2023届新高考一轮复习化学平衡常数化学反应进行的方向作业(一).pdf

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1、化学平衡常数化学反应进行的方向1.电石(主要成分为CaC2是重要的基本化工原料。己知12000 时，电石生产原理如下:CaO(s)+C(s)=C a(g)+CO(g)A/1=akJ-mo 平衡常数 K,Ca(g)+2 C(s)=C aC2(s)A/72=bkJ.moF1 平衡常数 K2以下说法不正确的是()A.反应K1=c(Ca)-c(CO)B.反应：Ca(g)+C(s)=gcaC2(s)平衡常数 K=C.2000时增大压强，K1减小、肉 增大D,反应 2CaO(s)+CaC2(s)=3Ca(g)+2CO(g)A=(2a-b)kJ m or12.向 某 恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 等

2、物 质 的 量 的 PCI,(g)和 Cl2(g),发 生 如 下 反 应：PCl3(g)+Cl2(g)；PCl5(g)测得不同温度下PCh(g)的转化率a与时间的关系如图所示。其 速 率 方 程 为 正y P C h A H C l)viS!=-c(P C l5)(k是速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是()A.该反应的AWR c(PCl,)-c(Cl2)C.升高温度，七增大的倍数小于蝙增大的倍数D.7；时，若平衡体系中c(CLj=0.25m ol-LT,则 上=183.化学反应速率和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。已知化学反应H?+CL2HC1的 反 应 速 率 可 表 示 为

3、片（c（Cl2）,式 中 k 为常数，加、值可用下表中的数据确定。由此可推得“、”的值为（）c(H2)/(m ol-U)c(CL)/(m o lL)v/(mol-U1-s-1)1.01.01.0 k2.01.02.0 k2.04.04.0 kA.m=,n=2-1 C.m=一 ,n=l2B./n=b n=2D.m=-,n=-2 24.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4（g）+H2O（g）C2H5OH（g）q乙烯的平衡转化率随 温度、压强的变化关系如下图（起始时，（氏。）=2HJ =lmol容器体积为1 L）。301020200 250 300350T/X.下列分析不正确的是（）A.图中压强的

4、大小关系为：PGPFP3K=9C.图中a 点对应的平衡常数 16B.乙烯气相直接水合反应的AWb5.反应2NO+C 1,-2 N O C 1 在 295K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:c(NO)/(molL-)c(Cl3)/(mol-L-1)V(C 12)/(I T K)1-L-,-S-1)0.1000.1008.0 x10-30.5000.1002.0 x10 10.1000.5004.0 x1 O-2注：反 应 物 浓 度 与 反 应 速 率 关 系 式 为 v(ClJ=hd(NO).c(C12)(式中速率常数k=A eET,其中纥为活化能，4 R 均为大于0 的常数，T为温度

5、)；反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是()A.m =2,=1,反应级数为3 级B.当 c(NO)=0.200mol-L,c(Cl2)=OJOOmol-L1,v(NO)=0.192mol L 1 s-1C.加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k,而加快反应速率D.升高温度，可以增大反应的活化能纥，从而使速率常数k 增大6.甲醇是重要的化工原料，具有广泛的开发和应用前景。在体积可变的密闭容器中投入0.5molCO和 Im olH 2,不同条件下发生反应：CO(g)+2H式 g)4 C H Q H(g)。实验测得平衡时CH QH的物质的量随温度、压强的变

6、化如图1所示。下列说法不正确的是()A.X点的逆反应速率小于Y 点的正反应速率B.混合气体的密度不再发生变化，说明该反应已达到平衡状态C.图 2 中 N 点能正确表示该反应平衡常数的对数(IgK)与温度的关系D.若 p翎=0.2MPa,则 Y 点的平衡常数勺=100(MPa产(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数)7.一 定 量 的 CO?与 足 量 的 碳 在 恒 压(起 始 压 强 为p)密 闭 容 器 中 反 应：C(s)+8*)；2 8(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知：气体分压(p分)=气体总压(p&)X体积分数。下列说法正确的是()A.一定

7、温度下达到平衡后，充入一定量C O j 达到新平衡后，二氧化碳所占体积分数将变大B.该反应M kJ-mor反 应 I、II的平衡常数的对数IgKrlgK?与温度的关系如图1所示;固定CO、CH,OCHc H,的原料比、体系压强不变的条件下，同时发生反应I、I I,平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图2 所示。下列说法正确的是()300 400 500 600 700 800 90()1 000温度/K6()50403020100备余崛SM/300 400 500 600 700 800 900 1 000图 2 温度/KA.0B.测得X 点CH3cH20H的物质的量分数是10%,则X 点

