高考化学一轮复习练习：第7章第3课时《化学平衡常数　化学反应进行的方向》（含详解）

1、课时3化学平衡常数化学反应进行的方向一、选择题1下列说法不正确的是()A焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应B在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热D一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关解析一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关。答案C2下列关于平衡常数的说法正确的是()A在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度B在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值C平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关D从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度解

2、析在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓度；在温度一定时，对一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。答案D3反应H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；反应HI(g)eq f(1,2)H2(g)eq f(1,2)I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系式为(平衡常数为同温度下的测定值)()AK12K2BK1Keq oal(2,2)CK1eq f(1,Koal(2,2)DK1eq f(1,2)K2解析K1c2(HI)/c(H2)c(I2)，K2c(H2)c(I

3、2)eq f(1,2)/c(HI)，K1eq f(1,Koal(2,2)。答案C4某温下气体反应达到化学平衡，平衡常数Kc(A)c2(B)/c2(E)c(F)，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加，下列说法正确的是()A增大c(A)、c(B)，K增大B降低温度，正反应速率增大C该反应的焓变为负值D该反应的化学方程式为2E(g)F(g)A(g)2B(g)解析平衡常数K只随温度的变化而变化，与浓度变化无关，A错；降低温度，正、逆反应速率均减小，B错；降温时，F的浓度增大，说明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，C错；根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其

4、化学方程式中物质前的化学计量数，D正确。答案D5(2016济南高三质检)可逆反应：2SO2O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)()AQ不变，K变大，O2转化率增大BQ不变，K变大，SO2转化率减小CQ变小，K不变，O2转化率减小DQ增大，K不变，SO2转化率增大解析当可逆反应2SO2O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右进行，但O2转化率减小，浓度商Q变小，K不变。答案C6(2016重庆联考)放热反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)c1(H

5、2O)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()AK2和K1的单位均为molL1BK2K1Cc2(CO)c2(H2O)Dc1(CO)c2(CO)解析温度升高平衡向逆反应方向移动，平衡常数为K2K1，单位为1，c1(CO)KNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D当温度高于250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低解析升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250 时

6、催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C错误，D正确。答案C8Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl(g)O2(g)eq o(,sup15(CuO/CuCl),sdo15(400 )2Cl2(g)2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时，下列叙述正确的是()A该反应平衡常数的表达式Keq f(cCl2cH2O,cHClcO2)B及时分离出H2O，平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故C若向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，则达新平衡时，HCl的转化率增大D随温度升高，该反应的平衡

7、常数K值会变大解析A项错误，该反应平衡常数的表达式Keq f(c2Cl2c2H2O,c4HClcO2)；B项错误，分离出H2O，平衡会正向移动，原因是逆反应速率随c(H2O)的减小而减小，正反应速率大于逆反应速率；C项正确，向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，平衡正向移动，使HCl的转化率增大；D项错误，由温度对HCl平衡转化率影响的曲线可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡逆向移动，平衡常数K值会变小。答案C9一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占

8、气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)eq f(1,2)H2(g)eq f(1,2)I2(g)，则下列判断正确的是()A后一反应的平衡常数为1B后一反应的平衡常数为0.5C后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 molL1D后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5 molL1解析前一反应达平衡时c(H2)c(I2)0.5 molL1，c(HI)1 molL1，则平衡常数K1eq f(c2HI,cH2cI2)eq f(12,0.50.5)4，而后一反应的平衡常数K2eq f(cf(1,2)H2cf(1,2)I2,cHI

9、)eq f(1,r(K1)0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时c(H2)x molL1，则平衡时c(I2)x molL1，c(HI)(0.52x) molL1，K2eq f(xf(1,2)xf(1,2),0.52x)0.5，解得x0.125，故平衡时c(H2)0.125 molL1，c(HI)0.25 molL1，C项错误，D项错误。答案B10某温度下，反应H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数Keq f(9,4)。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙c(H2)/(molL1)0.0100.0200

10、.020c(CO2)/(molL1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%C平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.008 molL1D反应开始时，乙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢解析设甲容器中，平衡时氢气的变化浓度为x，则：Keq f(x2,0.010 x2)eq f(9,4)，解得x0.006 0 molL1，平衡时c(H2)c(CO2)0.010 x0.004 0 molL1，c(H2O)c(CO)0.006 0 molL1，(H2)eq f(0.006 0,0.010)100%60%

11、。因乙中H2的起始浓度大于甲，故乙平衡相当于是甲平衡正向移动的结果，乙中CO2的转化率大于60%，A项正确；丙平衡可看作是2个甲平衡合并而成的，又因H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)是平衡不受压强影响的反应，故丙平衡中物质的转化率不变，仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2倍，所以B、C项正确；由于三组反应中丙中各物质的浓度最大，甲中各物质的浓度最小，所以丙反应速率最快，甲反应速率最慢，D项错误。答案D二、填空题11对于可逆反应COH2O(g)CO2H2，回答下列问题：(1)830 K时，若起始时c(CO)2 molL1，c(H2O)3 molL1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气

