1、化学平衡常数化学反应进行的方向(建议用时40分钟)1(2021徐州模拟)自由能的变化(G)是反应方向判断的复合判据：GHTS。G0时，反应正向自发进行。已知工业上常利用CH4和H2O来制备水煤气，原理为CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H0，则下列说法正确的是()AS0高温下能自发BS0高温下能自发CS0低温下能自发DS0任何温度下能自发【解析】选A。CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H0，气体的物质的量增大，所以S0，而H0、S0，则在高温下能自发。2(2021成都模拟)一定温度下，某气体反应达到化学平衡，平衡常数Kc(A)c2(B)/c2(E)c(F)，恒容时，
2、若温度适当降低，则F的浓度增加，下列说法中正确的是()A降低温度，正反应速率减小、逆反应速率增大B增大c(A)、c(B)，K增大C该反应的化学方程式为2E(g)F(s)A(g)2B(g)D该反应的焓变H0【解析】选D。降低温度，减少活化分子百分数，所以正逆反应速率都减小，故A错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，与物质浓度无关，故B错误；根据化学平衡常数知，F是气体且是反应物，其反应方程式为2E(g)F(g)A(g)2B(g)，故C错误；降低温度，F浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，降低温度平衡向放热反应方向移动，则正反应是吸热反应，焓变大于0，故D正确。3(2021宁波
3、模拟)已知热化学方程式：aX(g)3Y(s)bZ(g)H0。现在2 L的密闭容器中加入0.9 mol的X和1 mol的Y，当Y的物质的量减少0.75 mol时，达到平衡状态，此时X、Z的浓度分别是0.2 molL1和0.5 molL1，该温度下的平衡常数为()ABC35 D20【解析】选A。aX(g)3Y(s)bZ(g)H0始 0.9 1 0反应 0.25a 0.75 0.25b平衡 0.220.4 0.25 0.521所以0.90.25a0.4，0.25b1，则a2，b4，则该温度下的平衡常数K。4(2021石嘴山市模拟)E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)4F(g)G(g)
4、，已知该反应的平衡常数值如下表所示，下列说法正确的是()温度/2580230平衡常数值510421.9105A.上述反应是熵增反应B25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是0.5C在80 时，测得某时刻，F、G浓度均为0.5 molL1，则此时v(正)v(逆)D恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积百分含量将增大【解析】选D。正反应为气体物质的量减小的反应，正反应为熵减的反应，故A错误；相同温度下，G(g)E(s)4F(g)的平衡常数与E(s)4F(g)G(g)的平衡常数互为倒数，故25 时，反应G(g)E(s)4F(g)的平衡常数值是2105，故B错误；此
5、时浓度商Qc8K2，反应向逆反应方向进行，故v(正)v(逆)，故C错误；恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，相当于在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，达新平衡时，G的体积百分含量将增大，故D正确。【加固训练拔高】(2021北京模拟)一定温度下，反应I2(g)H2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)0.11 mmolL1，c(HI)0.78 mmolL1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是()(注：1 mmolL1103molL1)ABCDc(I2)/mmolL11.000.220.440.11c(H2)/mmolL11.000.220.440.4
6、4c(HI)/mmolL11.001.564.001.56【解析】选C。Qc(A)1，Qc(B)50.28，Qc(C)82.64，Qc(D)50.28，Qc(C)的值最大。5(2021慈溪模拟)在2.0 L恒温恒容密闭容器中发生反应：2H2S(g) S2(g)2H2(g)H0，起始时充入2.0 mol H2S，反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是()t/minn(H2S)/moln(S2)/moln(H2)/mol02.00021.040.860.6A.2 min时，H2的生成速率为0.25 molL1min1B上述反应的平衡常数K0.675C3 min时，H2S的分解率一定小于60
