1、计时双基练(二十三)化学平衡常数化学反应进行的方向(计时:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分)1(2015盐城调研)下列判断不正确的是()A有时焓变对反应的方向起决定性作用B有时熵变对反应的方向起决定性作用C焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素D任何情况下,温度都不可能对反应的方向起决定性作用解析根据GHTS,若H0,S0,温度(T)很高时,G可能小于0,反应自发进行,若H0,S0,H2的物质的量随时间的变化如图所示,下列说法正确的是()A该温度下,反应的平衡常数是B02 min内HI的平均反应速率为0.05 molL1min1C恒压下向该体系中加入N
2、2,反应速率不变,平衡不移动,化学平衡常数不变D升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数可能增大也可能减小解析A项,达到平衡状态时,氢气的浓度是0.05 molL1,碘的浓度和氢气的相等,碘化氢的浓度是0.4 molL1,其平衡常数是,故A项错误。B项,根据图象可知,氢气的变化量为0.1 mol,所以HI的变化量为0.2 mol。所以02 min内HI的平均反应速率为0.05 molL1min1。C项,恒压条件下向体系中加入氮气,反应体系的压强减小,反应速率减小,故错误。D项,升高温度,平衡正向移动,K值增大,故错误。答案B4(2015洛阳质检)在一定温度下,反应H2(g)X2(g)HX(
3、g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A5%B17%C25%D33%解析H2(g)X2(g)HX(g)起始浓度/molL100 1变化浓度/molL1xx 2x平衡浓度/molL1xx12xK10,解得x0.083 3,HX的分解率100%16.7%。答案B5 (2015皖北联考)一定温度下,某密闭容器中存在如下平衡:2A(g)nB(?)C(g)3D(g),且平衡时c(A)1 molL1,c(C)0.8 molL1,若容器容积扩大2倍,重新平衡时,c(A)0.6 molL1,下列说法中正确的是()A平衡向
4、右移动Bn2、B是气体C新旧平衡态时的速率:v(旧)v(新)D新平衡时c(C)0.35 molL1解析容积扩大2倍(减压)后,若平衡不移动,则c(A)0.5 molL12,B项错误;新平衡时压强小,反应速率小,C项错误。答案D6(2015南京三模)某温度下,在2 L恒容密闭容器中,3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示,下列说法正确的是()XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A.升高温度,若W的体积分数减小,则此反应的H0B该温度下,此反应的平衡常数K6.75C增大压强,正、逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动D该温度下,再向容器中充入1.5
5、 mol W,达到新平衡时,c(X)1.5 mol/L解析A项,升高温度,W的体积分数减小,表明平衡逆向移动,则正反应放热,H400平衡时,c(CH3OCH3)1.6 molL1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 molL1ABCD解析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 molL1,此时CH3OH的浓度为0.8 molL1,根据Qc,将各物质的浓度代入可得,Qc2.40T1温度下的部
6、分实验数据为:t/s05001 0001 500c(A)/(molL1)6.003.503.003.00下列说法正确的是()A500 s内A的分解速率为3.0103 molL1s1B1 000 s时A的转化率为50%,T1温度下的平衡常数为K10.75C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DT1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若K1K2,则T1T2解析v(A)5103 molL1s1,A项错误;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/(molL1)6.0000平衡/(molL1)3.001
7、.501.50则K10.25,(A)100%50%,B项错误;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项错误;对于吸热反应来说,T越高,K越大,若K1K2,则T1T2,D项正确。答案D二、非选择题(本大题共4小题,共50分)11(12分)(2015江苏南通模拟)高炉炼铁是冶铁的主要方法,发生的主要反应为Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)Ha kJmol1(ap2p1。答案(1)9941(2)Ka反应为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(3)减小升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应为吸热反应,平衡向
