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2023高考化学一轮复习课时作业24化学平衡常数化学反应进行的方向含解析鲁科版20230310199
2023高考化学一轮复习课时作业24化学平衡常数化学反应进行的方向含解析鲁科版20230310199
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化学平衡常数 化学反应进行的方向(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)1.(2019·山东胶州二中期中)下列关于自发反应的说法中错误的是( )A.非自发反应在一定条件下可以实现B.能够设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应C.电解质在水溶液中的电离是一个自发过程,该过程为熵增过程D.2NO2(g)+4CO(g)===N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,则该反应高温下利于自发进行D [非自发反应在一定条件下能实现自发进行,如ΔH>0、ΔS>0的反应高温下可以自发进行,低温下不能自发进行,A正确;理论上,能够设计成原电池的反应是常温下能自发进行的氧化还原反应,B正确;电解质在水溶液中的电离是一个自发过程,该过程中电解质电离产生自由移动的离子,微粒数目增大,故该过程为熵增过程,C正确;反应2NO2(g)+4CO(g)===N2(g)+4CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0,若自发进行,应满足ΔH-TΔS<0,故该反应低温下有利于自发进行,D错误。]2.(2019·宁夏银川一中考试)已知298K下反应2Al2O3(s)+3C(s)===4Al(s)+3CO2(g) ΔH=+2171.0kJ·mol-1,ΔS=+635.5J·(mol·K)-1,则下列说法正确的是( )A.由题给ΔH可知,该反应是一个放热反应B.ΔS>0表明该反应是一个熵减少的反应C.该反应在室温下可能自发进行D.该反应可以自发进行的最低温度为3416.2KD [该反应的ΔH>0,为吸热反应,A项错误;ΔS>0,表明该反应是熵增的反应,B项错误;由常温下,该反应的ΔH-TΔS>0可知,该反应在常温下不能自发进行,C项错误;该反应可以自发进行的最低温度为T==K=3416.2K,D项正确。]3.(2019·山东泰安一中期中)在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)⇌cC(g)+dD(g),C的百分含量(C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是( )A.ΔH<0、ΔS>0B.ΔH>0、ΔS<0C.ΔH>0、ΔS>0D.ΔH<0、ΔS<0A [由图可知,当压强一定时,升高温度,C的百分含量减小,说明升高温度,平衡逆向移动,则有ΔH<0;当温度一定时,增大压强,C的百分含量减小,说明增大压强,平衡逆向移动,则有m+n<c+d-8-\n,故该反应的正反应是气体分子总数增加的反应,即熵增的反应,则有ΔS>0,A正确。]4.某温度下气体反应达到化学平衡,平衡常数K=c(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)D [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。]5.反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数为K1;反应HI(g)⇌H2(g)+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)( )A.K1=2K2B.K1=KC.K1=D.K1=K2C [K1=c2(HI)/[c(H2)·c(I2)],K2=[c(H2)·c(I2)]/c(HI),K1=。]6.可逆反应:2SO2+O2⇌2SO3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)( )A.Q不变,K变大,O2转化率增大B.Q不变,K变大,SO2转化率减小C.Q变小,K不变,O2转化率减小D.Q增大,K不变,SO2转化率增大C [当可逆反应2SO2+O2⇌2SO3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。]7.(2019·湖南郴州质检)对于可逆反应SiO2(s)+C(s)+N2(g)Si3N4(s)+CO(g)(未配平) ΔH<0。下列叙述正确的是( )A.增加焦炭的用量,生成氮化硅的反应速率增大B.增加SiO2的用量,焦炭的转化率增大C.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小D.反应的平衡常数可表示为K=,升高温度,平衡常数K减小-8-\nD [焦炭是固体,增加焦炭的用量,反应速率不变,A错误。增加SiO2的用量,平衡不移动,焦炭的转化率不变,B错误。增大压强,正、逆反应速率均增大,C错误。配平反应方程式可得:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g),则平衡常数可表示为K=;该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,D正确。]8.(2019·山东鄄城二中期中)用O2将HCl转化为Cl2的反应为4HCl(g)+O(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH<0。在恒温恒容条件下测得反应过程中c(Cl2)的实验数据如下表。下列说法错误的是( )t/min0246c(Cl2)/(10-3mol·L-1)01.83.75.4A.2~6min用Cl2表示的化学反应速率为0.9mol·L-1·min-1B.