安徽专用版高考化学 课时提能演练二十一 73 化学平衡常数 化学反应进行的方向 新人教版含精细解析

安徽专用版高考化学 课时提能演练二十一 73 化学平衡常数 化学反应进行的方向 新人教版含精细解析

‎【安徽】2019版化学复习方略 课时提能演练(二十一) 7.3 化学平衡常数 化学反应进行的方向（人教版）‎ ‎（45分钟 100分）‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分) ‎ ‎1.(2019·江苏高考改编)下列说法正确的是(　　)‎ A.一定温度下，反应MgCl2(l)===Mg(l)＋Cl2(g)的ΔH<0　ΔS>0‎ B.水解反应NH＋H2ONH3·H2O＋H＋达到平衡后，升高温度平衡逆向移动 C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 D.对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率 ‎2.(2019·宿州模拟)在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：‎ CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol，下列说法不正确的是(　　)‎ A.在该温度下平衡常数K＝1‎ B.若温度不变，将CO和H2O均改为0.5 mol，则平衡常数为原平衡的一半 C.CO的转化率为50%‎ D.其他条件不变，改变压强平衡不移动 ‎3.下列叙述不正确的是(　　)‎ A.化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化 B.升高温度会增大化学反应速率，其原因是增大了活化分子的百分数 C.某化学反应的能量变化如图所示，则该反应的ΔH>0，ΔS>0‎ D.H3PO4的电离常数：K1>>K2>>K3‎ ‎4.(2019·福建高考)‎25 ℃‎时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq) Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和 c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是(　　)‎ A.往平衡体系中加入少量金属铅后，c(Pb2＋)增大 B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小 C.升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0‎ D‎.25℃‎时，该反应的平衡常数K＝2.2‎ ‎5.(易错题)某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g) 2AB3‎ ‎(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据图示得出的判断结论正确的是(　　)‎ A.反应速率a>b>c ‎ B.达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c C.若T2>T1，则正反应是吸热反应 D.达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c>b>a ‎6.(2019·芜湖模拟)已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数数值分别为：‎ t/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ K ‎1.67‎ ‎1.11‎ ‎1.00‎ ‎0.60‎ ‎0.38‎ 下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A.该反应的化学方程式是：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)‎ B.上述反应的正反应是放热反应 C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到 ‎830 ℃‎‎，此时测得CO为0.4 mol时，该反应为平衡状态 D.某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：＝，判断此时的温度是1 ‎‎000 ℃‎ ‎7.在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A 的转化率没有发生变化，则B的转化率为(　　)‎ A.60%　　　B.40%　　　C.24%　　　D.4%‎ ‎8.(探究题)FeCl3(aq)与KSCN(aq)混合时存在下列平衡：Fe3＋(aq)＋SCN－(aq) Fe(SCN)2＋(aq)。已知平衡时，物质的量浓度c[Fe(SCN)2＋]与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A.FeCl3(aq)与KSCN(aq)反应的热化学方程式为：‎ Fe3＋(aq)＋SCN－(aq)===Fe(SCN)2＋(aq)　 ΔH>0‎ ‎ B.