2023版新教材高考化学一轮复习 课时作业24 化学平衡常数 化学反应的方向.docx

1、课时作业24化学平衡常数化学反应的方向一、单项选择题（本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意）1下列有关化学平衡常数的描述中正确的是（）A.化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B.相同温度下，反应ABC与反应CAB的化学平衡常数相同C.反应2SO2（g）O2（g）2SO3（g）H0的化学平衡常数随温度升高而增大D.反应A（g）B（g）2C（g）的平衡常数表达式为K2某温度下气体反应达到化学平衡状态，平衡常数K，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增大。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

2、方程式为2E（g）F（g）A（g）2B（g）3在2 L密闭容器中充入气体A和B，发生反应A（g）B（g）C（g）2D（g）H，所得实验数据如下表。下列说法不正确的是（）实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln（A）n（B）n（C）3000.400.100.095000.400.100.085000.200.05aAH0B500 该反应的平衡常数K0.16C中达到平衡时，A的转化率大于20%D5 min末测得中n（C）0.05 mol，则0到5 min内v（D）0.01 molL1min14温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2（g） 2NO（

3、g）O2（g）（正反应吸热）。实验测得v正v（NO2）消耗k正c2（NO2），v逆v（NO）消耗2v（O2）消耗k逆c2（NO）c（O2），k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是（）容器编号物质的起始浓度/（molL1）物质的平衡浓度/（molL1）c（NO2）c（NO）c（O2）c（O2）0.6000.20.30.50.200.50.35A达平衡时，容器与容器中的总压强之比为45B达平衡时，容器中比容器中的大C达平衡时，容器中NO的体积分数小于50%D当温度改变为T2时，若k正k逆，则T2T15向某密闭容器中充入NO2，发生反应：2NO2（g）N2O4（g）。其他条件相同时，不同

4、温度下平衡体系中各物质的物质的量分数如下表（已知N2O4为无色气体）。t/27354970NO2/%20254066N2O4/%80756034下列说法不正确的是（）A27 时，该平衡体系中NO2的转化率为B平衡时，NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍C室温时，将盛有NO2的密闭玻璃球放入冰水中，其颜色会变浅D增大NO2的起始量，可增大相同温度下该反应的化学平衡常数6常温下，将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中（固体体积忽略不计）发生反应：H2NCOONH4（s）2NH3（g）CO2（g）H，达到平衡时测得c（CO2）a molL1。温度不变，达到平衡后压缩容器容积至原来的一半，达到新平

5、衡时测得c（NH3）x molL1。下列说法正确的是（）A上述反应达到新平衡时x2aB达到新平衡时，H为原来的2倍C混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态D上述反应体系中，压缩容器容积过程中n（H2NCOONH4）不变二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）7在体积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2，不同条件下发生反应：CO（g）2H2（g）CH3OH（g）H。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是（）AY代表压强，且Y1Y2；X代表温度，且H0BM点反应物转化率之比（CO）（H2）11，N点该

6、比例减小C若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点对应的平衡常数K100D图2中曲线B能正确表示该反应平衡常数的负对数pK（pKlg K）与X的关系8. MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a molL1，反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法错误的是（）AX、Y两点的MTP的物质的量浓度相等BX、Z两点的瞬时速率大小为v（X）v（Z）C若Z点处于化学平衡，则210 时反应的平衡常数K molL1D190 时，0150 mi

7、n之间的MTP的平均反应速率为 molL1min19有研究认为，强碱性溶液中反应IClO=IOCl分三步进行，其中两步如下：第一步 ClOH2OHOClOHK13.31010第三步 HOIOHIOH2OK32.3103下列说法错误的是（）A反应第二步为HOClIHOIClB由K可判断反应第三步比第一步快C升高温度可以加快ClO的水解DHOCl和HOI都是弱酸10在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为反应：CO2（g）4H2（g） CH4（g）2H2O（g）H164.7kJmol1反应：CO2（g）H2（g） CO（g）H2O（g）H41.2kJmol1反应：2CO（g）

