1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业（二十一）化学平衡常数化学反应进行的方向 (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.关于化学平衡常数的叙述正确的是()A.化学平衡常数与温度无关B.两种物质反应,无论方程式的书写形式如何,平衡常数均不变C.化学平衡常数等于某时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值D.温度一定,对于给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数2.下列说法正确的是()A.H0的反应在温度低时不能自发进行B.NH4HCO3(s)=NH3(g)+H
2、2O(g)+CO2(g) H=+185.57 kJmol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向3.(2014济南模拟)在某温度下,将H2和I2各1 mol的气态混合物充入1 L的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)H0,5 min后达到平衡状态,测得c(H2)=0.9 molL-1,则下列结论中,不能成立的是()A.平衡时H2、I2的转化率相等B.从反应开始至平衡的过程中,v(HI)=0.04 mo
3、lL-1min-1C.其他条件不变再向容器中充入少量H2,I2的转化率提高D.若将容器温度提高,其平衡常数K一定增大4.(2014西安模拟)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是K=B.此时,B的平衡转化率是40%C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大5.用CO合成甲醇(CH3OH)的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)HT
4、2T3B.正反应速率:v(a)v(c),v(b)v(d)C.平衡常数:K(a)K(c),K(b)=K(d)D.平均摩尔质量:M(a)M(d)6.恒容密闭容器中通入一定量的A发生反应:2A(g)B(g)+C(g)H0T1温度下的部分实验数据为t/s05001 0001 500c(A)/molL-16.003.503.003.00下列说法正确的是()A.500 s内A的分解速率为3.010-3molL-1s-1B.1 000 s时A的转化率为50%,T1温度下的平衡常数为K1=0.75C.平衡时,其他条件不变,再加入一定量的A,达新平衡后K值增大D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数
5、为K2,若K1K2,则T1T27.一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)占气体体积的50%,在该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)H2(g)+I2(g),则下列判断正确的是()A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 molL-1D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.5 molL-18.(2013乐山模拟)利用醋酸二氨合铜Cu(NH
6、3)2Ac溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3AcCO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:温度/1550100化学平衡常数510421.910-5下列说法正确的是()A.上述正反应为吸热反应B.15时,反应Cu(NH3)3AcCOCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数为5104C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小D.醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响9.已知:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-25 kJmol-1某温度下的平衡常数为400。此温度下,在1
7、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CH3OHCH3OCH3H2Oc/(molL-1)0.81.241.24下列说法正确的是()平衡后升高温度,平衡常数400平衡时,c(CH3OCH3)=1.6 molL-1平衡时,反应混合物的总能量减少20 kJ平衡时,再加入与起始等量的CH3OH,达新平衡后CH3OH转化率增大此时刻反应达到平衡状态平衡时CH3OH的浓度为0.08 molL-1A.B.C.D.10.(能力挑战题)(2013珠海模拟)某同学在三个容积相同的密闭容器中,分别研究三种不同条件下化学反应2X(g)Y(g)+W(g)的进行情况。其中实验、控温在
8、T1,实验控温在T2,它们的起始浓度均是c(X)=1.0 molL-1,c(Y)=c(W)=0,测得反应物X的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是()A.与实验相比,实验可能使用了催化剂B.与实验相比,实验若只改变温度,则温度T1”“”或“=”)。温度为T1时,反应的平衡常数K=_。若在T3温度时,达平衡时测得反应放出的热量为Q1。此时再向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2并使之重新达到平衡,测得又放出热量Q2。则下列说法正确的是。(填序号字母)a.Q2一定等于Q1b.新平衡时SO2的转化率一定大于80%c.T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数(3)下列关于反应2SO2(g
9、)+O2(g)2SO3(g)H0的说法正确的是_(填字母代号)。A.升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向C.由于H0,S0,故该反应一定能自发进行D.当SO2的浓度保持不变时,说明反应达到平衡状态13.(12分)(能力挑战题)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=,H0(填“”“=”);(2)830时,向一个5 L密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反应初
10、始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 molL-1s-1,则6 s时c(A)=_molL-1,C的物质的量为mol,若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为;(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母);a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变c.c(A)不随时间改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1 200时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为。答案解析1.【解析】选D。化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强和催化剂等均无关。平衡常数表达式中各物质的浓度为平衡时的浓
11、度,其书写形式与化学方程式的书写有关。温度一定,对于给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。【方法技巧】化学平衡常数理解的“113规律”(1)必记1个表达式化学平衡常数表达式。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=。(2)牢记影响化学平衡常数的1个因素温度:化学平衡常数仅与温度有关,与其他因素无关。(3)掌握应用K判断反应方向的3条规律:2.【解析】选B。H0,则G0,任何温度下反应都能自发进行,A错误;用焓变和熵变判断反应的自发性,都有例外,故都不能单独作为反应自发性的判据,而应用复合判据,C错误;使用催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的方向,D错误。3.
