2020高考化学跟踪检测(四十二)突破1个高考难点化学平衡常数及其计算(含解析)

1、跟踪检测四十二突破1个高考难点一一化学平衡常数及其计算O3可溶于水，在水1. C3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反响如下:反响Q Q+ O H>0 平衡常数为 K1；反响O + O2Q H<0平衡常数为K2；总反响:2O33O H<0平衡常数为K以下表达正确的选项是A.降低温度，总反响K减小B.K= K+ K2C.适当升温,可提高消毒效率D.压强增大,Kz减小解析：选C降温，总反响平衡向右移动，K增大，A项错误；K= ° ° c OcO3c2 O2c O c O、

2、K=孑c O = K 屜，B项错误；升高温度，反响平衡向右移动,O反响平衡向左移动，c(O)增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反响，平衡常数只与温度有关，D项错误。2. 将一定量氨基甲酸铵(NF2COON4H参加密闭容器中，发生反应NHCOONHS) 2NH(g) + CO(g)。该反响的平衡常数的负对数(一lg K)值随温度(T)的变化曲线如下列图，以下说法中不正确的选项是()A.该反响的 H>0B.NH的体积分数不变时，该反响一定到达平衡状态C.A点对应状态的平衡常数K(A)的值为102.294D.30 C时，B点对应状态的 v正<v逆A项正确;解析：选B此题的关键是弄

3、清一lg K越小，K越大，由图中数据可知随温度的升高,-lg K逐渐减小，说明随温度的升高，化学平衡向右移动，正反响为吸热反响,2由NHCOON4®)2NH(g) + CO(g)，可知氨气的体积分数始终为3, B项错误；A点时，一lg K= 2.294 , C项正确；由B点对应的数值可知此时Q>K,反响向逆反响方向进行，v正<v逆，D项正确。3. 工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH(g) +H2O(g) CO(g) + 3f(g) H> 0，在一定条件下，向体积为 1 L 的密闭容器中充入 1 mol CH(g)和1 mol H2O(g),测得HO(g

4、)和Hb(g)A. 到达平衡时，CH4(g)的转化率为75%B. 0 10 min 内，v(CO) = 0.075 mol L - min -C. 该反响的化学平衡常数K= 0.187 5D. 当CH(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率相等时，反响到达平衡解析：选C由图可知，10 min时反响到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75mol L t，那么：CH(g) + HzO(g)CO(g) + 3H2(g)开始 /(mol1100转化/(mol L J 0.25 0.25 0.25 0.75平衡/(mol L J 0.75 0.75 0.25 0.75-10.25 mol L平衡时甲

5、烷转化率=mol .L -1 X 100%= 25% 故 A项错误；010 min内，v(CO)0.25 mol L10 min-1=0.025 molmin -1，故B项错误；平衡常数c CO-c3 H2 cHbO0.25 X 0.750.75 X 0.753-=0.187 5,故C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反响到达平衡，由方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率为1 ：3时，反响到达平衡，故D项错误。4. (2021 天津高考)某温度下，在2 L的密闭容器中，参加 1 mol X(g)和2 mol Y(g) 发生反响：X(g) + nY(g)3Z(g)。

6、平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为 30% 60% 10%。在此平衡体系中参加 1 mol Z(g)，再次到达平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。以下表达不 正确的选项是()A. m= 2B. 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 ：1一 1D. 第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol L解析：选D A项，根据再次参加 1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反响是一个反响前后气体分子数相等的反响，因此m= 2。B项，由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数相同。C项，因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反响物，因此二者的平衡转化率相等。D项，该反响

7、前后气体分子数不变，因此反响后气体的物质的量与反响前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%平衡时Z的物质的量为4molX 10%= 0.4 mol，容器体积为 2 L , Z 的浓度为 0.2 mol L -1o5. NQ是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反响：2MQ(g)4NQ(g) + C2(g) H>0, Ti温度下的局部实验数据:t /s05001 0001 500c(N2Q)/(mol L _')5.003.522.502.50以下说法不正确的选项是 ()_ 3一 i iA. 500 s 内 NO 分解速率为 2.96 X 10 mol L sB. T

8、i温度下的平衡常数为 K = 125,1 000 s 时NbQ的转化率为50%C. 其他条件不变时，T2温度下反响到1 000 s时测得NO5的浓度为2.98 mol L _二那么Ti<T2D. T1温度下的平衡常数为K , T3温度下的平衡常数为 假设K1>K3,那么T1>T3_ 1解析：选C一 1 一 1L s , A正确;v(N2Q) = 5.00 - s m°" 7= 2.96 X 10 _3 mol 1 000 s后NO的浓度不再发生变化，即到达了化学平衡，列出三段式:起始/(molL _')5.000 0转化/(molL _2.505.