7、%D反应达平衡后，升高温度，平衡逆向移动【解析】选B。反应速率指的是02 min这一段时间的平均反应速率，不是2 min的时刻速率，故A错误；由分析数据可知反应的平衡常数K0.675，故B正确；4 min时达到平衡，H2S的分解率为100%60%，但不能确定3 min是否达到平衡，如平衡时，则等于60%，故C错误；该反应H0，是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，故D错误。【加固训练拔高】(2021德州模拟)已知反应：CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定压强下，按向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系，图
8、乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是()A. 图甲中11B图乙中，线A表示正反应的平衡常数C在恒容容器中进行，压强不变时反应达到平衡状态D当温度为T1、2时，Cl2的转化率约为33.3%【解析】选D。增大氯气的量，平衡正向移动，丙烯的体积分数减小，则图甲中11，故A错误；由图甲可知，随着温度的升高，丙烯的体积分数增大，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应的平衡常数减小，则图乙中，线B表示正反应的平衡常数，故B错误；该反应是气体分子数不变的反应，反应开始到平衡，容器压强都不改变，在恒容容器中进行，压强不变时不能说明反应达到平衡状态，故C错误；当温度为T1、2时，平衡常数K1，K
9、=1,解得x=,则Cl2的转化率为100%33.3%,故D正确。6. (双选)I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I(aq)H。某I2、KI混合溶液中，I的物质的量浓度c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是()A该反应H0B若在T1、T2温度下，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D状态A与状态B相比，状态A的c(I)大【解析】选A、C。温度升高，c(I)逐渐增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动HT1，则K1K2，B正确；从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，c(I)小于该温度下的平衡浓
10、度，所以反应逆向进行，故v逆v正，C错误；升高温度，平衡逆向移动，c(I)变小，T2T1，所以状态A的c(I)大，D正确。7(2021邢台模拟)T 时，在3 L的密闭容器中充入4 mol光气(COCl2)，发生反应COCl2(g)CO(g)Cl2(g)，同时还发生反应2CO(g) 2C(s)O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol，则该温度下，CO(g)Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K为()AB2CD【解析】选D。T 时，在3 L的密闭容器中充入4 mol光气，若同时发生的反应还有2CO(g)2C(s)O2(g)，当反应达到平衡时，
11、测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2 mol和1 mol，设消耗COCl2(g)物质的量为x，COCl2(g) Cl2(g)CO(g)起始量(mol) 4 0 0变化量(mol) x x x平衡量(mol) 4x x x2CO(g) 2C(s)O2(g)，起始量 x 0 0变化量 1 1 0.5平衡量 2 1 0.5x3 mol，则平衡浓度COCl2(g)为molL1，Cl2(g)为1 molL1，CO(g)为molL1。COCl2(g) Cl2(g)CO(g)的平衡常数K2，则该温度下，Cl2(g)CO(g)COCl2(g)的平衡常数K。8(2021年重庆适应性测试)MTP是一类重要的
12、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KmolL1D190时，0150 min之间的MTP的平均反应速率为molL1min1【解析】选B。开始量相同，X、Y两点转化率相同，所以MTP的物质的量浓度相同，A正确；相同条件下温度越高速率越大，所以X、Z两点的速率
13、大小为v(X)v(Z)，B错误；若Z点处于化学平衡，则：TOMEMTPCH3OH起始/molL1 a 0 0转化/molL1 a0.98 a0.98 a0.98平衡/molL1 a0.02 a0.98 a0.98KmolL1，C正确；190 时，0150 min 之间c(MTP)a67%0.67a molL1，则(MTP)molL1min1，D正确。【加固训练拔高】(2021威海模拟)某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的X、Y，发生反应aX(g)bY(g)cZ(g)，经测定前4 s内v(Z)0.05 molL1s1，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，下列说法中错误的是()A.
