2023届新高考新教材一轮复习人教版第七章第3讲　化学平衡常数　化学反应进行的方向作业.docx

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1、第七章 第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1下列有关反应限度的叙述正确的是()A使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度B依据焓判据：NH4HCO3受热分解可自发进行C大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度DFeCl3与KSCN反应达到平衡时，向其中滴加少量KCl溶液，则溶液颜色变深解析：CA项，使用催化剂，可降低反应的活化能，改变反应的途径，加快反应速率，但不影响平衡移动，故A错误；B项，反应向焓变减少的方向进行，NH4HCO3受热分解是吸热反应，不能自发进行，故B错误；C项，绝大多数化学反应都存在一定的可逆性，只是可逆性的程度不

2、同，反应在一定条件下都有一定的限度，故C正确；D项，FeCl3与KSCN反应达到平衡时，溶液中存在平衡Fe33SCNFe(SCN)3，滴入少量KCl溶液，溶液体积增大，平衡体系中各离子的浓度都降低，平衡向左移动，溶液颜色变浅，故D错误。2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解析：BA碘钨

3、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

4、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。3一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2(橙黄色液体)Cl2(气)2SCl2(鲜红色液体)H61.16 kJmol1。下列说法正确的是()A达到平衡时，单位时间里消耗n mol S2Cl2的同时也生成n mol Cl2B增大压强，平衡常数将增大C达到平衡时，若升高温度，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解析：AA根据方程式可知单位时间里消耗n mol S2Cl2的需要消耗n mol Cl2，同时生成n mo

5、l Cl2，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。4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)HK()，B错误；C.容器从正反应方向开始，容器从逆反应方向开始，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，升高温度，化学平衡逆向移动，因此

6、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、的温度不相同，容器的温度高于700 ，容器温度低于700 。若容器的温度也是700 ，一个从正反应方向开始，一个从逆反应方向开始，中CO的转化率与容器中CO2的转化率之和等于1，但容器温度低于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。6人体内的血红蛋白(Hb)可与O2结合，Hb也可以与CO结合，涉及原理如下：反应：Hb(aq)O2(g)HbO2(aq)H10反应：Hb(aq)CO(g)HbCO(aq)H20反应：HbO2(aq)CO(g)HbCO(aq)O

7、2(g)H30下列说法不正确的是()AH1H2B反应与反应在较低温度能自发进行C从平原初到高原，人体血液中c(HbO2)将降低D将CO中毒的人转到高压氧仓中，反应平衡正移，c(HbO2)增大，反应正移解析：DA根据反应原理和盖斯定律可知，H3H2H1，由于H3H2，A正确；B.反应与反应中，正反应气体体积减小，故为熵减，S0，H1和H2均小于0为放热反应，根据GHTS0反应才能自发进行，要使Gac，下列说法正确的是()AT1小于T2BT1时该反应的平衡常数为 mol2L2CT1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

8、 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解析：ABA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正确；B项，假设CH4转化了x mol，由题意建立如下三段式： CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)起始： 2 mol 2 mol 0 0变化： x mol x mol 2x mol 2xmol平衡： (2x) mol (2x) mol 2x mol 2xmol根据题意得：(2x)mol2x mol，解得x2/3 mol，则平衡常数K mol2L2，故B正确；C项，T1时向1 L密闭容器中

9、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，浓度商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，反应向正反应方向移动，故D错误。9已知反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数与温度的关系如下表。830 时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8

10、mol Y，反应初始4 s内v(X)0.005 mol/(Ls)。下列说法正确的是()温度/70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4A.4 s时容器内c(Y)0.76 molL1B830 达平衡时，X的转化率为80%C反应达平衡时，升高温度，平衡正向移动D1200 时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数K0.4解析：B反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)0.005 mol/(Ls)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)v(X)0.005 mol/(Ls)，则4 s内c(Y)0.005 molL1s14 s0.02 mol/L，Y的起始浓度为

11、0.4 mol/L，故4 s时c(Y)0.4 mol/L0.02 mol/L0.38 mol/L，A项错误；设平衡时A的浓度变化量为x，则： X(g) Y(g) R(g) Q(g)开始(mol/L) 0.1 0.4 0 0变化(mol/L) x x x x平衡(mol/L) 0.1x 0.4x x x故1.0，解得x0.08，所以平衡时X的转化率为100%80%，B项正确；由表格可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C项错误；1200 时反应X(g)Y(g)R(g)Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1200 时反应R(g)Q(g)X(g)Y(g)的平衡常数的值为2.5，D项错误。10

