2023年北京高考化学一轮复习第24讲化学平衡常数化学反应的方向作业

第24讲化学平衡常数化学反应的方向A组基础题组1.氢气用于烟气的脱氮、脱硫反应:4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)ΔH<0。下列有关说法正确的是()A.当4v(H2)=v(N2)时,反应达到平衡B.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大C.使用高效催化剂可提高NO的平衡转化率D.化学平衡常数表达式为K=2.(2023北京西城期末,14)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1,下图表示L一定时,H2的平衡转化率(α)随X的变化关系,L(L1、L2)、X分别代表压强或温度。下列说法中,不正确的是()A.X表示温度B.L2>L1C.反应速率:v(M)>v(N)D.平衡常数:K(M)>K(N)3.(2023北京昌平期末,14)在1L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(s),所得实验数据如下表: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)n(N)①8000.100.400.080.08②8000.200.80aa③9000.100.150.060.06下列说法不正确的是()A.实验①中,5min达平衡,用X表示的平均反应速率v(X)=0.016mol/(L·min)B.实验②中,该反应的平衡常数K=12.5C.实验②中,达到平衡时,a大于0.16D.正反应为放热反应4.(2023北京海淀期中,14)已知:+2H+Cr2+H2O。25℃时,调节初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液的pH,测定平衡时溶液中c(Cr2)和c(H+),获得下图所示的曲线。下列说法不正确的是()A.平衡时,pH越小,c(Cr2)越大B.A点CrO的平衡转化率为50%C.A点CrO转化为Cr2反应的平衡常数K=1014D.平衡时,若溶液中c(Cr2)=c(Cr),则c(H+)>2.0×10-7mol·L-15.(2023北京房山期末,25)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1。一定条件下,向体积固定为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化的曲线如图所示:(1)反应开始至第3分钟时,CO2的反应速率v(CO2)=mol·L-1·min-1。

(2)该条件下,反应的平衡常数K=;

(3)能使容器内n(CH3OH)∶n(CO2)增大的措施有。

a.升高容器内温度b.加入适当的催化剂c.将H2O(g)从容器中分离出去d.向容器内充入氦气增压(4)当反应进行到10分钟时,若向该密闭容器中再充入1molCO2和3molH2,维持其他反应条件不变,则对体系影响的下列观点,正确的是。

a.反应的K值增大b.CO2的转化率增大c.达平衡后c(CH3OH)是10分钟时的2倍d.反应继续放出热能49kJB组提升题组6.(2023北京西城二模,10)在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1研究发现,反应过程中会有副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2。温度对CH3OH、CO的产率影响如下图所示。下列说法中,的是()A.ΔH1<0,ΔH2>0B.增大压强有利于加快合成反应的速率C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=7.羰基硫(COS)可用作粮食熏蒸剂,可由CO与H2S在一定条件下反应制得。在恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),数据如下表所示:实验温度/℃起始时平衡时n(CO)/moln(H2S)/moln(COS)/moln(H2)/moln(CO)/mol115010.010.0007.021507.08.02.04.5a340020.020.00016.0下列说法正确的是()A.上述反应是吸热反应B.实验1达平衡时,CO的转化率为70%C.实验2达平衡时,a<7.0D.实验3达平衡后,再充入1.0molH2,K值增大,平衡逆向移动8.(2023北京东城一模,12)某温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中通入H2和I2,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。容器起始浓度平衡浓度c(H2)/mol·L-1c(I2)/mol·L-1c(HI)/mol·L-1甲0.010.010.004乙0.010.02a丙0.020.01b丁0.020.02—下列判断正确的是()A.HI的平衡浓度:a=b>0.004B.平衡时,H2的平衡转化率:丁>甲C.平衡时,乙中H2的平衡转化率等于20%D.丙中条件下,该反应的平衡常数K=49.(2023北京东城二模,11)CO2经催化加氢可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。0.1MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如下图。下列叙述不正确的是()A.该反应的ΔH<0B.曲线b代表H2OC.N点和M点所处状态的c(H2)不一样D.其他条件不变,T1℃、0.2MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大10.单质碘的提取及应用中有关的转化关系如下图所示。(1)可利用ⅰ中反应从海带灰浸取液中提取单质碘,若所用试剂为双氧水、稀硫酸,其离子方程式是。

(2)ⅱ中,2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH。三种分子中化学键断裂时的能量变化如图1所示。其他条件相同,1molHI在不同温度分解达平衡时,测得体系中I2的物质的量随温度变化的曲线如图2所示。图1图2①比较2ab+c(填“<”“>”或“=”),理由是。

②某温度下该反应的平衡常数为,达平衡时,HI(起始加入量为1mol)分解的转化率为。

③若利用此反应制备I2,则能提高HI转化率的措施是(填字母序号)。

a.移走I2b.加压c.升温d.增大HI浓度(3)ⅲ中,碱性条件下I2可以转化为I。电解KI溶液制备KIO3的工作原理如图所示。电解过程中观察到阳极液变蓝,一段时间后又逐渐变浅。①a连接电源的极。

