1、课时作业21化学平衡常数化学反应进行的方向时间：45分钟一、选择题1(2020河南信阳模拟)随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明，常温常压下：2CO(g)2NO(g)N2(g)2CO2(g)H746.8 kJmol1，S197.5 Jmol1K1。下列说法与事实不相符合的是(A)A常温下，HTS0，此反应不能自发进行B常温下，HTS0，但CO和NO通常难以转化为N2和CO2C汽车尾气中含有较多的CO和NO，是因为该反应的活化能较高D要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂解析：本题考查化学反应进行的方向判断。常温下，反应2CO(g)2NO(g)N2
2、(g)2CO2(g)的H0、S0，则HTS(746.8 kJmol1)298 K(0.197 5 kJmol1K1)687.945 kJmol10，则该反应常温下能自发进行，A错误；常温下，HTS0，但CO和NO通常难以转化为N2和CO2，必须寻找高效催化剂，B正确；该反应的活化能较高，反应速率较慢，故汽车尾气中含有较多的CO和NO，C正确；要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂，降低反应的活化能，提高反应速率，D正确。2(2020山东八校联考)化学反应进行的方向和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题，下列有关化学反应进行的方向和限度的说法正确的是(C)AmA(g)
3、nB(g)pC(g)，平衡时A的浓度等于0.5 molL1，其他条件不变，将容器体积扩大一倍，达到新的平衡后A的浓度变为0.3 molL1，则化学计量数mn0解析：其他条件不变，将容器体积增大一倍，若平衡不发生移动，则A的浓度应为0.25 molL1，由于达到新平衡后A的浓度为0.3 molL1，即该平衡逆向移动，则化学计量数mnp，A项错误；该反应只有生成物为气体，且NH3和CO2的物质的量之比始终为21，则CO2的体积分数始终不变，故其不能作为平衡判断的依据，B项错误；该反应前后气体分子数不变，改变压强平衡不移动，A的体积分数不变，C项正确；该反应在常温下能自发进行，由于是熵减的反应，根据
4、GHTS0可知该反应的HH2OCO2D以上说法都不正确解析：本题考查化学平衡常数的计算。由反应可知，NO分解产生O2的平衡常数表达式为K1，A错误。反应2H2(g)O2(g)2H2O(l)的平衡常数为K221081，则反应2H2O(l)2H2(g)O2(g)的平衡常数为K51082，B错误。常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的平衡常数K逐渐减小，则分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2，C正确，D错误。4(2020辽宁大连八中阶段考)将固体NH4HS置于密闭容器中，在某温度下发生反应：NH4HS(s)NH3(g)H2S(g)，H2S(g)H2(g)S(g)。当反应达
5、到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(H2S)4.0 molL1，则第一步的平衡常数为(B)A16B18C20.25D22解析：本题考查化学平衡常数的计算。当反应达到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(H2S)4.0 molL1，则分解的c(H2S)0.5 molL1，从而推知第一步反应生成的c(NH3)4.0 molL10.5 molL14.5 molL1，故第一步反应的平衡常数Kc(NH3)c(H2S)4.54.018。5(2020江西师大附中段考)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)Y(g)2Z(g)Hv(正)D其他条
6、件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大解析：本题综合考查化学反应速率、平衡移动分析、化学平衡常数的计算等。增大X的浓度，单位体积内活化分子数增加，则反应速率加快，但活化分子的百分数不变，A错误。利用“三段式”计算：X(g)Y(g)2Z(g)起始浓度/(molL1) 0.016 0.016 0转化浓度/(molL1) 0.006 0.006 0.012平衡浓度/(molL1) 0.01 0.01 0.012则该温度下，该反应的平衡常数K1.44，B正确。正反应为放热反应，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，则反应达到新平衡前，v(正)v(逆)，C错误。其他条件不变，再充入0.
