1、专题3化学反应的方向与平衡常数的应用题组1化学反应方向的判据1下列自发反应可用焓判据来解释的是()A氢氧化钡和氯化铵的反应B2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)H56.7 kJmol1C(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol12已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反
2、应能否自发进行需要根据H与S综合考虑3用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)。下列有关焓变与熵变说法不正确的是()A该反应的S0B该反应的H0C该反应的逆反应在一定条件下也能自发进行D该反应的熵变效应大于焓变效应题组2衡量平衡状态的标志4下列各关系中能说明反应N2(g)3H2(g),2NH3(g)已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)5对可逆反应N2(g)3H2(g),2NH3(g)H92.4 kJmol1，下列叙述正确的是()
3、A达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B若单位时间内生成x mol N2的同时，消耗2x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，2v正(H2)3v逆(NH3)D加入催化剂，正反应速率增大，逆反应速率不变6在恒容密闭容器中，可以作为2NO2(g)2NO(g)O2(g)达到平衡状态的标志是单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2；单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO；混合气体的颜色不再改变；混合气体的密度不再改变的状态；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定；混合气体中
4、NO与NO2的物质的量之比保持恒定()A BC D7密闭容器中发生可逆反应：X2(g)Y2(g),2Z(g)。已知起始时X2、Y2、Z各物质的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，反应在一定条件下达到平衡时，各物质的物质的量浓度不可能是()Ac(Z)0.3 molL1Bc(Y2)0.35 molL1Cc(X2)0.15 molL1Dc(Z)0.4 molL1题组3化学平衡常数及应用8对于给定的可逆反应的平衡常数(K)的说法正确的是()AK只与温度有关，温度不变，K不变B改变条件，反应物的转化率增大，K也一定增大C温度一定时，其正、逆反应的K相等DK值越大，反应物
5、的转化率越小9反应H2(g)I2(g),2HI(g)的平衡常数为K1；反应HI(g),H2(g)I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)()AK1 2K2 BK1 KCK1 1/K DK1 1/2K210在一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，已知c始(SO2) 0.4 molL1，c始(O2)1 molL1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K19，则此反应中SO2的转化量为()A0.24 molL1 B0.28 molL1C0.32 molL1 D0.26 molL111在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定
6、量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g),Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示：平衡常数与温度的关系温度/2580230平衡常数510421.9105下列说法不正确的是()A上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应B25 时反应Ni(CO)4(g),Ni(s)4CO(g)的平衡常数为2105C在80 时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 molL1，则此时v正v逆D80 达到平衡时，测得n(CO) 0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1题组4综合应用12甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着
7、重要的用途和应用前景。(1)若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)2H2(g),CH3OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有_(填字母)。ACO百分含量保持不变B容器中H2浓度与CO浓度相等C容器中混合气体的密度保持不变DCO的生成速率与CH3OH的生成速率相等(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g),CO(g)2H2(g)，此反应能自发进行的原因是_。 甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)
8、0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为_；在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)_。13苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)H2(g)H125 kJmol1.某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是_。(2)该温度下，该反应的化学平衡
9、常数是_。(3)若保持其他条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是_。此时，该反应是否达到了平衡状态？_(填“是”或“否”)。.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图、图所示。(4)由图可知，T1_T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由图可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将_(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是_。14已知A(g)B(g)C(g)D(g)反应的平
