2022高考化学复习练习：-第7章-化学反应速率和化学平衡-7-3-化学平衡常数-化学反应进行的方向练习-.doc

7-3 化学平衡常数 化学反应进行的方向
板块三 限时规范特训
　　时间：45分钟　　　满分：100分
一、选择题(每题8分，共72分)
1．[2017·张家口高三模拟]只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是(　　)
A．K值有变化，平衡一定移动
B．平衡向正反应方向移动时，K值一定增大
C．K值不变，平衡不可能移动
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值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，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，平衡向右移动，但K值只与温度有关，故K值不变，B错误；体系温度不变，则K值不变，但平衡可能发生移动，C错误；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值应变为原数值的平方，D错误。
2．下列有关说法中正确的是(　　)
A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)===2CaSO4(s)＋2CO2(g)在高温下能自发进行，则该反应的ΔH<0
B．NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C．反应3Cl2(g)＋8NH3(g)===6NH4Cl(s)＋N2(g)的ΔH>0，ΔS<0
D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变
答案　A
解析　该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应在高温下能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH<0，A正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0，该反应在室温下不能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH>0，B错误。该反应为熵减反应，则有ΔS<0，该反应在室温下能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH<0，C错误。加入合适的催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误。
3．某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡时X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
答案　D
解析　在原平衡体系中加入1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即m＝2，A正确；温度不变，平衡常数不变，B正确；起始时X、Y的物质的量之比等于化学计量数之比，则二者的平衡转化率相等，C正确；起始时加入1 mol X和2 mol Y，相当于3 mol Z，平衡时Z的物质的量为3 mol×10%＝0.3 mol，在平衡体系中再加入1 mol Z，相当于起始时共加入4 mol Z，则新平衡时Z的物质的量为4 mol×10%＝0.4 mol，其浓度为0.4 mol/2 L＝0.2 mol·L－1，D错误。
4．一定条件下，向一密闭容器中充入一定量的NH3，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2 (g)达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．压强：p1>p2
B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb
C．a点：2v(NH3)正＝3v(H2)逆
D．a点：NH3的转化率为1/3
答案　B
解析　相同温度下，压强越大，N2的体积分数越小，所以p2>p1，A错误；由图像可知该反应为吸热反应，所以温度越高，K越大，B正确；a点为平衡点，应为3v(NH3)正＝2v(H2)逆，C错误；假设反应后气体总体积为1 L，则N2为0.1 L、H2为0.3 L，未反应的NH3为0.6 L，参加反应的NH3为0.2 L，所以氨气的转化率为×100%＝25%，D错误。
5.汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)

A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0
答案　A
解析　A项正确，达平衡时，c(N2)＝c(O2)＝c1 mol·L－1，c(NO)＝2(c0－c1) mol·L－1；B项错误，因反应前后容器体积不变，且反应中无固态(或液态)物质参加或生成，故混合气体的密度始终不变；C项错误，催化剂只能改变到达平衡的时间，不会破坏平衡，即加入催化剂时氮气的平衡浓度不会改变；D项错误，对比曲线a和b到达平衡所需时间，可知曲线b对应的条件改变是升高温度，达新平衡时c(N2)减小，则平衡正向移动，故该反应应为吸热反应，即ΔH>0。
6．[2017·天津市河西区质检]将一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，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

下列说法正确的是(　　)
A．该反应的ΔH<0
B．该反应在较低温度下能自发进行
C．25 ℃ 时平衡常数的值K≈1.6×10－8
D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移动
答案　C
解析　由表中数据可知，升高温度，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，A错误；该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，B错误；25 ℃时，NH3、CO2的平衡浓度分别为3.2×10－3 mol/L、1.6 ×10－3 mol/L，因此K＝c2(NH3)×c(CO2)≈1.6×10－8，C正确；NH2COONH4为固体，加入少量NH2COONH4平衡不移动，D错误。
7．下列有关叙述中正确的是(　　)
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)===X(g)＋Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)＋xG(g)===2Q(g)
ΔH<0，自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH>0
答案　B
解析　该反应中固体分解生成气体和固体，则该反应熵增加，且为吸热反应，则有ΔH>0，ΔS>0，当温度升高时，使ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A错误；该反应的ΔH<0，若为熵减反应，在低温下能自发进行，若为熵增反应，在任何温度下均可自发进行，故x可能等于1、2、3，B正确；该反应为熵增反应，即ΔS>0，当ΔH<0时，在任何温度下均能自发进行，当ΔH>0时，高温下可自发进行，C错误；该反应为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，则有ΔH<0，D错误。
8．[2017·成都高三质检]在两个固定容积均为1 L密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．该反应在高温下自发进行
B．氢碳比：x<2.0
C．氢碳比为2.0时，Q点v逆(H2)小于P点的v逆(H2)
D．向处于P点状态的容器中，按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O，再次平衡后α(CO2)减小
答案　C
解析　通过图像可判断该反应的ΔH<0，因ΔS<0，ΔG＝ΔH－TΔS中T越大越不利于反应自发进行，因此T数值较小时(即低温)反应可自发进行，A错误；增大一种反应物的浓度，另外一种反应物转化率提高，故氢碳比越大，CO2转化率越高，x>2.0，B错误；氢碳比为2.0时，P点为平衡点，由Q点到P点，CO2转化率增大，平衡正向移动，故Q点v正>v逆，v逆逐渐增大至P点时与v正相等，故Q点v逆(H2)小于P点的v逆(H2)，C正确；设再充入n(C2H4)＝1 mol，n(C2H4)∶n(H2O)＝1 mol∶4 mol，相当于n(CO2)∶n(H2)＝2 mol∶6 mol，总共相当于加入(2 mol＋2 mol)∶(4 mol＋6 mol)＝2∶5的CO2、H2，即氢碳比为5∶2，该比值大于2，故CO2转化率增大，D错误。
9．[2017·江苏南通高三调研]一定温度下，在三个体积均为0.5 L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ中5 min时达到平衡。