12、的转化率为_；平衡常数K的值为_。(2)830 K，若只将起始时c(H2O)改为6 molL1，则水蒸气的转化率为_。(3)若830 K时，起始浓度c(CO)a molL1，c(H2O)b molL1，H2的平衡浓度c(H2)c molL1，则：a、b、c之间的关系式是_；当ab时，a_c。解析在以下计算中，各浓度单位均为molL1。(1)COH2O(g)CO2H2起始浓度2300转化浓度1.21.21.21.2平衡浓度0.81.81.21.2Keq f(1.21.2,0.81.8)1，(H2O)eq f(1.2,3)100%40%。(2)设CO的转化浓度为xCOH2O(g)CO2H2起始浓度

13、2600转化浓度xxx平衡浓度2x6xxxKeq f(x2,2x6x)1，解得x1.5 molL1，则(H2O)eq f(1.5,6)100%25%。(3)COH2O(g)CO2H2起始浓度ab00转化浓度cccc平衡浓度acbccceq f(c2,acbc)1，化简得ceq f(ab,ab)，因为ab，所以a2c。答案(1)40%1(2)25%(3)ceq f(ab,ab)212无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为：N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJ/mol。(1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达

14、到平衡的是_。av正(N2O4)2v逆(NO2) b体系颜色不变c气体平均相对分子质量不变 d气体密度不变达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次达到平衡时，混合气体颜色_(填“变深”、“变浅”或“不变”)，判断理由是_。(2)平衡常数K可用反应体系中气体物质的分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数Kp的表达式_(用p总、各气体物质的量分数x表示)；影响Kp的因素为_。(3)上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(以k正、k逆表示)。若

15、将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度的298 K、压强的100 kPa)，已知该条件下，k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正_kPas1。(4)真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T 时，平衡时N2O4分解百分率为。保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为_。解析(1)2v正(N2O4)v逆(NO2)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，a项错误；体系颜色不变，则NO2的浓度不变，说明反应达到平衡，b项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，而反应前后气体分子数不相等，因

16、此气体的平均相对分子质量为变量，当平均相对分子质量不变时可以说明反应达到平衡，c项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，容器容积也保持不变，故气体密度为一定值，气体密度不变不能说明反应达到平衡，d项错误。正反应为吸热反应，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2的浓度增大，故混合气体颜色变深。(2)Kpeq f(p总xNO22,p总xN2O4)eq f(p总x2NO2,xN2O4)，与化学平衡常数K一样，影响Kp的因素为温度。(3)Kpeq f(p2NO2,pN2O4)，达到平衡时，v正v逆，即k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，eq f(p2NO2,pN2O4)eq f(k正,k逆

17、)，故Kpeq f(k正,k逆)。设起始时N2O4为a mol，当N2O4分解10%时，N2O4为0.9a mol，NO2为0.2a mol，则x(N2O4)eq f(0.9a,0.9a0.2a)eq f(9,11)。故v正k正p(N2O4)4.8104s1100 kPaeq f(9,11)3.9106kPas1。(4)设充入的N2O4的量为n mol，维持总压强p0恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为，则N2O4为n(1)mol，NO2为2n mol，Kpeq f(p0f(2n,n1)2,p0f(n1,n1)p0eq f(42,11)。维持总压强2p0恒定，达到平衡时，设N2O4的分解百

18、分率为，则N2O4为n(1)mol，NO2为2n mol，Kpeq f(2p0f(2n,n1)2,2p0f(n1,n1)2p0eq f(42,11)。根据Kp不变，知p0eq f(42,11)2p0eq f(42,11)，解得eq r(f(2,22)。答案(1)bc变深正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，混合气体颜色加深(2)eq f(p总x2NO2,xN2O4)(其他合理答案亦可)温度(3)eq f(k正,k逆)3.9106(4)eq r(f(2,22)13甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大

19、。甲醇的合成方法是：()CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H90.1 kJ mol1另外：()2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJ mol1()2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572.0 kJ mol1若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：()CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H41.1 kJ mol1回答下列问题：(1)甲醇的燃烧热为_ kJ mol1。(2)在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为_。(3)若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应()对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是_。a增大 b减小

20、c无影响 d无法判断(4)在恒温恒容的密闭容器中发生反应()，各物质的浓度如下表：浓度/molL1时间/minc(CO)c(H2)c(CH3OH)00.81.6020.6x0.240.30.60.560.30.60.5x_。前2 min内H2的平均反应速率为v(H2)_。该温度下，反应()的平衡常数K_。反应进行到第2 min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是_(填序号)。a使用催化剂b降低温度c增加H2的浓度(5)下图是温度、压强与反应()中CO转化率的关系：由图像可知，较低温度时，CO转化率对_(选填“温度”或“压强”)敏感。由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300400 和10 MPa的条件，其原因是_。解析(1)利用盖斯定律，热化学方程式()()eq f(1,2