2022高考化学一轮复习 课时练20 化学平衡常数 化学反应进行的方向（含解析）新人教版.docx

1、化学平衡常数化学反应进行的方向基础巩固1.(2020湖北武汉月考)某化学反应的H=-122 kJmol-1,S=231 J mol-1K-1,则此反应在下列哪种情况下可自发进行()A.在任何温度下都能自发进行B.在任何温度下都不能自发进行C.仅在高温下自发进行D.仅在低温下自发进行2.(2020湖北武汉联考)下列叙述正确的是()A.反应物分子间发生碰撞一定能发生化学反应B.反应过程的自发性可判断过程发生的速率C.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的H03.(2020河北邢台联考)只改变一个影响化学平衡的因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是(

2、)A.K值不变,平衡可能移动B.平衡向右移动时,K值不一定变化C.K值有变化,平衡一定移动D.相同条件下,同一个反应方程式中的化学计量数增大2倍,K值也增大2倍4.(2020湖南长沙中学月考)已知:反应mX(g)+nY(g)qZ(g)Hq,在密闭容器中反应达到平衡时,下列说法不正确的是()A.恒容时通入稀有气体(不参与反应)使压强增大,平衡不移动B.缩小容器容积,增大压强,反应速率加快且可以提高Z的产率C.恒压时,增加一定量Z(g),混合气体的平均相对分子质量变大D.恒容时增加X的物质的量,Y的转化率增大5.反应mA(s)+nB(g)pC(g)Hpx点表示的正反应速率大于逆反应速率x点比y点时

3、的反应速率慢np若升高温度,该反应的平衡常数增大A.只有B.只有C.只有D.只有6.加热N2O5依次发生的分解反应为N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t,达到平衡状态后O2为9 mol ,N2O3为3.4 mol 。则t时反应的平衡常数为()A.8.5B.9.6C.10.2D.10.77.(2020浙江杭州月考)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.44 kJmol-1。回答下列问题:(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:,随着温度的升高,K

4、值(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)平衡常数K值越大,表明(填字母)。A.N2的转化率越高B.NH3的产率越大C.原料中N2的含量越高D.化学反应速率越快(3)对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(填字母)。能力提升8.(2020四川成都月考)在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y,发生反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g),反应过程持续升高温度,测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列判断正确的是()A.Q点时,Y的转化率最大B.升高温度,平衡常数增大C.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数变大9.(2

5、020北京石景山模拟)在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应:2M(g)+N(g)W+2Q(g)H0,下列图像正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是()10.(2020河南南阳一中月考)甲醇(CH3OH)是绿色能源。工业上合成甲醇的原理为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定温度下,在1 L恒容密闭容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的体积分数与反应物投料比的关系如图所示。下列说法正确的是()A.随着反应的进行,混合气体的密度变大B.图像四个点中,c点处CH3OH的物质的量最大C.图像四个点中,只有c点表示达到平衡状态D.图像中c点到d点,平衡向正反应方向移动11.(2020北京朝阳区

6、模拟)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:实验序号温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列说法不正确的是()A.该反应的正反应为放热反应B.实验1中,前5 min用CO表示的反应速率为0.16 molL-1min-1C.实验2中,平衡常数为K=16D.实验3与实验2相比,改变的条件可能是温度12.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaN

7、O3(s)+NOCl(g)K1H10()2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2H2”“”“=”或“”“”“”或“=”)H2。(4)下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是(填字母)。A.使用高效催化剂B.降低反应温度C.增大体系压强D.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来拓展深化14.(2020吉林大学附属中学月考)甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下。反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.58 kJmol-1反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH

8、(g)H3=-90.77 kJmol-1回答下列问题:(1)反应的H2=,若反应、平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2=(用K1、K3表示)。(2)在一定条件下向2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2,仅发生反应,实验测得不同反应温度下体系中CO2的平衡转化率如下表所示。温度500 TCO2的平衡转化率60%40%T(填“高于”或“低于”)500 。温度为500 时,该反应10 min时达到平衡。a.用H2表示该反应的速率为。b.该温度下,反应的平衡常数K=。课时规范练20化学平衡常数化学反应进行的方向1.A反应自发进行需要满足H-TS0,依据题干条件计算,H-TS

