（课标版）2021高考化学一轮复习 核心突破练案（22）化学平衡常数 化学反应进行的方向（含解析）新人教版

第22讲化学平衡常数化学反应进行的方向a组基础必做题1(2020山东胶州检测)下列关于自发反应的说法中错误的是(d)a非自发反应在一定条件下可以实现b能够设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应c电解质在水溶液中的电离是一个自发过程，该过程为熵增过程d2no2(g)4co(g)=n2(g)4co2(g)h0、s0的反应高温下可以自发进行，低温下不能自发进行，a正确；理论上，能够设计成原电池的反应是常温下能自发进行的氧化还原反应，b正确；电解质在水溶液中的电离是一个自发过程，该过程中电解质电离产生自由移动的离子，微粒数目增大，故该过程为熵增过程，c正确；反应2no2(g)4co(g)=n2(g)4co2(g)的h0、s0，若自发进行，应满足hts0d容器乙中若起始时改充0.10 moll1 no2和0.20 moll1 so2，达到平衡时c(no)与原平衡不相同解析a项，前2 min内(so2)0.025 moll1min1，故a错误；b项，该反应为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，因为丙中各组分浓度为甲中的2倍，则容器丙中的反应速率较大，故b错误；c项，温度升至90 ，题述反应平衡常数为1.561，则升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，该反应的h0，c项正确；d项，令充入0.20 moll1 no2和0.10 moll1 so2时，达平衡时no的浓度为x moll1，则 no2(g) so2(g)so3(g)no(g)开始(moll1)0.20 0.10 0 0转化(moll1)x x x x平衡(moll1)0.2x0.1xx x令改充0.10 moll1 no2和0.20 moll1 so2时，平衡时no的浓度为y moll1，则： no2(g) so2(g)so3(g)no(g)开始(moll1)0.10 0.20 0 0转化(moll1)y y y y平衡(moll1)0.1y0.2y y y因温度相同，则化学平衡常数相等，得1，平衡时no的浓度与原平衡相同，所以d错误。5(2020河北石家庄联考)一定条件下，将3 mol a和1 mol b两种气体混合于容积为2 l的密闭容器中，发生反应：3a(g)b(g)xc(g)2d(s)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol d，并测得c的浓度为0.2 mol/l。下列判断正确的是(a)a该条件下此反应的平衡常数约为0.91b2 min内a的平均反应速率为0.3 mol/(ls)cb的转化率为60%d混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态解析 3a(g)b(g)xc(g)2d(s)起始量(mol) 3100变化量(mol)1.20.4 0.4x0.8平衡量(mol)1.80.6 0.4x0.8a项，0.4x0.4，因此x1，该条件下此反应的平衡常数为0.91，正确；b项，2 min内a的平均反应速率为0.3 mol/(lmin)，错误；c项，b的转化率100%40%，错误；d项，混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，错误。6(2020新题选粹)已知某化学反应的平衡常数表达式为k，在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为：t/ 7008008301 0001 200k1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是(c)a该反应的化学方程式是co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)b上述反应的正反应是放热反应c如果在一定体积的密闭容器中加入co2和h2各1 mol，5 min后温度升高到830 ，此时测得co为0.4 mol时，该反应为平衡状态d某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：，判断此时的温度是1 000 解析由平衡常数的表达式可知，反应的化学方程式是co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)，a正确；随着温度的升高，平衡常数是减小的，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，所以正反应是放热反应，b正确；co为0.4 mol，则h2o(g)也是0.4 mol，co2和h2都是0.6 mol，则此时反应没有达到平衡状态，c不正确；将代入平衡常数表达式可知k0.60，所以温度是1 000 ，d正确。7(2020山东青岛模拟)t 时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：a(g)b(g)c(s)h0，按照不同配比充入a、b，达到平衡时容器中a、b浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(c)at 时，该反应的平衡常数值为4bc点没有达到平衡，此时反应逆向进行c若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于t dt 时，直线cd上的点均为平衡状态解析由a(g)b(g)c(s)h0知，平衡常数k0.25，a错误；依据图像可知，c点浓度商qk，反应正向进行，b错误；反应是放热反应，若c点为平衡点，此时平衡常数小于t 平衡常数，说明平衡逆向移动了，故温度高于t ，c正确；t 时曲线上各点处于平衡状态，c点不在曲线上，d错误。