《2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 7-3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向練習(xí) 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 7-3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向練習(xí) 新人教版(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第7章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 7-3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向練習(xí) 新人教版
一、選擇題(每題8分,共72分)
1.[2017·張家口高三模擬]只改變一個影響因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述正確的是( )
A.K值有變化,平衡一定移動
B.平衡向正反應(yīng)方向移動時,K值一定增大
C.K值不變,平衡不可能移動
D.相同條件下,同一個反應(yīng)其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大2倍,K值也增大2倍
答案 A
解析 K值是溫度的函數(shù),K值變化,說明溫度發(fā)生了改變,則平衡一定發(fā)生移動,A正確;若在其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,有利于反
2、應(yīng)正向進行,平衡向右移動,但K值只與溫度有關(guān),故K值不變,B錯誤;體系溫度不變,則K值不變,但平衡可能發(fā)生移動,C錯誤;相同條件下,同一個反應(yīng),其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大2倍,K值應(yīng)變?yōu)樵瓟?shù)值的平方,D錯誤。
2.下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)===2CaSO4(s)+2CO2(g)在高溫下能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH<0
B.NH4Cl(s)===NH3(g)+HCl(g)室溫下不能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH<0
C.反應(yīng)3Cl2(g)+8NH3(g)===6NH4Cl(s)+N2(g)的ΔH>0,ΔS<0
D.加入合適的催化劑能降低
3、反應(yīng)活化能,從而改變反應(yīng)的焓變
答案 A
解析 該反應(yīng)為熵減反應(yīng),則有ΔS<0;該反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進行,據(jù)ΔH-TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知,該反應(yīng)ΔH<0,A正確。該反應(yīng)為熵增反應(yīng),則有ΔS>0,該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)進行,據(jù)ΔH-TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知,該反應(yīng)ΔH>0,B錯誤。該反應(yīng)為熵減反應(yīng),則有ΔS<0,該反應(yīng)在室溫下能自發(fā)進行,據(jù)ΔH-TΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行可知,該反應(yīng)ΔH<0,C錯誤。加入合適的催化劑能降低反應(yīng)活化能,提高反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)的焓變,D錯誤。
3.某溫度下,在2 L的密閉容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng):X(g
4、)+mY(g)3Z(g),平衡時X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g),再次達到平衡后X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是( )
A.m=2
B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同
C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1
D.第二次平衡時,Z的濃度為0.4 mol·L-1
答案 D
解析 在原平衡體系中加入1 mol Z,再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數(shù)不變,說明該平衡與原平衡是等效平衡,則化學(xué)方程式兩邊氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)相等,即m=2,A正確;溫度不變,平衡常數(shù)不變,B正確;起始時X、Y的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則二者
5、的平衡轉(zhuǎn)化率相等,C正確;起始時加入1 mol X和2 mol Y,相當(dāng)于3 mol Z,平衡時Z的物質(zhì)的量為3 mol×10%=0.3 mol,在平衡體系中再加入1 mol Z,相當(dāng)于起始時共加入4 mol Z,則新平衡時Z的物質(zhì)的量為4 mol×10%=0.4 mol,其濃度為0.4 mol/2 L=0.2 mol·L-1,D錯誤。
4.一定條件下,向一密閉容器中充入一定量的NH3,反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2 (g)達到平衡時N2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.壓強:p1>p2
B.b、c兩點對應(yīng)的平衡常數(shù):Kc>Kb
C.a(chǎn)點
6、:2v(NH3)正=3v(H2)逆
D.a(chǎn)點:NH3的轉(zhuǎn)化率為1/3
答案 B
