2023届新教材高考化学一轮复习化学平衡常数　化学反应的方向作业.pdf

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1、课时作业2 4 化学平衡常数化学反应的方向一、单项选择题(本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意)1.下列有关化学平衡常数的描述中正确的是()A.化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B.相同温度下，反应A+B-C与反应O A+B的化学平衡常数相同C.反应2 sC h (g)+02(g)?2 sC h (g)A H 0B.5 0 0 该反应的平衡常数K=0.16C.中达到平衡时，A的转化率大于2 0%D.5 m in 末测得中(C)=0.0 5 m o l.则 0 至tl 5 m in 内 o (D)=0.0 1 m o l-L-m in4.温 度 为 时，在三个容积

2、均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2 NO2 (g)=2 NO(g)+0?(g)(正反应吸热)。实验测得。正=。(NO2)mi=k JE-C2(NO?),。逆=。(NO)阳6=2。(C h)雎=人(N O)七(O2),左 正、k逆 为速率常数，受温度影响。下列说法正确的 是()A.达平衡时，容 器I与容器II中的总压强之比为4 ：5容器编号物质的起始浓度/(m o b L 1)物质的平衡浓度/(m o l-L)c (NO2)c (NO)c (O2)c(O2)I0.6000.2I I0.30.50.2I I I00.50.3 5B.达平衡时，容器II中,土)比容器I中的大C.达平衡时，容器H

3、I中N O的体积分数小于5 0%D.当温度改变为不时，若如：=%逆，则5.向某密闭容器中充入NO?，发生反应：2 NO2 (g)-N2 O4 (g)。其他条件相同时，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量分数如下表(已知N2 O4为无色气体)。t/2 73 54 97 0NO2/%2 02 54 06 6N2 O4/%8 07 56 03 4下列说法不正确的是()QA.2 7 时，该平衡体系中NO2的转化率为B.平衡时，NO2的消耗速率为N2 O4消耗速率的2倍C.室温时，将盛有NO2的密闭玻璃球放入冰水中，其颜色会变浅D.增大NC h的起始量，可增大相同温度下该反应的化学平衡常数6.常温下，将

4、一定量的氨基甲酸铁置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应：H2 NC OONH4 (s)=2 NH3 (g)+C O2 (g)H,达到平衡时测得 c (C O 2)m o l-L【温度不变，达到平衡后压缩容器容积至原来的一半，达到新平衡时测得c(NH3)=x m o l-L下列说法正确的是()A.上述反应达到新平衡时x=2 aB.达到新平衡时，为原来的2倍C.混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态D.上述反应体系中，压缩容器容积过程中(H2 N CO O N H4)不变二、不定项选择题(本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意)7.在体积可变的密闭容器中投入0.5

5、 m o l C O和1 m o l H2,不同条件下发生反应：CO(g)+2 H2(g):CH3 0 H(g)实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是()图 1图2A.丫 代表压强，且 妨 匕；X代表温度，且AH v(Z)C.若 Z 点处于化学平衡，则 210 时反应的平衡常数K=，9畸mol-L-D.190时，0 150 min之间的MTP的平均反应速率为不如 mol V min 19.有研究认为，强碱性溶液中反应+C 1O-=K)+C 分三步进行，其中两步如下：第一步 C1O+H2O-H O C 1+O H Ki=3.3X l()r第三步 HOI+OH I

6、 O+H2O K3=2.3X1()3下列说法错误的是()A.反应第二步为 HOCl+-HOI+CFB.由 K 可判断反应第三步比第一步快C.升高温度可以加快CKT的水解D.HOC1和 HOI都是弱酸1 0.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为反应 1 :CO2(g)+4H2(g)-CH4(g)+2H2O(g)A/7=-164.7kJm or反应II：CO2(g)+H2(g)WCO(g)+H2O(g)A/=41.2kJ-mor反 应 反:2CO(g)+2H2(g)WCO2(g)+CH4(g)Aff=-247.1kJ-m or向恒压、密闭容器中通入1 molCCh和 4

7、m01周，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()77七A.反 应I的平衡常数可表示K=、c(C O2)-c(H2)B.图中曲线B表示C O的物质的量随温度的变化C.提高CO 2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂D.CH4(g)+H2 O (g)-CO (g)+3 H2(g)的 A”=-2 0 5.9k J-m o ir三、非选择题1 1 .硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化：SO2(g)+1 O2(g)钢催化剂SO 3 (g)AH=-98 k J-m o。回答下列问题：(1)当S C h (g)