8、反应II有：/0B.代 点的平衡常数为。4C.若将容器I 的容积改为1 L,式温度下达到平衡时NO 的转化率为25%D.图 中乂点所示条件下，再通入CO、用 各 2mo l,此 时 匕 0,相关数据如表(已知：炭粉足量)。下列说法错误的是()容器T/C物质的起始浓度/(m ol【t)物质的平衡浓度c(CO)/(mol-L7)C(H2O)c(%)c(CO)I1.00000.85IIT201.001.00XIIIT.2.00001.60A.T2TtB.达到平衡所需的时间：t(I)/(III)C.X=0.85D.七七时，该反应的化学平衡常数K=6.411.A是由导热材料制成的密闭容器，B 是一耐化学

9、腐蚀且易于传热的透明气球。关闭K2,将等量且少量的NO?通过K1、K?分别充入A、B 中，反应起始时，A、B 的体积相同（已知:2NO22,乙中充入ImolC%和“mole。？，在催化剂存在下发生反应：CH4（g）+CC2（g）2 co但）+2%0,测得C%的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）军春军a t*gx3A.该反应的正反应是吸热反应B.773K时，该反应的平衡常数小于12.96C.H,的体积分数：9（b）=e（c）D.873K时，向甲的平衡体系中再充入CO?、CH4各 0.4mol,CO 各 1.2m ol,平衡不发生移动13.初始温度为/C,向三个密闭的容器中按不同

10、方式投入反应物，发生如下反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)AW=-116kJ.mo，测得反应的相关数据如表:容器容器类型初始体积初始压强/Pa反应物投入量/mol平衡时Cl2的物质的量/molHC102Cl2H2O(g)I恒温恒容1 L2xl0541001II绝热恒容1 LP20022aIII恒温恒压2L 38200b下列说法正确的是()A.反应 4HCl(g)+O2(g)=2CI2(g)+2H,O(1)的 AW -1 16kJ moLB.aL b2C.p2=1.6x 105,p3=4x 105D.若起始向容器I 中充入0.5molHCl、0.5molC2、0-5m

11、olCl2和0.5molH2O(g),则反应向逆反应方向进行14.“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有着重要意义。(1)已知：2NO(g)+O2(g)=2 N C)2(g)A/A=-1 14kJ moF1C(s)+O2(g)=C O2(g)A/72=-393.5kJ-mol 1N2(g)+O2(g)=2N O(g)AH3=+181kJ mol若 某 反 应 的 平 衡 常 数 表 达 式 为 C(N,).C2(CO2)K=C2(NO2)请 写 出 此 反 应 的 热 化 学 方 程 式:(2)1。时，存在如下平衡：2 N O,(g).N,O4(g)。该

12、反应正、逆 反 应 速 率 与N 5、M。,的 浓 度 关 系 为 二 七C2(NOJ，咂 逆 3 2。,)晨 正、。是 速 率 常 数)，且lgVIE-lgc(NC2)与Igv逆 lgc(N2O4)的关系如图所示。7 七时，该反应的平衡常数K=7 时，往刚性容器中充入一 定 量NO,，平 衡 后 测 得C(N,OJ为L Omol-L-H则平衡时N O,的 物 质 的 量 分 数 为 (以分数表示)。平 衡 后 匕=(用 含a的表达式表示)。(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g)7iN2(g)+CO2(g)向一恒 压 密 闭 容 器 中 加 入 一 定 量(足 量)

13、的 活 性 炭 和N O,在，时刻改变某一条件，其反应过程*2如图所示。则,时 刻 改 变 的 条 件 为。,时 刻 的v _，时 刻 的v(填或“=)。v逆 h vjE(4)在恒容密闭容器中发生反应外.，、八八，、“/皿、，、口“八下2NH3(g)+CO2(g)C O(NH2)2(S)+H2O(g)AWH+O(s)的 焙 变A/=kJ-mol。基元反应活 化 能&NO+Rh(s)=NO(s)NO(s)+Rh(s)=N(s)+O(s)0.0N(s)+N(s)=N2+Rh(s)+Rh(s)97.5120.9H2+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)12.6H2O(S)n H2O+Rh(s)

14、45.0H(s)+H(s)=凡 +Rh(s)+Rh(s)77.8108.9NO(s)=NO+Rh(s)37.7OH(s)+Rh(s)=H(s)+O(s)83.7H(s)+O(s)=OH(s)4-Rh(s)33.5OH(s)+H(s)=H2O(S)+Rh(s)1093K时，N O与H,以 物 质 的 量2:1混 合，置于某密闭容器中还能发生如下化学反应:2NO(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g),实 验 测 得 该 反 应 速 率 方 程(以 N Q 为 基 准)为v(N2O)=2(NO)-p(H2),A:=5.6xlO l2P a-s-。某时刻测得体系中 NO 的分压为 2.0kPa

