2022版高考化学一轮复习核心素养测评二十六化学平衡常数化学反应进行的方向含解析新人教版.doc

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1、化学平衡常数化学反响进行的方向一、选择题(此题包括4小题，每题8分，共32分)1.(双选)(2022青岛模拟改编)以下说法中正确的选项是()A.生成物的总能量大于反响物的总能量时，H0B.反响H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K，那么2H2(g)+2I2(g)4HI(g)的平衡常数为K2C.H0的反响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，不能改变化学反响进行的方向【解析】选B、D。H=生成物总能量-反响物总能量，当生成物的总能量大于反响物的总能量时，H0，A项错误；因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，那么化学平衡常数为原来的n次方，所以反响2H2(

2、g)+2I2(g)4HI(g)的平衡常数为K2，B项正确；根据G=H-TS判断，对于H0的反响，在温度低时 G0，反响能自发进行，C项错误；催化剂只改变反响速率，不改变化学反响进行的方向，D项正确。2.(2022武汉模拟)可逆反响3X(g)+2Y(s)nC(g)H。假设p1p2，根据表中的数据判断以下说法错误的选项是(注明：表格中数据为X的转化率)()p1MPap2MPa40099.699.750096.997.8A.其他条件不变，升高温度，H减小B.n可能等于2、1C.200 的平衡常数大于600 的平衡常数D.参加高效催化剂，不改变C的体积分数【解析】选A。化学反响的焓变与化学计量数有关，

3、与反响温度无关，A错误；Y为固体，增大压强时X的转化率增大，说明nT2T3)，SiHCl3的平衡转化率增大，说明正反响是吸热反响，A错误；增大氢气的浓度可提高SiHCl3的平衡转化率，B正确；因正反响是吸热反响，升高温度，平衡正向移动，反响的平衡常数增大，C错误；增大压强，平衡逆向移动，SiHCl3的平衡转化率降低，D错误。4.(2022泰安模拟)某绝热恒容容器中充入2 molL-1 NO2，发生反响2NO2(g)N2O4(g)H=-56.9 kJmol-1，以下分析不正确的选项是()A.5 s时NO2的转化率为75%B.03 s内v(NO2)增大是因为体系温度升高C.3 s时化学反响处于平衡

4、状态D.9 s时再充入N2O4，平衡后K较第一次平衡时大【解析】选C。分析图象可知，05 s内c(NO2)=2 molL-1-0.5 molL-1=1.5 molL-1，结合转化率的概念计算出NO2的转化率为100%=75%，A项正确；该反响的正反响是放热反响，在绝热恒容容器中，随着反响进行不断放出热量，体系温度升高，反响速率增大，故03 s内v(NO2)增大是因为体系温度升高，B项正确；3 s时二氧化氮反响速率最大，37 s时v(NO2)随时间减小，7 s后v(NO2)不变，反响才处于平衡状态，C项错误；9 s时反响处于平衡状态，再充入N2O4，平衡逆向进行，体系温度降低，平衡常数增大，D项

5、正确。二、非选择题(此题包括1小题，共18分)5.(2022石家庄模拟)科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统，其简单流程如下图(条件及物质未标出)：(1)：CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3 kJmol-1、283.0 kJmol-1、285.8 kJmol-1，那么上述流程中第一步反响2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)的H=_。(2)工业上可用H2和CO2制备甲醇，其反响的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，某温度下，将1 mol CO2和3 mol H2充入2 L恒容密闭容器中，发生上述反响，测得不同时刻反响前后的压强

6、关系如下表：时间/h1234560.900.850.830.810.800.80用H2表示前2 h内的平均反响速率v(H2)=_。该温度下，CO2的平衡转化率为_。(3)在300 、8 MPa下，将CO2和H2按物质的量之比13通入一恒压密闭容器中发生(2)中反响，到达平衡时，测得CO2的平衡转化率为50%，那么该反响条件下的平衡常数Kp=_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。(4)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)H。在0.1 MPa时，按n(CO2)n(H2)=13投料，不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的

7、量(n)关系如下图。该反响的H_(填“或“)0。曲线c表示的物质为_。为提高H2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_。【解析】(1)CH4、CO、H2的燃烧热分别为890.3 kJmol-1、283.0 kJmol-1、285.8 kJmol-1，据此写出热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g) H2=-283.0 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l) H3=-285.8 kJmol-1根据盖斯定律，由2-2-4可得2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)，那么有H

