(新)2022届年高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性含解析20190823159.doc
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1、专题28 化学平衡常数 反应方向性1温度为T1时,向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H = 41 kJ/mol。数据如下,下列说法不正确的是容器甲乙反应物COH2OCOH2O起始时物质的量(mol)1.20.62.41.2平衡时物质的量(mol)0.80.2abA甲容器中,平衡时,反应放出的热量为16.4 kJBT1时,反应的平衡常数K甲 = 1C平衡时,乙中CO的浓度是甲中的2倍D乙容器中,平衡时CO的转化率约为75%【答案】D【解析】A. 甲容器中平衡时,消耗的CO的物质的量为1
2、.2mol-0.8mol=0.4mol,根据反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H = 41 kJ/mol,可知平衡时放出热量为:41 kJ/mol×0.4mol=16.4 kJ,故A正确;B. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)起始(mol) 1.2 0.6 0 0转化(mol) 0.4 0.4 0.4 0.4平衡(mol) 0.8 0.2 0.4 0.4 在T1达到平衡状态时甲容器中,c(CO)=0.4mol/L,c(H2O)=0.1mol/L,c(CO2)=0.2mol/L,c(H2)= 0.2mol/L,则该温度下反应的平衡
3、常数K甲 = 0.2×0.2/0.4×0.1=1,故B正确;C. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)为气体体积不变的反应,压强不影响化学平衡,则甲、乙互为等效平衡,达到平衡时反应物转化率相等,则0.8/1.2=a/2.4,解得a=1.6,故C正确;D.根据C项可知a=1.6,乙容器中,平衡时CO的转化率为×10033,故D错误D。2CH4与CO2催化重整反应为:CH4(g) +CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) H =+247 kJ·mol1。现向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CH4和2 mol CO2进行催化重整反应
4、,不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数()随温度变化如下表所示:温度体积分数:(CH4)体积分数:(CO)T1aaT2cb测得:bac,下列说法正确的是AT1大于T2BT1时该反应的平衡常数为 mol2·L2CT1时向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应,达到平衡时,(CO)为DT1时向2 L恒容密闭容器中充入等物质的量CH4、CO2、CO、H2进行催化重整反应,此时反应一定正向移动【答案】B【解析】A项、该反应为吸热反应,bac,平衡向正反应方向移动,条件是温度升高,T2大于T1,故A错误;B项、假设CH4转化了x mol,由题意建立
5、如下三段式:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)起始:2 mol 2 mol 0 0变化:x mol x mol 2x mol 2x mol平衡:(2x) mol (2x) mol 2x mol 2x mol根据题意得:(2x) mol=2x mol,解得x=23mol,则平衡常数K= mol2·L2,故B正确;C项、T1时向1 L密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应,达到平衡时,(CO)为a,现在体积扩大为2 L,单位体积的气体分子数减小,平衡向正反应方向移动,(CO)大于,故C错误;D项、假设此时等物质的量为y mol,浓度
6、熵Q=,当起始四种物质的物质的量都为 mol时,恰好达到平衡状态;当起始四种物质的物质的量都大于 mol时,Q大于平衡常数K,反应向逆反应方向移动,当起始四种物质的物质的量都小于mol时,Q小于平衡常数K,反应向正反应移动,故D错误。3一定温度下,将0.16 mol X和0.16 mol Y加入10 L的恒容密闭容器中,发生反应X(s)2Y(g)2Z(g)H0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表:t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()A温度升高,此反应的化学平衡常数K0.36B当容器内气体的密度不变时,反应达到化学平衡状态C反应前2 m
7、in的平均反应速率v(Z)4.0×103 mol·L1·min1D其他条件不变,再充入0.6 mol Z,平衡时Z的体积分数增大【答案】B【解析】A由表中数据可知,7 min与9 min时n(Y)相等,说明7 min时反应达到平衡状态,平衡时,Y为0.1mol,反应的Y为0.06mol,根据X(s)2Y(g) 2Z(g),生成的Z为0.06mol,该温度下此反应的平衡常数K=0.36,又该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,K0.36,故A错误; B该反应属于气体质量增大的反应,反应容器的容积不变,当容器内气体的密度不变时,表示反应达到化