15、,则此时的反应速率为 Pa-2-s-1(2)NH3-SCR 脱硝在有氧和新型催化剂作用下，NO,和 NH,可以反应生成N2,将一定比例的O?、NO,和 NH,通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内NO,去除率随温度变化如图所示：在 50250范围内，NO,的 去 除 率 先 快 速 上 升 后 变 缓 的 主 要 原 因 是；380后去除率 下 降 的 可 能 原 因 是。(3)工业上可用“氨催化氧化法”生产N O,以氨气、氧气为原料，在催化剂存在下生成NO和副产物N,的化学方程式如下：I.4NH,(g)+5O2(g)=4N O(g)+6H,O(g)II.4NH,(g)+3 O,(g)=2

16、 N2(g)+6H,O(g)已知：有效的转化率制备目标物质消耗原料的量xlOO%原料总的转化量在 1L恒容密闭容器中充入ImolNH,、1.45molC2，在催化剂作用下发生两个竞争反应I、I I,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示:520时，NH3的有效转化率=(保留1位小数)。工业用氨催化氧化制备HNO、，选 择 的 最 佳 温 度 是 520时，反应H 的平衡常数K=(保留3 位有效数字)。答案以及解析1.答案：C解 析：由 CaO(s)+C(s)-C a(g)+C O(g)可知&=c(Ca)c(CO),A 正 确；反应Ca(g)+2 C(s)-CaC?与：Ca(g)+C

17、(s)=：CaC2(s)的化学计量数为倍数关系，则K为指数关系，则反应(Ca(g)+C(s)-；CaC2(s)的平衡常数爪=夜，B 正确；K 只与温度 有 关，则2000 时 增 大 压 强，K 1、/均 不 变，C错 误；由 CaO(s)+C(s)=Ca(g)+CO(g)，Ca(g)+2C=CaC2(s),结合盖斯定律可知x2-得 2CaO(s)+CaC2(s)=3Ca(g)+2C O(g),其 AG=(2a-b)kJ moL,D 正确。2.答案：D解析：由图可知，心先达到平衡，说明速率快，(工，平衡时PCI3的转化率低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A H 4吁/)B

18、正确；正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，K值减小,k逆 c(PCl3).c(Cl2)说明七增大的倍数小于媪增大的倍数，C 正确；7；时，平衡体系中PCI,的转化率为80%,c(Cl2)=0.25mol-L ,设PC1,初始物质的量浓度为nol J ,列出三段式：PCl3(g)+Cl2(g)tP C l5(g)初始/(m ol.匚1)x x转化/(m o l1一)0.8x 0.8x平衡/(mob L)0.2x 0.2500.8x0.8无则 呈=(PCL)_、“c(PCl,).e(Cl2)0.8x-=160.2xx0.25D 错误。3.答案：B解析：根 据表中 数据，由 v=-t-c(H2

19、)J，.c(Cl2)J，可 得人 1隈 1=1.0匕 k x x V =2.0k,kx2x4=4.(M,解得：m =,n=-,故 B 项正确。24.答案：A解析：依据图像分析，在同一压强下，随着温度的升高，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应，即 (),A 项正确；由方程式C2H4(g)+&O(g)U C zH Q H lg)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是月 b,D 项正确。5.答案：D6.答案：A解析：对于反应CO(g)+2H?(g)=iC H Q H(g),增大压强，平衡正向移动，甲

20、醇的物质的量增大，由图像可知p总|p 怠”X 点和Y 点都是平衡状态，正逆反应速率相等，由于X 点压强大于Y 点，所以X 点逆反应速率大于Y 点正反应速率，故 A 错误；容器体积可变，达到平衡时，容器体积不变，由于气体的质量不变，则密度不变，可说明达到平衡状态，故 B正确；从 图 1 可以看出，升高温度，甲醇的物质的量减少，平衡逆向移动，则升高温度，IgK减小，所以N 点能正确表示该反应平衡常数的对数(I g K)与温度的关系，故 C 正确；X、Y 点在相同温度下，则平衡常数相同，X 点甲醇的物质的量为0.25m ol,可列三段式：CO(g)+2H2 (g)-iC H Q H(g)起始/mol