9、001.25平衡/(molL _2.505.001.254cNQc Q45.00 X 1.252N2O(g)4NQ(g) + Q(g)那么U K22125那么 K c N2Q52.50，2.50 mol La(NQ)= 5.00 mol L _1 X 100% 50%B正确；1 000 s时，T2温度下的NbQb浓度大于T1温度下的N2Q5浓度，那么改变温度使平衡逆 向移动了，逆向是放热反响，那么降低温度平衡向放热反响方向移动，即T2<T1, C错误；对于吸热反响来说，T越高，K越大，假设K>K3,那么>屯，D正确。6. C时，向容器为2 L的密闭容器中充入一定量的A(g)和

10、B(g)，发生如下反响 A(g)+ 2B(g)C(g)。反响过程中测定的局部数据如下表：反响时间/minn (A)/moln (B)/mol01.001.20100.50300.20以下说法错误的选项是()A. 前10 min内反响的平均速率为_ 1_1v(C) = 0.025 0 mol L minB. 其他条件不变，起始时向容器中充入0.50 mol A(g)和0.60 mol B(g)，到达平衡时n(C) v 0.25 molC. 其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50 mol A，与原平衡相比，到达平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大20，那么该反响的正反响为放热反响D. 温度为

11、T2 C时(Ti> T2)，上述反响的平衡常数为解析：选D前10 min内消耗0.50 mol A,同时生成0.50 mol C,那么有 v(C)=0.50 mol2 L x 10 min=0.025 0 mol Lmin t , A正确。10 min时，反响的n(B) = 2n(A) = 2x (1.00mol 0.50mol) = 1.00 mol，贝U 10 min时，B的物质的量为 0.20 mol，与30 min时B的物质的量相等,那么反响10 min时已到达平衡状态；其他条件不变，假设起始时向容器中充入0.50 mol A(g)1和0.60 mol B(g)，将容积缩小为原来

12、的 时与原平衡等效，到达平衡时n(C) = 0.25 mol ,但扩大容积，恢复到原体积，压强减小，平衡逆向移动，故到达平衡时n(C) v 0.25 mol, B正确。其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50 mol A，平衡正向移动，与原平衡相比，到达平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大，C正确。由上述分析可知，10 min时n(A) =0.50 mol，此时到达平衡状态，A B、C的浓度(mol L 1)分别为0.25、0.10和0.25 ,c C0.25那么有K(T1) =2=2= 100>K(T2) = 20,说明升高温度，平衡正向移C A C B 0.10 X 0.25动，

13、那么该反响的正反响为吸热反响，D错误。催化剂I7工业合成氨反响为N2(g) + 3f(g)高温化高压2NH(g)，对其研究如下：(1) H H键的键能为436 kJ mol 1, N H键的键能为 391 kJ mol 1, NN键的键能是945.6 kJ mol 1,那么上述反响的 H=。(2) 上述反响的平衡常数 K的表达式为 。13假设反响方程式改写为 N2(g) +尹29)NH(g)，在该温度下的平衡常数K1 = (用K表示)。(3) 在773 K时，分别将2 mol N 2和6 mol H 2充入一个固定容积为 1 L的密闭容器中, 随着反响的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3

14、)与反响时间t的关系如下表：t /min051015202530n (H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n (NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00 该温度下，假设向同容积的另一容器中投入的Nb、H2、NH的浓度分别为3 mol L >3 mol L 1 > 3 mol L 1,那么此时v正(填“大于“小于或“等于)v逆。 由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间的关系可用以下列图中的曲线表示，表示C(N2)- t的曲线是的曲线上相应的点为5 10 15 却 U5 30 35 40 臨Mrnin解析： 根据 H=曰反响物