14、该反应的化学方程式为3X(g)Y(g)2Z(g)B前4 s内，v(X)0.075 molL1s1C平衡时，Y的转化率为50%D12 s和15 s时的化学平衡常数一致【解析】选C。前12 s内，反应到达平衡时，v(X)mol(Ls)1mol(Ls)1，到达平衡v(Y)mol(Ls)1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则31，由于前4 s内v(Z)0.05 mol(Ls)1，则32，所以最简比为a3，b1，c2，则发生的反应为3X(g)Y(g) 2Z(g)，故A正确；前4 s内，v(X)mol(Ls)10.075 mol(Ls)1，故B正确；平衡时，Y的转化率为100%40%，故C错误；化学平
15、衡常数只随温度的改变而改变，则12 s和15 s时的化学平衡常数一致，故D正确。9(双选)CO2催化重整CH4的反应：()CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)；H1，主要副反应：()H2(g)CO2(g) CO(g)H2O(g)；H20，()4H2(g)CO2(g) CH4(g)2H2O(g)；H30。在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比11充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是()A.H10B若反应、消耗等量的CO2时，转移电子数之比为34C300580 时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应()生成H2O的量大于
16、反应()消耗的量DT 时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应()的平衡常数小于81【解析】选A、C。反应()可由2倍()减去反应()得到，故H12H2H3，再根据图示，随温度的升高，CH4和CO2的体积分数减小，说明升温，平衡正向移动，而升温平衡向吸热方向移动，正反应吸热，H10，故A错误；反应每消耗1 mol CO2，转移电子数为6 mol，反应每消耗 1mol CO2，转移电子数为8 mol，所以反应、消耗等量的CO2时，转移电子数之比为34，故B正确；300580 时，H2O的体积分数不断增大，反应(
17、)是放热反应，升温时，平衡逆向移动消耗H2O，反应()是吸热反应，升温时正向移动，生成H2O，而由于反应()消耗H2O的量小于反应()生成水的量，故C错误；T 时，在2.0 L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则CO2转化的浓度为75%0.75 molL1，根据三段式： CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g) 起始量：molL1 1 1 0 0 转化量：molL1 0.75 0.75 1.5 1.5 平衡量：molL1 0.25 0.25 1.5 1.5若不考虑副反应，则反应()的平衡常数，但由于副反应()中，消
18、耗的氢气的量比二氧化碳多得多，故计算式中，分子减小得更多，值小于81，故D正确。10(2021北京模拟)氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源，得到广泛研究。(1)已知：反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H11 266.6 kJ mol1，H2的燃烧热H2285.8 kJmol1水的气化时H344.0 kJmol1反应热力学趋势很大(平衡常数很大)的原因为_；(2)在CoAl催化剂体系中，压强p0下氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下氨气转化率随温度变化曲线如下图，活化能最小的催化剂为_，温度高时NH3的转化率接近平衡转化率的原因_。如果增大气体流速，则b点对
19、应的点可能为_(填“a”“c”“d”“e”或“f”)；(3)温度为T时，体积为1 L的密闭容器中加入0.8 mol NH3和0.1 mol H2，30 min达到平衡时，N2体积分数为20%，则T时平衡常数K_，NH3分解率为_。【解析】(1)反应的H11 266.6 kJ mol1，放热量很大，故热力学趋势很大；(2)由图可知，90 CoAl先达到平衡态，所以90 CoAl是活化能最小的催化剂；2NH3(g)N2(g)3H2(g)H92.1 kJ mol1此反应为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，提高氨气的转化率；此反应为气体体积增大的反应，增大气体流速平衡逆向移动，b点对应的点可能为e；(3)由题给数据可知，设平衡时氮气的物质的量为x mol，则：2NH3(g)N2(g)3H2(g)初始量/mol 0.8 0 0.1变化量/mol 2x x 3x平衡量/mol 0.82x x 0.13x相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以达到平衡时N2的体积分数为100%20%，解得x0.3 mol，故平衡常数K7.5，NH3分解率为100%75%。答案：(1)放热量很大的反应(2)90CoAl平衡转化率随温度升高而增大，此反应为吸热反应，温度升高，反应速率加快，转化率接近平衡转化率e (3)7.575%