2023届新高考一轮复习化学平衡常数及反应进行的方向作业.docx

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1、化学平衡常数及反应进行的方向一、选择题1一定条件下，下列反应不可能自发进行的是()A2O3(g)=3O2(g)H0CN2(g)3H2(g)2NH3(g)H0解析：反应自发进行的判断依据是HTS0，反应非自发进行，据此判断。A项，H0，可满足HTS0，S0，温度较高时即可满足HTS0，反应能自发进行，不符合题意；C项，H0，S0，温度较低时即可满足HTS0，S0，不能自发进行，符合题意。答案：D2下列说法不正确的是()ANa与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行B氨气和氯化氢反应生成氯化铵晶体是熵减的反应C吸热反应一定是非自发进行的DMg(OH)2固体在溶液中存在平衡：Mg(OH)2(

2、s)Mg2(aq)2OH(aq)，该固体可溶于NH4Cl溶液解析：化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。答案：C3N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H0。一定温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表。下列说法错误的是()时间/s05001 0001 500c(N2O5)/(molL1)0.500.350.250.25A500 s时O2的浓度为0.075 molL1B平衡后，升高温度，正反应速率先增大后减小C平衡后，要使平衡常数增大，改变的条件是升高温度D1 000 s时将容器的体积缩小一半，重新达到平衡时0.25 molL

3、1c(N2O5)0.50 molL1解析：根据表格信息，在500 s时，c(N2O5)变化量为0.50 molL10.35 molL10.15 molL1，则O2的浓度为0.075 molL1，选项A正确；该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率先增大后减小，选项B正确；该反应是吸热反应，升高温度，K增大，选项C正确；1 000 s时反应达到平衡，平衡时c(N2O5)0.25 molL1，其他条件不变，将容器的体积缩小一半，若平衡不移动，此时N2O5的浓度为0.5 molL1，由于体积减小，压强增大，平衡向逆反应方向移动，则达到新平衡时，c(N2O5)0.5 molL1

4、，选项D错误。答案：D4放热反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，平衡时c1(CO)c1(H2O)1.0 molL1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则()AK1和K2的单位均为molL1BK1c2(CO)解析：由化学平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，则平衡常数表达式K，所以K的单位为1，不是molL1，故A项错误；升高反应体系的温度至t2时，正向反应是放热反应，所以温度升高，平衡向吸热反应方向进行，即平衡逆向进行，K2c1(CO)，故D项错误。答案：C5在体积

5、均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的炭粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应：CO2(g)C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中、点均处于曲线上)。下列说法正确的是()A反应：CO2(g)C(s)2CO(g)的S0、H0B体系的总压强p总：p总(状态)2p总(状态)C体系中c(CO)：c(CO，状态)2c(CO，状态)D逆反应速率：v逆(状态)v逆(状态)解析：由气体的化学计量数增大可知S0，又因图中温度高，平衡时c(CO2)小，则升高温度，平衡向正反应方向移动，可知H0，故A项错误；分

6、别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，点所在曲线为加入0.1 mol CO2，点所在曲线为加入0.2 mol CO2，若平衡不移动，体系的总压强为p总(状态)2p总(状态)，但加压使CO2(g)C(s)2CO(g)的平衡向逆反应方向移动，故体系的总压强为p总(状态)2p总(状态)，故B项错误；状态、状态的温度相同，状态看作先加入0.1 mol CO2，与状态平衡时CO的浓度相同，再加入0.1 mol CO2，若平衡不移动，状态CO的浓度等于2倍，但再充入CO2，相当增大压强，平衡向逆反应方向移动，消耗CO，则c(CO，状态)2c(CO，状态)，故C项正确；状态、状态的温度不同，

7、温度高，反应速率大，则逆反应速率为v逆(状态)v逆(状态)，故D项错误。答案：C6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)K1。反应前CO物质的量为1 mol，平衡后CO物质的量为0.8 mol。下列说法正确的是()A羰基硫的结构式为OCSB通入CO后，正反应速率逐渐增大C再加入0.1 mol H2S和0.1 mol H2，平衡不移动D反应前H2S物质的量为0.25 mol解析：羰基硫的结构式为O=C=S，故A项错；通入CO后，正反应速率迅速增大，故B项错；再加入

8、0.1 mol H2S和0.1 mol H2，设反应平衡时H2S物质的量为x，恒容密闭容器的体积为V(L)，则 CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)起始浓度/(molL) 0 0变化浓度/(molL) 平衡浓度/(molL) 根据K1，解得x0.05 mol。再加入0.1 mol H2S和0.1 mol H2时，各物质的物质的量浓度变为CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g) 此状态的浓度商Q，代入数据解得Q0.5 1，平衡向正反应方向移动，故C项错；根据选项C的分析可知，反应前H2S的物质的量为0.25 mol，故D项正确。答案：D7下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)