8、、O2(g)和N 2 (g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和8 2%时，在0.5 M P a、2.5 M P a和5.0 M P a压强下，S C h平衡转化率a随温度的变化如图(b)所示。反 应 在5.0 MPa、5 5 0 时的a =,判 断 的 依 据是。影响a的因素有 o(2)将组成(物质的量分数)为2 m%S O 2 (g)、?。2 (g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在 温 度 八 压 强p条件下进行反应。平衡时，若S C h转化率为a，则S 03压强为，平衡常数/=(以分压表示，分压=总压X物质的量分数)。(3)研究表明，S C h催化氧化的反应速率方程为。=(

9、丁 一1)(1附 环)。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；a为S C h平衡转化率，屋为某时刻S 02转化率，为常数。在出=0.9 0时，将一系列温度下的晨a值代入上述速率方程，得到。f曲线，如图(c)所示。曲线上。最大值所对应温度称为该a 下反应的最适宜温度如。时，V逐渐提高;加后，0逐渐下降。原因是12 .氮氧化物(N O Q会对生态系统和人体健康造成危害，必须进行治理或综合利用。(1)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示，A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。NON2+2H2O反应历程图240g 203 0曲-20j-40*-6 0由A到B

10、的变化过程可表示为。已知：4 N H3(g)+5 02 (g)为N O (g)+6 H2O (g)A H,=-9 07.2 8 k J-m o P1；4 N H3(g)+3 02 (g)-2 N2(g)+6 H 2 O (g)A“2=-l 2 6 9.02 k J-m o L。则脱除NO的总反应的热化学方程式为。下 列 关 于 催 化 剂 的 说 法 正 确 的 是 (填标号)。A.能增大反应速率和改变反应的焰变B.能增大N H 3还原N O,反应的平衡常数C.具有选择性，能降低特定反应的活化能(2)在温度为5 00 K时，向盛有食盐的恒容密闭容器中加入N O?、NO和C b，发生如下两个反应

11、：I .2 N O2(g)+N a C l (s)-N a N O3(s)+N O C 1(g)A ftI I .2 N O (g)+C 12(g)e 2 N O C l (g)AH4下列关于恒温恒容密闭容器中进行的反应I和I I的 说 法 正 确 的 是(填 标 号)。a.A%和A%不再变化，说明反应达到平衡状态b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应I达到平衡状态C.同等条件下，反 应I的速率远远大于反应H,说 明 反 应I的活化能小，d.达平衡后，向反应体系中再通入一定量的NOC I (g),混合气体中NO2(g)和NO(g)的物质的量分数均减小若向2 L恒容密闭容器中加入0.2

12、m o l N O和0.1 m o l C b发生反应H ,起始总压强为p。1 0分钟后反应达到平衡，用NOC l(g)表示的平均反应速率。平(NOC 1)=0.0 0 8 m o l-L m i n则N O的平衡转化率a=,该反应的平衡常数K p=(以分压表示，分压=总压X物质的量分数)。1.解析：化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；同温下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错。答案：D2.解析：平衡常数K 只随温度变化，不随浓度变化，A 不正确；降低温度，正、逆反应速率均减小，B

13、不正确；降温，F 的浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则蛤变为正值，C 不正确；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前的计量数，D 正确。答案：D3.解析：由中数据可知，其他条件相同时，温度升高，达到平衡时C 的物质的量减少，所以正反应是放热反应，即 ，(),A 错误；由中数据可知达平衡时(A)=0.32mol、n(.B)0.02 mol,n(C)=0.08 mol,n(D)=0.16 m o l,所以 c(A)=0.16 mol-L c(B)=0.01 mol-L c(C)=0.04 mol-L_ 1,c(D)=0.08 m ol

14、-L1,则化学平衡常数长=0.04X0.0820.16X0.01=0.16,B 正确；中达到平衡时，A 的转化率为2 0%,而中起始投入量是的一半，由于正反应是气体分子数增大的反应，相对于来说，相当于减压，平衡正向移动，所以中达到平衡时A 的转化率比中大，即大于20%,C 正确；由于5 min0.1 mol-2 L末测得中(C)=0.05 m ol,所以(D)=0.1 m ol,则 o(D)=,嬴-=0.01 mol-L-minI D 正确。答案：A4.解析：由 I 中数据可计算温度小时反应的平衡常数。起始/mol一 转化/mol-L 1平衡/mol-L r2NO20.60.40.2W2NO(

15、g)+O2(g)平衡后气体总物质的量:00.40.4(气体)00.20.2=(0.2 mol-L+0.4 mol-L 1+0.2 mol-L_1)XI L=0.8 molo?(NO)-c(O2)K=c2(NO2)0.42x0.20.22 AW C2(NO)-c(O2)=0.8。A 项，容器 II 中，Q=I (NO。)0.52x0.20.32 (0.3m olLrn+0.5 mol-L+0.2m olL-1)XI L=1.0 m o l,则达到平衡后容器I 和容器H 中的总压强之比p(I):p(II)0.8 mol：1.0 mol=4:5,错误；B 项，根据等效平衡特点可知，容器II中平衡体系

