2014届高三化学一轮 练出高分 7.3化学平衡常数、化学反应进行的方向 新人教版

1 20142014 届高三化学一轮届高三化学一轮 练出高分练出高分 7 37 3 化学平衡常数 化学反应化学平衡常数 化学反应 进行的方向进行的方向 新人教版新人教版 1 下列说法正确的是 A 凡是放热反应都是自发的 因为吸热反应都是非自发的 B 自发反应的熵一定增大 非自发反应的熵一定减小 C 常温下 反应 C s CO2 g 2CO g 不能自发进行 则该反应的 H 0 D 反应 2Mg s CO2 g C s 2MgO s 能自发进行 则该反应的 H 0 答案 C 解析 反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的 若 H0 则一定自发 若 H 0 S 0 则一定不能自发 若 H 0 S0 S 0 反应能否 自发 和温度有关 A B 错误 C 项中反应的 S 0 若 H0 正确 D 项中反应的 S 0 能自发 说明 H v逆 D 80 达到平衡时 测得n CO 0 3 mol 则 Ni CO 4的平衡浓度为 2 mol L 1 答案 C 解析 温度升高 平衡常数减小 说明平衡向逆反应方向移动 正反应为放热反应 A 正确 Ni CO 4 g Ni s 4CO g 为题给反应的逆反应 两个反应的平衡常 数互为倒数关系 B 正确 C 项中该时刻Qc 8 K 反应逆向进行 c Ni CO 4 c4 CO v逆 v正 C 错误 D 项中 CO 的平衡浓度为 1 mol L 1 由K 2 可计算出 Ni CO 4的平 衡浓度为 2 mol L 1 5 已知可逆反应 X g 2Y g Z g Ht1 反应时间 min n CO mol n H2O mol n CO2 mol n H2 mol 01 200 6000 t10 80 t20 20 下列说法正确的是 A 反应在t1 min 内的反应速率为v H2 mol L 1 min 1 0 40 t1 B 平衡时 CO 的转化率为 66 67 C 该温度下反应的平衡常数为 1 D 其他条件不变 若起始时n CO 0 60 mol n H2O 1 20 mol 则平衡时 n CO2 0 20 mol 答案 C 解析 根据化学方程式可知在t1 min 内生成 0 40 mol H2 因此在t1 min 内的反 应速率为v H2 mol L 1 min 1 故 A 错误 根据化学 0 40 mol 2 L t1 min 0 20 t1 方程式可知t1 t2时刻均有n CO 0 80 mol n H2O 0 20 mol n CO2 n H2 0 40 mol 故表格中t1 t2时的数据均为平衡时的物质的量 据此可求出 CO 的 平衡转化率为 0 40 mol 1 2 mol 100 33 33 故 B 错误 由于该反应是一个 气体体积不变的反应 将平衡时的物质的量代入平衡常数表达式 可计算出反应的 平衡常数为 1 C 正确 根据平衡常数值可计算出 D 选项中平衡时n CO2 0 40 mol 故 D 错误 7 用 CO 合成甲醇 CH3OH 的化学方程式为 CO g 2H2 g CH3OH g HT2 T3 B 正反应速率 v a v c v b v d C 平衡常数 K a K c K b K d D 平均摩尔质量 M a M d 答案 C 解析 A 项 因为 HT2 T1 错误 B 项 由于T3 T1 所以v c v a 由于p b p d 所以v b v d 错误 C 项 平衡常数只受温度影响 由于 HM c 加压 平衡右移 M增大 M b M d 错误 8 已知 3A g B g 2C g 在不同温度和压强时 A 的转化率如表所示 由 催化剂 此可知 下列图像正确的是 p1 MPa p2 MPa 200 89 776 3 600 83 871 6 答案 A 解析 由题表分析知 该反应的正反应为放热反应 且p1 p2 选项 A 减小压强 平衡逆向移动 v逆 v正 A 正确 其他条件不变时 温度高则反应先达到平衡 B 5 错误 温度不变时 增大压强平衡正向移动 C 的百分含量增大 故 C 错误 其他 条件不变时升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 D 错误 9 二氧化碳捕集 存储和转化是当今化学研究的热点问题之一 1 用钌的配合物作催化剂 一定条件下可直接光催化分解 CO2 发生反应 2CO2 g 2CO g O2 g 该反应的 H 0 S 0 选填 不能 2 ab 解析 该反应是分解反应 且 CO 燃烧时放热 所以该反应为吸热反应 即 H 0 因气体的物质的量增多 所以 S 0 H T ST2 b T10 反应过程中各物质的物质的量浓度 c 随时间 t 的变化曲线如图所示 1 该温度下 该反应的平衡常数为 若温度升高 K值将 填 增大 减小 或 不变 2 a b c d四个点中 表示化学反应处于平衡状态的是 点 从起点 开始首次达到平衡时 以 NO2表示的反应速率为 