高考化学二轮复习专题演练： 专题二十四 化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算.pdf

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1、1 考点专练考点专练 24化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算 两年高考真题演练 1.(2015天津理综，6)某温度下，在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)m Y(g)3 Z(g)平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2 B两次平衡的平衡常数相同 CX 与 Y 的平衡转化率之比为 11 D第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1 2(2015重庆理综

2、，7)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将 CO 和 H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1 反应前 CO 物质的量为 10 mol，平衡后 CO 物质的量为 8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S 浓度增加，表明该反应是吸热反应 B通入 CO 后，正反应速率逐渐增大 C反应前 H2S 物质的量为 7 mol DCO 的平衡转化率为 80%3(2015四川理综，7)一定量的 CO2与足量的碳在体积可变的2 恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分

3、数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B650 时，反应达平衡后 CO2的转化率为 25.0%CT 时，若充入等体积的 CO2和 CO，平衡向逆反应方向移动 D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数 Kp24.0p总 4(2014上海化学，14)只改变一个影响因素，平衡常数 K 与化学平衡移动的关系叙述错误的是()AK 值不变，平衡可能移动 BK 值变化，平衡一定移动 C平衡移动，K 值可能不变 D平衡移动，K 值一定变化 5(2014四川理综，7)在 10 L 恒

4、容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g)，发生反应 X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：3 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol 实验 编号 温度/n(X)n(Y)n(M)700 0.40 0.10 0.090 800 0.10 0.40 0.080 800 0.20 0.30 A 900 0.10 0.15 B 下列说法正确的是()A实验中，若 5 min 时测得 n(M)0.050 mol，则 0 至 5 min时间内，用 N 表示的平均反应速率 v(N)1.0102 molL1min1 B实验中，该反应的平衡常数 K2.0 C实验中，达到平衡时，X 的转化率为

5、60%D实验中，达到平衡时，b0.060 6(2014课标全国，26)在容积为 1.00 L 的容器中，通入一定量的 N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：4(1)反应的 H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在 060 s 时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数 K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为 T，c(N2O4)以 0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经 10 s 后又达到平衡。aT_100(填“大于”或“小于”)，判断理由是 _。b列式

6、计算温度 T 时反应的平衡常数 K2_。(3)温度 T 时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。5 考点专练考点专练 24化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算 一年模拟试题精练 1.(2015重庆模拟)下列说法正确的是()A能自发进行的反应一定能迅速发生 B反应 NH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自

7、发进行的判据 D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 2(2015山东泰安期末)分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1 BAg(s)12Cl2(g)=AgCl(s)H127 kJmol1 CHgO(s)=Hg(l)12O2(g)H91 kJmol1 DH2O2(l)=12O2(g)H2O(l)H98 kJmol1 3(2015南昌调研)某恒定温度下，在一个 2 L 的密闭容器中充6 入 A 气体、B 气体，测得其浓度为 2 mol/L 和 1 mol/L；且发生如下反应：3A(g)2B(g)4C(

8、？)2D(？)已知“？”代表 C、D 状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，且反应前后压强比为 54，则下列说法中正确的是()该反应的化学平衡常数表达式为：Kc4（C）c2（D）c3（A）c2（B）此时 B 的转化率为 35%增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 增加 C 的量，A、B 转化率不变 A B C D 4(2015皖南八校联考，9)某温度下，在一个 2 L 的密闭容器中，加入 4 mol A 和 2 mol B，发生反应：3A(g)2B(g)4C(s)2D(g)，反应一段时间后达到平衡状态，测得生成 1.6 mol C。下列说法正确的是()A

9、该反应的化学平衡常数 Kc4（C）c2（D）c3（A）c2（B）BB 的平衡转化率是 40%C增大压强，化学平衡常数增大 D增加 B 的量，B 的平衡转化率增大 5(2015苏北四市期末，11)某温度下，密闭容器中 X、Y、Z、W 四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是()物质 X Y Z W 7 初始浓度/molL1 0.5 0.6 0 0 平衡浓度/molL1 0.1 0.1 0.4 0.6 A.反应达到平衡时，X 的转化率为 80%B该反应的平衡常数表达式为 Kc4（Z）c6（W）c4（X）c5（Y）C增大压强其平衡常数不变，但使平衡向生成 Z 的方向移动 D改变温度可以