温度为T1、T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1< K2‎ C.反应处于D点时，一定有v(正)>v(逆)‎ D.A点与B点相比，A点的c(Fe3＋)大 ‎9.已知：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－25 kJ/mol ‎ 某温度下的平衡常数为400。此温度下，在‎1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：‎ 物质 CH3OH CH3OCH3‎ H2O c/(mol·L－1)‎ ‎0.8‎ ‎1.24‎ ‎1.24‎ 下列说法正确的是(　　)‎ ‎①平衡后升高温度，平衡常数＞400‎ ‎②平衡时，c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L ‎③平衡时，反应混合物的总能量减少20 kJ ‎④平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大 ‎⑤此时刻反应达到平衡状态 ‎⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08 mol·L－1‎ A.①②④⑤　　　　　　B.②⑥‎ C.②③④⑥ D.②④⑥‎ ‎10.(2019·安徽师大附中模拟)已知可逆反应X(g)＋Y(g) Z(g)(未配平)。温度为T0时，在容积固定的容器中发生反应各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A.发生反应时，各物质的反应速率大小关系为：v(X)＝v(Y)＝2v(Z)‎ B.图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%‎ C.T‎0 ℃‎时，该反应的平衡常数为33.3‎ D.该反应正反应的反应热ΔH＜0‎ 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)‎ ‎11.(14分)高炉炼铁中发生的基本反应之一为：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　ΔH>0，已知1 373 K时K＝0.263。‎ ‎(1)该反应的平衡常数表达式为　　　　　。‎ ‎(2)温度升高，化学平衡移动后，平衡常数K值　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)1 373 K时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态　　　(填“是”或“否”)。此时，化学反应速率v(正)　　　v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”)，其原因是　。‎ ‎12.(12分)(预测题)甲醇可通过将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下，发生如下反应制得：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题：‎ ‎(1)从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)＝　　　，CO的转化率为　　　。‎ ‎(2)该反应的平衡常数表达式为　　　　　，温度升高，平衡常数　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则加入各物质后该反应向　　　(填“正”、“逆”)反应方向移动，理由是_______。‎ ‎13.(14分)为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：CCl4＋H2CHCl3＋HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等。已知CCl4的沸点为‎77 ℃‎，CHCl3的沸点为‎61.2 ℃‎。‎ ‎(1)在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据(假设不考虑副反应)。‎ 实验序号 温度℃‎ 初始CCl4浓度 ‎(mol·L－1)‎ 初始H2浓度 ‎(mol·L－1)‎ CCl4的 平衡转化率 ‎1‎ ‎110‎ ‎0.8‎ ‎1.2‎ A ‎2‎ ‎110‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎50%‎ ‎3‎ ‎100‎ ‎1‎ ‎1‎ B ‎①此反应的化学平衡常数表达式为__________，‎ 在‎110℃‎时平衡常数为　　　　。‎ ‎②实验1中，CCl4的转化率A　　　　50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。‎ ‎③实验2中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为　　　　。‎ ‎④实验3中，B的值　　　　。‎ A.等于50%　　　　　　B.大于50%‎ C.