16、相当于在容器I 平衡体系中同时加入0.2 mol L NO和0.05 mol-L 1 02使平衡左移的结果，故容器 H 的平衡体系中，0.2 moL ic(Ch)0.25 mol-L1,0.2 mol-L c(NO2)0.3 m o l-L-,达平衡时，容 器 I 中 六 品0.2 mol-L 1 _ T_ .0.2 mol-L百嬴干二i，容器H中5 1 而广c(NO2)h即容器1 1中c(篇 2)比容器I中的小，错误；C 项，同理，根据等效平衡特点可知，容器HI中平衡体系相当于在容器I 平衡体系中同时减去0.1 mol-L-iNC)2、增加0.1mol.L 02,平衡左移，建立新平衡时，N

17、O 的体积分数减小，因容器I 中N O 的体积分数为0.4 mol-L 10.2 mol L 1+0.4 mol-L 1+0.2 mol-LT X100%=50%,故容器III平衡体系中N O 的体积分数小于5 0%,正确；D 项，由题中关系式。正=o(NO2)消*=左 正?(NO2),VV(N O)消 氏=2v(O2)i=fea-c2(NO)c(O2)可得，k 正=v(NO2)(T(NO2),kv(N O)泊 把a=1,平衡常数增大，因为该反应的正反应为吸热反应，所以错误。答 案:c5.解析：由表中数据可知,27 反应达到平衡时,NO?和 N2O4的物质的量之比为1 :4,假设平衡时N2O4

18、为4 mol,则NO?为 1 m ol,由化学方程式可知，反应消耗的NO?为 8 mol,8则起始时NO2为 8 moi+1 mol=9 m o l,则 NCh的转化率为 ,A 正确；平衡时，正、逆反应速率相等，由化学方程式可知，NO?的消耗速率为N2O4消耗速率的2 倍，B 正确；由表中数据可知，温度升高，N 02的平衡转化率降低，则 2NO2(g)-N2O4(g)的正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度减小，气体颜色变浅，C 正确；某反应的化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，D 错误。答案：D6.解析：当c(CO2)=am olL i 时，c(NH

19、3)mol-L-1,温度不变时平衡常数不变，该反应的平衡常数K=c2(NH3)-C(C 02),压缩容器容积至原来的一半，达到新平衡时各组分浓度与原平衡相同，即 x=2m A 正确；AH 只与反应的始态和终态有关，与平衡移动无关，该反应的”始终不变，B 错误；反应物中没有气体，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能由此判断反应达到平衡状态，C 错误；压缩容器容积过程中平衡逆向移动，(H2NCOONH4)增大，D 错误。答案：A7.解析：可逆反应CO(g)+2H2(g)0cH30H(g)是气体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，出 的平衡转化率增大，则 y 表示压强，且

20、 妨 力，X 代表温度，根据题图可知，其他条件不变时，升高温度，H2的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，则 ，(),A 项正确；因为反应开始投入0.5 mol CO和 1 mol H?,即按照化学计量数之比投料，故在反应开始后的任何一个时刻，转化率之比a(CO)：a(H2)=1：1,B 项错误；根据题图可知M 点时H2的平衡转化率为5 0%,列出三段式：CO(g)+2H2(g)QCH30H(g)起始量/mol0.510转化量/mol0.250.50.25平衡量/mol0.250.50.25M 点对应的化学平衡常数长=一 丁=万万甥口=1 0 0,因为M 点与N点温度相同，故 K(M)=K(N)=

21、100,C 项正确；反应的A”v(Z),因为Z 点转化率已达9 8%,反应物浓度极小，则反应速率下降，B 正确；由题知，反应过程中甲醇不断从体系中移走，若 Z 点处于化学平衡，则 210 时甲醉的浓度不等于0.98mol-L 则反应的平衡常数K 不等于0.98a X 0.98a0.02amol-L 1,C 错误；190 C 时，0 150 min之间的MTP的浓度减少了 0.6 7 m o l-L1,则 其 平 均 反 应 速 率 为 m o l-L -m i n D正确。答 案:C9 .解析：总反应一第一步反应一第三步反应可得第二步反应为HO C l +,-HO I +C 1,A 正确；平衡

22、常数的数值大小可以判断反应进行的程度，但不能判断反应速率大小，B错误；升高温度可以加快反应速率，C正确；C K T 在水溶液中发生水解，说明H O C 1 为弱酸，根据题目所给方程式可知第三步反应中H O I 以分子形式参与反应，说 明 H O I 也是弱酸，D正确。答案：B1 0 .解析：化学平衡常数是生成物浓度寡之积与反应物浓度嘉之积的比值，反 应 I 的平衡常数(栗:当0),故 A错误；反应物C O 2 的量逐渐减小，故图中曲线A表示 c o 2 的物质的量变化曲线，由反应n和i n 可知，温度升高反应n正向移动，反应m逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为 CO的物质的量变化曲线，则