8、2H2（g）CO2（g）CH4（g）H247.1kJmol1向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）A反应的平衡常数可表示KB图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化C提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂DCH4（g） H2O（g）CO（g）3H2（g）的H205.9kJmol1三、非选择题11硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（g）O2（g）SO3（g）H98kJmol1。回答下列问题：（1）当SO2（g）、O2（g）和N

9、2（g）起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图（b）所示。反应在5.0 MPa、550 时的，判断的依据是。影响的因素有。（2）将组成（物质的量分数）为2m%SO2（g）、m%O2（g）和q%N2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为，平衡常数Kp（以分压表示，分压总压物质的量分数）。（3）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为vk（1n）。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，为某时刻SO2转化率，n为

10、常数。在0.90时，将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到vt曲线，如图（c）所示。曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度tm。ttm后，v逐渐下降。原因是。12氮氧化物（NOx）会对生态系统和人体健康造成危害，必须进行治理或综合利用。（1）一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示，A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。由A到B的变化过程可表示为。已知：4NH3（g）5O2（g）4NO（g）6H2O（g）H1907.28 kJmol1；4NH3（g）3O2（g）2N2（g）6H2O（g）H21 269.02 kJmol1。则脱除NO的总反应的热

11、化学方程式为。下列关于催化剂的说法正确的是（填标号）。A能增大反应速率和改变反应的焓变B能增大NH3还原NOx反应的平衡常数C具有选择性，能降低特定反应的活化能（2）在温度为500 K时，向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2，发生如下两个反应：.2NO2（g）NaCl（s）NaNO3（s）NOCl（g）H3.2NO（g）Cl2（g）2NOCl（g）H4下列关于恒温恒容密闭容器中进行的反应 和 的说法正确的是（填标号）。aH3和H4不再变化，说明反应达到平衡状态b反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应达到平衡状态c同等条件下，反应 的速率远远大于反应，说明反应 的活化能小，H3

12、H4d达平衡后，向反应体系中再通入一定量的NOCl（g），混合气体中NO2（g）和NO（g）的物质的量分数均减小若向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2发生反应，起始总压强为p。10分钟后反应达到平衡，用NOCl（g）表示的平均反应速率v平（NOCl）0.008 molL1min1。则NO的平衡转化率，该反应的平衡常数Kp（以分压表示，分压总压物质的量分数）。课时作业24化学平衡常数化学反应的方向1解析：化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；同温下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升温平衡

13、逆向移动，平衡常数减小，C项错。答案：D2解析：平衡常数K只随温度变化，不随浓度变化，A不正确；降低温度，正、逆反应速率均减小，B不正确；降温，F的浓度增大，表明平衡逆向移动，正反应是吸热反应，则焓变为正值，C不正确；根据化学平衡常数表达式可知A、B是生成物，E、F为反应物，且对应指数为其化学方程式前的计量数，D正确。答案：D3解析：由中数据可知，其他条件相同时，温度升高，达到平衡时C的物质的量减少，所以正反应是放热反应，即H0，A错误；由中数据可知达平衡时n（A）0.32 mol、n（B）0.02 mol、n（C）0.08 mol、n（D）0.16 mol，所以c（A）0.16 molL1、

14、c（B）0.01 molL1、c（C）0.04 molL1、c（D）0.08 molL1，则化学平衡常数K0.16，B正确；中达到平衡时，A的转化率为20%，而中起始投入量是的一半，由于正反应是气体分子数增大的反应，相对于来说，相当于减压，平衡正向移动，所以中达到平衡时A的转化率比中大，即大于20%，C正确；由于5 min末测得中n（C）0.05 mol，所以n（D）0.1 mol，则v（D）0.01 molL1min1，D正确。答案：A4解析：由中数据可计算温度T1时反应的平衡常数。2NO2（g）2NO（g）O2（g）起始/molL1 0.6 0 0转化/molL1 0.4 0.4 0.2平