小于50%　　　　　　D.从本题资料无法判断 ‎(2)‎120 ℃‎时，在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2 mol·L－1和4 mol·L－1的实验，测得反应消耗CCl4的百分率(x%)和生成物中CHCl3的百分含量(y%)随时间(t)的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线)。‎ ‎①在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2 mol·L－1的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是　　　　。‎ ‎②根据上图曲线，氢气的起始浓度为　　　　 mol·L－1时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是__________。‎ 答案解析 ‎1.【解析】选D。MgCl2(l)===Mg(l)＋ Cl2(g)该反应为分解反应，吸热，ΔH>0，反应物为液体，有气态物质生成，所以ΔS>0，A错；水解反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，B错；铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生氧化反应，C错；MnO2为催化剂，能加快H2O2的分解速率，升高温度，反应速率加快，D对。‎ ‎2.【解析】选B。根据题意得：‎ ‎　　　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)‎ 起始： 1 1 0 0‎ 平衡： 0.5 0.5 0.5 0.5‎ 平衡常数K＝＝1，A项正确；CO的转化率为50%，C项正确；该反应前后气体体积不变，改变压强平衡不移动，D项正确；平衡常数只受温度的影响，与浓度、压强无关，B项错误。‎ ‎3.【解析】选C。化学平衡发生移动，如果不是改变温度引起的，则平衡常数不变，A对；升高温度，增大了活化分子的百分数，所以反应速率增大，B对；该反应的反应物能量比生成物能量高，反应的ΔH<0，ΔS不能确定，C错；磷酸为弱酸，并且酸性H3PO4>H2PO>HPO，酸性依次减弱，电离程度逐渐减小，D对。‎ ‎4.【解题指南】解答本题要注意以下两点：‎ ‎(1)改变固体的用量，平衡不移动。‎ ‎(2)固体不列入平衡常数的表达式。‎ ‎【解析】选D。金属铅的浓度是定值，加入金属铅，平衡不移动，c(Pb2＋)不变，A错；加入Sn(NO3)2固体后，增大了c(Sn2＋)，平衡逆向移动，c(Pb2＋)增大，B错；升高温度，c(Pb2＋)增大，说明平衡逆向移动，即逆反应吸热，则正反应放热，ΔH＜0，C错；由图可知，平衡时c(Sn2＋)＝0.22 mol/L，c(Pb2＋)＝0.10 mol/L，所以平衡常数K＝＝2.2，D对。‎ ‎5.【解析】选D。a、b、c三点在同一温度下，但是对应的B2的起始物质的量不同，c点对应的B2的物质的量多，反应速率快，所以a、b、c的速率关系为c>b>a，A错；在A2物质的量不变的条件下，增加B2的物质的量，A2的转化率增大，所以A2的转化率大小关系为c>b>a，B错；因为AB3的曲线上的点都代表平衡时AB3的体积分数，可以选在b点后面的B2的起始量相同的一点，可以看出在升高温度的条件下，AB3的体积分数减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应，C错；在其他条件不变的情况下，B2的起始物质的量越多，平衡向正反应方向移动的程度越大，生成的AB3的物质的量越多，D对。‎ ‎【误区警示】该题容易出错的地方有下面几点：‎ ‎(1)不理解曲线上的每一个点代表的都是平衡点。‎ ‎(2)曲线上的每一个点A2的物质的量都相同，但是B2的起始物质的量都不同。‎ ‎(3)对AB3的体积分数先升高后降低不清楚。在T1和T2两条曲线上都有一个最高点，此最高点的含义是A2与B2恰好按照1∶3物质的量之比反应。在b点前面图像上的点AB3的体积分数低的原因是B2不足，A2不能完全反应，造成AB3体积分数低；在b点后面的点AB3体积分数低的原因是B2过量，造成AB3体积分数低。‎ ‎6.【解析】选C。由平衡常数的表达式可知A项正确；由表中数据知随温度的升高，平衡常数减小，故该反应的正反应是放热反应，B项正确；‎830 ℃‎时，该反应的平衡常数K＝1，根据C项数据可知，CO转化率应为50%，故平衡时CO应为0.5 mol，C项错误；1 ‎000 ℃‎时该反应的平衡常数为0.60，按关系式＝可计算得K＝0.60，D项正确。‎ ‎7.【解析】选B。在温度不变的情况下将容器的体积扩大10倍，A的转化率没有发生改变，说明该反应为反应前后气体体积不变的反应，所以a＝1。B的转化率也没有发生变化，所以与没有扩大容器体积前一样。设容器的体积为V，转化的A的物质的量为x，则达到平衡时A、B、C、D的物质的量分别为2 mol－x、3 mol－x、x、x。根据ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)可知(x/V)2＝(2/V－x/V)(3/V－x/V)，解得x＝1.2 mol，所以B的转化率为1.2 mol/3 mol×100%＝40%，B对。