课时跟踪检测二十五化学平衡常数化学反应进行的方向化学高考备考宝典人教版Word格式.docx

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在此平衡体系中加入1molZ（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（　　）

A．m＝2

B．两次平衡的平衡常数相同

C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1

D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·

L－1

选D　A项，根据再次加入1molZ（g），平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。

B项，由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。

C项，因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。

D项，该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4mol×

10%＝0.4mol，容器体积为2L，Z的浓度为0.2mol·

L－1。

5．已知在25℃时，下列反应的平衡常数如下：

①N2（g）＋O2（g）2NO（g）　K1＝1×

10－30

②2H2（g）＋O2（g）2H2O（g）　K2＝2×

1081

③2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）　K3＝4×

10－92

A．NO分解反应：

NO（g）

N2（g）＋

O2（g）的平衡常数为1×

B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O

C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>

H2O>

CO2

D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大

选C　A项，NO（g）

O2（g）的平衡常数为（

）

＝1015，错误；

B项，H2和O2之间的反应需要点燃才能进行，错误；

C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×

1030、5×

10－82、4×

10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；

D项，反应②为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。

6．某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应：

aA（g）＋B（g）C（g）＋D（g），5min后达到平衡。

已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则（　　）

A．a＝3　　　　　　　　　　B．a＝2

C．B的转化率为40%D．B的转化率为60%

选C　若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a＝1，选项A、B错误；

设B的转化率为x，列出三段式：

　　　　　　　　A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）

初始物质的量/mol2300

变化物质的量/mol3x3x3x3x

平衡物质的量/mol2－3x3－3x3x3x

＝1，解得x＝0.4，即B的转化率为40%。

7．（2016·

清华附中模拟）80℃时，2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O4===2NO2　ΔH＝＋QkJ·

mol－1（Q>

0），获得如下数据：

时间/s

20

40

60

80

100

c（NO2）/（mol·

L－1）

0.00

0.12

0.20

0.26

0.30

下列判断正确的是（　　）

A．升高温度该反应的平衡常数K减小

B．20～40s内，v（N2O4）＝0.004mol·

L－1·

s－1

C．反应达平衡时，吸收的热量为0.30QkJ

D．100s时再通入0.40molN2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大

选C　该反应为吸热反应，温度升高，平衡向吸热的方向移动，即正反应方向移动，平衡常数K增大，故A错误；

20～40s内，v（NO2）＝

＝

＝0.004mol·

s－1，

v（N2O4）＝

v（NO2）＝0.002mol·

s－1，故B错误；

浓度不变时，说明反应已达平衡，反应达平衡时，生成NO2的物质的量为0.30mol·

L－1×

2L＝0.60mol，由热化学方程式可知生成2molNO2吸收热量QkJ，所以生成0.6molNO2吸收热量0.3QkJ，故C正确；

100s时再通入0.40molN2O4，平衡状态相当于增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，故D错误。

8．碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。

碘水中加入KI溶液发生反应：

I2（aq）＋I－（aq）I

（aq），该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是（　　）

A．上述正反应为放热反应

B．上述体系中加入苯，平衡不移动

C．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质

D．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液

选B　由图中可看出，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；

加入苯后能将溶液的碘单质萃取，降低了溶液中c（I2），平衡逆向移动，B项错误；

硫粉中的碘单质在加入KI后，碘单质生成KI3而除去，C项正确；

配制碘水时，加入KI溶液，使得平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，D项正确。

9．（2016·

洛阳模拟）化学平衡状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的相关数据如下表：

编号

化学方程式

平衡常数

温度

979K

1173K

Ⅰ

Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）

K1

1.47

2.15

Ⅱ

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

K2

1.62

b

Ⅲ

Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）

K3

a

1.68

根据以上信息判断，下列结论错误的是（　　）

A．a>

B．增大压强，平衡状态Ⅱ不移动

C．升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动

D．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应

选C　Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g），K1＝

，　

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），K2＝

Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g），K3＝

，

同温度下，K2＝

，K3＝K1·

K2,979K平衡常数a＝1.47×

1.62＝2.38,1173K平衡常数b＝

＝0.78。

计算分析可知a>

b，故A正确；

反应ⅡCO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，故B正确；

计算得到平衡常数，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，平衡逆向进行，故C错误；

反应Ⅱ的平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，故D正确。

10．（2015·

安徽高考）汽车尾气中NO产生的反应为N2（g）＋O2（g）2NO（g）。

一定条件下，等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应，右图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是（　　）

A．温度T下，该反应的平衡常数K＝

B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0　

选A　A项，由曲线a可知，达到平衡时c（N2）＝c1mol·

L－1，则生成的c（NO）＝2（c0－c1）mol·

L－1，故K＝

。

B项，反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。

C项，催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c（N2）仍为c1mol·

D项，若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c（N2）减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>

0。

11．（2016·

沈阳模拟）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.44kJ·

mol－1；

其部分工艺流程如图：

反应体系中各组分的部分性质见下表：

气体

氮气

氢气

氨

熔点（℃）

－210.01

－252.77

－77.74

沸点（℃）

－195.79

－259.23

－33.42

回答下列问题：

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：

______________，随着温度的升高，K值________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）平衡常数K值越大，表明________（填字母）。

A．N2的转化率越高

B．NH3的产率越大

C．原料中N2的含量越高

D．化学反应速率越快

（3）对于合成氨反应而言，如图有关图像一定正确的是（选填字母）________。

（1）工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：

mol－1，平衡常数为K＝

，反应是放热反应，随着温度的升高平衡逆向进行，平衡常数减小；

（2）平衡常数K值越大反应进行的程度越大，正向进行越大，N2的转化率越高，故A正确；

反应正向进行，生成的氨气越多，NH3的产率越大，故B正确；

反应正向进行，原料中N2的含量减少，故C错误；

平衡常数越大，说明正向进行程度越大，但化学反应速率不一定越快，故D错误；

（3）a.升高温度，平衡逆向移动，则氨气的体积分数减小，但反应到达平衡的时间缩短，故正确；

b．反应到达平衡时，各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，氢气与氨气浓度变化量之比为3∶2，故错误；