15、衡/molL1 0.2 0.4 0.2平衡后气体总物质的量：n（气体）（0.2 molL10.4 molL10.2 molL1）1 L0.8 mol。K0.8。A项，容器中，Q（0.3 molL10.5 molL10.2 molL1）1 L1.0 mol，则达到平衡后容器和容器中的总压强之比p（）p（）0.8 mol1.0 mol45，错误；B项，根据等效平衡特点可知，容器中平衡体系相当于在容器平衡体系中同时加入0.2 molL1NO和0.05 molL1 O2使平衡左移的结果，故容器的平衡体系中，0.2 molL1c（O2）0.25 molL1，0.2 molL1c（NO2）0.3 molL

16、1，达平衡时，容器中1，容器中T1，错误。答案：C5解析：由表中数据可知，27 反应达到平衡时，NO2和N2O4的物质的量之比为14，假设平衡时N2O4为4 mol，则NO2为1 mol，由化学方程式可知，反应消耗的NO2为8 mol，则起始时NO2为8 mol1 mol9 mol，则NO2的转化率为，A正确；平衡时，正、逆反应速率相等，由化学方程式可知，NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍，B正确；由表中数据可知，温度升高，NO2的平衡转化率降低，则2NO2（g）N2O4（g）的正反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度减小，气体颜色变浅，C正确；某反应的化学平衡常数

17、只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，D错误。答案：D6解析：当c（CO2）a molL1时，c（NH3）2a molL1，温度不变时平衡常数不变，该反应的平衡常数Kc2（NH3）c（CO2），压缩容器容积至原来的一半，达到新平衡时各组分浓度与原平衡相同，即x2a，A正确；H只与反应的始态和终态有关，与平衡移动无关，该反应的H始终不变，B错误；反应物中没有气体，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能由此判断反应达到平衡状态，C错误；压缩容器容积过程中平衡逆向移动，n（H2NCOONH4）增大，D错误。答案：A7解析：可逆反应CO（g）2H2（g）CH3OH（g）是气体分子数减小的反应，

18、其他条件不变时，增大压强，平衡正向移动，H2的平衡转化率增大，则Y表示压强，且Y1Y2，X代表温度，根据题图可知，其他条件不变时，升高温度，H2的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，则H0，A项正确；因为反应开始投入0.5 mol CO和1 mol H2，即按照化学计量数之比投料，故在反应开始后的任何一个时刻，转化率之比（CO）（H2）11，B项错误；根据题图可知M点时H2的平衡转化率为50%，列出三段式： CO（g）2H2（g）CH3OH（g）起始量/mol 0.5 1 0转化量/mol 0.25 0.5 0.25平衡量/mol 0.25 0.5 0.25M点对应的化学平衡常数K 100，因为M

19、点与N点温度相同，故K（M）K（N）100，C项正确；反应的H0时，升高温度，平衡常数K减小，即pK增大，曲线A能正确表示该反应平衡常数的负对数与温度的关系，D项错误。答案：BD8解析：由图知X、Y两点反应物的转化率相等，则MTP的物质的量浓度相等，A正确；由图知，X点曲线斜率大于Z点，则X、Z两点的瞬时速率大小为v（X）v（Z） ，因为Z点转化率已达98%，反应物浓度极小，则反应速率下降，B正确；由题知，反应过程中甲醇不断从体系中移走，若Z点处于化学平衡，则210 时甲醇的浓度不等于0.98a molL1，则反应的平衡常数K不等于 molL1，C错误；190 时，0150 min之间的MTP

20、的浓度减少了0.67 molL1，则其平均反应速率为 molL1min1，D正确。答案：C9解析：总反应第一步反应第三步反应可得第二步反应为HOClIHOICl，A正确；平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，但不能判断反应速率大小，B错误；升高温度可以加快反应速率，C正确；ClO在水溶液中发生水解，说明HOCl为弱酸，根据题目所给方程式可知第三步反应中HOI以分子形式参与反应，说明HOI也是弱酸，D正确。答案：B10解析：化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应的平衡常数K，故A错误；反应物CO2的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线，由反应和可知，温度