12、【解析】选D。加入的反应物的量是按反应化学计量数之比加入的,所以二者的转化率相等,A项正确。5 min后达到平衡状态,测得c(H2)=0.9 molL-1,说明HI的浓度变化量为0.2 molL-1,则该段时间内v(HI)=0.04 molL-1min-1,B项正确。其他条件不变再向容器中充入少量H2,I2的转化率提高,C项正确。该反应是一个反应前后气体体积不变的放热反应,若将容器温度提高,平衡向逆反应方向移动,则平衡常数减小,故D项错误。【加固训练】某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1。N2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。下
13、列说法正确的是()A.将1 mol氮气、3 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJB.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)K(B)C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率增大D.上述反应在达到平衡后,降低温度,其平衡常数K一定减小【解析】选C。因为该反应为可逆反应,加入1 mol N2、3 mol H2,两者不可能完全反应生成NH3,所以放出的热量小于92.4 kJ,A错;从状态A到状态B的过程中,改变的是压强,温度没有改变,所以平衡常数不变,B错;因为该反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,H2的转化率增大,C对;降低温度,平衡正向移
14、动,则K将增大,D错。4.【解析】选B。C是固体,不写入K的表达式,A错。生成1.6 mol C,即消耗0.8 mol B,所以B的转化率为40%,B正确。化学平衡常数只与温度有关,加压,平衡常数不变,C错。加入B,B自身的转化率降低,D错。5.【解题指南】解答本题要注意以下3点:(1)图像曲线上的每个点都是平衡点,比较转化率的大小时要注意是否是在同一压强(或温度)下。(2)比较化学平衡常数的大小要注意温度的大小。(3)CO的平衡转化率越大,说明化学反应正向进行的程度越大。【解析】选C。该反应的正反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,结合图像知,T1T2v(d)
15、,a、c两点的压强相同,但c点的温度高,则v(a)K(c),b、d两点的温度相同,K(b)=K(d),C项正确;该反应的正反应为气体物质的量减小的反应,平均摩尔质量:M(a)M(c),M(b)M(d),D项错。6.【解析】选D。v(A)=510-3(molL-1s-1),A错误;1 000 s后A的浓度不再发生变化,即达到了化学平衡,列出三种量如下:2A(g)B(g)+ C(g)起始(molL-1) 6.00 0 0平衡(molL-1) 3.00 1.501.50则K=0.25,(A)=100%=50%,B错误;平衡时,其他条件不变,再加入一定量的A,平衡正向移动,但是温度不变,K值不变,C错
16、误;对于吸热反应来说,T越高, K越大,若K1K2,则T1T2,D正确。7.【解题指南】解答本题时需明确:(1)“三段式”解题时,三种量的单位应统一。(2)化学平衡常数与方程式一一对应,对于同一个反应,因方程式书写的不同,平衡常数的表达式也不同。【解析】选B。由于气体的物质的量不变,n(HI)=1 mol,则H2(g)+I2(g)2HI(g)初始(molL-1) 1 1 0转化(molL-1) 0.50.5 1平衡(molL-1) 0.50.5 1K1=4HI(g)H2(g)+I2(g)K2=0.5HI(g)H2(g)+I2(g)初始(molL-1)0.5 0 0转化(molL-1)x 平衡(
17、molL-1)0.5-x K2=0.5,求得x=0.25。平衡时:c(H2)=0.125 molL-1,c(HI)=0.25 molL-1。8.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)明确随着温度的升高,K值减小。(2)明确该反应中只有反应物中CO和NH3是气体。【解析】选C。根据表格数据可知,升高温度,化学平衡常数K值减小,说明升高温度,平衡逆向移动,说明该反应正向为放热反应,A项错误。温度一定,对于给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数,所以Cu(NH3)3AcCOCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数应为5104的倒数,B项错误。保持其他条件不变,减小压强,平衡左移,CO的转
18、化率减小,C正确。增加醋酸二氨合铜溶液的浓度,使平衡正向移动,利于对CO的吸收,D项错误。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,错;根据表格数据可知,反应转化生成的CH3OCH3、H2O浓度均为1.24 molL-1,此时CH3OH的浓度为0.8 molL-1,根据Qc=,将各物质的浓度代入可得,Qc=2.4p+q,则增加A的浓度,A的转化率增大。若m=p+q,则增加A的浓度,A的转化率不变。若mT1,平衡时实验中X浓度较小,表明升温平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,正确;C项,实验、中达到平衡时,X的体积百分含量明显是=,故不正确;D项,实验中,平衡时c(Y)