8、=2H1-2H2-4H3=(-890.3 kJmol-1)2-(-283.0 kJmol-1)2-(-285.8 kJmol-1)4=-71.4 kJmol-1。(2)恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，2 h时，=0.85，设消耗CO2的物质的量为x mol，那么：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)V1 2x mol 2x mol有=0.85，解得x=0.3，故前2 h内的平均反响速率v(H2)=0.225 molL-1h-1。该温度下，反响进行5 h时到达平衡状态，此时=0.80，设消耗CO2的物质的量为y mol，那么有=0.80，解得y=0.4，故CO2

9、的平衡转化率为100%=40%。(3)设开始时投入CO2和H2的物质的量分别为1 mol、3 mol，CO2的平衡转化率为50%，那么有：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量/mol1 3 0 0转化量/mol0.5 1.5 0.5 0.5平衡量/mol0.5 1.5 0.5 0.5那么平衡时p(CO2)=p(CH3OH)=p(H2O)=8 MPa= MPa，p(H2)=8 MPa=4 MPa，故该反响条件下的平衡常数Kp=。(4)由图可知，随着温度的升高，n(H2)逐渐增大，说明平衡逆向移动，那么正反响为放热反响，故有H0。随着温度的升高，n(H2)逐渐增大，由于H

10、2是反响物，那么另一条逐渐增大的曲线a代表CO2；C2H4(g)、H2O(g)都是生成物，随着平衡逆向移动，二者的物质的量逐渐减小，根据化学计量数的关系可知，曲线b代表H2O(g)，曲线c代表C2H4(g)。该反响的正反响是气体分子数减少的放热反响，欲提高H2的平衡转化率，除改变温度外，还可以增大压强或不断别离出产物H2O(g)。答案：(1)-71.4 kJmol-1(2)0.225 molL-1h-140%(3)(4)“或“=)。以下表达中不能说明该反响到达平衡状态的是_(填字母标号)。A.体系压强不再变化B.气体平均摩尔质量不再变化C.NH3消耗速率和CO2的消耗速率之比为21D.固体质量

11、不再发生变化工业上合成尿素时，既能加快反响速率，又能提高原料利用率的措施有_(填序号)。A.升高温度B.参加催化剂C.将尿素及时别离出去D.增大反响体系的压强(2)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源，其中存在大量NO。实验发现，NO易发生二聚反响2NO(g)N2O2(g)并快速到达平衡。向真空钢瓶中充入一定量的NO进行反响，测得温度T1和T2时NO的转化率随时间变化的结果如图2所示。在温度T2下，到达平衡时体系的总压强为200 kPa，X点N2O2的物质的量分数为_，X点对应的平衡常数Kp=_(用分压表示)；提高NO平衡转化率的条件为_(任答两点)。【解析】(1)由图象可知，A点时反响未

12、达平衡，在到达平衡过程中，v(逆)增大，平衡时v(正)=v(逆)，故A点的逆反响速率B点的正反响速率。A项，该反响为气体分子数减少的反响，体系压强不再变化，说明反响已达平衡状态；B项，反响不生成气体，气体平均摩尔质量不再变化，说明反响已达平衡状态；C项，NH3消耗速率和CO2的消耗速率之比始终为21，不能说明反响已达平衡状态； D项，固体质量不再发生变化，说明反响已到达平衡状态。应选C。该反响为气体体积减小的放热反响，增大压强，加快反响速率，平衡正向移动，转化率增大；升高温度，平衡逆向移动，转化率减小；加催化剂或减少固体产物平衡不移动，所以既能加快反响速率，又能提高原料利用率的措施为D。(2)

13、列“三段式：2NO(g)N2O2(g)开始： 1 0转化： 0.88 0.44平衡： 0.12 0.44X点N2O2的物质的量分数=78.6%Kp=0.086由图可知，降低温度可增大转化率，增大压强也可提高转化率。答案：(1) 2.010-7 molL-1【解析】选B、D。A项，pH越小，c(H+)越大，越有利于平衡正向移动，平衡时c(Cr2)越大；B项，A点c(Cr2)=0.25 molL-1，反响的c(Cr)=0.25 molL-12=0.5 molL-1，Cr的平衡转化率为50%；C项，A点时，平衡常数K=1014；D项，假设溶液中c(Cr2)= c(Cr)，那么二者约为0.33 mol