8、学平衡状态,故B正确;C反应前2 min内,v(Z)v(Y) =2.0×10-3molL-1min-1,故C错误;D其他条件不变,再充入0.6mol Z,相当于增大压强,由于反应前后气体的体积不变,则平衡不移动,Z的体积分数不变,故D错误。4I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)I(aq)I3-(aq)。某I2、KI混合溶液中,I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A反应I2(aq)I(aq)=I3-(aq)的H>0B若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2C若
9、反应进行到状态D时,一定有v正<v逆D状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大【答案】B【解析】A项、由图可知,随温度升高,c(I3-)浓度减小,平衡逆向移动,说明正反应放热,即H<0,故A错误;B项、该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K值减小,则K1>K2,故B正确;C项、D点没有达到平衡,c(I3-)比平衡时要小(要向A点移动),即反应要向右进行,所以此时正>逆,故C错误;D项、由图知,c(I3-):状态A>状态B,则c(I2)为:状态A<状态B,故D错误。5工业制氢气的一个重要反应是:CO(g) +H2O(g)= CO2(g)+H2(g
10、)。已知在25时:C(s)+O2(g)CO(g) H1111kJ·mol 1H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H2242kJ·mol 1C(s)+O2(g) = CO2(g) H3394kJ·mol 1下列说法不正确的是A25时,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H41kJ·mol1B增大压强,反应的平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小C反应达到平衡时,每生成1 molCO的同时生成0.5molO2D反应断开2mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4mol OH键所放出的能量少484kJ【答案】B【解析】A.
11、根据盖斯定律得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H41kJ·mol1,故A正确;B.平衡常数只与温度有关,增大压强K不变,故B错误;C. 反应,每生成1molCO的同时生成0.5molO2,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;D. 焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和,因此反应断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ,故D正确;选B。6钨(W)在高温下可缓慢升华。碘钨灯中封存的碘蒸气能发生反应:W(s) + I2(g) WI2(g),利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回
12、灯丝上。对于该过程的理解不正确的是A工作时,电能转化为光能和热能B工作时,在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数CW(s) + I2(g) WI2(g) 为放热反应D碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命【答案】B【解析】A、碘钨灯工作时,发光、发热,电能转化为光能和热能,故A正确;B、工作时,利用灯泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上,灯丝的温度高于灯泡壁的温度,W在高温下缓慢升华,在灯泡壁上发生反应W(s) + I2(g) WI2(g),平衡常数K1=和灯丝上发生反应WI2(g) W(g) + I2(g)的平衡常数K2=,K1 K2不是互为倒数,故B错误;C、利用工作时灯
13、泡壁与灯丝的温度差,将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上,灯丝的温度高于灯泡壁的温度,说明升高温度,化学平衡向吸热方向移动,WI2的物质的量减少,所以该反应向逆反应方向移动,即逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,故C正确;D、扩散到灯泡壁(低温区)的钨与I2(g)发生反应生成WI2(g),WI2(g)扩散到灯丝(高温区)重新分解出钨沉积到灯丝表面,从而延长钨丝使用寿命,故D正确。7一定条件下,在密闭容器里进行如下可逆反应:橙黄色液体气鲜红色液体。下列说法正确的是A达到平衡时,单位时间里消耗n mol 的同时也生成n B增大压强,平衡常数将增大C达到平衡时,若升
14、高温度,氯气的百分含量减小D加入氯气,平衡向正反应方向移动,氯气的转化率一定升高【答案】A【解析】A、根据方程式可知单位时间里消耗 n mol S2Cl2的需要消耗n molCl2,同时生成n molCl2,Cl2的生成与消耗的物质的量相同,反应处于平衡状态,选项A正确;B、平衡常数只与温度有关系,增大压强平衡常数不变,选项B错误; C、正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向进行,氯气的含量增大,选项C错误;D、加入氯气,平衡向正反应方向移动,S2Cl2的转化率增大,氯气的转化率降低,选项D错误。8一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个
