新课标2020届高考化学一轮复习考点24化学平衡常数化学反应进行的方向训练检测.docx

考点24化学平衡常数化学反应进行的方向题组一基础小题1关于平衡常数，下列说法不正确的是()A平衡常数不随反应物或生成物浓度的改变而改变B平衡常数随温度的改变而改变C平衡常数不随压强的改变而改变D使用催化剂能使平衡常数增大答案D解析化学平衡常数只随温度的改变而改变。只要温度不变，对同一可逆反应来说，K值不变。2已知反应：CO(g)CuO(s) CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s) Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0T1温度下的部分实验数据为：t/s050010001500c(N2O5)/molL15.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内N2O5的分解速率为2.96103 mol(Ls)1BT1温度下的平衡常数K1125,1000 s时转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应平衡时测得N2O5(g)浓度为2.98 molL1，则T1K3，则T1T3答案C解析v(N2O5)2.96103 mol(Ls)1，A正确；1000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出两种量如下：2N2O54NO2O2起始(molL1) 5.00 0 0平衡(molL1) 2.50 5.00 1.25则K125，(N2O5)100%50%，B正确；T2温度下平衡时N2O5的浓度大于T1温度下的，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，因降低温度平衡向放热方向移动，故T2K3，则T1T3，D正确。5在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表所示：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的浓度均为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答案C解析因为温度升高，平衡常数减小，所以正反应为放热反应，A正确；Ni(CO)4(g) Ni(s)4CO(g)的平衡常数为Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g)的平衡常数的倒数，所以其应为(5104)12105，B正确；在80 时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 molL1，此时浓度商为8，所以反应逆向进行，此时v(正)v(逆)，C不正确；80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，c(CO)1.0 molL1，利用K可求出Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1，D正确。题组二高考小题6(2018江苏高考)(双选)一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO32 mol SO2、1 mol O2平衡v正(SO2)/molL1s1v1v2v3平衡c(SO3)/molL1c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率1(SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是()Av1v2，c22c1BK1K3，p22p3Cv1v3，1(SO2)3(SO2)Dc22c3，2(SO3)3(SO2)1答案CD解析对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4 mol SO3等效于在相同条件下反应物投入量为4 mol SO2和2 mol O2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，v2v1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c22c1，p22p1，1(SO2)2(SO3)1，容器1和容器2温度相同，K1K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，v3v1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3c1，p3p1，3(SO2)1(SO2)，K3K1。根据上述分析，v2v1，c22c1，A错误；K3K1，p22p1，p3p1，则p22p3，B错误；v3v1，3(SO2)1(SO2)，C正确；c22c1，c3c1，则c22c3，1(SO2)2(SO3)1，3(SO2)1(SO2)，则2(SO3)3(SO2)1，D正确。7(2015天津高考)某温度下，在2 L的密闭容器中，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解析运用三段式求算m。设转化的X的物质的量为n mol。 X(g) mY(g) 3Z(g)起始(mol) 1 2 0转化(mol) n mn 3n平衡(mol) (1n) (2mn) 3n据：(1n)(2mn)3n30%60%10%求得：n0.1，m2。由m2知，A项正确；二次平衡时温度相同，故平衡常数不变，则B项正确；由m和n的数值及起始量可计算出X、Y二者的平衡转化率都为10%，C项正确；第二次平衡时，c(Z)0.2 molL1，D项错误。8.(2015安徽高考)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，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。题组三模拟小题9(2019天津河东区调研)下列说法不正确的是()AH0的反应在任何温度下都能自发进行BNH4HCO3(s)=NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJmol1能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的速率答案C解析反应的H0，则始终存在HTS0、S0，则高温下存在HTSKMC当温度高于250 时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低D若投料比n(H2)n(CO2)31，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%答案D解析由题中图像可知，其他条件不变时升高温度，CO2平衡转化率减小，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应。M点催化剂催化效率高、N点温度高，所以无法确定M、N两点的反应速率，A项错误；正反应是放热反应，所以温度越高化学平衡常数越小，B项错误；催化剂只改变反应速率而不能改变平衡移动，催化剂催化效率与平衡移动无关，催化效率降低是由温度变化引起的，C项错误；若开始投入6x mol H2、2x mol CO2，则达平衡时n(H2)3x mol、n(CO2)x mol、n(CH2=CH2)0.5x mol、n(H2O)2x mol，所以平衡时乙烯的体积分数为100%7.7%，D项正确。11(2018合肥一检)一定条件下进行反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，H0。现有三个体积相同的密闭容器、，按如图所示投料，并在400 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是()A容器、中平衡常数相同B容器、中正反应速率相同CSO3的体积分数：，C错误；若容器恒温恒容，容器也是恒温恒容时，达到相同的平衡状态，二氧化硫的转化率和三氧化硫的转化率之和为1，但实际上容器是绝热恒容，随反应进行温度升高，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减小，因此容器中SO2的转化率与容器中SO3的转化率之和小于1，D正确。