21、 0.5 1 0转化/mol 0.25 0.5 0.25平衡/mol 0.25 0.5 0.25n 75则平衡时C O 的分压为.-x0.2MPa=0.05MPa,同理H,的分压为O.IMPa,0.25+0.5+0.25CH30H 的分压为 0.05MPa,则 长=-z 7=-(M Paf2=lOO(MPa)-2,故 D3p p(C O)p2(H j 0.05x0.1-正确。7.答案：D8.答案：C9.答案：B解析：本题考查化学平衡移动、化学平衡常数的计算与应用。由图可知，升高温度，平衡时“(C O,)减小，即平衡逆向移动，则该反应为放热反应，AW)?(CO?)_ 0125x0252 0.00

22、18/K则此时反应未达到平衡状态，C 项C2(NO)-C2(CO)0.752 X2.752错 误；用点 所 示 条 件 下 再充 入 c o、N,各2mol,则 此 时EC(N2).(C O2)1.25X0.5-.平衡应正向移动，即v逆，口项错误。C2(N O)C2(CO)2.52X1.5210.答案：B解析：本题考查化学平衡移动、化学平衡常数的计算。根据题中信息，可列出不同温度下的三段式：则 稗 度 下,勺江黯亶吟普山2；实 验 ICO+H 2O 4TCO2+H2起始浓度/(m ol【t)10 0变化浓度/(m ol【T)0.850.85 0.85平衡浓度/(mol0.150.85 0.85

23、实验III8+%0?=c o2+H2起始浓度/(mol L-1)20 0变化浓度/(m ol，L-1)1.61.6 1.6平衡浓度/(mol L-1)0.41.6 1.6则心温度下，K_ c(CO)c(H2)_2 一 /T T 小 一史*=6.4；根据反应AW 0,温度升高，平衡正移,K增大，勺,则心7；,A 项正确：由分析可知，%工,且实验III中气体压强更大,则 v(III)v(I),达到平衡所需的时间：t(I)r(III),B 项错误；实验II与实 验 I 达到的平衡是等效平衡，则 x=0.85,C 项正确；由 A 项分析可知，时，化学平衡常数a =6.4,D 项正确。11.答案：BC解

24、析：A.因为2NO?U N 204AH 0 气体体积减小，A 相当于B 为减小压强，平衡逆向移动,A 中NO?气体体积分数大于B 中NO2气体体积分数，故 A 错误；B.A保持容器容积不变通入一定量的NO 等效为增大压强到达的平衡，增大压强平衡向正反应方向移动，NO2的转化率将增大，B 保持压强不变，通入一定量的N O 2,平衡不移动，达到平衡时NO?的转化率不变，故 B 正确：C.反应2NO?u N q4AH 1，b、c 点甲烷的平衡转化率相等，则两点平衡时体系中C H.CO、物质的量分别相等，但 b 点CO2的物质的量大于c 点，则 H2的体积分数：火b)K=12.96,平衡逆向移动，错误

25、。0.8 x 0.813.答案:BD解析：三个容器中，I 与II均为恒容容器，差别在于前者恒温，后者绝热；不妨设想容器IV,其与容器I 其他的条件相同，仅投料方式按照容器n 中的投料方式进行，那么容器N 中的平衡与I 中的等效，容器w 中的反应达到平衡时，的物质的量为1 mol。容器HI相比于容器i,体积扩大了一倍，初始投料也增加了一倍，但容器in是在恒温恒压的条件下反应的：不妨设想容器v,其与容器in的其他的条件相同，仅容器类型更改为恒温恒容的容器，那么容器 V 中的平衡状态与I 中的等效，容器V 中的反应达到平衡时，Cl2的物质的量为2m01。4HCl(g)+O2(g)2 C l2(g)+

26、2H2O(g)AW=-1 16kJ-mol-,反 应4HCl(g)+C2(g)U 2c12值)+2出0。)生 成 液 态 水，气 态 水 变 液 态 水 放 出 热 量，因此A/1；构造的容器v 的类型为恒温恒容，容器HI的类型为恒温恒压，二者都是正向反应建立的平衡，由于容器V 为恒容容器，反应开始后容器V 中的压强逐渐小于容器IH中的压强，压强越小越不利于反应正向进行，因此平衡时，容器V 中C k 的量小于容器HI中的，即b 2,故 B 正确。根据=可 知，温 度 相 同，体 积 相 同，则 压 强 之 比 等 于 物 质 的 量 之 比见。1 +%。1 =丝 史,解 得 2=1.6 x 1