9、=-122kJmol-1-T23110-3kJmol-10,所以该反应在任何温度下都能自发进行,故选A。2.C只有活化分子在合适取向时发生有效碰撞才能发生化学反应,A项错误;化学反应的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应过程发生的速率,B项错误;根据反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反应为熵减的反应,S0,在室温下可自发进行,说明H-TS0,则H0,C项正确;反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l),Sq,增大压强,平衡正向移动,则Z的产率提高,B项正确。恒压时,增加一定量Z(g),达到的新平衡与原平衡等效,各物质的浓度不变,则混合气体的平均相对分子质量不变,C项错误

10、。恒容时增大X(g)的物质的量,平衡正向移动,则Y的转化率增大,D项正确。5.C根据图像可知,随着压强的增大,B的含量增大,这说明增大压强平衡向逆反应方向移动,即正反应方向是气体体积增大的反应,因此n不变升高温度解析: (1)观察题给的三个方程式可知,题目所求的方程式可由()2-()得到,故该反应的平衡常数K=K12K2。(2)由题给数据可知,n(NOCl)=7.510-3molL-1min-110min2L=0.15mol。2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)起始物质的量/mol0.20.1010min内转化的物质的量/mol0.150.0750.15平衡物质的量/mol0.050.0

11、250.15故n(Cl2)=0.025mol;NO的转化率1=0.15mol0.2mol100%=75%。其他条件保持不变,由恒容条件(2L)改为恒压条件,因该反应是气体分子数减小的反应,平衡将正向移动,NO的转化率增大,即21;平衡常数只与温度有关,故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小,则平衡应逆向移动,因为反应()是放热反应,故应升高温度。13.答案.(1)K1K2(2)加入催化剂将容器的容积(快速)压缩至2 L.(1)甲醇的合成反应是分子数减少的反应,相同温度下,增大压强,CO的转化率增大(2)12V2a2(3)=(4)C解析: .(1)观察题给的三个方程式可知,由反

12、应方程式+即可得反应方程式,因此K3=K1K2,代入数值,500时K3=2.51.0=2.5,此时的浓度商Q=0.30.150.830.10.88v(逆)。(2)变成,反应速率加快,但是达到平衡时CO的浓度不变,说明改变的条件只能加快反应速率,对平衡无影响,因此改变的条件是加入催化剂;变为,反应速率加快,CO浓度增大,改变的条件是将容器的体积(快速)压缩至2L。.(1)根据勒夏特列原理,等温下,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,即p1p2。(2)A点时各组分的浓度分别是c(CO)=a-0.75aVmolL-1=0.25aVmolL-1、c(H2)=2a-20.75aVmolL-

13、1=0.5aVmolL-1、c(CH3OH)=0.75aVmolL-1,根据化学平衡常数的定义,K=12V2a2。(3)氢气的转化率为20.75a2a100%=75%,与CO的转化率相等。(4)催化剂只能加快反应速率,对化学平衡无影响,A错误;降低温度,化学反应速率降低,B错误;增大压强,化学反应速率增大,根据勒夏特列原理,增大压强,化学平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,C正确;分离出CH3OH,虽然化学平衡向正反应方向进行,CO的转化率增大,但化学反应速率不能增大,D错误。14.答案(1)+41.19 kJmol-1K1K3(2)高于a.0.135 molL-1min-1b.20

14、0解析: (1)根据题目给的化学反应方程式和盖斯定律可得,反应=反应-反应,因此H2=H1-H3=-49.58kJmol-1-(-90.77kJmol-1)=+41.19kJmol-1,K2=K1K3。(2)反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,反应物转化率降低,则T高于500。根据“三段式”分析CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始浓度(molL-1)0.751.500转化浓度(molL-1)0.451.350.450.45平衡浓度(molL-1)0.30.150.450.45a.用H2表示该反应的速率为1.35molL-110min=0.135molL-1min-1;b.化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值,因此根据化学反应方程式可知该温度下,反应的平衡常数K=0.450.450.30.153=200。