8(2020河北衡水检测)合成氨工业的核心反应：n2(g)3h2(g)2nh3(g)hq kjmol1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题：(1)在反应体系中加入催化剂，随着反应速率增大，e1和e2的变化是：e1 减小 ，e2 减小 。(填“增大”“减小”或“不变”)(2)在500 、2107 pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol n2和1.5 mol h2，充分反应后，放出的热量 (填“”或“”)46.2 kj，理由是 此反应为可逆反应，0.5 mol n2和1.5 mol h2不可能完全反应，所以放出的热量小于46.2 kj 。(3)下列关于该反应的说法中，正确的是 d (填字母)。ah0，s0bh0，s0ch0dh0，s0(4)将0.45 mol h2(g)和0.15 mol n2(g)放入1 l密闭容器中，在500 、2107 pa下达到平衡，测得n2为0.10 mol，h2为0.30 mol，nh3为0.10 mol。则该条件下达到平衡时h2的转化率为33.3%。该温度下的平衡常数k 3.7 。若升高温度，k值 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨的转化率，下列措施可行的是 a、d (填字母)。a向容器中按原比例再充入原料气b向容器中充入惰性气体c改变反应的催化剂d分离出氨解析(1)在反应体系中加入催化剂，降低了活化能，故e1和e2均减小。(3)根据题给的图象可以看出合成氨的反应为放热反应，故h0；又因为合成氨的反应为气体体积减小的反应，故s0，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：时间/s0204080100n(a)/ mol0.400.200.10n(b)/ mol00.240.600.60下列说法正确的是(c)a040 s的平均反应速率v(b)0.01 moll1s1bt k时该反应的平衡常数为3.6c相同条件下，若起始时充入0.80 mol a，则达到平衡时c(b)小于0.60 moll1d相同条件下，若起始时向容器中充入0.05 mol a、0.70 mol b，则反应达到平衡前v(正)v(逆)解析040 s内的平均反应速率v(b)2v(a)20.005 moll1s1，a项错误；100 s时反应处于平衡状态，平衡常数k1.8，b项错误；相同条件下，若起始时投入0.80 mol a，则达到的平衡相当于原平衡缩小一半容器体积的效果，平衡向左移动，c项正确；qc4.91.8，达到平衡前反应逆向进行，故反应达到平衡前v(正)v(逆)，d项错误。10(2020新题预选)下列说法不正确的是(c)ana与h2o的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行b某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应cfecl3和mno2均可加快h2o2分解，同等条件下两者对h2o2分解速率的改变相同d2no(g)2co(g)=n2(g)2co2(g)常温下能自发进行，说明该反应的h0解析na与h2o的反应是熵增的放热反应，ghts0恒成立，故该反应能自发进行，a正确；当hts0，吸热反应能自发进行，说明s0，b正确；fecl3和mno2均可作为催化剂加快h2o2分解，但同等条件下两者对h2o2分解催化效果不同，故对反应速率的改变不相同，c不正确；d中反应为气体体积减小的反应，s0，若反应能自发进行，则hts0，故反应的h0，正确。11(2020江西南昌模拟)在某一恒温、恒容的密闭容器中发生反应：3h2(g)n2(g)2nh3(g)h0。t1时刻反应达到平衡，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(b)a、两过程达到平衡时，平衡常数：kkb、两过程达到平衡时，nh3的体积分数：c、两过程达到平衡的标志：气体的平均密度不再发生变化dt2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加h2和n2的混合气解析在图像中，v正与v逆是对称的，故完整的图像如图所示。因平衡常数是温度的函数，温度不变平衡常数不变，a项错误；t2时刻改变条件后，逆反应的瞬时速率增大，正反应的瞬时速率不变，即改变的条件为充入nh3(g)，则两过程达到平衡时，nh3的体积分数：，b项正确；由题给信息知该反应在恒温、恒容的密闭容器中发生，且参与反应的物质均为气体，根据质量守恒，气体的平均密度为定值，不能用于平衡状态的判断，c项错误；t2时刻，若向密闭容器中充入h2和n2的混合气，正反应速率会瞬时增大，与题意不符，d项错误。12(2020河北衡水检测)在一定温度下，反应h2(g)x2(g)hx(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(b)a5%b17%c25%d33%解析h2(g)x2(g)hx(g)的平衡常数k1为10，那么hx(g)h2(g)x2(g)的平衡常数k2为，2hx(g)h2(g)x2(g)的平衡常数k3为()20.01。设hx(g)分解的物质的量浓度为x moll1，则：2hx(g) h2(g)x2(g)起始/(moll1)1.000消耗/(moll1)x x x平衡/(moll1)1.0x x xk30.01，解得x0.17。所以该温度时hx(g)的最大分解率接近于17%。