12(2018辽宁双基测试)将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中(固体体积忽略不计)，使其达到化学平衡：H2NCOONH4(s) 2NH3(g)CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于表中：温度/15.020.025.030.035.0平衡总压强/kPa5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度/(103 mol/L)2.43.44.86.89.4下列有关叙述正确的是()A在低温下该反应能自发进行B15 时，该反应的化学平衡常数约为2.0C当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度D恒温条件下，向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2，达平衡后CO2浓度不变答案D解析根据平衡数据，温度升高，平衡总压强增大，平衡气体总浓度升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，H0，根据GHTS，因为H0，S0，所以高温下反应能自发进行，A错误；15 时平衡气体总浓度为2.4103 mol/L，则平衡浓度c(NH3)2.4103 mol/L1.6103 mol/L，c(CO2)2.4103 mol/L0.8103 mol/L，Kc2(NH3)c(CO2)2109，B错误；总质量和总物质的量都是相同比例变化，所以平均相对分子质量始终不变，无法判断该反应是否达到平衡，C错误；温度不变，化学平衡常数不变，即c(CO2)c2(NH3)不变，所以恒温、恒容条件下，向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2，平衡逆向移动，达平衡后CO2浓度不变，D正确。故选D。题组一基础大题1325 时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示，已知达到平衡后，降低温度，A的转化率增大。(1)根据上图数据，写出该反应的化学方程式： _。此反应的平衡常数的表达式K_，从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为_。(2)在57 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是_。(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图：各阶段的平衡常数如下表所示：t2t3t4t5t5t6t7t8K1K2K3K4K1、K2、K3、K4之间的关系为_(用“”“”或“”连接)。A的转化率最大的一段时间是_。答案(1)A2B2C 0.05 molL1min1(2)增大压强(3)K1K2K3K4t2t3解析(1)由图中曲线变化情况可知：A和B是反应物，C是生成物，再由物质的量的变化值可得化学计量数之比。(2)根据已知反应达平衡后，降低温度，A的转化率增大，说明正反应是放热反应。在57 min内，K值不变，说明平衡移动不是由温度引起的，因此此处条件只能是增大压强。(3)根据速率时间图分析，t3处改变的条件是升温，t5处改变的条件是使用催化剂，t6处改变的条件是减压，因此有K1K2K3K4，A的转化率最大的一段时间是t2t3。题组二高考大题14(2018全国卷节选)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4CO2催化重整反应为：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_mol2L2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：由上表判断，催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如右图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK积、K消均增加Bv积减小，v消增加CK积减小，K消增加Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如右图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。答案(1)(2)劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)解析(1)某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，根据方程式可知 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) 1 0.5 0 0 0.25 0.25 0.5 0.5 0.75 0.25 0.5 0.5所以平衡常数为 mol2L2 mol2L2。(2)根据表中数据可知相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，所以催化剂X劣于Y。正反应均是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，因此K积、K消均增加，A正确，C错误；升高温度反应速率均增大，B错误；积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低，这说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大，D正确。根据反应速率方程式可知在p(CH4)一定时，生成速率随p(CO2)的升高而降低，根据图像可知pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。15(2016全国卷)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(1)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2 溶液浓度为5103 molL1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_。(2)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_(填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2SO2SOCl的平衡常数K表达式为_。(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_。答案(1)大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(2)减小(3)形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高解析(1)由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(2)根据平衡分压lg peT图可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压增大，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小；根据平衡常数的定义，反应ClO2SO2SOCl的平衡常数K表达式为：。(3)ClO把SO2或SO氧化为SO，从化学平衡原理分析可知，Ca2与SO结合生成微溶的硫酸钙，促使平衡向正反应方向进行，因此Ca(ClO)2相比NaClO具有较好的烟气脱硫效果。题组三模拟大题16(2019山东日照联考)氮的化合物在生产、生活中广泛存在。(1)键能是气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。已知下列化学键的键能如表所示：化学键NNO=ONNNHOH键能/ (kJmol1)946497193391463写出1 mol气态肼(H2NNH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式：_。(2)用焦炭还原NO的反应为2NO(g)C(s) N2(g)CO2(g)，向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400 、400 、T )容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示。t/min010203040n(NO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80n(NO)(乙容器)/mol1.000.800.650.530.45n(NO)(丙容器)/mol2.001.451.001.001.00该反应为_反应(填“放热”或“吸热”)。乙容器中的反应在60 min时达到平衡状态，则060 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO) _。(3)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)2C(s) N2(g)2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量焦炭发生反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与