当容器内气体的平均摩尔质量不变时,可说明反应达到化学平衡状态C.化学平衡常数:K(200℃)>K(400℃)D.增大压强,可以提高HCl的平衡转化率A [2~6minc(Cl2)由1.8×10-3mol·L-1增大到5.4×10-3mol·L-1,则有v(Cl2)==9×10-4mol·L-1·min-1,A错误;恒温恒容时,平衡建立过程中,混合气体的总质量不变,气体的总物质的量不断变化,则气体的平均摩尔质量不断变化,当容器内气体的平均摩尔质量不变时,该反应达到化学平衡状态,B正确;该反应的ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,则平衡常数:K(200℃)>K(400℃),C正确;该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,则HCl的平衡转化率增大,D正确。]9.(2019·湖南三湘名校联考)80℃时,在2L恒容密闭容器中充入0.40molN2O4,发生反应:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH=+QkJ·mol-1(Q>0),测得如下数据:时间/s020406080100c(NO2)/(mol·L-1)0.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是( )A.升高温度,该反应的平衡常数K减小B.20~40s内,v(N2O4)=0.004mol·L-1·s-1C.反应达到平衡时,吸收的热量为0.30QkJD.100s时再通入0.40molN2O4,达到新平衡时N2O4的转化率增大C [该反应的ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,平衡常数K增大,A错误;20~40-8-\ns内,Δc(NO2)=0.08mol·L-1,则有v(NO2)==0.004mol·L-1·s-1,v(N2O4)=v(NO2)=0.002mol·L-1·s-1,B错误;反应达到平衡时,生成的NO2为0.30mol·L-1×2L=0.60mol,则反应吸收的热量为0.30QkJ,C正确;达到平衡后,再通入0.40molN2O4,相当于保持n(N2O4)不变,缩小容器的容积,而缩小容积、增大压强时,平衡逆向移动,N2O4的转化率减小,D错误。]10.(2019·江西师大附中阶段考)在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是( )A.8min时,其他条件不变,增大X的浓度,则反应速率加快,活化分子的百分数增加B.该温度下,此反应的平衡常数K=1.44C.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前,v(逆)>v(正)D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大B [增大X的浓度,单位体积内活化分子数增加,则反应速率加快,但活化分子的百分数不变,A错误。利用“三段式”计算: X(g)+Y(g)⇌2Z(g)起始浓度/(mol·L-1)0.0160.0160转化浓度/(mol·L-1)0.0060.0060.012平衡浓度/(mol·L-1)0.010.010.012则该温度下,该反应的平衡常数K===1.44,B正确。正反应为放热反应,其他条件不变,降低温度,平衡正向移动,则反应达到新平衡前,v(正)>v(逆),C错误。其他条件不变,再充入0.2molZ,相当于保持n(Z)不变同时缩小容器容积,而该反应为反应前后气体分子数不变的反应,缩小容器容积、增大压强,平衡不移动,则X的体积分数不变,D错误。]11.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2===CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是( )-8-\nA.该反应的逆反应为吸热反应B.平衡常数:KM>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C [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。]12.(2019·福建厦门双十中学考试)室温时,调节初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液的pH(假设溶液的体积不变),溶液中存在2CrO+2H+⇌Cr2O+H2O,测定平衡时溶液中c(Cr2O)和c(H+),获得的曲线如图。下列说法不正确的是( )A.降低pH可提高c(Cr2O)B.A点时CrO的平衡转化率为50%C.A点时CrO转化为Cr2O反应的平衡常数K=1014D.平衡时,若溶液中c(Cr2O)=c(CrO),则c(H+)>2.0×10-7mol·L-1D [pH越小,氢离子浓度越大,越有利于平衡正向移动,c(Cr2O)越大,A项正确;A点时c(Cr2O)=0.25mol·L-1,反应消耗的CrO为0.5mol·L-1,CrO的平衡转化率为50%,B项正确;A点时c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,c(Cr2O)=0.25mol·L-1,则c(CrO)=0.5mol·L-1,求得平衡常数K==1014,C项正确;若平衡时溶液中c(Cr2O)=c(CrO),即c(Cr2O)=c(CrO)=mol·L-1,利用K-8-\n进行计算,可知c(H+)<2.0×10-7mol·L-1,D项错误。]13.(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,该反应在低温下________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)已知在400℃时,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的K=0.5。