15、相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器、,各容器中充入的物质的物质的量如下表,700 条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是容器充入容器中的物质的物质的量1 mol CO和 1 mol H2O1 mol CO2和1 mol H22 mol CO和2 mol H2OA容器、中正反应速率相同B容器、中反应的平衡常数相同C容器中CO的物质的量比容器中的少D容器中CO的转化率与容器中CO2 的转化率之和小于1【答案】D【解析】A.在I中充入1molCO和1molH2O,在II中充入1molCO2和1mol H2,刚开始时,容器I中正反应速率最大,容器II中正反应速率为零,达到平衡时,容
16、器I温度大于700,容器II温度小于700,所以容器中的正反应速率大于容器中正反应速率,A错误;B.容器III可看成容器I体积压缩一半,各物质浓度增加一倍,若温度恒定,则平衡不移动;但恒容绝热的情况下,容器III中温度比容器I高,更有利于平衡向逆反应方向移动,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,所以化学平衡常数K(I)>K(III),B错误;C.容器从正反应方向开始,容器III从逆反应方向开始,由于该反应的正反应为放热反应,所以反应达到平衡时,容器的温度高于容器II,升高温度,化学平衡逆向移动,因此I中CO的物质的量比容器中的多,C错误;D.根据选项C可知容器I、II的温度不相同,容器
17、I的温度高于700,容器II温度低于700。若容器II的温度也是700,一个从正反应方向开始,一个从逆反应方向开始,I中CO的转化率与容器中CO2 的转化率之和等于1,但容器II温度低于700,降低温度,平衡正向移动,使CO2的转化率降低,因此容器中CO的转化率与容器中CO2 的转化率之和小于1,D正确。9下列有关平衡常数的说法中,正确的是A改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大B反应 2NO2(g) N2O4(g) H 0,升高温度该反应平衡常数增大C对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数DCO2H2COH2O 的平衡常数表达式为 K =c(CO)/c(CO2
18、)c(H2)【答案】C【解析】A项、改变反应物浓度或压强,平衡可以正向进行,反应物转化率增大,但温度不变,平衡常数不变,故A错误;B项、该反应是放热反应,升温平衡向吸热反应方向进行,所以平衡逆向进行,平衡常数减小,故B错误;C项、对于给定可逆反应,根据平衡常数的表达式可知,正逆反应的平衡常数互为倒数,故C正确;D项、CO2H2COH2O 的平衡常数表达式为 K=,故D错误。10高炉炼铁过程中发生反应: Fe2O3(s)CO(g) Fe(s)CO2(g),该反应在不同温度下的平衡常数见表。温度T/100011501300平衡常数K4.03.73.5下列说法正确的是A增加高炉的高度可以有效降低炼铁
19、尾气中CO的含量B由表中数据可判断该反应:反应物的总能量生成物的总能量C为了使该反应的K增大,可以在其他条件不变时,增大c(CO)D1000下Fe2O3与CO反应,t min达到平衡时c(CO) =2×10-3 mol/L,则用CO表示该反应的平均速率为2×10-3/t mol/(L·min)【答案】B【解析】A.高炉煤气的成分与高炉高度是没有关系的,煤气中CO的含量是高炉生产的产物, 增加高炉的高度,不影响化学平衡移动,不会降低CO的含量,故A错误;B. 由表中数据可知升高温度,该反应的平衡常数降低,所以该反应属于放热反应,反应物的总能量生成物的总能量,故B正确
20、;C.平衡常数只和温度有关,所以增大c(CO)不会改变K,故C错误;D. 1000下Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g),K=c(CO2)/ c(CO) =4, c(CO) =2×10-3mol/L, c(CO2)=8×10-3mol/L,因为方程式中CO和CO2的计量数相等,所以CO的平均速率为 mol/(L·min),故D错误。11在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)2NO(g) CO2(g)N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度NO与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是()A该反应的H>
21、;0B若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2C在T2时,若反应体系处于状态D,则此时一定有v正<v逆D在T3时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C【答案】D【解析】A.根据图像可知,随着温度的升高,NO的物质的量浓度增大,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;B.由于正反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,则K1>K2,故B错误;C.根据图像可知,由状态D到平衡点B,需要减小NO的浓度,所以反应正向进行,则v正>v逆,故C错误;D.由于反应物碳是固体,所以在反应进行过程中,气体的总质量一直在变,V一定,气体的密度也
22、就一直在变,当若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态C,故D正确。12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1.6mol C,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增大B,平衡向右移动B的平衡转化率不变【答案】B【解析】【详解】在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.
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