14、L-1，此时，c(H+)2.010-7 molL-1。【加固训练】煤气化是综合利用煤的一种方式，由于气体燃料燃烧更加洁净，从而能更好地去除硫等污染物，并且气体燃烧的效率比固体要高，气体容易通过管道运输。煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反响为C(s)+2H2(g)CH4(g)。在V L的容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反响，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如下图。以下说法正确的选项是()A.上述正反响为吸热反响B.在4 MPa、1 200 K时，图中X点v正(H2)v逆(H2)C.在5 MPa、800 K时，该反响的平

15、衡常数为D.工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转化率高【解析】选A。A项，由图观察，温度越高碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反响为吸热反响，正确；B项，X点是未平衡时，反响正向进行，正反响速率大于逆反响速率，错误；C项，此时碳转化率为50%C(s)+2H2(g)CH4(g)起始量 a 2a 0转化量 0.5a a 0.5a平衡量 0.5a a 0.5aK=，错误；D项，该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对设备要求高，能量需求大，错误。2.(2022广州模拟)研究反响：H2(g)+I2(g)2HI(g)H0。温度T时，在两个

16、体积均为1 L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数(HI)与反响时间t的关系如表：容器编号起始物质t/min0204060801000.5 mol I2、0.5 mol H2(HI)/%05068768080x mol HI(HI)/%1009184818080研究发现上述反响中v(正)=ka(H2)(I2)，v(逆)=kb2(HI)，其中ka、kb为常数。以下说法正确的选项是()A.温度为T时该反响的=32B.容器中前20 min的平均速率v(HI)=0.012 5 molL-1min-1C.假设起始时，向容器中参加物质的量均为0.1 mol的H2、I2、HI，反响逆向

17、进行D.假设两容器中，ka=ka且kb=kb那么x的值一定为1【解析】选D。温度为T时该反响的=64，A错误；容器中前20 min (HI)=50%，那么物质的量为0.5 mol，故平均速率v(HI)=(0.5 mol1 L)20 min=0.025 molL-1min-1，B错误；容器平衡时H2、I2、HI浓度分别为0.1 molL-1、0.1 molL-1、0.8 molL-1，K=64，假设起始时，向容器中参加物质的量均为0.1 mol的H2、I2、HI，Q=1或“0。348 K时，设初始投入为1 mol，那么有：代入平衡常数表达式：Kx=x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)/x

18、(CH3COOCH3)x(C6H13OH) =0.320.32/(0.180.18)3.2k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，k正-k逆值最大的曲线是。根据v正=k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)，v逆=k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)，A点x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)大，温度高，因此A点v正最大，C点x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)大且温度高，因此C点v逆最大。(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，21时乙酸甲酯转化率最大。化学平衡常数Kx只与温度

19、有关，因此不变。(3)催化剂参与了醇解反响，改变了反响历程，a错误；催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数，b正确；催化剂能够降低反响的活化能，c正确；催化剂不改变化学平衡，d错误。答案：(1)3.2AC(2)21不变(3)bc【加固训练】(2022遵义模拟)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度条件下进行如下反响：A(g)B(g)+C(g) H=+85.1 kJmol-1。反响时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.

20、53答复以下问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_(答出两项措施)。(2)由总压强p和起始压强p0计算反响物A的转化率(A)的表达式为_，平衡时A的转化率为_，列式并计算反响的平衡常数K：_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反响体系的总物质的量n总和反响物A的物质的量n(A)，n总=_mol，n(A)=_mol。下表为反响物A浓度与反响时间的数据，计算：a=_。反响时间t/h04816c(A)/(molL-1)0.10a0.0260.006 5分析该反响中反响物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反响在12 h时反响物的浓度c(A)为_molL-

21、1。【解析】(2)压强之比等于气体的物质的量之比，依据三段式进行求解： A(g) B(g)+C(g)始态：p0 0 0反响：p0(A) p0(A) p0(A)终态：p0-p0(A) p0(A) p0(A)p=p0-p0(A)+p0(A)+p0(A)=p0+p0(A)，求得(A)=(-1)100%；25 h时反响已平衡，(A)=(-1)100%94.1%；依据三段式进行求解：A(g)B(g)+C(g)始态/(molL-1) 0.10 0 0反响/(molL-1)0.094 1 0.094 1 0.094 1平衡态/(molL-1)0.10-0.094 1 0.094 1 0.094 1K=1.5