19、=c(W)=0.25 molL-1, K平=0.25,而反应温度不变,则平衡常数不变, K平=0.25,解得a=0.2(molL-1),则平衡时c(X)=0.8 molL-1-2a=0.4 molL-1,正确。11.【解析】(1)固体物质不能写入平衡常数表达式中,故K=。由于该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数将减小。(2)设平衡时,反应用去xmol CO,则平衡时CO、CO2的物质的量分别为(1.0-x)mol、(1.0+x)mol。因化学方程式中两气体物质的化学计量数相等,所以可将物质的量直接代入平衡常数表达式中,得=64,解得x=0.6,即CO的平衡转化率为60%,平衡时CO
20、的浓度为0.2 molL-1。由于该反应有固体参加和生成,故只要平衡发生移动,气体的质量就会发生变化,密度也就改变,所以当气体密度恒定时,反应一定达到平衡状态,a项正确;模仿上题的方法,可求得乙容器中平衡时CO的转化率为70%,浓度为0.3 molL-1,故b项错误、c项正确;Fe2O3是固体,增加它的量对平衡无影响,故d项错误。答案:(1)减小(2)60%a、c12.【解析】(1)生成2 mol二氧化硫放出773 kJ热量,所以生成0.2 mol二氧化硫放出77.3 kJ热量。(2)由D到A,二氧化硫的转化率增大,平衡向正反应方向移动,所以正反应速率逆反应速率;反应达到平衡状态时,二氧化硫的
21、物质的量是0.2 mol,其浓度是0.1 molL-1,氧气的浓度是0.05 molL-1,三氧化硫的浓度是0.9 molL-1,所以K=1 620;再向容器中加入2 mol SO2、1 mol O2,增大了体系的压强,导致平衡向正反应方向移动,所以放出的热量比Q1多,所以二氧化硫的转化率增大,故a错误,b正确。由图示可知,T1时SO2的转化率高,所以K值大,c错误。(3)A项,该反应正向放热,故温度升高,平衡逆向移动,SO2的转化率降低;B项,寻找常温下的合适催化剂,加快反应速率,同时降低能耗;C项,通过G=H-TS可知,反应的自发进行需要一定的外界条件;D项,平衡时各组分的浓度保持一定。答
22、案:(1)77.3(2)1 620b(3)B、D【加固训练】甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,合成甲醇的主要反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应过程中的能量变化如图所示。(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H0(填“”)。(2)在一定条件下,上述反应在一密闭容器中达到平衡。该反应平衡常数的表达式为;在保证H2浓度不变(瞬间)的情况下,增大容器的压强,平衡将(填字母)。A.向正反应方向移动B.向逆反应方向移动C.不移动D.无法判断(3)如图表示该反应在某一时间段中反应速率与时间的关系(t2、t4、t5时刻改变的条件都只有一个,且各不相同)。各阶段对应的平衡常数如表
23、所示:t1t2t3t4t4t5t6t7K1K 2K 3K 4请判断各平衡常数之间的大小关系为(用“”“v(正),平衡逆向移动(向吸热方向移动),综合影响化学反应速率和化学平衡的主要因素可知:t2时刻所改变的条件是升高温度,由平衡常数的表达式可知,平衡逆向移动,平衡常数变小,故K 1 K 2;t4时刻改变条件,正逆反应速率都增大,但平衡不移动,故t4时刻所改变的条件是使用催化剂,平衡常数不变, K 3= K 2;t5时刻改变条件,正逆反应速率都减小,且v(逆)v(正),平衡逆向移动了,分析知:改变的条件是减小压强,因平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变化,故K3=K4,综合知: K 1
24、K 2= K 3= K 4。答案:(1) K 2= K 3= K 413.【解析】(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K =;由表中数据可知,温度升高,K值减小,故正反应为放热反应,H0。(2)v(A)=0.003 molL-1s-1,则A减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018 molL-1,故剩余的A的浓度为-0.018 molL-1=0.022 molL-1;A减少的物质的量为0.018 molL-15 L=0.09 mol,根据方程式的化学计量数关系,生成的C的物质的量也为0.09 mol。设830达平衡时,转化的A的浓度为xmolL-1,则:A(g)+B(g)C(g
25、)+D(g)起始浓度(molL-1) 0.04 0.16 0 0转化浓度(molL-1) x x x x平衡浓度(molL-1)0.04-x0.16-x x x有:=1,解得x=0.032,故A的转化率(A)=100%=80%;由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,故c可以;不论是否达平衡,单位时间里生成C和D的物质的量相等,故d错。(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1 200时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K=2.5。答案:(1)(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5关闭Word文档返回原板块
