2024高考化学一轮复习第七章化学反应速率第23讲化学平衡常数化学反应进行的方向课时作业含解析

PAGE7-第23讲化学平衡常数化学反应进行的方向建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(本题共5小题，每小题只有一个选项符合题意)1．下列反应过程中，ΔH>0，且ΔS>0的是()A．NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)B．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)C．4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)D．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)答案B解析A、C、D三项均为放热反应，ΔH<0；B项为吸热反应，ΔH>0，且正向气体分子数增多，ΔS>0。2．(2024·张家口高三模拟)只变更一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是()A．K值有变更，平衡肯定移动B．平衡向正反应方向移动时，K值肯定增大C．K值不变，平衡不行能移动D．相同条件下，同一个反应其化学方程式的计量数增大2倍，K值也增大2倍答案A解析K值是温度的函数，K值变更，说明温度发生了变更，则平衡肯定发生移动，A正确；若在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于反应正向进行，但K值不变，若其他条件不变，只变更压强使平衡正向移动时，K值也不变。B、C错误；相同条件下，同一个反应，其化学方程式的计量数变为原来的2倍，K值应变为原数值的平方，D错误。3．已知在25℃时，下列反应的平衡常数如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列说法正确的是()A．NO分解反应：NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常数为1×10－30B．依据K2的值可以推断常温下H2和O2很简单反应生成H2OC．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向依次为NO>H2O>CO2D．温度上升，上述三个反应的平衡常数均增大答案C解析A项，NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,K1)))eq\s\up17(eq\f(1,2))＝1×1015，错误；B项，依据平衡常数可推断反应进行的程度但并不能推断反应的难易，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，上升温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。4．已知反应FeO(s)＋C(s)=CO(g)＋Fe(s)的ΔH＞0(假设ΔH、ΔS不随温度变更而变更)，下列叙述中正确的是()A．低温下为自发过程，高温下为非自发过程B．高温下为自发过程，低温下为非自发过程C．任何温度下为非自发过程D．任何温度下为自发过程答案B解析已知ΔH＞0，固固反应生成气体的反应ΔS＞0，化学反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS＜0，即TΔS＞ΔH，因此此反应只能是高温自发，B正确。5．将肯定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽视不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。试验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度(℃)15.020.025.030.035.0平衡总压强(kPa)5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度(×10－3mol·L－1)2.43.44.86.89.4下列说法正确的是()A．该反应的ΔH<0B．该反应在较低温度下能自发进行C．25℃时平衡常数的值K≈1.6×10－8D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移动答案C解析A项，由表中数据可知，上升温度，平衡气体总浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，反应前后气体分子数增大，则ΔS>0，在较低温度下，ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行，错误；C项，25℃时，NH3、CO2的平衡浓度分别为3.2×10－3mol·L－1、1.6×10－3mol·L－1，因此K＝c2(NH3)·c(CO2)≈1.6×10－8，正确；D项，NH2COONH4为固体，加入少量NH2COONH4 平衡不移动，错误。二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)6．某温度下，密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是()物质XYZW初始浓度/mol·L－10.50.600平衡浓度/mol·L－10.10.10.40.6A．反应达到平衡时，X的转化率为60%B．该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c4Z·c6W,c4X·c5Y)C．增大压强其平衡常数不变，但使平衡向生成Z的方向移动D．变更温度可以变更此反应的平衡常数答案AC解析平衡时X的转化率＝eq\f(c始－c平,c始)×100%＝eq\f(0.5－0.1mol·L－1,0.5mol·L－1)×100%＝80%，A错误；从表中数据可推出其反应比例为0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，则化学方程式计量数之比为4∶5∶4∶6，B正确；增大压强其平衡常数不变，但该反应为气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C错误；平衡常数只与温度有关，D正确。7.(2024·日照质量检测)T℃时，在恒容密闭容器中充入肯定量的H2和CO，在催化剂作用下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。反应达到平衡时，CH3OH的体积分数与eq\f(nH2,nCO)的关系如图所示。下列说法正确的是()A．反应达平衡时，上升体系温度，CO转化率降低B．反应达平衡时，再充入肯定量Ar，平衡常数变大C．容器内混合气体的密度不再变更说明该反应达到平衡状态D.eq\f(nH2,nCO)＝2.5时达到平衡状态：CH2OH的体积分数可能是图中的F点答案AD解析升温平衡向左移动，CO的转化率降低，A正确。该反应在T℃下在恒容密闭容器中进行，反应达平衡时，再充入肯定量Ar，平衡不移动，温度不变平衡常数不变，B错误；因该反应前后均是气体，故混合气体的总质量不变，又容器容积不变，故混合气体的密度始终保持不变，C错误。气体投料比等于化学计量数之比时，平衡时生成物的体积分数最大，当eq\f(nH2,nCO)＝2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数比C点时对应的CH3OH的体积分数小，可能是图中的F点，D正确。8．