9、与温度的关系分别如下表所示。则下列说法正确的是()化学反应平衡常数温度973 K1 173 KFe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)H1K11.472.15Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)H2K22.381.67CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H3K3？AH10，H20B反应、的反应热满足关系：H2H1H3C反应、的平衡常数满足关系：K1K2K3D要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施解析：反应温度升高，K增大，则反应为吸热反应，H10，反应温度升高，K减小，则反应为放热反应，H20，故A项错误；根据盖斯定律可得，反应：，则有H2H1

10、H3，故B项正确；K1，K2，K3，则有K2K1K3，故C项错误；根据K2K1K3，可知反应在973 K时的K(1.62)比在1 173K时的K(0.78)大，即温度升高，K减小，则反应为放热反应，所以要使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施，故D项错误。答案：B8在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表。下列说法错误的是()物质XYZ初始浓度/(molL1)0.10.20平衡浓度/(molL1)0.050.050.1A反应达到平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数的值为1 600C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常

11、数增大D改变温度可以改变此反应的平衡常数解析：反应达到平衡状态时，X的转化率100%50%，故A项正确；根据表中数据知，反应达到平衡状态时c(X)(0.10.05)molL10.05 molL1、c(Y)(0.20.05)molL10.15 molL1、c(Z)(0.10)molL10.1 molL1，同一反应中同一段时间内各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，所以X、Y、Z的计量数之比0.05 molL10.15 molL10.1 molL1132，故其方程式为X3Y2Z，化学平衡常数K1 600，故B项正确；该反应前后气体体积减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数只与温度有关，

12、温度不变，化学平衡常数不变，故C项错误；平衡常数只受温度的影响，温度改变时，化学平衡常数一定变化，故D项正确。答案：C二、非选择题9煤燃烧产生的烟气中含有SO2和NOx，用NaOH、NaClO、Ca(ClO)2等溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。请回答下列问题：(1)下列关于吸收SO2过程发生的有关反应，用下列方程式表示：SO2(g)2OH(aq)=SO(aq)H2O(l)k1；ClO(aq)SO(aq)=SO(aq)Cl(aq)k2；CaSO4(s)=Ca2(aq)SO(aq)k3。k1、k2、k3分别表示反应、的化学平衡常数，则反应：SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(

13、aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的化学平衡常数K_(用k1、k2、k3表示)。(2)SO2的水溶液中存在歧化反应：3SO22H2O2H2SO4S，I可作为该反应的催化剂，催化过程如下：a：SO24I4H=S2I22H2O；b：I22H2OSO2=SO2I4H。欲探究反应a和b的反应速率与歧化反应的速率的关系，设计实验如下：将18 mL SO2的水溶液分别加入2 mL下列试剂中，密闭放置，观察现象。(已知I2易溶于KI溶液，溶液呈棕褐色)编号试剂0.4 molL1 KI0.4 molL1 KI、0002 mol I2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液由棕褐色很快褪色为无色，

14、然后变为黄色，出现浑浊，较快由实验现象可得出反应a与反应b的速率：v(a)_v(b)(填“”“”或“”)；测得反应：3SO22H2O2H2SO4S在实验中，部分物质的物质的量的变化如图所示(设混合溶液的体积为两溶液的体积之和)，则N表示_(填物质的名称)的变化曲线。该反应在实验条件下进行，15 min时达到化学平衡状态，用SO2表示该反应前15 min内的平均反应速率为_molL1min1；下列叙述能说明反应：3SO2(aq)2H2O(l)=2H2SO4(aq)S(s)已达到平衡状态的是_(填字母)。A生成1.5 mol SO2的同时消耗1 mol H2SO4B反应过程中，溶液中的分子总数不再

15、变化C恒温恒容时，混合溶液中硫酸的密度保持不变D绝热恒容时，反应的化学平衡常数不再变化解析：(1)根据盖斯定律，反应：可得SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)K，k1，k2，k3c(Ca2) c(SO)，K。(2)由实验现象可知，同时加入KI和碘单质时出现浑浊的速度比只加入KI要快，故v(a)v(b)；由题图可知，N的物质的量增大，则N是生成物，15 min共生成0.003 mol N，同时消耗0.015 mol0.006 mol0.009 mol M，可以推知反应速率v(M)3v(N)，由方程式：3SO22H2O2H2SO4S可知，