8、右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低p3p2p1相同温度下,由于反应为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高13(13分)(2015昆明二检)工业上用净化后的水煤气在催化剂作用下,与水蒸气发生反应制取氢气,化学方程式为:CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)。一定条件下,将4 mol CO与2 mol H2O(g)充入体积为2 L的密闭容器中,体系中各物质的浓度随时间的变化如图所示:(1)在04 min时段,反应速率v(H2O)为_molL1min1,该
9、条件下反应的平衡常数K为_(保留两位有效数字)。(2)该反应到4 min时,CO的转化率为_。(3)若6min时改变的外部条件为升温,则该反应的H_0(填“”“”或“”),此时反应的平衡常数_(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。a混合气体的密度不变b混合气体中c(CO)不变cv(H2O)正v(H2)逆d断裂2 mol HO 键的同时生成1 mol HH 键(5)若保持与4 min时相同的温度,向一容积可变的密闭容器中同时充入0.5 mol CO、1.5 mol H2O(g)、0.5 mol CO2和a mol H2,则当a2.5时,上述反应向_(填“正
10、反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行,则a的取值范围为_。解析(1)v(H2O)(1.0 mol/L0.2 mol/L)4 min0.2 molL1min1;由反应的化学方程式及图象可知,4 min达到平衡时c(CO)1.2 mol/L,c(H2O)0.2 mol/L,c(CO2)c(H2)0.8 mol/L,故平衡常数K2.7。(2)CO的转化率为100%40%。(3)6 min时升温,CO和H2O的浓度增大,即平衡逆向移动,故正反应为放热反应,即H0;升温平衡逆向移动,故平衡常数减小。(4)该反应中反应物和生成物均为气体,故气体质量始终不变,又反应容器体积不变
11、,故反应过程中混合气体的密度始终不变,即密度不变不能作为反应达到平衡的标志,a项错误;反应过程中某种反应物或生成物的浓度不变,表明反应达到平衡,b项正确;该反应方程式中H2O和H2的系数相等,故v(H2O)正v(H2)正v(H2)逆时表明反应达到平衡,c项正确;断裂HO键与生成HH键都是指正反应,故该项不能作为反应达到平衡的标志,d项错误。(5)该容器容积可变,设容器容积为VL,则Qc1.72.7,故a4.05。答案(1)0.22.7(2)40%(3)4.0514(13分)(2015广东卷)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。(1)传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中,反
12、应为:2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反应生成1 mol Cl2(g)的反应热为H2,则总反应的热化学方程式为_(反应热用H1和H2表示)。(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的HClT曲线如图,则总反应的H_0(填“”“”或“”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_。在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应HClT曲线的示意图,并简要说明理由:_。下列措施中,有利于提高HCl的有_。A增大n(HCl)B增大n(O2)C使用更好的催化剂D移去H2O(3)一
13、定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位,写出计算过程)。解析(1)据图示写出反应CuCl2(s)O2(g)CuO(s)Cl2(g)H2,由()2可写出总反应的热化学方程式。(2)由题图中随温度升高,HCl转化率降低,可知总反应为放热反应,H0。温度越高,生成物浓度越小,则平衡常数也随之减小,即K(A)较大。相同温度下,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即正反应方向)移动,HCl增大;且因反应为放热反应,故HC
14、l仍随温度T的升高而降低。增大n(HCl),HCl转化率减小,A项错误;增大n(O2),HCl转化率增大,B项正确;使用催化剂只改变反应速率,但对平衡无影响,C项错误;移去H2O,会减小c(H2O),平衡正向移动,HCl转化率增大,D项正确。(3)根据数据可求出v(Cl2) molmin19.0104 molmin1,由物质的反应速率之比等于化学计量数之比可求出v(HCl)2v(Cl2)1.8103 molmin1。答案(1)2HCl(g)O2(g)Cl2(g)H2O(g)H1H2(2)K(A)如图相同温度下,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即正反应方向)移动,HCl增大;且因反应为放热反应,故HCl仍随温度T的升高而降低BD(3)v(HCl)2v(Cl2)221.8103 (molmin1)