下列说法中正确的是(　　)
A．容器Ⅰ中前5 min的平均反应速率：v(CO)＝0.16 mol·L－1·min－1
B．该反应为吸热反应
C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55 mol
D．若起始时向容器Ⅰ中加入0.8 mol CO、0.8 mol Cl2，达到平衡时CO的转化率大于80%
答案　C
解析　A项，v(CO)＝v(COCl2)＝＝0.32 mol·L－1·min－1，错误；B项，容器Ⅲ中COCl2折算成CO和Cl2时，与容器Ⅰ中投料相同，平衡时，高温下对应的COCl2的量小，即升温平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，错误；C项，Ⅰ、Ⅱ中，温度相等，所以K相等，Ⅰ中K＝＝＝10，Ⅱ中K＝＝10，解得a＝0.55 mol，正确；D项，容器Ⅰ中，CO的转化率为80%，选项中加入的CO和Cl2比容器Ⅰ中的少，相当于减小压强，平衡逆向移动，所以CO的转化率小于80%，错误。
二、非选择题(共28分)
10．[2017·贵州贵阳高三期末](14分)氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应N2＋3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________。
A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)
B．单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C．容器内的总压强不再随时间而变化
D．混合气体的密度不再随时间变化
(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，体积为2 L的恒容密闭容器中，测得如下表所示数据。

时间/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
请回答下列问题：
①该温度下，上述反应的平衡常数K＝________；
②反应在7～10 min内，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。
A．减少CH4的物质的量 　　 B．降低温度
C．升高温度 　　 D．充入H2
③若保持相同的温度，向2 L的恒容密闭容器中同时充入0.2 mol CH4、0.6 mol H2O、a mol CO和0.5 mol H2，当a＝0.2时，上述反应向________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行，则a的取值范围为________。
答案　(1)C　(2)①0.0675　②D　③正反应　a>0.26
解析　(1)A项，3v正(H2)＝2v逆(NH3)，化学反应速率之比与化学计量数之比不等，故正逆反应速率不等，错误；B项，单位时间生成m mol N2是逆反应，生成3m mol H2也是逆反应，错误；C项，该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中气体的物质的量发生变化，容器内压强也发生变化，容器内压强不再随时间而变化，说明各组分的浓度不再变化，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，正确；D项，密度ρ＝，总质量不变，容器体积不变，密度不变，故混合气体的密度不再随时间变化不能作为判断反应是否达到化学平衡状态的依据，错误。
(2)①　　　　CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
起始(mol/L) 0.20 0.50 0 0
反应(mol/L) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡(mol/L) 0.10 0.40 0.10 0.30
该反应的平衡常数K＝＝0.0675；
②反应在7～10 min之间，CO的物质的量减少，CH4、H2O和H2物质的量增加，应为加入氢气使平衡逆向移动，故答案为D。
③当a＝0.2时，Qc＝＝0.052<K＝0.0675，故反应向正反应方向进行；若反应开始时向逆反应方向进行，则Qc＝>0.0675，故a>0.26。
11．(14分)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　
ΔH1＝－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
回答下列问题：
(1)反应①的化学平衡常数K表达式为__________________，图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为______________(填曲线标记字母)。

(2)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)；图2中的压强由大到小为________。
答案　(1)K＝　a
(2)减小　p3>p2>p1'
解析　(1)反应①为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，曲线a正确。
(2)升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低。相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高。