16、M为SO2，N为硫；用SO2表示该反应前15 min内的平均反应速率为v(SO2)0.03 molL1min1；生成1.5 mol SO2的同时消耗1 mol H2SO4描述的都是逆反应的速率，不能说明反应达到平衡，A项错误；3SO2(aq)2H2O(l)2H2SO4(aq)S(s)可以看成是分子数减小的反应，当溶液中的分子总数不再变化时，说明反应到达平衡，B项正确；恒温恒容时，混合溶液中硫酸的密度保持不变说明硫酸的物质的量不变，说明反应到达平衡，C项正确；温度不变，化学平衡常数不变，所以反应的化学平衡常数不再变化时，说明反应放热和吸热相等，说明反应到达平衡，D项正确；答案选BCD。答案：(1

17、)(2)硫0.03BCD10以CH4、CO2为原料合成乙酸，是综合开发温室气体资源的新方向。.CH4CO2催化重整间接制乙酸。CH4CO2催化重整制合成气，再利用合成气制乙酸，涉及的反应如下：反应：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)H1反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H290.9 kJmol1 反应：CH3OH(g)CO(g)CH3COOH(g)H3118.2 kJmol1(1)已知：CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)H37.9 kJmol1，则“反应”的H1_。(2)“反应”的化学反应速率vkpm(CH4)pn(CO2)，k为速率常数。1 123 K和1

18、173 K时，分别保持p(CO2)或p(CH4)不变，测得速率v与p(CH4)、p(CO2)的关系如图1、图2所示：由图1、图2可知，下列叙述正确的是_(填字母)；A当10 kPap(CH4)25 kPa时，m1B其他条件不变，增大p(CO2)，速率v不一定增大Ca、b、c三点速率常数的大小关系为：kakbkc若初始时按n(CH4)n(CO2)11进气，且kb1.3102 molg1s1kPa2，则b点的化学反应速率v_molg1s1。(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，发生“反应”。在923 K和1 173 K时，CH4(g)的转化率()与时间(t)的关

19、系如图3所示。923 K时，CH4(g)的平衡转化率_，若平衡时体系的总压强为p0，平衡常数K923 K_(用含p0的代数式表示)。.CH4CO2两步法制乙酸。(4)反应：CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行(如图4)，可在较温和的条件下实现上述转化，具体过程：第二步反应的化学方程式为_；为增大CH3COOH的平衡产率，从温度角度考虑，第一步反应在高温下进行，第二步反应在_进行；从H2浓度的角度考虑，应采取的措施是_。解析：.(1)根据盖斯定律，反应：可得总反应：CH4(g)CO2(g)CH3COOH(g)H37.9 kJmol1，则H1H

20、2H3H，故H1HH2H337.9 kJmol1(90.9 kJmol1)(118.2 kJmol1)247.0 kJmol1。(2)当10 kPap(CH4)25 kPa时，由题图1速率随甲烷的分压变化图可知，图象为一条直线，故斜率为1，则m1，故A项正确；由题图2速率随二氧化碳的分压变化图可知，其他条件不变，增大p(CO2)，在p(CO2)的值为25 kPa时，速率不再发生变化，故速率v不一定增大，故B项正确；由题图1可知，vavbvc，a和b的p(CH4)相等，根据公式：vkpm(CH4)pn(CO2)，由vavb可知，kakb，三个点中c点p(CH4)值最小，故无法得出c点速率常数最小

21、关系，故C项错误；答案选AB；若初始时按n(CH4)n(CO2)11进气，则b点的化学反应速率vkpm(CH4)pn(CO2)，已知：kb1.3102 molg1s1kPa2，CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)，由题图1可知，当10 kPap(CH4)25 kPa时，m1，n1，vbkb20 kPa20 kPa1.3102 molg1s1kPa2400 kPa25.2 molg1s1。(3)反应：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)H247.0 kJmol1，正反应吸热，升高温度，反应向正反应方向移动，CH4(g)的转化率增大，则平衡时CH4(g)的转化率为98%的曲

22、线为温度1 173 K时的平衡曲线，60%的曲线为温度923 K时的平衡曲线，由曲线可知，923 K时，CH4(g)的平衡转化率60%，若平衡时体系的总压强为p0，设CH4和CO2的初始投入物质的量为1 mol，923 K平衡时，CH4(g)的平衡转化率60%，列“三段式”：CH4(g)CO2(g)2H2(g)2CO(g)起始量/mol 1 1 0 0变化量/mol 0.6 0.6 1.2 1.2平衡量/mol 0.4 0.4 1.2 1.2则平衡常数K923 Kp或1.265 625p。.(4)根据题图4，第二步反应的化学方程式为CO2Co3C2H2CH3COOH3Co；根据题图4可知，第二