‎ ‎8.【解析】选C。根据图像可知，随着温度的升高，Fe(SCN)2＋浓度减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，ΔH<0，A错；因为T1K2，B错；反应处于D点时，从横坐标看T1温度下对应的平衡状态Fe(SCN)2＋浓度比D点高，所以D点还未达到平衡，故v(正)>v(逆)，C对；A点与B点Fe(SCN)2＋浓度相比，A点高，Fe3＋浓度小，D错。‎ ‎9.【解析】选B。因为正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小，①错；根据表格数据可知，反应转化生成的CH3OCH3、H2O浓度均为1.24 mol·L－1，此时CH3OH的浓度为0.8 mol·L－1，根据Qc＝，将各物质的浓度代入可得，Qc＝2.4<400，所以此时没有达到平衡，此时反应向正反应方向进行，⑤错；由化学平衡常数计算可知平衡时c(CH3OCH3)＝1.6 mol/L，②对；生成CH3OCH3的物质的量为1.6 mol，根据方程式可知生成1.6 mol CH3OCH3放出的热量为1.6 mol×25 kJ·mol－1＝40 kJ，③错；平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，相当于增大压强，平衡不移动，CH3OH的转化率不变，④错；根据②可知，达到平衡时CH3OH的浓度为0.8 mol·L－1－0.72 mol·L－1＝0.08 mol·L－1，⑥对。‎ ‎【方法技巧】恒容条件下增加反应物浓度对反应物转化率的影响 ‎1.对于常见的mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)的反应，增加A(或B)的浓度，B(或A)的转化率增大，增加浓度的物质本身的转化率减小。‎ ‎2.对于反应物只有一种的反应如：‎ mA(g) pC(g)＋qD(g)。‎ ‎①若m>p＋q，则增加A的浓度，A的转化率增大。‎ ‎②若m＝p＋q，则增加A的浓度，A的转化率不变。‎ ‎③若mv(逆)‎ ‎12.【解题指南】解答该题应该注意下面三点：‎ ‎(1)根据图一和已知反应方程式计算反应速率及转化率。‎ ‎(2)根据图二判断反应过程中的能量变化及反应是吸热反应还是放热反应，从而判断平衡常数随温度的变化。‎ ‎(3)ρ＝m/V，质量不变，密度增大，体积减小，从而判断反应方向。‎ ‎【解析】(1)根据图一可知，反应开始到达到平衡的过程中CO的浓度变化为 ‎0.75 mol·L－1，所以CO的反应速率为v(CO)＝0.75 mol·L－1/10 min＝‎ ‎0.075 mol·L－1·min－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(H2)＝2v(CO)＝2×0.075 mol·L ‎－1·min－1＝0.15 mol·L－1·min－1，CO的转化率为 ‎0.75 mol·L－1/1.00 mol·L－1×100%＝75%。‎ ‎(2)该反应的平衡常数表达式为K＝。根据图二可知，反应物的能量比生成物的能量高，所以正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小。‎ ‎(3)因为反应物和生成物都是气体，反应过程中质量不变，气体的密度ρ＝m/V。密度增大，说明容器的体积减小，因为反应在恒压的条件下进行，容器体积减小，说明反应后气体的物质的量减少，因为正反应方向是气体物质的量减少的反应，所以平衡向正反应方向移动。‎ 答案：(1)0.15 mol·L－1·min－1　75%‎ ‎(2)K＝　减小 ‎(3)正　反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积减小，平衡正移 ‎13.【解析】(1)因CCl4的沸点为‎77 ℃‎，CHCl3的沸点为‎61.2 ℃‎，所以在‎110 ℃‎或‎100 ℃‎时反应中各物质的状态均为气态，其平衡常数K＝。‎110 ℃‎时，由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5 mol·L－1，代入表达式计算得平衡常数为1。实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等，可以求出实验1中CCl4的平衡转化率，然后与50%比较，对于实验3，因温度不同，又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。‎ ‎(2)由图像可知，氢气浓度越大反应越快，消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2起始浓度为2 mol·L－1时，消耗CCl4的百分率变化曲线是c，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b，此时氢气的浓度为4 mol·L－1。‎ 答案：(1)①K＝　1‎ ‎②大于　③0.05 mol·L－1·h－1　④D　(2)①c ‎②4　从图中可见，4 mol·L－1的a、b曲线比2 mol·L－1的c、d曲线CCl4转化率和产物中CHCl3的百分率的数值均高