1、第3节 化学平衡常数 化学反应进行的方向时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题8分，共64分)1只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是()AK值不变，平衡可能移动B平衡向右移动时，K值不一定变化CK值有变化，平衡一定移动D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍答案D解析因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A、B均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K，D错误。2下列有关说法中正确的是()A2CaCO3(s
2、)2SO2(g)O2(g)=2CaSO4(s)2CO2(g)在高温下能自发进行，则该反应的H0BNH4Cl(s)=NH3(g)HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的H0，S0D加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而改变反应的焓变答案A解析该反应为熵减反应，则有S0；该反应在高温下能自发进行，据HTS0时反应能自发进行可知，该反应H0，该反应在室温下不能自发进行，据HTS0，B错误。该反应为熵减反应，则有S0，该反应在室温下能自发进行，据HTS0时反应能自发进行可知，该反应H0，C错误。加入合适的催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，但不能改变反应的焓变，D错误。3某温度下，在2 L的密闭
3、容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)，平衡时X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1答案D解析在原平衡体系中加入1 mol Z，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，说明该平衡与原平衡是等效平衡，则化学方程式两边气态物质的化学计量数相等，即m2，A正确；温度不变，平衡常数不变，B正确；起始时X、Y的物质的量之比等于化学计量
4、数之比，则二者的平衡转化率相等，C正确；起始时加入1 mol X和2 mol Y，相当于3 mol Z，平衡时Z的物质的量为3 mol10%0.3 mol，在平衡体系中再加入1 mol Z，相当于起始时共加入4 mol Z，则新平衡时Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，其浓度为0.2 molL1，D错误。4. 汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A温度T下
5、，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0。5在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)2NO(g)CO2(g)N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是()A该反应的H0B若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD，则pCpDpBD在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正v逆答案D解析升高温度，NO的浓度增大，说明平衡左移，则该反应的H0，故A错误；H0，
6、升高温度平衡常数减小，则K1K2，故B错误；反应中气体物质的量不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pCpDpB，故C错误；在T2时，若反应体系处于状态D，达到平衡时NO的浓度要减小，反应正向进行，则此时v正v逆，故D正确。6(2019北京师大附中高三期中)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收，其中Y是单质。SO2(g)2CO(g)2X(g)Y(l)为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：时间/s01234c(SO2)/molL11.000.500.233.0010373.001037c(CO)/molL14.00
7、3.002.462.002.00下列说法不正确的是()AX的化学式为CO2B前1 s内v(X)1.00 molL1s1C该回收原理运用了SO2的还原性D该温度下，此反应的平衡常数的数值是3.331036答案C解析该反应是进行硫的回收，所以Y单质是S单质，根据质量守恒定律，则X的化学式是CO2，A正确；前1 s 内，CO的物质的量浓度减小1.00 molL1，则X的物质的量浓度增加1.00 molL1，所以v(X)1.00 molL1s1，B正确；在该反应中，S元素的化合价降低，作氧化剂，所以利用了二氧化硫的氧化性，C错误；3 s时，该反应达到平衡状态，CO的物质的量浓度减少2.00 molL1
8、，则X的浓度增加2.00 molL1，所以该反应的平衡常数K2.0022.002(3.001037)3.331036，D正确。7下列有关叙述中正确的是()选项化学反应方程式已知条件预测AM(s)=X(g)Y(s)H0它是非自发反应BW(s)xG(g)=2Q(g)H0答案B解析该反应中固体分解生成气体和固体，则该反应熵增加，且为吸热反应，则有H0，S0，当温度升高时，使HTS0，该反应能自发进行，A错误；该反应的H0，当H0时，高温下可自发进行，C错误；该反应为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，则有H0.1a答案D解析、中反应温度相同，平衡常数K的数值相同，A错误；中反应放热
9、0.1a kJ，说明10 min内X2反应了0.1 mol，物质的量浓度改变量为0.1 mol/L，所以其平均速率为v(X2)0.01 mol/(Lmin)，B错误；据容器中数据，可算出X2的平衡转化率为10%，容器中是恒温恒压，容器中是恒温恒容，容器相当于在容器基础上加压，加压平衡右移，所以X2的转化率大于10%，C错误；据C项分析，容器相当于在容器基础上右移，所以放出热量比容器多，D正确。二、非选择题(共36分)9(18分)甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。(1)已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3