21、升高反应正向移动，反应逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，故B错误；反应为放热反应，反应为吸热反应，降低温度有利于反应正向移动，反应逆向移动，所以要提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂，故C正确；（反应反应）得到目标反应，则CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）的H41.2 kJmol1（247.1 kJmol1） 205.9 kJmol1，故D错误。答案：C11解析：（1）反应2SO2（g）O2（g）2SO3（g）的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO

22、2平衡转化率增大，则图中p15.0 MPa，p30.5 MPa。由图可知，反应在5.0 MPa、550 时SO2的平衡转化率0.975。温度、压强和反应物的起始浓度（组成）都会影响SO2的平衡转化率，温度一定时，压强越大，越大；压强一定时，温度越高，越小。（2）假设原气体的物质的量为100 mol，则SO2、O2和N2的物质的量分别为2mmol、mmol和q mol，2mmq100，利用“三段式法”计算： SO2（g） O2（g）SO3（g）起始量/mol 2m m 0转化量/mol 2m m 2m平衡量/mol 2m（1）m（1） 2m平衡时混合气体的总物质的量为2m（1） molm（1）

23、mol2m molq mol（3mmq ） mol，SO3的物质的量分数为100%100%，则平衡时SO3的压强为p。平衡时，SO2、O2的压强分别为p、p，则平衡常数Kp。（3）在0.90时，SO2催化氧化的反应速率为vk（1）0.8（10.90n）。升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。ttm时，k增大对v的提高大于引起的降低；ttm后，k增大对v的提高小于引起的降低。答案：（1）0.975该反应气体分子数减少，增大压强，提高。5.0 MPa2.5 MPap2，所以p15.0 MPa反应物的起始浓度（组成）、温度、压强（2）（3）升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降

24、。当ttm，k增大对v的提高大于引起的降低；当ttm，k增大对v的提高小于引起的降低12解析：（1）由题图1可知，沸石笼中是Cu（NH3）与O2的反应，由题图2可知，B为（NH3）2CuOOCu（NH3）22，故由A到B的变化过程可表示为2Cu（NH3）O2=（NH3）2CuOOCu（NH3）22。由题图1知脱除NO的总反应的热化学方程式为4NO（g）4NH3（g）O2（g）4N2（g）6H2O（g）H，由盖斯定律可得，H2H2H11 630.76 kJmol1。催化剂能增大反应速率，但不能改变反应的焓变和平衡常数，A、B项错误；催化剂对反应有选择性，能降低反应的活化能，C项正确。（2）a项，

25、H是恒值，不能作为判断反应达到平衡状态的依据，错误；b项，NO2为红棕色气体，反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明c（NO2）不变，反应达到平衡状态，正确；c项，反应的活化能大小与焓变大小没有联系，错误；d项，达平衡后再通入一定量的 NOCl（g），尽管平衡逆向移动，但这种转化的量比增加的NOCl（g）的量小，故混合气体中NO2（g）和NO（g）的物质的量分数均减小，正确。NOCl（g）表示的平均反应速率v平（NOCl）0.008 molL1min1，则生成的n（NOCl）0.008 molL1min110 min2 L0.16 mol，列三段式如下： 2NO（g）Cl2（g）2NOCl（g）起始量/mol 0.2 0.1 0转化量/mol 0.16 0.08 0.16平衡量/mol 0.04 0.02 0.16则NO的平衡转化率100%80%；设平衡时体系压强为p，则，pp。则p（NO）p，p（Cl2），p（NOCl），则该反应的平衡常数Kp。答案：（1）2Cu（NH3）O2=（NH3）2CuOOCu（NH3）224NO（g）4NH3（g）O2（g）4N2（g）6H2O（g）H1 630.76 kJmol1C（2）bd80%