7、2 mol Z，相当于保持n(Z)不变同时缩小容器容积，而该反应为反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器容积、增大压强，平衡不移动，则X的体积分数不变，D错误。6(2020福建厦门考试)室温时，调节初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液的pH(假设溶液的体积不变)，溶液中存在2CrO2HCr2OH2O，测定平衡时溶液中c(Cr2O)和c(H)，获得的曲线如图。下列说法不正确的是(D)A降低pH可提高c(Cr2O)BA点时CrO的平衡转化率为50%CA点时CrO转化为Cr2O反应的平衡常数K1014D平衡时，若溶液中c(Cr2O)c(CrO)，则c(H)2.0107 molL1解析：p
8、H越小，氢离子浓度越大，越有利于平衡正向移动，c(Cr2O)越大，A项正确；A点时c(Cr2O)0.25 molL1，反应消耗的CrO为0.5 molL1，CrO的平衡转化率为50%，B项正确；A点时c(H)1.0107 molL1，c(Cr2O)0.25 molL1，则c(CrO)0.5 molL1，求得平衡常数K1014，C项正确；若平衡时溶液中c(Cr2O)c(CrO)，即c(Cr2O)c(CrO) molL1，利用K进行求算，可知c(H)K2K1B实验可能是增大了压强C实验达平衡后容器内的压强是实验的倍D实验达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 mol D，平衡不移动解析：
9、根据表中数据，升高温度，平衡时n(D)减小，平衡逆向移动，K3K(T2)Cb中v(正)大于a中v(逆)D达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bca解析：5 min时，b容器中的反应不一定达到了平衡状态，则v(正)、v(逆)不一定相等，A项错误；温度越高，反应速率越快，根据图中b、c两容器中的(CO)可知，升高温度，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，B项错误；根据图像，a容器中反应未达到平衡，v(正)v(逆)，b容器的温度高，v(正)bv(正)a，因此b容器中正反应速率大于a容器中的逆反应速率，C项正确；该反应的正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，故达平衡时，a
10、、b、c中CO的转化率为abc，D项错误。9(2020湖南六校联考)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)是一种应用前景广泛的材料。在密闭容器中按n(CH3OH)n(CO2)21投料直接合成DMC：2CH3OH(g)CO2(g)CH3OCOOCH3(g)H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。下列说法不正确的是(C)A该反应的正反应为放热反应B压强：p2p1CX点对应的平衡常数为0.5DX、Y、Z三点对应的初始反应速率的关系为ZYX解析：在同一压强下，升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此该反应的正反应属于放热反应，A正确。对于该反应，增大压强，平衡
11、正向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，对比X、Y两点可知，压强：p2p1，B正确。因为该反应在反应前后气体分子数不相等，反应物的量和容器的体积未知，所以无法计算反应的平衡常数，C错误。X、Y、Z三点中，Z点的温度最高、压强最大，所以Z点初始反应速率最快；X、Y两点的温度相同，但Y点的压强大于X点，所以Y点的初始速率大于X点，综上可知X、Y、Z三点对应的初始反应速率关系为ZYX，D正确。10已知反应：2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(g)，生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为vkcx(NO)cy(H2)，k为速率常数。在800 时测得的相关数据如下表所示。实验数据初始浓度生
12、成N2的初始速率/(molL1s1)c(NO)/(molL1)c(H2)/(molL1)12.001036.001031.9210321.001036.001034.8010432.001033.001039.60104下列说法不正确的是(A)A关系式中x1、y2B800 时，k的值为8104C若800 时，初始浓度c(NO)c(H2)4.00103 molL1，则生成N2的初始速率为5.12103 molL1s1D当其他条件不变时，升高温度，速率常数将增大解析：由实验数据1和2可知，c(H2)不变，c(NO)扩大1倍，反应速率变为原来的4(倍)，则x2，由实验数据1和3可知，c(NO)不变，
13、c(H2)扩大1倍，反应速率变为原来的2(倍)，则y1，A项错误；根据实验数据1可知800 时，k的值为8104，B项正确；若800 时，初始浓度c(NO)c(H2)4.00103molL1，则生成N2的初始速率vkc2(NO)c(H2)8104(4.00103)2(4.00103)5.12103(molL1s1)，C项正确；温度升高，反应速率加快，故当其他条件不变时，升高温度，速率常数一定是增大的，D项正确。11(2020宁夏高三调研)在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是(D)
14、A平衡常数KB该反应在T1时的平衡常数比T2时的小CCO合成甲醇的反应为吸热反应D处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大解析：A项，因该反应中氢气前的系数为2，则该反应的平衡常数的表达式为K，错误；B项，由图像可知，反应从T2到T1时，甲醇的物质的量增大，根据平衡常数和计算式可知T1时的平衡常数比T2时的大，错误；C项，由图像可知在T2温度下反应先达到平衡，反应速率较T1快，则有T2T1，从图像的纵坐标分析可得温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；D项，处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中，平衡向逆反应方向移动，则c(H2)增大，而c(CH3OH)减小，达到平
15、衡时应该增大，正确。二、非选择题12(2020湖南湘潭一模)NO、NO2是汽车尾气中主要的含氮氧化物。回答下列问题：(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图甲(图中表示生成2 mol NO2的能量变化)所示。1 mol NO氧化为NO2的焓变H56_kJmol1。(2)某温度下，反应的平衡常数如下：a2NO2(g)N2(g)2O2(g)K16.71016b2NO(g)N2(g)O2(g)K22.21030分解反应趋势较大的反应是b(填“a”或“b”)；反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的K3.281013。(3)已知反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的正反应速率v(正)k1cm(
16、NO)cn(O2)，其中k1为速率常数，可通过下列实验数据计算k1、m、n。组别起始浓度/(molL1)NOO210.020.012 57.9810320.020.025 015.9610330.040.012 531.92103则k11_596_L2mol2s1，m2，n1。(4)已知反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的历程可表示为第一步：NONON2O2快速平衡第二步：N2O2O22NO2慢反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v(正)k1c2(NO)，v(逆)k1c(N2O2)。下列叙述正确的是AC(填序号)。A第一步反应的平衡常数KBv(第一步的正反应)v(第二步的反应)，B错误；第二步的反应慢，活化能高，第二步的活化能比第一步的活化能高，C正确；第二步是慢反应，说明N2O2与O2的有效碰撞的几率较小，不可能达到100%，D错误。(5)由题图可知，经过6 000 s达到平衡时，c(NO)0.010 molL10.004 molL10.006 molL1，则NO的平衡转化率为100%60%。该温度下反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常数为K321。