10、 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H21299.6 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3571.6 kJmol1则甲烷气相裂解反应：2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)的H_。(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度()的关系如图所示。T1 时，向2 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4只发生反应2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)，达到平衡时，测得c(C2H4)c(CH4)。该反应达到平衡时，CH4的转化率为_。对上述平衡状态，若改变温度至T2 ，经10 s后再次达到平衡，c(CH4)2c(
11、C2H4)，则10 s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)_，上述变化过程中T1_(填“”或“”)T2，判断理由是_。(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)，列式计算该反应在图中A点温度时的平衡常数K_(用平衡分压代替平衡浓度)；若只改变一个反应条件使该反应的平衡常数K值变大，则该条件是_(填字母)。A可能减小了C2H2的浓度B一定是升高了温度C可能增大了反应体系的压强D可能使用了催化剂答案(1)376.4 kJmol1(2)66.7%0.00125 molL1s1从题给图像判断出该反应为吸热反应，对比T1 和T2 两种平衡状态，由T1 到T2 ，CH4浓度增大，说明
12、平衡逆向移动，则T1T2(3)1105B解析(2)设达到平衡时，甲烷转化了x molL1，根据“三段式”法进行计算：2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)起始/(molL1) 0.15 0 0转化/(molL1) x 0.5x x平衡/(molL1) 0.15x 0.5x x则有0.15x0.5x，解得x0.1，故CH4的转化率为100%66.7%。由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则T1 T2 为降温过程，即T1T2。结合的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了y molL1，根据“三段式”法进行计算：2CH4(g)C2H4(g)2H2(g
13、)起始/(molL1) 0.05 0.05 0.1转化/(molL1) y 0.5y y平衡/(molL1) 0.05y 0.050.5y 0.1y则有0.05y2(0.050.5y)，解得y0.025，则v(C2H4)0.00125 molL1s1。(3)由题图中数据可知，平衡时各物质分压如下：2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)1103 1101 1104平衡常数K1105。平衡常数只与温度有关，由题给图像可知该反应为吸热反应，则升高温度可使化学平衡常数增大。10(2019江西南康中学高三模拟)(18分)丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。(1)以丁烯和乙
14、烯为原料反应生成丙烯的方法被称为“烯烃歧化法”，反应为：C4H8(g)C2H4(g)2C3H6(g)。已知：C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H11411 kJmol1C3H6(g)O2(g)=3CO2(g)3H2O(l) H22049 kJmol1C4H8(g)6O2(g)=4CO2(g)4H2O(l) H32539 kJmol1“烯烃歧化法”的反应的热化学方程式为_。(2)一定温度下，在一体积恒为V升的密闭容器中充入一定量的C4H8和C2H4，发生烯烃歧化法的主要反应。t1 min时达到平衡状态，此时容器中n(C4H8)a mol，n(C2H4)2a mol，n(C
15、3H6)b mol，且C3H6占平衡总体积的。求该时间段内的反应速率v(C4H8)_。(用只含a、V、t1的式子表示)判断该反应达到平衡的标志是_。A2v生成(C4H8)v消耗(C3H6)BC4H8、C2H4、C3H6的物质的量之比为112C混合气体的平均相对分子质量不再改变DC4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：C4H8(g)C2H4(g)2C3H6(g)，该反应中正反应速率v正k正p(C4H8)p(C2H4)，逆反应速率v逆k逆p2(C3H6)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_
16、(用k正、k逆表示)。答案(1)C4H8(g)C2H4(g)2C3H6(g)H148 kJmol1(2) molL1min1D(3)解析(2) C4H8(g)C2H4(g)2C3H6(g) 平衡时物质的量 a mol 2a mol b mol达到平衡状态，C3H6占平衡总体积的，则，解得：ab该时间段内的反应速率v(C4H8)v(C3H6) molL1min1 molL1min1。v生成(C4H8)、v消耗(C3H6)表示的都是逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，故A错误；C4H8、C2H4、C3H6的物质的量之比等于系数比，不能说明达到平衡状态，故B错误；混合气体的平均相对分子质量M，该反应是一个反应前后物质的量不变的反应，反应前后质量不变，故混合气体的平均相对分子质量始终不改变，不能说明达到平衡状态，故C错误；C4H8、C2H4、C3H6的浓度均不再变化是平衡的特征，故D正确。(3)由C4H8(g)C2H4(g)2C3H6(g)可知，Kp，又正反应速率v正k正p(C4H8)p(C2H4)，逆反应速率v逆k逆p2(C3H6)，平衡时v正v逆，所以Kp。