①在400℃时,2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的K′=____(填数值)。②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应v正(N2)________(填“>”“<”“=”或“不确定”)v逆(N2)。③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动;使用催化剂________(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。解析: (1)根据ΔH-TΔS<0及ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1=0.1337kJ·mol-1·K-1,解得在T>≈982K时该反应能自发进行,由此可知该反应在低温下不能自发进行。(2)①平衡常数的值与化学方程式的书写有关,根据平衡常数的定义可得K′==2。②引入浓度商Q,Q====K,说明此时已达化学平衡状态,即v正(N2)=v逆(N2)。③恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,使总体积增大。答案: (1)不能 (2)①2 ②= ③向左 不改变14.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCOH2OH2CO1650421.62.462900210.41.633900abcdt(1)实验2条件下平衡常数K=____________。(2)实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a/b的值________(填具体值或取值范围)。(3)实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时v正________v-8-\n逆(填“<”“>”或“=”)。解析: (1)实验2条件下,平衡时CO的物质的量为1.6mol,则: CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)起始量/mol2100变化量/mol0.40.40.40.4平衡量/mol1.60.60.40.4故900℃时,K===≈0.17。(2)由于CO与H2O(g)的化学计量数都为1,所以当两者物质的量相等时,二者转化率相等。要使CO的转化率大于水蒸气的转化率,则增大水蒸气的物质的量,即a/b的值小于1。(3)由上面的分析可知,900℃时,该反应的平衡常数为0.17。实验4中,在900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时Qc=1,Qc>K,故反应向逆反应方向进行,所以v正<v逆。答案: (1)或0.17 (2)<1(填0<a/b<1亦可) (3)<15.Ⅰ.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。反应大气固氮N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)工业固氮N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)温度/℃27200025400450平衡常数K3.84×10-310.15×1080.5070.152①分析数据可知:大气固氮反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因:________________________________________________________________________。(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是________(填“A”或“B”);比较p1、p2的大小关系:________。Ⅱ.目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。(3)在一定温度下,将1molN2和3molH2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。①达平衡时,H2的转化率α1=__________。-8-\n②已知平衡时,容器压强为8MPa,则平衡常数Kp=____(用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。解析: (1)①由表中数据可知随温度从27℃升高到2000℃,K值增大,说明平衡向正反应方向移动,说明正反应是吸热反应;②大气固氮的K值小,转化率低。(2)工业固氮,随温度升高,K值减小,平衡向逆反应方向移动,N2的转化率降低,所以A正确。取相同的温度,p1→p2,N2的转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,正反应是气体体积减小的反应,说明压强增大,p2>p1。(3) N2 + 3H2⇌2NH3n(始)/mol130n(变)/mola3a2an(平)/mol1-a3-3a2a有(1-a)+(3-3a)+2a=2.8,a=0.6mol,H2的转化率为60%,N2的平衡分压为×8MPa,H2、NH3的平衡分压均为×8MPa,Kp==。答案: (1)①吸热 ②K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产(2)A p2>p1 (3)①60% ②或0.255或0.26-8-
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高考 - 一轮复习
发布时间:2022-08-25 17:23:24
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