23、步反应为放热反应，从温度角度考虑，为了增大CH3COOH的平衡产率，要使反应正向移动(放热的方向)，应降低温度，所以第二步反应在低温下进行；从H2浓度的角度考虑，第一步反应中氢气为生成物，要使平衡向正反应方向进行，则应该减小氢气的浓度(或压强)，对于第二步反应，氢气为反应物，可增大氢气的浓度(或压强)，促使平衡向正反应方向移动，使CH3COOH的平衡产率增大。答案：.(1)247.0 kJmol1(2)AB5.2(3)60%p(或1.265 625p).(4)CO2Co3C2H2CH3COOH3Co低温第一步中减小氢气的浓度(或压强)，第二步中增大氢气的浓度(或压强)11CoS2催化CO烟气脱

24、硫具有广阔的工业化前景。回答下列问题：(1)已知：CoS2(s)CO(g)CoS(s)COS(g)H1；2COS(g)SO2(g)3S(s)2CO2(g)H2；S(s)CoS(S)CoS2(s)H3。则2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(s)H4_(用含H1、H2、H3的代数式表示)。(2)在恒温、恒压的容器中模拟回收硫，加入SO2起始量均为1 mol，测得CO2的平衡体积分数随CO和SO2的投料比变化如图1：当投料比为2时，t min时测得SO2转化率为50%，则用S的生成速率表示的反应速率v_gmin1；当投料比为3时，CO2的平衡体积分数对应的点是_。(3)向体积均为1 L的恒温、

25、恒容密闭容器通入2 mol CO和1 mol SO2。反应体系总压强随时间的变化如图2：相对于曲线，曲线改变的外界条件是_；SO2的平衡转化率为_，平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，不考虑有关量的单位)。解析：(1)根据盖斯定律可知，反应：22可得：2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(s)H42H1H22H3。(2)当投料比为2时，t min时测得SO2转化率为50%，则有 2CO(g)SO2(g)2CO2(g)S(s)起始量/mol21 0 0变化量/mol 1 0.5 1 0.5平衡量/mol 1 0.5 1 0.5S的生成速率v gmin1；当投料比为3时，相当于在投料比

26、为2达到平衡时再充入1 mol的CO，平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理可知达到平衡时，CO2的体积分数小于投料比为2达到平衡时CO2的体积分数，故对应的点是C。(3)由图象可知，曲线、达到平衡时压强不变，则平衡不移动，但曲线达到平衡的时间变短，则曲线使用(或使用更高效)催化剂；恒温、恒容密闭容器中气体的压强与物质的量成正比，设反应消耗SO2物质的量为x mol，则有 2CO(g)SO2(g) 2CO2(g)S(s)起始值/mol21 00变化值/mol 2x x 2x x平衡值/mol 22x 1x 2x x则x0.75，SO2的平衡转化率为100%75%，则平衡时n(CO)0.5 mo

27、l，n(SO2)0.25 mol，n(CO2)1.5 mol，则平衡常数Kp0.675。答案：(1)2H1H22H3(2)C(3)使用(或使用更高效)催化剂75%0.67512(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器内，进行反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。得到如下两组数据：实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需要的时间/minH2OCOH2CO1650241.62.452900120.41.63实验1中以v(CO2)表示的反应速率为_。该反应为_(填“吸”或“放”)热反应。(2)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol的CO

28、和6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：由图可知反应在t1、t3、t7时都达到平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试从以下措施中选出适宜的改变条件：t2_，t8_；(此处两空均填下列选项字母)a增加CO的物质的量b加催化剂c升高温度d压缩容器体积e将CH3OH气体液化f充入氦气若t4时降压，t5时达到平衡，t6时为增大反应物的浓度，请在图中画出t4t6时逆反应速率与时间的关系曲线。解析：(1)由表中数据可知，CO的物质的量变化量为4 mol2.4 mol1.6 mol，v(CO)0.16 molL1min

29、1，速率之比等于化学计量数之比，故v(CO2)v(CO)0.16 molL1min1。由表中数据可知，实验1中CO的物质的量变化量为4 mol2.4 mol1.6 mol，实验1中CO的转化率为100%40%，实验2中CO的物质的量变化量为2 mol1.6 mol0.4 mol，实验2中CO的转化率为100%20%，则实验1的转化率大于实验2，则说明温度升高，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应。(2)根据题图可知，t2速率增大，平衡向逆反应方向移动，根据反应特点，改变的条件为升高温度，答案选c；t8时反应速率增大，但平衡未移动，故使用了催化剂，答案选b；t4时降压，速率减小，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，反应速率增大，故t4t6时逆反应速率与时间的关系曲线如图。答案：(1)0.16 molL1min1放(2)cb见解析