15、的总键能)一旦生成物的总键能)，知 H 945.6 kJ mol1一 1一 1一 1+ 436 kJ mol x 3 391 kJ mol x 6= 92.4 kJ mol(2)该反响的平衡常数K= c2c NHN2 c3 H2c NH2c NH3c N2 c H2c23违(3)该温度下，25 min一 1mol L 、c(NH3)= 2 mol L时反响处于平衡状态，平衡时c(N" = 1 mol L 一1、c(H" = 32241,那么K=3=。在该温度下，假设向同容积的另一容器1X3 27中投入的 Nt、H2和NH的浓度均为 3 mol L2c NH3N2 c H23

16、23X33= £ v K 反应向正反响方向进行， 故v正大于v逆；起始充入4 mol Nk和12 mol H2,相当于将充入2 mol N2和6 mol H2的两个容器“压缩为一个容器， 假设平衡不移动，那么平衡时c(H2)= 6 mol L 一1,而“压缩后压强增大，反响速率加快，平衡正向移动，故平衡时3 mol L 1v c(H2)一 1v6 mol L ，且到达平衡的时间缩短，故对应的点为Bo1c2 NH1 厂答案：92.4 kJ mol (2) K=.。3 HK2 (或 K) (3)大于 乙 B&甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反

17、应的原理及其应用。(1) ：CH(g) + 2Q(g)=CQ(g) + 2fO(l)1 H = 890.3 kJ mol5CH(g) + 尹(g)=2CQ(g) + H2O(l)一 1 H2 = 1 299.6 kJ mol2H?(g) + Q(g)=2H2O(l) H3= 571.6 kJ mol(Pa)与温度(C)那么甲烷气相裂解反响：2CH4(g)GH(g) + 3f(g)的 H=(2) 该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压的关系如下列图。5 43 1 1 lnA乏£_1 725 1 225-4 726225iAttt/T Ti C时，向2 L恒容密闭容器

18、中充入 0.3 mol CH 4只发生反响2CH(g)CHk(g) +2H2(g)，到达平衡时，测得 c(C2HQ = c(CH)。该反响到达平衡时，CH的转化率为 。 对上述平衡状态， 假设改变温度至 T2 C,经10 s后再次到达平衡，c(CH4)= 2c(C2),那么10 s内CzH的平均反响速率 v(C2H) =，上述变化过程中 Ti(填“或“v)E,判断理由是。(3) 假设容器中发生反响 2CH(g)CaH2(g) + 3H2(g),列式计算该反响在图中 A点温度时的平衡常数 K=(用平衡分压代替平衡浓度)；假设只改变一个反响条件使该反响的平衡常数K值变大，那么该条件是 (填字母)。

19、A. 可能减小了 QH2的浓度B. 定是升高了温度C. 可能增大了反响体系的压强D. 可能使用了催化剂解析：(1)将三个的热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由X 2X 3可得热化学方程式2CH(g)GH2(g) + 3f(g) H= + 376.4 kJ mol 1。(2)设到达平衡时，甲烷转化了 x mol L1，根据“三段式法进行计算:2CH4(g)C2H(g) + 2f(g)起始/(mol-L 1)0.1500转化/(mol-L 1)X0.5Xx平衡/(mol-L 1) 0.15 x 0.5 xx那么有 0.15 x= 0.5x，解得 x= 0.1，故0 1CH的转化率为X 100%

20、«66.7%。由图像0.15判断出该反响为吸热反响，因重新到达平衡后甲烷的浓度增大，故反响逆向移动，那么T1 CtT2 C为降温过程，即 T2。结合的计算结果，设重新到达平衡时，甲烷的浓度变化了 y molL 1，根据“三段式法进行计算：2CH(g)GH(g) + 2H2(g)起始/(mol-L -1)0.050.050.1转化/(mol-l -1)y0.5yy平衡/(mol-L -1) 0.05+ y 0.05 - 0.5 y0.1 - y那么有 0.05 + y= 2X (0.05 - 0.5 y),解得 y = 0.025 。那么 v(C2H)=0.5 X 0.025 mol

21、L10s-1-10.001 25 mol L s 。 由题图中数据可知，平衡时各物质分压如下:2CH(g)GH2(g) + 3H(g)3一 14平衡常数K=31 X 10 X 1 X 101 X 1031 2-1=1X 10平衡常数只与温度有关,由题给图像可知1X101X101X10该反响为吸热反响，那么升高温度可使化学平衡常数增大。答案：(1) + 376.4 kJ mol -1(2) 66.7% 0.001 25 mol L-1 s-1 > 从题给图像判断出该反响为吸热反响， 比照C和T2 C两种平衡状态，由 T1 C到T2 C, CH浓度增大，说明平衡逆向移动，那么 T> T