13(2020辽宁丹东二中月考)已知：2so2(g)o2(g)2so3(g)h197 kjmol1，按不同方式向甲、乙、丙三个相同容积的密闭容器中投入反应物，且保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下表：容器甲乙丙反应物投入量2 mol so2、1 mol o21 mol so2、0.5 mol o22 mol so3平衡常数k1k2k3反应的能量变化放出a kj放出b kj吸收c kj气体密度123反应物转化率123 下列有关的关系式正确的是(b)ak1k32c231d2bc197解析三个容器的容积相同，且保持恒温、恒容，而平衡常数只与温度有关，则平衡常数k1k2k3，a错误；甲和丙中通入气体的质量相等，且是乙中气体质量的2倍，由于在恒容条件下进行反应，则气体密度132，b正确；甲和丙中反应分别从正向、逆向开始，达到平衡时二者是等效平衡，则有131；将甲的容积增大1倍，与乙中平衡体系等效，容积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动，反应物转化率减小，则有12，从而可得232b，从而可得2bc0，根据ghts，因为h0，s0，所以高温下该反应能自发进行，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；混合气体的平均相对分子质量始终不变，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。15(2020山东潍坊高三检测)亚硝酰氯(nocl)是有机合成中的重要试剂，可由no和cl2反应得到，反应的化学方程式为2no(g)cl2(g)2nocl(g)。(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：2no2(g)nacl(s)nano3(s)nocl(g)4no2(g)2nacl(s)2nano3(s)2no(g)cl2(g)2no(g)cl2(g)2nocl(g)设反应对应的平衡常数依次为k1、k2、k3，则k1、k2、k3之间的关系为 k2k3k 。(2)300 时，2nocl(g)2no(g)cl2(g)。正反应速率的表达式为v(正)kcn(nocl)(k为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所示：序号c(nocl)/moll1v/moll1s10.303.601090.601.441080.903.24108n 2 ，k 4.0108 lmol1s1 。(3)在1 l恒容密闭容器中充入2 mol no(g)和1 mol cl2(g)，在不同温度下测得c(nocl)与时间t的关系如图a所示：反应开始到10 min时no的平均反应速率v(no) 0.1 moll1min1。t2时该反应的平衡常数k为 2 。cl2的平衡转化率为50%。(4)在密闭容器中充入no(g)和cl2(g)，改变外界条件温度、压强、与催化剂的接触面积，no的转化率变化关系如图b所示。x代表压强或。解析(1)根据盖斯定律知，2，从而可推知平衡常数之间的关系。(2)将组数据代入表达式计算，()n4，解得n2。再代入任意一组数据可计算出k值。(3)10 min时，c(nocl)1 moll1，则转化的no的物质的量为1 mol，则v(no)0.1 moll1min1。平衡常数k2。cl2的平衡转化率为100%50%。(4)根据图a，t2下反应速率较大，说明t2大于t1，而t2下达到平衡状态时，c(nocl)较小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应。观察图b，随着x的增大，no的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，则该可逆反应的正反应是气体分子数减小的反应，且正反应是放热反应，x代表压强或。与催化剂的接触面积大小只影响化学反应速率，不会使平衡移动，即不改变转化率。16(2020山东济宁检测)实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。试运用所学知识，回答下列问题：(1)已知在一定温度下，c(s)co2(g)2co(g)h1 kj/mol平衡常数为k1；co(g)h2o(g)h2(g)co2(g)h2b kj/mol平衡常数为k2；某反应的平衡常数表达式k3，请写出此反应的热化学方程式：c(s)h2o(g)co(g)h2(g)h(ab)kj/mol，k1、k2、k3之间的关系是： k3k1k2 。(2)将原料气按n(co2)n(h2)14置于密闭容器中发生反应co2(g)4h2(g)ch4(g)2h2o(g)，测得h2o(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示。(虚线表示平衡曲线)。该反应的平衡常数k随温度降低而 增大 (填“增大”或“减小”)。在密闭恒温(高于100 )恒容装置中进行该反应，下列能说明达到平衡状态的是 bc 。a混合气体密度不再改变b混合气体压强不再改变c混合气体平均摩尔质量不再改变dn(co2)n(h2)12200 达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数kp的计算表达式为。(不必化简，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)(3)500 时，co与水反应生成co2和h2，将co2和h2分离得到h2的过程示意图如下：co、h2co、o2吸收池中所有离子浓度的等式关系是c(k)c(h)=2c(co)c(hco)c(oh)。结合电极反应式简述k2co3溶液的再生原理阴极反应：2h2o2e=h22oh，ohhco=coh2o，使k2co3溶液得以再生。解析平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，平衡常数中，分子为生成物，分母为反应物，所以该方程式为c(s)h2o(g)co(g)h2(g)，根据盖