《优化探究》2016届高考化学总复习课时作业：7-3化学平衡常数 化学反应进行的方向

1、课时作业(二十九)化学平衡常数化学反应进行的方向一、选择题1(2014年高考安徽卷)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()ABCD升高温度，平衡常数减小03 s内，反应速率为：v(NO2)0.2 mol·L1t1时仅加入催化剂，平衡正向移动达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)解析：A.从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确；B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)0.2 mol·L1·s1，单位

2、不对，B错误；C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误；D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。答案：A2化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：2NO(g)N2(g)O2(g)K11030,2H2(g)O2(g)2H2O(l)K22×1081,2CO2(g)2CO(g)O2(g)K34×1092。以下说法正确的是()A常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1c(N2)·c(O2)B常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×

3、1080C常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2D以上说法都不正确解析：K1的表达式应为K1；常温下，水分解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，数值为5×1082；由于三个反应都在常温下进行，根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2。答案：C3COCl2俗名光气，是有毒气体。在一定条件下，可发生的化学反应为：COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H<0。下列有关说法正确的是()A在一定条件下，使用催化剂能加快反

4、应速率并提高反应物的平衡转化率B当反应达平衡时，恒温恒压条件下通入氩气能提高COCl2的转化率C单位时间内生成CO和Cl2的物质的量比为11时，反应达到平衡状态D平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大解析：催化剂不影响平衡，不能改变反应物的转化率，A错；恒温恒压通入氩气，反应容器的体积必然增大，相当于反应体系的压强减小，平衡正向移动，COCl2的转化率增大，B对；CO和Cl2同为生成物，单位时间内生成CO和Cl2的物质的量之比始终为11，不能作为平衡状态的判断依据，C错；该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，D错。答案：B4.在一定温度下，向2 L体积固

5、定的密闭容器中加入1 mol HI，发生反应：2HI(g)H2(g)I2(g)H>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法正确的是()A该温度下，反应的平衡常数是B02 min内HI的平均反应速率为：005 mol·L1·min1C恒压下向该体系中加入N2，反应速率不变，平衡不移动，化学平衡常数不变D升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数可能增大也可能减小答案：B5一定温度下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为H和K，则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)6H2(g)反应热和化学平衡常数为()A2H和2KB2H和K2

6、C2H和K2 D2H和2K解析：反应热和化学计量数成正比，即反应热是2H；平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，选项C正确。答案：C6已知下列反应的平衡常数：H2(g)S(s)2H2S(g)，K1；S(s)O2(g)SO2(g)，K2；则反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是()AK1K2 BK1K2CK1×K2 DK1/K2解析：按先后顺序对反应式进行编号，依次为、，由于所求的反应式可用反应式反应式得到，故由化学平衡常数的意义知，K3K1/K2。答案：D7(2014年高考四川卷)在10

7、 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据见下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b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)1.0×102mol/(L·min)B实验中，该反应的平衡常数K2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b>0.060

8、解析：A项根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)1×103mol/(L·min)，该项错误；B项根据表格中数据可知平衡时c(X)0.002 mol/L、c(Y)0.032 mol/L、c(N)c(M)0.008 mol/L，则平衡常数K1.0，该项错误；C项因该反应在800 时平衡常数为1，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20x)×(0.30x)x·x，故x0.12 mol，X的转化率为×100%60%，该项正确；D项假设在900 时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060

9、mol，由中数据可知在700 时平衡常数约为2.6，结合800 时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，该项错误。答案：C8t 时，某平衡体系中含有X、Y、Z、W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K。有关该平衡体系的说法正确的是()A当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡B增大压强，各物质的浓度不变C升高温度，平衡常数K增大D增加X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动解析：首先根据平衡常数的表达式推知，反应前后气体的体积保持不变，即平衡体系中Y是生成物且是气体，Z和W是反应物且也是气体，X未计入平衡常数中，说明X是固体或

10、液体，但不确定是反应物还是生成物，由此可知选项A正确。增大压强虽然平衡不移动，但由于体积变小，因此各物质的浓度均增大，选项B错。由于反应的热效应未知，因此C也错。 由于X未计入平衡常数中，X量的多少不影响平衡状态，D也错。答案：A9.一定温度下，将1 mol A和1 mol B气体充入2 L恒容密闭容器，发生反应A(g)B(g)xC(g)D(s)，t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是()A反应方程式中的x1Bt2时刻改变的条件是使用催化剂Ct3时刻改变的条件是移去少量物质DDt1t3间该反应的平衡常数均为4解析：由图

11、知t2时刻气体C的浓度增大，但平衡没有移动，说明反应A(g)B(g)xC(g)D(s)是一个气体体积不变的反应，即x2，改变的条件是增大压强，A、B均错。t3时刻后气体C的浓度逐渐增大，说明平衡正向移动，D为固态，移去少量物质D，平衡不移动，C错。t1t3时，K值相同，t1t2时，K4，D正确。答案：D10(双选)(2014年高考江苏卷)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)下列说法正确的是()A该反应的正反应为放热反应B达到平衡时，容器中的CH3OH体积分数比容器中的小C容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长D若起始时

12、向容器中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行解析：容器中的平衡常数K4，容器中的平衡常数K，所以该反应的正反应方向是放热反应，A正确；容器、达到平衡时是等效平衡，CH3OH体积分数相等，B错误；容器反应温度高，反应速率快，达到平衡所用的时间短，C错误；容器中Qc<4，所以反应向正反应方向进行，D正确。答案：AD二、非选择题11.(1)硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3的化学方程式为：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列

13、问题：将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_(填“>”“<”或“”)K(B)。(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)I2(g)，H2物质的量随时间的变化如右图所示。02 min内的平均反应速率v(HI)_。该温度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K_。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则_是原来的2倍。a平衡常数BHI的平衡浓度c达到平衡的时间 D平衡时

14、H2的体积分数解析：(1)由2SO2(g)O2(g)2SO3(g)c0 0.2 0.1 0c 0.16 0.08 0.16c平 0.04 0.02 0.16则K800 (L·mol1)A至B增大了压强，K不变。(2)2HI(g)H2(g)I2(g)初始：1 mol·L100平衡：0.8 mol·L10.1 mol·L10.1 mol·L1v(HI)0.1 mol·L1·min1该反应的平衡常数K1相同温度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K64。该温度下，开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，平衡常数不变，H

15、I、H2、I2平衡浓度均为原来的2倍，初始浓度变大、反应速率加快，HI、H2、I2的体积分数均不变，故选b。答案：(1)800 L·mol1(2)0.1 mol·L1·min164b12已知：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJ·mol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2OnC2H411)。(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算。分压总压×物质的量分数)。(2)图中压强(

16、p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。(3)气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ，压强6.9 MPa。nH2OnC2H40.61。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可采取的措施有_、_。解析：(1)Kp0.07(MPa)1C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。答

17、案：(1)0.07 (MPa)1(2)p4>p3>p2>p1相同温度下增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率增大，由图中数据可判断(3)增大H2O和C2H4的比例将乙醇及时分离出13开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式为2CO(g)4H2(g)CH3CH2OH(g)H2O(g)；若密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率()与温度、压强的关系如下图所示。(1)若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10 L，则该温度下的平衡常数：K_，平衡时B点容积为_L。(2)若A、C两点都表示达到平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA_tC(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)工业上还可以以CO2和H2为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是_。解析：(1) 2CO(g)4H2(g)CH3CH2OH(g)