10 - / 11a增大 b减小c无影响 d无法判断(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应()，各物质的浓度如下表：浓度/mol·L/mol·L1 1时间/min/minc c(COCO)c c(H H2 2)c c(CHCH3 3OHOH)00.81.6020.6x0.240.30.60.560.30.60.5x_。前 2 min 内 H2 的平均反应速率为 v(H2)_。该温度下，反应()的平衡常数K_。反应进行到第 2 min 时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是_(填序号)。a使用催化剂 b降低温度 c增加 H2 的浓度(5)下图是温度、压强与反应()中 CO 转化率的关系：由图像可知，较低温度时，CO 转化率对_(选填“温度”或“压强”)敏感。由图像可知，温度越低，压强越大，CO 转化率越高，但实际生产往往采用 300400 和 10 MPa 的条件，其原因是_。解析 (1)利用盖斯定律，热化学方程式()()()，得新的热化学方程式为 CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H764.9 kJ· mol1。(2)根据提示知 CH3Cl 中的 Cl 原子被羟基取代生成 CH3OH。(3)反应()消耗反应()的另外一种反应物氢- 11 - / 11气，而且生成反应()的反应物 CO，使反应()的 CO 转化率降低；但反应()为吸热反应，使体系温度降低，反应()正向移动，使反应()中 CO 的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应()对反应()中 CO 转化率的影响。(4),CO(g),2H2(g),CH3OH(g),始态,0.8 mol·L1,1.6 mol·L1,0,2 min,0.6 mol·L1,1.2 mol·L1,0.2 mol·L1)v(H2)2v(CH3OH)2×0.2 mol·L1/2 min0.2 mol·L1·min1。平衡常数 K0.5/(0.62×0.3) L2· mol24.6 L2· mol2。2 min 到 4 min 的反应速率大于 0 到 2 min，而降低温度，反应速率降低，b 项错误；由表格中的数据可知c 项错误；故 a 项使用催化剂是正确的。(5)由图像可知，不管压强多大，只要温度较低，则转化率均较高，故转化率对温度较敏感。温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强太大对设备要求高，成本高。答案 (1)764.9(2)CH3ClNaOHCH3OHNaCl或 CH3ClH2OCH3OHHCl(3)d(4)1.2 0.2 mol·L1·min1 4.6 L2· mol2 a(5)温度 温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高