2020高考化学一轮复习限时规范训练第七章第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向（含解析）新人教版.docx

化学平衡常数 化学反应进行的方向A组(20分钟)1下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是()A在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度C化学平衡常数K只与温度、反应物浓度、体系的压强有关D当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变解析：选B。A.在给定的反应方程式中，化学平衡常数只受温度的影响，温度改变则化学平衡常数改变，故错误；B.任何时刻QcK，说明平衡向逆反应方向进行，QcK，说明平衡向正反应方向进行，QcK，说明反应达到平衡，故正确；C.化学平衡常数只受温度影响，故错误；D.根据选项C分析，故错误。2(2018辽宁省五校高三上学期期末考试)在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.25 mol O2在催化剂作用下加热到600 发生反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0，某温度下，将2 mol SO3置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，SO3的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是()由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 mol/L由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为1.25103达平衡后，压缩容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如丙图所示ABC D解析：选B。三氧化硫起始浓度为0.2 mol/L，由甲图可知B点SO3的转化率为15%，根据浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以c(SO2)c(SO3)15%0.2 mol/L0.03 mol/L，故二氧化硫的平衡浓度为0.03 mol/L，错误；A点时，SO3的转化率为20%，c(SO3)20%0.2 mol/L0.04 mol/L，平衡时，SO3、SO2、O2的浓度分别为0.16 mol/L、0.04 mol/L、0.02 mol/L，K1.25103，正确；此反应为不等体反应，压缩体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆向移动，因体积减小，各物质的浓度增大，故化学反应速率加快，正确；升高温度平衡向吸热的方向移动，即正向移动，SO3的转化率将增大，与图像 (图像上根据先拐先平的原则，T1大于T2，升高温度，SO3的转化率减小) 不符合，错误。综上所述，故选B。4(2018湖北黄冈高三上学期元月调研)已知反应：CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定压强下，按w向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时丙烯的体积分数() 与温度(T)、w的关系，图乙表示逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法错误的是()A图甲中，w21B图乙中，A线表示逆反应的平衡常数C温度T1、w2时，Cl2的转化率为50%D若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将增大解析：选C。A.根据图甲中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数() 减小，故w21，选项A正确；B.根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中，A线表示逆反应的平衡常数，选项B正确；C.由图乙知，温度为T1时，正逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K1，w2时，设CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为a、2a，参加反应的Cl2的物质的量为b，利用三段式可列关系1，解得100%33.3%，Cl2的转化率为33.3%，选项C错误；D.该反应为前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，选项D正确。5一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应，2SO2O22SO3，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是()甲乙丙丁密闭容器体积/L2221起始物质的量n(SO2)/mol0.400.800.800.40n(O2)/mol0.240.240.480.24SO2的平衡转化率%80123A.甲中反应的平衡常数小于乙B该温度下，该反应的平衡常数K为400CSO2的平衡转化率：123D容器中SO3的物质的量浓度：丙丁甲解析：选B。A.温度一定，平衡常数不变，错误；B.甲中平衡常数K400，正确；C.乙和丙中二氧化硫起始量相同，但丙中氧气物质的量大于乙中氧气物质的量，所以12，丙和丁中二氧化硫和氧气起始浓度相同，平衡等效，二氧化硫转化率相等，错误；D.丙和丁平衡等效，三氧化硫浓度相同；丙中二氧化硫和氧气起始浓度是甲中二氧化硫和氧气起始浓度的2倍，浓度加倍等效于增大压强，所以丙中三氧化硫浓度大于甲中三氧化硫浓度，错误。6向某密闭容器中充入1 mol X与2 mol Y发生反应：X(g)2Y(g)aZ(g)H0，达到平衡后，改变某一条件(温度或容器体积)，X的平衡转化率的变化如图所示。下列说法中正确的是()Aa2BT2T1CA点的反应速率：v正(X)v逆(Z)D用Y表示A、B两点的反应速率：v(A)v(B)解析：选C。改变压强，X的平衡转化率不变，说明反应前后气体的化学计量数之和相等，所以a3，A项错误；此反应为放热反应，升高温度，X的平衡转化率减小，故T1T2，B项错误；A点时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，同时化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以v正(X)v逆(Z)，C项正确；温度越高，化学反应速率越快，v(A)v(B)，D项错误。7将1 mol N2和3 mol H2充入体积可变的恒温密闭容器中，在380 下发生反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)平衡时，体系中氨的体积分数(NH3)随压强变化的情况如下表：压强/MPa10203040(NH3)0.300.450.540.60下列说法正确的是()A10 MPa时，H2的转化率为75%B20 MPa时，NH3的物质的量是10 MPa时的1.5倍C40 MPa时，若容器的体积为V L，则平衡常数KD30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，则平衡向正反应方向移动解析：选C。 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)开始(mol) 1 3 0反应(mol) x 3x 2x平衡(mol) 1x 33x 2xA10 MPa时，2x0.3(42x) mol，解得x mol，H2的转化率为，故A错误；B.20 MPa时，2x mol0.45(42x) mol，解得x mol，NH3的物质的量是10 MPa时的22倍，故B错误；C.40 MPa时，2x mol0.60(42x) mol，解得x0.75 mol，若容器的体积为V L，则平衡常数K，故C正确；D.30 MPa时，若向容器中充入惰性气体，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，故D错误。8将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0b0K(1 000 )K(810 )上述中正确的有()A4个B3个C2个D1个解析：选A。该反应的气体系数由1变为2，气体的物质的量增大，则S0，正确；设E的初始物质的量为n，反应的物质的量为x，则生成G的物质的量为2x,915 、2.0 MPa时，平衡时G的体积分数为75.0%。