27、 0 5,容器UI体积和加入物质的物质的量都是容器I2mol+2mol p2的 2 倍，因此压强相同，P3=2 x 1 0 5,故 C 错误。根据容器I 反应，列三段式：4HCl(g)+02(g)U 2Cl2(g)+2H2O(g)开始:4molImol00转化:2mol0.5molImolImol平衡：2mol0.5molImolImol平衡常数长=，y J =0.125,若起始向容器I 中充入0.5molHCl、0.5moIC)2、0.5molQ2和9%0.5molH2O(g),Q =：1)J 1=2 K,(竺)*竺14.答案：(1)则反应向逆反应方向进行，故 D 正确。2C(s)+2NO2

28、(g)=N2(g)+2CO2(g)H =-854kJ-mol(2)100 1 ；0“T7(3)向密闭容器中加入NO(4)BD解析：(1)本题考查平衡常数的计算、热化学方程式的书写、化学反应速率等。若某反应的平 衡 常 数 表 达 式 为 、，则 反 应 的 化 学 方 程 式 为.=4 2).0 (CO?)_ C2(N O2),将题给三个热化学方程式依次编号为、，2C(s)+2NO2(g)=2 C O2(g)+N2(g)由2x-可得2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)H =2H2-=(-393.5x2+114-18l)kJ-mol-1=-854kJ-mol-1根据速率方程可知

29、，的正=电乐+21gc(N 5)，g为=lg 逆+l g c g 5)，则表示的曲线斜率较大，表 示 的 曲 线 斜 率 较 小，由图像可知，=+2,五平 衡 明 正=咂 则 膏(咫)=%逆，3 2。4)长。(2。4)七I。*；设平C2(N O2)k逆 10衡时c(NO2)=xmol-L-解 得 x=0.1m L T，则 平 衡 时K二M力。0 O.lmol-L-1=1%=%”2(N 0 2)=1 0“+2X(O)2=I O 2(0.1+l)mol-L_|H(3)在恒压容器中，改变条件的瞬间，逆反应速率减小，反应正向进行，但重新达到平衡后，逆反应速率与原平衡相同，所以小刻改变的条件为向密闭容器

30、中加入N。；”时刻 出 FX时刻充入N。，反应物的浓度增大，正反应速率增大，所 以 产 刻 的 加 时刻的麻(4)尿素为固体，及时分离出生成的尿素对N H，的转化率没有影响，A 项错误；恒容条件下，反应过程中气体质量发生变化，但气体体积始终等于容器容积，混合气体密度是变量,当混合气体的密度不再改变时，可以证明反应达到了平衡状态，B 项正确；该反应凶 0,AS 根据G=AH_T/S N,+Rh(s)+R h(s)，基 元 反 应 OH(s)+Rh(s)=H(s)+O(s)的 活 化 能为37.7 kJ-m or1,其 逆 反 应 的 活 化 能 是 83.7 kJ-m o r,则 该 基 元 反

31、 应 的 反 应 热AW=(37.7-83.7)kJ-mol-=-46.0kJ-moP1 1093K 时，NO 与 H2以物质的量 2：1 混合,所以任意时刻二者的物质的量之比为2：1,分 压 之 比 为 2：1,p(NO)=2.0kPa,故p(H2)=1.0kPa,v(N2O)=A:2/?2(NO)/?(H2)=5.6xl02Pa 2-s-1x(2.0 xl03)2 Pa2 xl.0 xl03Pa=2.24x10 2Pa o(3)由图知520C时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2m ol,则反应H消耗的氨气的物质的量为0.4m ol,反 应 I 消耗的氨气的物质的量为0.2mol,N

32、H,的有效转化率=xl00%=33.3%。840时，一氧化氮的产率最高，副产物氮气产率最低,0.2mol+0.4mol则工业用氨催化氧化制备HNO，选择的最佳温度是840。在 1L恒容密闭容器中充入Imol NH,1.45mol O2,520时，反 应 II：氮 气 的 浓 度 0.2 m o l-L,水蒸气的浓度为0.6 m ol-L-,消耗氨气的浓度为0.4 mol.，消耗氧气的浓度为0.3 m ol-J；反 应 I：一氧化氮的浓度为0.2m ol1i,水蒸气的浓度是0.3 m o l-L l消耗氨气的浓度是0.2 mol-L,消耗氧气的浓度是0.25 m o l-U,所以平衡时氮气的浓度是0.2 mol-匚水蒸气的浓度是(0.6+0.3)mol-U1=0.9mol-IT1,氧气的浓度是(1.45-0.3 0.25)moL=0.9moL,氨气的浓度是(1-0.4-0.2)mol-U1=0.4mol-U,则反应I I 的 平 衡 常 数=他)降(叱。)=O.fxO.y-C4(NH3)C3(O2)0.44 X 0.93