10、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_，H_(填“”或“”)0。(2)830 时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)0.003 molL1s1。则6 s时c(A)_molL1，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_(填字母)。a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变c
11、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_。答案精析1D焓判据可以解释放热过程能自发进行，A、B、C项中的反应均为吸热反应。2D3.B4.C5C若增大容器体积，压强减小，正、逆反应速率都减小，A错；生成x mol N2的同时，消耗2x mol NH3，均为逆反应方向，不能据此判断反应达平衡状态，B错；达到化学平衡时，正逆反应速率相等，v正(H2)v逆(NH3)32，C对；加入催化剂，正逆反应速率都增大，D错。6A单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2证明正逆反应速率相等，达到了平衡，
12、故正确；未体现正逆反应速率的关系，故错误；混合气体的颜色不再改变，证明二氧化氮的浓度不随着时间的变化而变化，反应达到了平衡，故正确；化学反应前后质量是守恒的，体积是不变的，混合气体的密度不变，故错误；化学反应前后物质的量变化，质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量变化，当达到了平衡状态，不再变化，故正确；如果反应开始只加入NO2，混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定不能作为平衡的判断标志，故错误；NO与NO2的物质的量之比保持恒定，即它们的浓度保持恒定，证明化学反应的正逆反应速率相等，达到了平衡，故正确。故答案选A。7D若反应向右进行，则X2、Y2、Z三种物质的物质的量浓度范围依次是：
13、00.1 molL1、0.2 molL10.3 molL1、0.2 molL10.4 molL1；若反应向左进行，则X2、Y2、Z三种物质浓度范围依次是：0.1 molL10.2 molL1、0.3 molL10.4 molL1、00.2 molL1。8A对于给定反应，K只与温度有关，A正确，B错误；C项，对于可逆反应的正、逆反应，K值互为倒数，错误；K值越大，反应物的转化率越大，D错误。9C由题得：K1，K2，所以K11/K。10C 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)起始量molL1 0.4 1 0变化量molL1 x 0.5x x平衡量molL1 0.4x 10.5x x由平衡常数的
14、定义：K19解得x0.32。11C温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A正确；Ni(CO)4(g),Ni(s)4CO(g)为题给反应的逆反应，平衡常数为倒数，B正确；C项中此时Q8K，平衡逆向移动，C错误；D项中CO的平衡浓度为1 molL1，由K2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1。12(1)AD(2)该反应是一个熵增的反应 (S0)2CH3OHO2催化剂,2HCHO2H2O0.5解析(1)浓度成比例不能说明不再变化，B错误；气体总质量一定，容器体积一定，密度不变。(2) 无法判断该反应的焓变化，但反应是一个熵增的反应，所以能自发进行。若是放热反
15、应一定能自发进行，若是吸热反应，一定条件下能自发进行。n(O2)/n(CH3OH)0.25时，主要生成甲醛。制备H2，希望H2的选择性好，由图可知在n(O2)/n(CH3OH)0.5时，H2的选择性接近100%。13(1)0.003 5 molL1min1(2)4/75或0.053(3)60%是(4)大于(5)越大随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商QK)平衡右移，转化率增大解析(1)v(H2)v(C8H10)00035 molL1min1。(2)C8H10(g)C8H8(g)H2(g)起始/molL1 0.20 0 0平衡/molL1 0.12 0.08
16、 0.08K(3)C8H8(g)H2(g)C8H10(g)起始/mol 0.40 0.40 0某时刻/mol 0.40x 0.40x x125 kJmol1x30 kJx0.24 mol(H2)100%60%Q，所以处于平衡状态。(4)升温，平衡右移，C8H10的平衡转化率增大，所以T1大于T2。(5)随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转化率增大。14(1)(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5解析(1)因反应中的物质都是气体，根据平衡常数的定义可知，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)0.00
17、3 molL1s1，则A减少的浓度c(A)v(A)t0.003 molL1s16 s0.018 molL1，故剩余A的浓度为0.018 molL10.022 molL1；A减少的物质的量为0.018 molL15 L0.09 mol，根据化学方程式中的化学计量关系知，生成的C的物质的量为0.09 mol。设830 达到化学平衡时，A的转化浓度为x molL1，则 A(g)B(g) C(g)D(g)起始浓度molL1 0.04 0.16 0 0转化浓度molL1 x x x x平衡浓度molL1 0.04x 0.16x x x由1.0，解得x0.032，故A的转化率(A)100%80%；由于容器的容积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，化学平衡不移动。(3)由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，容器中压强、气体的密度都始终不变，故a、b项错误；c(A)随反应的进行不再变化，故c项可以说明反应已达到平衡状态；不论是否达到平衡状态，单位时间里生成C和D的物质的量都相等，故d项错误。(4)反应“C(g)D(g)A(g)B(g)”与反应“A(g)B(g)C(g)D(g)”互为逆反应，其平衡常数互为倒数关系，故1 200 时，C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数K2.5。