某温度下，将3molA和2molB充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后达平衡，各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的状况下将容器的容积扩大为原来的10倍，B的转化率不发生变更，则B的转化率为()A．60%B．40%C．24%D．4%答案A解析扩大容器容积为原来的10倍，B的转化率不变，则a＝1，A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)起始(mol):3200变更(mol):xxxx平衡(mol):3－x2－xxx依据平衡浓度的关系，(3－x)×(2－x)＝x×x，x＝1.2mol，则B的转化率为eq\f(1.2,2)×100%＝60%，A正确。9．恒温恒容下，向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，发生反应：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表：反应时间/minn(MgSO4)/moln(CO)/moln(SO2)/mol02.02.0020.841.2下列说法正确的是()A．反应在0～4min内容器内气体的密度没有变更B．0～2min内的平均速率为v(CO)＝0.6mol·L－1·min－1C．其他条件不变，若上升温度，反应的平衡常数变为1.0，则正反应为吸热反应D．其他条件不变，若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0mol，则平衡时n(SO2)＝0.6mol答案C解析ρ＝eq\f(m气体,V)，随着反应的进行，固体质量渐渐削减，气体质量渐渐增大，容器体积不变，所以密度增大，A错误；t＝2min时，列三段式MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)eq\a\vs4\al(n始/mol)22000eq\a\vs4\al(n变/mol)1.21.21.21.21.2eq\a\vs4\al(n平/mol)0.80.81.21.21.2可知，2～4min气体浓度无变更，已达平衡，所以K＝eq\f(cCO2·cSO2,cCO)＝eq\f(\f(1.2,2)×\f(1.2,2),\f(0.8,2))＝0.9，上升温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，C正确；其他条件不变，投料量削减一半，若建立等效平衡，则平衡时n(SO2)＝0.6mol，但减小气体投料量，相当于减压，平衡向正反应方向移动，则n(SO2)>0.6mol，D错误。三、非选择题(本题共2小题)10．(2024·福建六校联盟高三联考)大气、水体污染的治理是化学工作者探讨的重要课题，燃煤的烟道气和汽车尾气是造成雾霾天气污染的缘由之一。(1)用CH4催化还原氮氧化物，已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝akJ·mol－1。欲计算反应CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)的焓变ΔH2，则还须要查找某化合反应的焓变ΔH3，该化合反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时ΔH3＝bkJ·mol－1，则该化合反应的热化学方程式为____________________________________。据此计算出ΔH2＝________kJ·mol－1(用含a和b的式子表示)。(2)汽车尾气转化的反应之一：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1。在某温度时，探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：时间/s012345c(NO)/(10－4mol·L－1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(10－3mol·L－1)3.603.052.852.752.702.70请回答下列问题(均不考虑温度变更对催化剂催化效率的影响)：①前2s内的平均反应速率v(N2)＝________。②在该温度下，反应的平衡常数K＝________(只写出计算结果)。③对于该可逆反应，通过综合分析以上信息，至少可以说明________(填字母)。A．该反应的反应物混合后很不稳定B．在催化剂的作用下，该反应一旦发生将在较短的时间内完成C．该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小D．该反应在肯定条件下能自发进行E．该反应运用催化剂意义不大答案(1)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3＝bkJ·mol－1a－2b(2)①1.875×10－4mol·L－1·s－1②5000③BCD解析(1)将题中已知热化学方程式记作①，视察CH4与NO的反应可看出要计算ΔH2，缺少N2和NO的有关反应，依据题中信息可写出N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3＝bkJ·mol－1并记作②，依据盖斯定律，由①－②×2得ΔH2＝(a－2b)kJ·mol－1。(2)③该反应的反应物必需在催化剂和某温度下才能反应，A、E项错误；该反应在催化剂作用下，反应速率较快，即短时间内可完成该反应，B项正确；结合②及表格中数据可知，该反应体系达到平衡时，NO的百分含量较小，C项正确；该反应为ΔS<0且ΔH<0的反应，则温度较低时ΔH－TΔS<0，即该反应在肯定条件下能自发进行，D项正确。11．(2024·广东清远高三期末)氨的合成与应用始终是众多科学家探讨的热门话题，目前该探讨领域已经催生了三位诺贝尔化学奖得主，N2不仅可以与H2合成氨气，N2还可以与其他物质反应生成氨气，回答下列相关问题：(1)德国化学家哈伯探讨“N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)”反应贡献巨大，1918年荣获诺贝尔化学奖，已知该反应在298K时，ΔH＝－92.2kJ/mol，平衡常数K＝4.1×106(mol/L)－2①若从平衡常数角度分析，反应限度已经较大，但为何化工生产中还须要运用催化剂：________________________________________________。②上升温度，反应物的转化率会降低，而实际化工生产中经常采纳700K左右的温度，其缘由是________________________________________________。(2)探讨发觉，常温恒压密闭容器中，N2在催化剂表面可以与水发生反应：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)①下列各项能够作为推断该反应肯定达到平衡的依据是________(填标号)。A．容器中N2(g)、NH3(g)、O2(g)的浓度之比为2∶4∶3B．N2与NH3浓度之比恒定不变C．v正(N2)＝2v逆(NH3)D．混合气体中氨气的质量分数不变E．压强保持不变②平衡后若分别变更下列一个条件，可以使N2转化率增大的是________(填标号)。A．转移掉部分O2 B．转移掉部分NH3C．适当增加H2O(l)的量 D．增加N2的量(3)科学探讨发觉，自然气CH4(g)与N2(g)在催化剂作用下可以干脆用于合成氨气，同时生成副产物焦炭。700℃时，将3molCH4与3molN2在2L的恒容密闭容器中发生上述反应，达到平衡时