3 25 min 时 加入了 填加入物质的化学式及加入的物质的量 使 平衡发生了移动 4 d点对应 NO2的物质的量浓度 填 大于 小于 或 等于 0 8 mol L 1 理由是 答案 1 0 9 增大 2 bd 0 04 mol L 1 min 1 3 0 8 mol NO2 4 小于 假设平衡时二氧化氮的浓度为 0 8 mol L 1 则此时 Qc 1 28 K 0 9 平衡要逆向移动 使二氧化氮的浓度降低 所以平衡时二氧化 氮的浓度小于 0 8 mol L 1 解析 1 由题图可知 平衡时c NO2 0 6 mol L 1 c N2O4 0 4 mol L 1 故该温度下该反应的平衡常数K 0 62 0 4 0 9 升温 反应正向进 7 行 正反应为吸热反应 平衡常数增大 2 由题图知 a b c d四点中只有b d点处于平衡状态 v NO2 0 6 mol L 1 0 2 mol L 1 10 min 0 04 mol L 1 min 1 3 利用 25 min 后的物质的浓度变化可知在 25 min 时加入了 NO2 其加入的物质 的量 1 0 mol L 1 0 6 mol L 1 2 L 0 8 mol 4 假设平衡时二氧化氮的浓度为 0 8 mol L 1 则此时Qc 1 28 K 0 9 平衡 要逆向移动 使二氧化氮的浓度降低 所以平衡时二氧化氮的浓度小于 0 8 mol L 1 12 在 0 5 L 的密闭容器中 一定量的氮气与氢气进行如下反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H a kJ mol 1 其化学平衡常数K与温度的关系如下 温度 200300400 K1 00 860 5 请回答下列问题 1 写出该反应的化学平衡常数表达式 a 填 大于 小于 或 等于 0 2 400 时 2NH3 g N2 g 3H2 g 的化学平衡常数为 测得氨 气 氮气 氢气的物质的量分别为 3 mol 2 mol 1 mol 时 该反应的v正 N2 填 大于 小于 或 等于 v逆 N2 答案 1 K 小于 c2 NH3 c N2 c3 H2 2 2 大于 解析 1 根据平衡常数的定义可写出该反应的平衡常数表达式为K 由表中数据可知 温度升高 平衡常数减小 即平衡逆向移 c2 NH3 c N2 c3 H2 动 故正反应为放热反应 所以a 0 2 N2 g 3H2 g 2NH3 g 与 2NH3 g N2 g 3H2 g 的平衡常数互为倒数 故 400 时 2NH3 g N2 g 3H2 g 的化学平衡常数K 1 0 5 2 当氨气 氮气 氢气的物质的量分别为 3 mol 2 mol 1 mol 时 三者的浓度分别为 6 mol L 1 4 mol L 1 2 mol L 1 此时的浓度商Qc v逆 N2 13 甲醇 CH3OH 是一种重要的化工原料 合成甲醇的主 要反应为 CO g 2H2 g CH3OH g 反应过程中 8 的能量变化如图所示 1 CO g 2H2 g CH3OH g H 0 填 2 在一定条件下 上述反应在一密闭容器中达到平衡 该反应平衡常数的表达式 为 结合该表达式分析 在保证 H2浓度不变的情况下 增大容器的压强 平衡 填字母 A 向正反应方向移动 B 向逆反应方向移动 C 不移动 3 如图表示该反应在某一时间段中反应速率与时间的关系 t2 t4 t5时刻改变的 条件都只有一个 且各不相同 各阶段对应的平衡常数如表所示 t1 t2t3 t4t4 t5t6 t7 K1K2K3K4 请判断各平衡常数之间的大小关系为 用 或 连接 4 原料气的加工过程中常常混有一定量 CO2 为了研究不同温度下 CO2对该反应 的影响 以 CO2 CO 和 H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验 结果表明 原料气各组分含量不同时 反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率都是不相同的 实验数据见下表 由上表数据可得出多个结论 结论一 在一定条件下 反应温度越高 生成甲醇的碳转化率 结论二 答案 1 K2 K3 K4 4 越高 原料气含少量 CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率 CO2含量过高生成甲醇的碳转 化率又降低 9 解析 1 由题图可知 生成物的能量低于反应物 所以反应为放热反应 2 在一密闭容器中 在保证 H2浓度不变的情况下 增大容器的压强 因为 H2浓 度不变 根据表达式知体系内其他组分浓度也不变 正逆反应速率也不会变化 故平衡不移动 3 分析图像 t2时刻改变条件后 v正 v逆都增大 且v逆 v正 平衡逆向移动 向吸热方向移动 综合影响化学反应速率和化学平衡的主要因素可知 t2时刻 所改变的条件是升高温度 由平衡常数的表达式可知 平衡逆向移动 平衡常数 变小 故K1 K2 t4时刻改变条件 正逆反应速率都增大 但平衡不移动 故t4