10、改变此反应的平衡常数 6(2015西安交大附中月考，8)1 100 时，在一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)Ha kJ/mol(a0)，该温度下 K0.263，下列有关说法正确的是()A若生成 1 mol Fe，则吸收的热量小于 a kJ B若升高温度，则化学平衡逆向移动 C若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态 D 达到化学平衡状态时，若 c(CO)0.100 molL1，则 c(CO2)0.026 3 molL1 7(2015山东烟台质检，19)煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及产率等问题。已知：CO(g)H2O(g

11、)CO2(g)H2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/400 500 830 1 000 平衡常数 K 10 9 1 0.6 8 请回答下列问题：(1)上述反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，平衡_(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。(3)830 时，在恒容密闭容器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_(填字母序号)。A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 2 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5

12、 2 3 2(4)830 时，在 2 L 的密闭容器中加入 4 mol CO(g)和 4 mol H2O(g)，2 min 达到平衡时，CO 的转化率是_。(5)要提高 CO 的转化率，可采取的措施是_ _(至少写两点)。参考答案 考点专练 24化学反应的方向、化学平衡常数及转化率的计算【两年高考真题演练】9 1DA 项，由题意可知两种条件下 X、Y、Z 的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则 1m3，m2，正确；B 项，温度不变，平衡常数不变，正确；C 项，X、Y 的初始物质的量之比为 12，根据方

13、程式可知参加反应的 X、Y 的物质的量之比也为 12，故 X 与 Y 的平衡转化率之比为 11，正确；D 项，由方程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为 4 mol，则 Z 的物质的量为 4 mol10%0.4 mol，Z 的浓度为 0.4 mol2 L0.2 molL1，错误。2CA 项，升高温度，H2S 浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；B 项，通入 CO 气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率开始减小，错误；C 项，因为该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以有 K2 28 （n2）0

14、.1，解得 n7，正确；D 项，根据上述计算可知 CO的转化率为 20%，错误。3 BA 项，C(s)CO2(g)2CO(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故 v(正)、v(逆)均减小，平衡正向移动，错误；B 项，由图可知，650 时若设起始时 CO210 的体积为 1 L，平衡时 CO2消耗的体积为 x，则 C（s）CO2（s）2CO（g）V（始）10V（变）x2xV（平）1x2x 2x1x2x100%40.0%，x0.25 L，CO2的转化率为 25%，正确；C 项，由图可知，T 时平衡体系中 C

15、O 和 CO2的体积分数均为50%，故若恒压时充入等体积的 CO2和 CO 两种气体平衡不发生移动，错误；D 项，925 时，CO 的平衡分压 p(CO)p总96.0%，CO2的平衡分压 p(CO2)p总4%，根据化学平衡常数的定义可知 Kpp2（CO）p（CO2）（p总 96%）2p总 4.0%23.04 p总，错误。4D对于一个给定化学反应，化学平衡常数与温度有关。5CA 项，0 至 5 min 内，v(M)0.050 mol10 L5 min1103mol(Lmin)1，v(N)v(M)1103mol(Lmin)1，A 项错误；B 项，根据“三段式”：X(g)Y(g)M(g)N(g)初始

16、(molL1)0.010 0.040 0 0 转化(molL1)0.008 0.008 0.008 0.008 平衡(molL1)0.002 0.032 0.008 0.008 K0.008 molL1 0.008 molL10.002 molL1 0.032 molL11，B 项错误；实验，根据“三段式”得：11 X(g)Y(g)M(g)N(g)初始(molL1)0.020 0.030 0 0 转化(molL1)x x x x 平衡(molL1)0.020 x 0.030 x x x 根据温度不变，K 不变可得 x2（0.020 x）（0.030 x）1，x0.012 X 的转化率0.012