解析 相同溫度下,壓強越大,N2的體積分數(shù)越小,所以p2>p1,A錯誤;由圖像可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以溫度越高,K越大,B正確;a點為平衡點,應(yīng)為3v(NH3)正=2v(H2)逆,C錯誤;假設(shè)反應(yīng)后氣體總體積為1 L,則N2為0.1 L、H2為0.3 L,未反應(yīng)的NH3為0.6 L,參加反應(yīng)的NH3為0.2 L,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為×100%=25%,D錯誤。
5.汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線
7、a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是( )
A.溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
B.溫度T下,隨著反應(yīng)的進行,混合氣體的密度減小
C.曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑
D.若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的ΔH<0
答案 A
解析 A項正確,達平衡時,c(N2)=c(O2)=c1 mol·L-1,c(NO)=2(c0-c1) mol·L-1;B項錯誤,因反應(yīng)前后容器體積不變,且反應(yīng)中無固態(tài)(或液態(tài))物質(zhì)參加或生成,故混合氣體的密度始終不變;C項錯誤,催化劑只能改變到達平衡
8、的時間,不會破壞平衡,即加入催化劑時氮氣的平衡濃度不會改變;D項錯誤,對比曲線a和b到達平衡所需時間,可知曲線b對應(yīng)的條件改變是升高溫度,達新平衡時c(N2)減小,則平衡正向移動,故該反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng),即ΔH>0。
6.[2017·天津市河西區(qū)質(zhì)檢]將一定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。實驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)的ΔH<0
B.該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行
C.25
9、 ℃ 時平衡常數(shù)的值K≈1.6×10-8
D.再加入少量NH2COONH4平衡正向移動
答案 C
解析 由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,平衡氣體總濃度增大,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A錯誤;該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大,則ΔS>0,在較低溫度下,ΔH-TΔS>0,反應(yīng)不能自發(fā)進行,B錯誤;25 ℃時,NH3、CO2的平衡濃度分別為3.2×10-3 mol/L、1.6 ×10-3 mol/L,因此K=c2(NH3)×c(CO2)≈1.6×10-8,C正確;NH2COONH4為固體,加入少量NH2COONH4平衡不移動,D錯誤。
7.下列有關(guān)敘述中正確的是( )
選
10、項
化學(xué)反應(yīng)方程式
已知條件
預(yù)測
A
M(s)===X(g)+Y(s)
ΔH>0
它是非自發(fā)反應(yīng)
B
W(s)+xG(g)===2Q(g)
ΔH<0,自發(fā)反應(yīng)
x可能等于1、2、3
C
4X(g)+5Y(g)===4W(g)+6G(g)
能自發(fā)反應(yīng)
ΔH一定小于0
D
4M(s)+N(g)+2W(l)===4Q(s)
常溫下,自發(fā)進行
ΔH>0
答案 B
解析 該反應(yīng)中固體分解生成氣體和固體,則該反應(yīng)熵增加,且為吸熱反應(yīng),則有ΔH>0,ΔS>0,當(dāng)溫度升高時,使ΔH-TΔS<0,該反應(yīng)能自發(fā)進行,A錯誤;該反應(yīng)的ΔH<0,若為熵減反應(yīng),在低溫下能自發(fā)
11、進行,若為熵增反應(yīng),在任何溫度下均可自發(fā)進行,故x可能等于1、2、3,B正確;該反應(yīng)為熵增反應(yīng),即ΔS>0,當(dāng)ΔH<0時,在任何溫度下均能自發(fā)進行,當(dāng)ΔH>0時,高溫下可自發(fā)進行,C錯誤;該反應(yīng)為熵減反應(yīng),常溫下能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)一定是放熱反應(yīng),則有ΔH<0,D錯誤。
8.[2017·成都高三質(zhì)檢]在兩個固定容積均為1 L密閉容器中以不同的氫碳比充入H2和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)在高溫下自發(fā)進行
B.氫碳比:x<2.0
12、
C.氫碳比為2.0時,Q點v逆(H2)小于P點的v逆(H2)
D.向處于P點狀態(tài)的容器中,按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后α(CO2)減小
答案 C
解析 通過圖像可判斷該反應(yīng)的ΔH<0,因ΔS<0,ΔG=ΔH-TΔS中T越大越不利于反應(yīng)自發(fā)進行,因此T數(shù)值較小時(即低溫)反應(yīng)可自發(fā)進行,A錯誤;增大一種反應(yīng)物的濃度,另外一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高,故氫碳比越大,CO2轉(zhuǎn)化率越高,x>2.0,B錯誤;氫碳比為2.0時,P點為平衡點,由Q點到P點,CO2轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動,故Q點v正>v逆,v逆逐漸增大至P點時與v正相等,故Q點v逆(H2)小于P點
13、的v逆(H2),C正確;設(shè)再充入n(C2H4)=1 mol,n(C2H4)∶n(H2O)=1 mol∶4 mol,相當(dāng)于n(CO2)∶n(H2)=2 mol∶6 mol,總共相當(dāng)于加入(2 mol+2 mol)∶(4 mol+6 mol)=2∶5的CO2、H2,即氫碳比為5∶2,該比值大于2,故CO2轉(zhuǎn)化率增大,D錯誤。
9.[2017·江蘇南通高三調(diào)研]一定溫度下,在三個體積均為0.5 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g)+Cl2(g)COCl2(g),其中容器Ⅰ中5 min時達到平衡。
下列說法中正確的是( )
A.容器Ⅰ中前5 min的平均反應(yīng)速率:v(CO)=0.16
14、 mol·L-1·min-1
B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.容器Ⅱ中起始時Cl2的物質(zhì)的量為0.55 mol