②结合实验现象和电极反应式说明制备KIO3的原理:。

答案精解精析A组基础题组1.DA项,不同物质的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比的状态为平衡状态,当4v(H2)=v(N2)时,不能体现正、逆反应速率关系,不能判定平衡状态;B项,升高温度,正、逆反应速率均增大;C项,催化剂不影响平衡,使用高效催化剂,NO的平衡转化率不变;D项,K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,但S为纯液体,不出现在平衡常数表达式中,故K=。2.DA项,升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡转化率(α)减小,故X表示温度;B项,相同温度时,压强越大,H2的平衡转化率(α)越大,故L2>L1;C项,相同条件下,压强越大,反应速率越快,故v(M)>v(N);D项,温度不变,平衡常数不变。3.DA项,v(X)=v(M)==0.016mol/(L·min);B项,实验①中:X(g)+Y(g)M(g)+N(s)起始浓度(mol/L)0.100.400转化浓度(mol/L)0.080.080.08平衡浓度(mol/L)0.020.320.08该反应的平衡常数K===12.5,又因为温度不变,平衡常数不变,所以实验②中反应的平衡常数K=12.5;C项,实验②相当于在实验①的基础上增大压强,平衡正向移动,因此a>2×0.08=0.16;D项,900℃时,X(g)+Y(g)M(g)+N(s)起始浓度(mol/L)0.100.150转化浓度(mol/L)0.060.060.06平衡浓度(mol/L)0.040.090.06K===>12.5,说明升高温度,平衡正向移动,则正反应为吸热反应。4.DA项,从题给图像看,pH越小,平衡时c(Cr2)越大;B项,A点c(Cr2)=0.25mol·L-1,反应的c(CrO)=0.25mol·L-1×2=0.5mol·L-1,CrO的平衡转化率为50%;C项,A点时,平衡常数K==1014;D项,若溶液中c(Cr2)=c(Cr),则二者约为0.33mol·L-1,此时,c(H+)<2.0×10-7mol·L-1。5.答案(1)(2)(3)c(4)b解析(1)反应开始至第3分钟时,CO2的平均反应速率v(CO2)==mol·L-1·min-1。(2)利用“三段式”计算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)开始(mol/L):1300变化(mol/L):0.752.250.750.75平衡(mol/L):0.250.750.750.75故K==。(3)a项,该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,n(CH3OH)∶n(CO2)减小;b项,加入适当的催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)∶n(CO2)不变;c项,将H2O(g)从体系中分离出去,平衡向正反应方向移动,n(CH3OH)∶n(CO2)增大;d项,充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)∶n(CO2)不变。(4)平衡常数K是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,a错误;若向该密闭容器中再充入1molCO2和3molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,CO2的转化率增大,达平衡后c(CH3OH)比10分钟时的2倍大,b正确,c错误;该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,所以反应继续放出的热能小于49kJ,d错误。B组提升题组6.CA项,观察图像可知,升高温度,CH3OH的产率减小,CO的产率增大,故ΔH1<0,ΔH2>0;B项,对于气体反应,压强越大,化学反应速率越快;C项,由图像可知,温度越高越不利于提高CH3OH的产率;D项,由已知反应和化学平衡常数的定义知,合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=。7.CA项,对比实验1和3可知,升高温度,平衡逆向移动,故正反应是放热反应;B项,实验1达平衡时n(CO)=7.0mol,CO的转化率为×100%=30%;C项,实验1中平衡时n(CO)=7.0mol,n(COS)=n(H2)=3.0mol,n(H2S)=7.0mol,化学平衡常数K=9/49,实验2中,Qc=9/56<K,反应正向进行,所以平衡时n(CO)<7.0mol,即a<7.0;D项,K只与温度有关,故实验3达平衡后,再充入1.0molH2,K值不变。8.AA项,由于已知反应是反应前后气体体积不变的反应,且氢气和碘蒸气的化学计量数相等,故相对甲中反应来说,无论多加0.01mol·L-1的氢气还是0.01mol·L-1的碘蒸气,平衡均向正反应方向移动,且移动程度相同,故HI的平衡浓度:a=b>0.004;B项,甲和丁属于等效平衡,故H2的平衡转化率相同;C项,甲中氢气的平衡转化率是20%,乙中碘蒸气的浓度比甲中大,平衡正向移动,氢气的平衡转化率增大,所以乙中氢气的平衡转化率大于20%;D项,化学平衡常数只与温度有关,因此可利用甲中数据进行计算,结果为0.25。9.CA项,由图可知,温度升高,氢气的浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应为放热反应,即ΔH<0;B项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则乙烯和水的浓度减小,结合乙烯和水的化学计量数可知,水蒸气的浓度变化大于乙烯,所以曲线b代表水蒸气;C项,M点和N点对应的是同一平衡状态,所以这两点所处状态的氢气的浓度一样;D项,相当于在原平衡的基础上将容器体积压缩至原来的一半,所以氢气浓度会增大。10.答案(1)H2O2+2I-+2H+I2+2H2O(2)①>根据图2知,温度升高,平衡正向移动,正反应为吸热反应,2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,又ΔH=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,所以2a>b+c②20%③ac(3)①正②I-在阳极失电子,2I--2e-I2,使阳极溶液变蓝;阴极发生反应:2H2O+2e-H2↑+2OH-;OH-通过阴离子交换膜移向阳极,在阳极室I2与OH-反应:3I2+6OH-5I-+I+3H2O,使阳极区域蓝色变浅解析(1)由得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出反应的离子方程式:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O。(2)①由图2知,温度升高,I2的物质的量增大,即平衡正向移动,故正反应是吸热反应,ΔH=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,则2a>b+c。②设参加反应的HI的物质的量为x。由“三段式”法可知:2HI(g)H2(g)+I2(g)起始量1mol00反