22、。(3)依据=可得n总=0.1 mol；n(A)=0.1 mol1-(A)=0.1 mol1-(-1)=0.1 mol(2-)；n(A)=0.1 mol(2-)=0.1 mol(2-)0.051 mol，体积为1 L，a=0.051；04 h时浓度大约变为0 h时的，48 h浓度又变为4 h时的，从816 h经过8个小时浓度变为8 h的，所以每经过4个小时浓度均降低为原来的。答案：(1)升高温度；降低压强(2)(-1)100%94.1%A(g) B(g)+ C(g)起始0.10 0 0平衡0.10(1-94.1%)0.1094.1% 0.1094.1%K=1.5(3)0.100.10(2-)

23、0.051到达平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.0134.(16分)(2022南昌模拟)硫酸是根底化工的重要产品，硫酸的消费量可作为衡量一个国家工业开展水平的标志。生产硫酸的主要反响为SO2(g)+O2(g)SO3(g)。(1)恒温恒容下，平衡体系中SO3的体积分数(SO3)和y与SO2、O2的物质的量之比n(SO2)/n(O2)的关系如图1，那么b点n(SO2)/n(O2)=_；y为_(填字母)。A.平衡常数B.SO3的平衡产率C.O2的平衡转化率D.SO2的平衡转化率(2)Kp是以各气体平衡分压代替浓度平衡常数Kc中各气体的浓度的平衡常数。在400650 时，Kp与温度T(K)的关

24、系为lg Kp=-4.645 5，那么在此条件下SO2转化为SO3反响的H_(填“0或“0)。(3)该反响的催化剂为V2O5，其催化反响过程为SO2+V2O5SO3+V2O4K1O2+V2O4V2O5K2那么在相同温度下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=_(以含K1、K2的代数式表示)。V2O5加快反响速率的原因是_，其催化活性与温度的关系如图2。(4)在7.0% SO2、11% O2、82% N2(数值均为气体体积分数)时，SO2平衡转化率与温度、压强的关系如图3，那么列式计算460 、1.0 atm下，SO2(g)+O2(g)SO3(g)的Kp=_(：各气体的分压=总压

25、各气体的体积分数)。(5)综合第(3)、(4)题图给的信息，工业生产最适宜的温度范围为_，压强通常采用常压的原因是_。【解析】(1)根据图1可知，随着n(SO2)/n(O2)的逐渐增大，(SO3)逐渐增大，当两者恰好完全反响时，(SO3)到达最大值；随着n(SO2)/n(O2)的继续增大，(SO3)又逐渐减小，故b点n(SO2)/n(O2)=2。温度不变，平衡常数不变，A不符合题意；随着n(SO2)/n(O2)的逐渐增大，(SO3)先逐渐增大后又逐渐减小，SO3的平衡产率也是先增大后逐渐减小，B不符合题意；随着n(SO2)/n(O2)的逐渐增大，平衡不断向正反响方向移动，O2的平衡转化率逐渐增

26、大，C不符合题意；随着n(SO2)/n(O2)的逐渐增大，平衡不断向正反响方向移动，但是SO2的平衡转化率逐渐减小，D符合题意。(2)lg Kp=-4.645 5，随着温度T的增大而减小，那么Kp随着温度T的增大而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反响为放热反响。(3)根据盖斯定律，将两方程式相加后再乘以2得2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，那么K=(K1K2)2。催化剂降低反响的活化能，活化分子百分数增大，有效碰撞几率提高，反响速率加快。(4)各气体的分压=总压各气体的体积分数，起始时SO2的分压为0.070 atm，O2的分压为0.11 atm，SO3的分压为0 atm，平衡时，SO2的分压为0.070(1-0.97) atm=0.002 1 atm，O20.97)atm0.076 atm，SO3的分压为0.0700.97 atm=0.067 9 atm，Kp=117。(5)根据图2，催化剂在500 左右催化活性最高，根据图3，增大压强，SO2的平衡转化率增大不明显，常压下SO2的平衡转化率已经很高，再增大压强，对设备要求较高。答案：(1)2D(2)0(3)(K1K2)2降低反响的活化能，活化分子百分数增大，有效碰撞几率提高 (4)117(5)400500 常压下SO2的平衡转化率已经很高，再增大压强，对设备要求较高- 13 -