17、 molL10.020 molL1100%60%，C 项正确；由实验中数据可知该反应为放热反应，900 时的平衡常数应小于 800 时的平衡常数，假设实验中 K1，则（b10molL1）2（0.10b10）molL1（0.15b10）molL11 b0.06 综上所述，900 达到平衡时 b0。由 图 中 数 据 可 知，v(N2O4)0.100 molL10.040 molL160 s0.001 0 molL 1s 1，K1c2（NO2）c（N2O4）（0.120 molL1）20.040 molL10.36 molL1。(2)c(N2O4)减小，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，

18、应该是温度升高，即 T100，由 v(N2O4)计算出建立新平衡过12 程中 c(N2O4)减小值，再计算出新平衡时 c(N2O4)、c(NO2)，代入 K 的表达式中计算求得 K2。(3)因为 N2O4(g)2NO2(g)的逆反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡向逆反应方向移动。答案(1)大于0.001 00.36 molL1(2)a.大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 b.平衡时，c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1 c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.16 mo

19、lL1 K2c2（NO2）c（N2O4）（0.16 molL1）20.020 molL11.3 molL1(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动【一年模拟试题精练】1B能自发进行的反应并不一定能迅速发生，A 项错误；应将焓变和熵变二者综合起来即利用复合判据进行反应自发性的判断，C 项错误；D 项中使用催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应进行的方向，错误。2D反应自发进行的前提条件是反应的 HTS0，S0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于 B 项，H0，S0，在13 较低温度下，HTS0，S0，若使反应自发进行，即HTS0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时

20、能自发进行；对于 D 项，H0，在任何温度下，HTS0，即在任何温度下反应均能自发进行。3.D 3A（g）2B（g）4C（？）2D（？）开始（mol/L）：2100转化（mol/L）：0.60.40.80.4 平衡（mol/L）：1.40.60.80.4 设平衡时气体总的物质的量浓度为 x mol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：p前p后n1n23x，即543x，可知 x2.4，从而可知 C为固体或液体，D 为气体。故化学平衡常数的表达式为 Kc2（D）c3（A）c2（B），错误；B 的转化率为0.4 mol/L1 mol/L100%40%，错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，

21、增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，正确；由于 C 为固体或液体，所以增加 C 的量，平衡不发生移动，A、B 的转化率不变，正确。4B化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质 C 是固体，A 错误；根据化学方程式可知，平衡时 B 减少的物质的量是 1.6 mol0.50.8 mol，故 B 的平衡转化率为 40%，B 正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强时化学平衡常数不变，C 错误；增加 B 的量，平衡向正反应方向移动，A 的转化率增大，而 B 的转化率减小，D 错误。5 C反应达到平衡时，X 的转化率0.4 molL10.5 molL1100%1

22、4 80%，A 项正确；B 项，从表中数据可推出其反应物质的化学计量数比例为 0.40.50.40.64546，B 项正确；C 项，增大压强其平衡常数不变，但该反应为气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C 项错误；平衡常数只与温度有关，D 项正确。6D选项 A，若生成 1 mol Fe，则根据热化学方程式可知，吸收的热量为 a kJ；选项 B，升高温度，平衡正向移动；选项 C，反应前后气体分子数不变，任何时刻压强都不变；选项 D，根据 Kc（CO2）c（CO）0.263 可知，若 c(CO)0.100 molL1，可得 c(CO2)0.026 3 molL1。7解析(1)根据表格数据可知，反应温度越高化学平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。(2)其他条件不变，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动。(3)830 时，若 QK1，反应向正反应方向进行。(4)根据 830 时平衡常数 K1 列式计算得，反应开始至平衡，转化了2 mol CO，故 CO 的转化率为 50%。(5)根据 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，结合化学平衡移动原理，即可得出提高 CO 转化率的措施。答案(1)放热(2)逆向移动(3)BC(4)50%(5)增加 H2O(g)的量、降低反应温度、及时分离出 CO2和 H2等