c．使用催化剂加快反应速率，缩短反应时间，但不影响平衡移动，符合题意，故正确。

答案：

（1）K＝

　减小　

（2）AB　（3）ac

12．（2016·

渭南二模）某温度，将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。

经过5min后，反应达到平衡，此时转移电子6mol。

（1）该反应的平衡常数为________，v（CH3OH）＝______mol·

min－1。

若保持体积不变，再充入2molCO和1.5molCH3OH，此时v（正）________v（逆）（填“>

”“<

”或“＝”）。

（2）在其他条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，达到新平衡时，CO的转化率________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．CH3OH的质量不变

b．混合气体的平均相对分子质量不再改变

c．v逆（CO）＝2v正（H2）

d．混合气体的密度不再发生改变

（4）在一定压强下，容积为VL的容器充入amolCO与2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

则p1________p2（填“大于”“小于”或“等于”，下同）。

ΔH________0，该反应在________（填“高温”或“低温”）下能自发进行。

（5）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离除CH3OH气体

b．适当升高温度

c．增大H2的浓度

d．选择高效催化剂

（1）某温度，将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中，经过5min后，反应达到平衡，依据化学方程式可知转移电子4mol消耗CO物质的量为1mol，则此时转移电子6mol，消耗CO物质的量＝

×

1mol＝1.5mol，

　　　　　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

起始量/（mol）250

变化量/（mol）1.531.5

平衡量/（mol）0.521.5

平衡浓度c（CO）＝

＝0.25mol·

L－1，

c（H2）＝

＝1mol·

c（CH3OH）＝

＝0.75mol·

L－1

平衡常数K＝

＝3；

甲醇表示的反应速率v（CH3OH）＝

0．15mol·

L－1·

min－1，

若保持体积不变，再充入2molCO和1.5molCH3OH，计算此时浓度商

Qc＝

＝1.2<

3

说明平衡正向进行，此时v（正）>

v（逆）；

（2）在其他条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，相当于增大压强，CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），反应是气体体积减小的反应，平衡正向进行，一氧化碳的转化率增大；

（3）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<

0，反应是气体体积减小的放热反应，反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，分析选项中变量不变说明反应达到平衡状态；

CH3OH的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，故a不符合；

反应前后气体质量不变，反应前后气体物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，故b不符合；

反应速率之比等于化学方程式计量数之比，当满足2v逆（CO）＝v正（H2）时，说明氢气的正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，但v逆（CO）＝2v正（H2）不能说明反应达到平衡状态，故c符合；

反应前后气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不发生改变，不能说明反应达到平衡状态，故d符合；

（4）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2，温度升高一氧化碳转化率减小，说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<

0，CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）反应是气体体积减小的反应，ΔS<

0，低温下满足ΔH－TΔS<

0，即低温下能自发进行；

（5）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH<

0，反应是气体体积减小的放热反应，下列措施中：

a.及时分离除CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向进行，但反应速率减小，故错误；

b.升高温度，平衡逆向移动，故错误；

c.增大H2的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动，故正确；

d.选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，故错误。

（1）3　0.15　>

（2）增大　（3）cd　（4）小于　小于　低温　（5）c

13．（2016·

安阳模拟）已知：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：

温度/℃

400

500

850

9.94

9

1

请回答下列问题：

（1）上述反应的化学平衡常数表达式为________，该反应的Q________0（填“>

”或“<

”）。

（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g），发生上述反应，CO和H2O（g）浓度变化如图所示，则0～4min时平均反应速率v（CO）＝________。

（3）若在500℃时进行，且CO、H2O（g）的起始浓度均为0.020mol·

L－1，该条件下，CO的最大转化率为______。

（4）若在850℃时进行，设起始时CO和H2O（g）共为1mol，其中水蒸气的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为________。

（5）有人提出可以设计反应2CO===2C＋O2（ΔH>

0）来消除CO的污染。

请判断上述反应能否自发进行：

______（填“可能”或“不可能”），理由是____________________________。

（1）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，故K＝

，依据图表数据分析，升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，ΔH<

0；

（2）v（CO）＝

＝0.03mol·

min－1；

（3）设CO的浓度变化量为a，则

　　　　　　CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）

起始/（mol·

L－1）0.020.02　0　0

变化/（mol·

L－1）a　a　a　a

平衡/（mol·

L－1）0.02－a0.02－aa　a

代入500℃时反应平衡常数有

K＝

＝9，解得a＝0.015，

CO的最大转化率为：

100%＝75%；

（4）因850℃时反应平衡常数为1。

起始时水的物质的量为xmol，CO的物质的量为（1－x）mol，则

　CO（g）　＋　H2O（g）　H2（g）＋CO2（g）

：

（1－x）　x　0　0

（1－x）y（1－x）y　　（1－x）y　（1－x）y

（1－x）（1－y）（x－y＋xy）（1－x）y（1－x）y

所以平衡常数K＝

＝1，解得y＝x；

（5）反应2CO===2C＋O2（ΔH>

0），则ΔG＝ΔH－TΔS>

0，反应ΔH>

0吸热且ΔS<

0，依据ΔG＝ΔH－TΔS判断任何情况下不能自发进行。

　<

（2）0.03mol·

min－1　（3）75%　（4）y＝x

（5）不能　ΔH>

0且ΔS<

0，不能自发进行