可得75.0%，解得x0.6n，E的转化率为60%，正确；根据表中给出的三个体积分数可以看出，随着压强增大、温度升高，平衡时G的体积分数增大，而压强增大，化学平衡向逆反应方向移动，说明温度升高一定使平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，正确；f比b的温度高，压强小，使平衡向正反应方向移动，G的体积分数增大，正确。故选A。B组(30分钟)92018广东韶关高三模拟考试(二模)NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。(1)催化剂常具有较强的选择性。已知：反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H1905 kJmol1 反应：4NH3(g)3O2(g)Cu/TiO2,高温2N2(g)6H2O(g) H21 266.6 kJmol1写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式_。(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)O2(g)，容器、中N2O平衡转化率如图所示。容器容积/L起始物质的量/molN2ON2O2V10.1001.00.100V20.1001.00.060.060.04该反应的H_0(填“”“”或“”“”或“0；A、B、C三点中N2O的转化率相同，则容器中反应物生成物的量均相同，则容器的压强取决于容器的体积，根据图像，相同温度时：转化率大小为：，则反应正向进行的程度为，且该反应为气体分子数增加的反应，增大容器体积，减小压强平衡向右移动，则说明容器体积大小为，故A、B、C三点处容器内的总压强由大到小的顺序是p(C)p(B)p(A)；中在470 下达到平衡时N2O的转化率是0.6，则该反应在470 下平衡常数是0.067 5，容器在470 进行反应时，浓度熵0.04v(N2O)逆。(3)根据图像，在低温时，N2的量相对多一些，而N2是反应的生成物，故该催化剂在低温时选择反应；根据图像，该催化剂在高温时选择反应，而反应为放热反应，达到平衡后，温度升高平衡向逆反应方向移动，使得C点比B点所产生的NO的物质的量少；或者可能是由于温度升高催化剂失去了活性等原因。答案：(1)2NO(g)N2(g)O2(g)H180.8 kJ/mol(2)p(C)p(B)p(A)或CBA(3)该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动或催化剂活性降低 10(2018河南洛阳高三下学期尖子生第二次联考)二甲醚又称甲醚，简称DME，熔点141.5 ，沸点24.9 ，与石油液化气(LPG)相似，被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下：.由天然气催化制备二甲醚：2CH4(g)O2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H1.由合成气制备二甲醚：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.7 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H3回答下列问题：(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJmol1、1 453.0 kJmol1；1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应中的相关的化学键键能数据如表：化学键HHCOHO(水)HO(醇)CHE (kJ mol1)436343465453413则H1_kJmol1；H3_ kJmol1 (2)反应的化学平衡常数表达式为_。制备原理中，在恒温、恒容的密闭容器中合成，将气体按n(CH4)n(O2)21混合，能正确反映反应中CH4 的体积分数随温度变化的曲线是_。下列能表明反应达到化学平衡状态的是_。A混合气体的密度不变B反应容器中二甲醚的百分含量不变C反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比D混合气体的压强不变(3)有人模拟制备原理，在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，c(CH3OCH3)0.3 molL1，用H2表示反应的速率是_；可逆反应的平衡常数K3_。若在500 K时，测得容器中n(CH3OH)n(CH3OCH3)，此时反应v(正)_v(逆)，说明原因_。解析：(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJmol1、1 453.0 kJmol1；得到甲烷、二甲醚的燃烧热化学方程式分别为CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H4890.3 kJmol1CH3OCH3(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H51 453.0 kJmol1故2得到：2CH4(g)O2(g)CH3OCH3(g)H2O(l)，且1 mol 液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量，故则H1(890.321 45344.0) kJmol1283.6 kJmol1，根据所给键能，2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)，反应物总键能生成物总键能反应热，故H324 kJmol1；(2)反应的化学平衡常数表达式为K；反应是放热反应，故温度升高，平衡逆向移动，CH4的体积分数随温度升高而升高，故能正确反映反应中CH4的体积分数随温度变化的曲线是M；制备原理中，由于是在恒温、恒容的密闭容器中合成，且反应各物质均是气态，A.混合气体的密度一直不变，不能说明反应达到平衡状态；B.当反应容器中二甲醚的百分含量不变时，该反应达到平衡状态；C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比在任何时候都成立，故不能说明反应达到平衡状态；D.该装置是恒容容器，混合气体的压强不变，说明气体总物质的量不变，且该反应前后气体分子总数不等，故达到平衡状态；故选BD；(3)由合成气制备二甲醚：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始时(mol/L) 1 3 0转化(mol/L) 0.8 1.6 0.8平衡时(mol/L) 0.2 1.4 0.82CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)起始时(mol/L) 0.8 0 0转化(mol/L) 0.6 0.3 0.3平衡时(mol/L) 0.2 0.3 0.3H2表示反应的速率是v(H2) molL1min10.2 mol/(Lmin)；可逆反应的平衡常数K32.25；若在500 K时，测得容器中n(CH3OH)n(CH3OCH3)，则说明c(CH3OH)c(CH3OCH3)c(H2O)，则此时Qc1v(逆)。答案：(1)283.624(2)MBD(3)0.2 mol/(Lmin)2.25 浓度商Qc1v(逆)11(2018河南濮阳高三第三次模拟考试)甲烷、甲醇都是清洁能源。(1)已知下列热化学方程式CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O (g)H49.0 kJ/molCH4(g)2O2(g)=2H2O(g)CO2(g)H802.3 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/molH2O(g)=H2O(l)H44.0 kJ/mol 则CH4(g)O2(g)=CH3OH(g)H_。(2)工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H。一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应，相关物理量见下表：容器温度/K物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025该反应的H_0(填“”或“” “” 或“”)。400 K时该反应的平衡常数K_。(3)文献报道某课题组利用CO2催化氧化制甲烷的研究过程如下：反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量，其他条件不变)。