23、曲线B为CE的物质的量变化曲线，故 B 错误；反 应 I 为放热反应，反应n为吸热反应，降低温度有利于反应I 正向移动，反应I【逆向移动，所以要提高C O 2 转化为C H4 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂，故 C正确；一(反应H+反应H I)得到目标反应，则 C H 4 (g)+H2O (g)W C O (g)+3 H2(g)的 A H=-4 1.2k J-m o +(-24 7.1 k J-m o l1)=205.9 k J m o l1,故D错误。答案：C11.解析：(1)反应2s C h (g)+O2(g)?2s O 3 (g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相同

24、时，增大压强，平衡正向移动，S O 2 平衡转化率增大，则图中6=5.0 M P a,p3=0.5 M P a。由图可知，反应在5.0 M P a、5 5 0 时S O 2的平衡转化率a=0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响S O 2的平衡转化率a,温度一定时，压强越大，a越大；压强一定时，温度越高，a越小。(2)假设原气体的物质的量为100 m o l,则 S O 2、和 N 2的物质的量分别为2?m o l、机 m o l 和 q m o l,2m-m+q=100,利 用“三段式法”计算：S O 2(g)+|O2(g)-S O 3 (g)起始量/m o l2mm 0转化

25、量/m o l2mama 2ma平衡量/m o l2mX(1a)tnX(1 a)2ma平衡时混合气体的总物质的量为2z n X (1a)m o l+m X (1 a)m o l+2,”a m o l+4 m o i=(3 机一加a+4 )m o l,S O 3 的物质的量分数为2ma m o l(3/n/n a+/m后，k增大对。的提高小于a引起的降低。答案：(1)0.9 7 5该反应气体分子数减少，增大压强，a提高。5.0 M P a 2.5 M P a=p 2，所以0=5.0 MPa反应物的起始浓度(组成)、温度、压强100m aa _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，/m、婚a)

26、(0 0,词(3)升高温度，k增大使。逐渐提高，但a降低使v逐渐下降。当t f m，%增大对。的提高小于a引起的降低1 2.解析：(1)由题图1可知，沸石笼中是C u (N H3)2与O 2的反应，由题图2可知，B为(N H 3)2CUO O CU(N H 3)22+,故由A到B的变化过程可表示为2C u(N H3)2+O2=(N H3)2CUO O CU(N H3)22+由题图1知脱除NO的总反应的热化学方程式为 4 N O (g)+4 N H3(g)+O 2 (g)-4 N2(g)+6 H2O (g)H,由盖斯定律可得，H=2A 4 2=6 3 0.76 k J-m oi。催化剂能增大反应

27、速率，但不能改变反应的焙变和平衡常数，A、B项错误；催化剂对反应有选择性，能降低反应的活化能，C项正确。(2)a项，”是恒值，不能作为判断反应达到平衡状态的依据，错误；b项，NO2为红棕色气体，反应体系中混合气体的颜色保持不变，说 明C(N O 2)不变，反 应I达到平衡状态，正确；c项，反应的活化能大小与熔变大小没有联系，错误；d项，达平衡后再通入一定量的NOCI(g),尽管平衡逆向移动，但这种转化的量比增加的NOCI(g)的量小,故混合气体中NCh (g)和N O (g)的物质的量分数均减小，正确。N O C 1 (g)表示的平均反应速率。平(NOC1)=0.0 0 8 mol-L min

28、_ 1,则生成的 H(NOC1)=0.0 0 8 mol-L min X 1 0 m in X2 L=0.1 6mol,列三段式如下:2 N O (g)+C1 2 (g)W 2 NOC1 (g)起始量/mol0.20.10转化量/mol0.1 60.0 80.1 6平衡量/mol0.0 40.0 20.1 6则N O的平衡转化率a0.1 6 mol0.2 molX 1 0 0%-8 0%；设平衡时体系压强为“，则 有 吗vy 乙 乙 1 1 1 V z 1p,2.2 八/、0.0 4 mol,0.4 、0.2 八 1、=p,，P=P。则 P(NO)=()2 2 mol P=3 P 2)=3 p(NOCI)=3则该反应的平衡常数K p=p2&O).p 2)=丁。答案：(1)2 Cu(NH3)2 +O2=(N H3)2CUO O CU(NH3)22+4 N O (g)+4 N H3(g)+O2(g)为N2 (g)+6H2 O(g)H=-1 63 0.76 k J molC (2)b d 8 0%