12、科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是()温度(K)化学平衡常数.C2H5OH(g)C2H4(g)H2O(g).2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)H2O(g)5003.20.807007.70.1490012.30.12A升高温度，反应的速率加快，反应的速率减慢B通过改变温度和压强均能促进反应而抑制反应C降低温度使C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)H2O(g)平衡逆向移动D500 K，C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)H2O(g)的化学平衡常数为12.8解析：CDA项，升高温度，反应速率加快，故反应、的速

13、率均加快，故A错误；B项，由温度升高，反应的平衡常数增大，反应的平衡常数减小，可知反应为吸热反应，反应为放热反应，故改变温度促进反应即为升高温度，可使反应平衡向逆反应方向移动，即抑制反应；但由于反应的左侧化学计量数等于右侧化学计量数之和，故改变压强不能使反应平衡移动，即不能促进反应也不能抑制反应，故B错误；C项，由反应2反应可得C中反应C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)H2O(g)，若反应平衡常数为K1，反应平衡常数为K2，则C中反应的化学平衡常数K，计算得C中反应在温度为500 K、700 K、900 K时的化学平衡常数分别为12.8、423.5、1260.75，随温度升高，化学平衡常

14、数增大，故C中反应为吸热反应，故降低温度，平衡逆向移动，故C正确；D项，由C中分析知，500 K时该反应的化学平衡常数为12.8，故D正确。三、非选择题11不同温度、压强下，在合成氨平衡体系中N2(g)3H2(g)2NH3(g)，NH3的物质的量分数见表(N2和H2起始物质的量之比为13)：氨的平衡含量(%)/温度/压强(MPa)20306010020086.489.995.498.830064.271.084.292.640038.247.065.279.850019.126.442.257.5(1)已知该反应在2 L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增加了1.7 g，则此段时间内H2的平

15、均反应速率为_ mol/(Lmin)。(2)该反应的平衡常数表达式_，升高温度，K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。T (K3.6)的某一时刻下，c(N2)1 mol/L，c(H2)3 mol/L，c(NH3)9 mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时反应速率是v正_v逆(填“”“”或“”)。(3)合成氨是生产条件一般为压强在20 MPa50 MPa，温度为500 左右，选用该条件的主要原因是_。(4)从表中数据可知，在该条件下氨的平衡含量并不高，为提高原料利用率，工业生产中采取的措施是_。解析：(1)1.7 g氨气的物质的量为：0.1 mol，v(NH

16、3)0.01 mol/(Lmin)，v(H2)0.01 mol/(Lmin)0.015 mol/(Lmin)；(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K，根据表中数据，压强相同时，温度越高氨气的体积分数越小，说明升高温度后平衡向着逆向移动，导致生成物浓度减小，反应物浓度增大，则升高温度后平衡常数K减小；T (K3.6)的某一时刻下，c(N2)1 mol/L，c(H2)3 mol/L，c(NH3)9 mol/L，此时的浓度商Q3v逆；(3)由于压强太高，对生产设备要求也高，难以实现，且温度降低时反应速率过低，500 左右催化剂的活性最大，所以合成氨生产条件一般为压强在20 MPa50

17、 MPa，温度为500 左右；(4)及时分离出NH3，平衡N2(g)3H2(g)2NH3(g)正向移动，原料利用率提高。答案：(1)0.015(2)减小否(3)压强太高，对生产设备要求也高，难以实现，且温度降低时反应速率过低，500 左右催化剂的活性最大(4)及时分离出NH312五氯化磷( PCl5)是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)H93.0 kJ/mol。某温度下，在容积恒定为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示。t/s0501502503

18、50n(PCl5)/mol00.240.360.400.40(1)0150 s内的平均反应速率v(PCl3)_ molL1s1。(2)该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为(可用分数表示)_。(3)反应至250 s时，该反应放出的热量为_ kJ，Cl2转化率为_。(4)下列关于上述反应的说法中，正确的是(填字母序号)_。a无论是否达平衡状态，混合气体的密度始终不变b300 s时，升高温度，正、逆反应速率同时增大c350 s时，向该密闭容器中充入氮气，平衡向正反应方向移动(5)温度为T1时，混合气体中PCl5的体积分数随时间t变化的示意图如图。其他条件相同，请在图中画出温度为T2(T2T1)时，