D.若起始時向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2,達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率大于80%
答案 C
解析 A項,v(CO)=v(COCl2)==0.32 mol·L-1·min-1,錯誤;B項,容器Ⅲ中COCl2折算成CO和Cl2時,與容器Ⅰ中投料相同,平衡時,高溫下對應(yīng)的COCl2的量小,即升溫平衡逆向移動,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),錯誤;C項,Ⅰ、Ⅱ中,溫度相等,所以K相等,Ⅰ中K===10,Ⅱ中K==10,解得a=0.55 mol,正確;D項,容器Ⅰ中,CO的轉(zhuǎn)
15、化率為80%,選項中加入的CO和Cl2比容器Ⅰ中的少,相當(dāng)于減小壓強,平衡逆向移動,所以CO的轉(zhuǎn)化率小于80%,錯誤。
二、非選擇題(共28分)
10.[2017·貴州貴陽高三期末](14分)氨是一種重要的化工原料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。
(1)在一定溫度下,在固定體積的密閉容器中進行可逆反應(yīng)N2+3H22NH3。該可逆反應(yīng)達到平衡的標志是________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.單位時間生成m mol N2的同時生成3m mol H2
C.容器內(nèi)的總壓強不再隨時間而變化
D.混合氣體的密度不再隨時間變化
(2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取合成氨的
16、原料氣氫氣。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)模擬工業(yè)制取氫氣的原理,在一定溫度下,體積為2 L的恒容密閉容器中,測得如下表所示數(shù)據(jù)。
時間/min
CH4(mol)
H2O(mol)
CO(mol)
H2(mol)
0
0.40
1.00
0
0
5
a
0.80
c
0.60
7
0.20
b
0.20
d
10
0.21
0.81
0.19
0.64
請回答下列問題:
①該溫度下,上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________;
②反應(yīng)在7~10 min內(nèi),CO的物質(zhì)的量減少的原因可能是________(填字母)。
A.減少CH4的物質(zhì)的量
17、 B.降低溫度
C.升高溫度 D.充入H2
③若保持相同的溫度,向2 L的恒容密閉容器中同時充入0.2 mol CH4、0.6 mol H2O、a mol CO和0.5 mol H2,當(dāng)a=0.2時,上述反應(yīng)向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進行。若要使上述反應(yīng)開始時向逆反應(yīng)方向進行,則a的取值范圍為________。
答案 (1)C (2)①0.0675?、贒?、壅磻?yīng) a>0.26
解析 (1)A項,3v正(H2)=2v逆(NH3),化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計量數(shù)之比不等,故正逆反應(yīng)速率不等,錯誤;B項,單位時間生成m mol N2是逆反應(yīng),生成3m mol
18、 H2也是逆反應(yīng),錯誤;C項,該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng),反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化,容器內(nèi)壓強也發(fā)生變化,容器內(nèi)壓強不再隨時間而變化,說明各組分的濃度不再變化,正逆反應(yīng)速率相等,達到了平衡狀態(tài),正確;D項,密度ρ=,總質(zhì)量不變,容器體積不變,密度不變,故混合氣體的密度不再隨時間變化不能作為判斷反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù),錯誤。
(2)① CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始(mol/L) 0.20 0.50 0 0
反應(yīng)(mol/L) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡(mol
19、/L) 0.10 0.40 0.10 0.30
該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.0675;
②反應(yīng)在7~10 min之間,CO的物質(zhì)的量減少,CH4、H2O和H2物質(zhì)的量增加,應(yīng)為加入氫氣使平衡逆向移動,故答案為D。
③當(dāng)a=0.2時,Qc==0.0520.0675,故a>0.26。
11.(14分)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1
20、=-99 kJ/mol
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH3=+41 kJ/mol
回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為__________________,圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為______________(填曲線標記字母)。
(2)合成氣組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而________(填“增大”或“減小”);圖2中的壓強由大到小為________。
答案 (1)K= a
(2)減小 p3>p2>p1'
解析 (1)反應(yīng)①為放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,曲線a正確。
(2)升高溫度時,反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向左移動,使得體系中CO的量增大;反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,又使產(chǎn)生CO的量增大;總結(jié)果,隨溫度升高,使CO的轉(zhuǎn)化率降低。相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高。