22、25(3) 1 X 10B9.1 .某压强下工业合成氨生产过程中，Na与按体积比为1 ：3投料时，反响混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线如图甲所示，其中一条是经过一定时间反响后的曲线，另一条是平衡时的曲线。00詢20n H20n NH匚 时，CO的平衡转化率与氨碳比厂 之间的关系。n COn CO 写出该反响的化学平衡常数表达式：。(2)曲线I、 n、川对应的水碳比最大的是,判断依据是(3) 测得B点氨气的平衡转化率为 40%那么X1 =。解析：I .(1)曲线n表示随着反响的进行，NH的体积分数逐渐增大，但反响到达平衡状态后继续升温，氨气的体积分数减小，这说明平衡后升高温度，平衡逆向移动，

23、故合成氨是放热反响。因合成氨为放热反响，故随着温度的升高，平衡逆向移动，NH的体积分数会逐渐降低，故曲线I表示该反响平衡时的曲线。(2) 设反响前N2、Hz的物质的量分别为 1 mol、3 mol, a点时消耗Nb的物质的量为x mol。N2+ 3H22NHn(初始)/mol 130n(变化)/molx 3 x 2 xn(平衡)/mol 1 x 3 3x 2 x2x22 4=50% 解得 x= 5，此时 n(N2) : n(NH3) = 1 ： 7= 1 : 4。由图甲知，b 点后 NH4 2x33 3的体积分数仍在增大，说明反响仍在向正反响方向进行，此时v(正)> v(逆)。n .(2

24、)当氨碳比一定时，水碳比越大，说明原料气中含水蒸气越多，故二氧化碳的转化率越小，那么曲线I、n、川中对应的水碳比最大的是曲线川。(3) B点二氧化碳的平衡转化率为60%氨气的平衡转化率是 40%设NH、CQ的起始物1x质的量分别为 x mol、y mol，贝U x moix 40%< 2= y moix 60% 解得 y= 3，即 X1= 3。答案：I .(1) I 放热(2)1 ：4>c HLOn .(1) K= p' ' c NH3 C CO(2)川 当氨碳比相同时，水碳比越大，CO的平衡转化率越小(3)310.甲醚又称二甲醚， 简称DME熔点一141.5 C,

25、沸点一24.9 C,与石油液化气(LPG) 相似，被誉为“ 21世纪的清洁燃料。由合成气(CO H2)制备二甲醚的反响原理如下： CO(g)+ 2H(g)CHOH(g) H = 90.0 kJ mol 1 2CHOH(g) CHOCHg) + H2O(g) H>答复以下问题：(1)假设由合成气(CO、H2)制备1 mol CHOCH(g)，且生成HkO(l)，整个过程中放出的热一 1量为 244 kJ,贝U H2 =kJ - mol 。：HO(I)=H 20(g) H= + 44.0 kJ mol-1(2) 有人模拟该制备原理，500 K时，在2 L的密闭容器中充入 2 mol CO和6

26、 mol H2,5 min到达平衡，平衡时 CO的转化率为60% "CHOCb) = 0.2 moljT，用Hb表示反响的速率是molL 一1 min 一1,可逆反响的平衡常数K> =。假设在500 K时，测得容器中n(CH3OCh) = 2n(CHOH),此时反响的 v正v逆(填“>“<或“=)。(3) 在体积一定的密闭容器中发生反响，如果该反响的平衡常数K2值变小，以下说法正确的选项是。A. 在平衡移动过程中逆反响速率先增大后减小B. 容器中CHOCH的体积分数增大C. 容器中混合气体的平均相对分子质量减小D. 到达新平衡后体系的压强增大一定条件下在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入 CO(g)和 H2(g)进行反响，平衡时CO(g)和f(g)的转化率如下列图，那么 a=(填数值)。解析：(1)CO(g) + 2f(g)CHOH(g) H = - 90.0 kJ mol 一 , 2CHOH(g) CHOCH(g) + HkO(g) f, H 2O(l)=H2O(g) H = + 44.0 kJ mol-1。 由合成气(CO H2)制备1 mol CHOC