19、PCl5的体积分数随时间变化的曲线。解析：(1)由化学方程式可知，生成0.36 mol PCl5需要0.36 mol PCl3，所以v1.2103 molL1s1；(2)平衡时，c(PCl3)mol/L0.8 mol/L，c(Cl2) mol/L0.3 mol/L，c(PCl5)mol/L0.2 mol/L，K；(3)反应至250 s时，n(PCl5)0.40 mol，反应放出的热量为0.4093.0 kJ37.2 kJ；此时氯气反应了0.40 mol，则氯气的转化率为100%40%；(4)a.混合气体密度混合气体总质量/容器体积，两者都恒定，所以混合气体密度恒定，a正确；b.只要升高温度，不

20、论正逆反应，化学反应速率都会提高，b正确；c.恒温恒容下充入与反应无关的其他气体，总压强增大，但各反应物浓度不变，平衡不移动，c错误；(5)温度为T1时，混合气体中PCl5的体积分数随时间t变化的示意图如图。其他条件相同，升高温度，即温度为T2时，反应速率加快，同时平衡逆向进行，PCl5的体积分数减小。答案：(1)1.2103(2)(3)37.240%(4)ab(5)13合成气是一种重要的化工原料气，可以合成甲醇、甲酸甲酯、二甲醚等化工产品。甲烷、二氧化碳自热重整制合成气的主要反应有：.CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) H1820.6 kJmol1.CH4(g)CO2(g)2

21、CO(g)2H2(g) H2247.3 kJmol1.CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H3206.1 kJmol1.CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H4回答下列问题：(1)反应的H4_kJmol1。(2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入2 mol CH4(g)、1 mol CO2(g)、1 mol H2O(g)和适量O2(g)发生上述反应，达到平衡时，容器中CH4(g)为a mol，CO2(g)为b mol，H2O(g)为c mol，此时CO(g)的浓度为_molL1(用含a、b、c、V的代数式表示，下同)，反应的平衡常数为_。(3)不同温度下，向体

22、积为V L的含少量O2的密闭容器按照n(CO2)n(CH4)1投料，实验测得平衡时n(H2)n(CO)随温度的变化关系如图1所示：压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_，判断的依据是_。压强为p2时，随着温度升高，n(H2)n(CO)先增大后减小。温度Tm前后，随着温度升高n(H2)n(CO)变化的原因分别是_。根据图1、图2，为提高CO的选择性可采取的措施为_。A提高n(O2)n(CH4)比例B降低n(CO2)n(CH4)比例C高温、高压D低温、低压解析：(1)根据盖斯定律，反应，则H4H2H3247.3 kJmol1206.1 kJmol141.2 kJmol1；(2)通入2 mol CH

23、4(g)、1 mol CO2(g)、1 mol H2O(g)和适量O2(g)，达到平衡时，容器中CH4(g)为a mol，CO2(g)为b mol，H2O(g)为c mol，设H2(g)的物质的量为x，CO(g)的物质的量为y，由C、H原子守恒有：，解得x52ac，y3ab，即n(H2)(52ac)mol，n(CO)(3ab)mol，此时c(CO)molL1；反应 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)平衡时/mol b 52ac 3ab c则K；(3)由反应可知，反应、是气体分子数目增大的反应，减小压强平衡正向移动，n(H2)增加的程度大于n(CO)，则压强p1、p2、p3由大到小的顺

24、序为p3p2p1；由图1可知，压强为p2时，随着温度升高，n(H2)n(CO)先增大后减小，原因是反应、均为吸热反应，升高温度平衡、均正向移动，TTm后，对反应的促进作用更大，n(CO)增加的更多；A项，根据图2，提高n(O2)n(CH4)比例，可提高CO的选择性，故A符合题意；B项，根据图2，降低n(CO2)n(CH4)比例，不能提高CO的选择性，故B不符合题意；C项，根据图1，升高温度、增大压强时n(H2)n(CO)比例减小，即CO的选择性提高，故C符合题意；D项，根据C项分析，低温、低压时CO的选择性降低，故D不符合题意。答案：(1)41.2(2)(3)p3p2p1反应、是气体分子数目增大的反应，减小压强平衡正向移动，n(H2)增加的程度大于n(CO)升高温度平衡、均正向移动，TTm后，对反应的促进作用更大，n(CO)增加的更多AC