2025版高考化学一轮复习第七章第3节化学平衡常数化学反应进行的方向课时作业含解析

PAGEPAGE8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72分)1．只变更一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是()A．K值有变更，平衡肯定移动B．平衡向正反应方向移动时，K值肯定增大C．K值不变，平衡不行能移动D．相同条件下，同一个反应其化学方程式的计量数增大2倍，K值也增大2倍答案A解析K值是温度的函数，K值变更，说明温度发生了变更，则平衡肯定发生移动，A正确；若在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于反应正向进行，平衡向右移动，但K值只与温度有关，故K值不变，B错误；体系温度不变，则K值不变，但平衡可能发生移动，C错误；相同条件下，同一个反应，其化学方程式的计量数增大2倍，K值应变为原数值的平方，D错误。2．下列有关说法中正确的是()A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)在高温下能自发进行，则该反应的ΔH<0B．NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0C．反应3Cl2(g)＋8NH3(g)=6NH4Cl(s)＋N2(g)的ΔH>0，ΔS<0D．加入合适的催化剂能降低反应活化能，从而变更反应的焓变答案A解析该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应在高温下能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH<0，A正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0，该反应在室温下不能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH>0，B错误。该反应为熵减反应，则有ΔS<0，该反应在室温下能自发进行，据ΔH－TΔS<0时反应能自发进行可知，该反应ΔH<0，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，但不能变更反应的焓变，D错误。3．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(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1molZ(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()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1D．其次次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－1答案D解析在原平衡体系中加入1molZ，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m＝2，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数之比，则二者的平衡转化率相等，C正确；起始时加入1molX和2molY，相当于3molZ，平衡时Z的物质的量为3mol×10%＝0.3mol，在平衡体系中再加入1molZ，相当于起始时共加入4molZ，则新平衡时Z的物质的量为4mol×10%＝0.4mol，其浓度为0.4mol/2L＝0.2mol·L－1，D错误。4.肯定条件下，向一密闭容器中充入肯定量的NH3，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是()A．压强：p1>p2B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>KbC．a点：2v(NH3)正＝3v(H2)逆D．a点：NH3的转化率为1/3答案B解析相同温度下，压强越大，N2的体积分数越小，所以p2>p1，A错误；由图像可知该反应为吸热反应，所以温度越高，K越大，B正确；a点为平衡点，应为3v(NH3)正＝2v(H2)逆，C错误；假设反应后气体总体积为1L，则N2为0.1L、H2为0.3L，未反应的NH3为0.6L，参与反应的NH3为0.2L，所以氨气的转化率为eq\f(0.2,0.6＋0.2)×100%＝25%，D错误。5.汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。肯定条件下，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的浓度随时间的变更，曲线b表示该反应在某一起始反应条件变更时N2的浓度随时间的变更。下列叙述正确的是()A．温度T下，该反应的平衡常数K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C．曲线b对应的条件变更可能是加入了催化剂D．若曲线b对应的条件变更是温度，可推断该反应的ΔH<0答案A解析A项正确，达平衡时，c(N2)＝c(O2)＝c1mol·L－1，c(NO)＝2(c0－c1)mol·L－1；B项错误，因反应前后容器体积不变，且反应中无固态(或液态)物质参与或生成，故混合气体的密度始终不变；C项错误，催化剂只能变更到达平衡的时间，不会破坏平衡，即加入催化剂时氮气的平衡浓度不会变更；D项错误，对比曲线a和b到达平衡所需时间，可知曲线b对应的条件变更是上升温度，达新平衡时c(N2)减小，则平衡正向移动，故该反应应为吸热反应，即ΔH>0。6．(2024·大连市高三双基测试)在2L恒容密闭容器中加入0.100molNO和2.030mol固体活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表。下列说法正确的是()A．该反应的正反应为吸热反应B．反应体系在335℃时的平衡常数为0.25C．335℃与200℃时相比，活化分子个数、活化分子百分数、活化能及焓变均大D．200℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.10molNO，再次平衡时，NO的百分含量将增大答案B解析温度上升，生成物的物质的量削减，平衡逆向移动，故正反应是放热反应，A项错误；依据平衡常数表达式得：K＝eq\f(cN2·cCO2,c2NO)＝eq\f(\f(0.025,2)×\f(0.025,2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.05,2)))2)＝0.25，B项正确；反应的活化能和焓变与反应的温度无关，C项错误；依据反应方程式2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)分析，两边气体的计量数相等，平衡后向恒容容器中再充入0.10molNO再次达到平衡后，相当于增大压强，平衡不移动，故NO的百分含量不变，D项错误。7．下列有关叙述中正确的是()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ΔH>0，ΔS>0，当温度上升时，使ΔH－TΔS<0，该反应能自发进行，A错误；该反应的ΔH<0，若为熵减反应，在低温下能自发进行，若为熵增反应，在任何温度下均可自发进行，故x可能等于1、2、3，B正确；该反应为熵增反应，即ΔS>0，当ΔH<0时，在任何温度下均能自发进行，当ΔH>0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，说明该反应肯定是放热反应，则有ΔH<0，D错误。8．(2024·大连市高三双基测试)已知“在反应物和生成物均为气体的可逆反应中，若反应物按计量系数比投料，则平衡时产物的体积分数最大”。对于2A2(g)＋3B2(g)2A2B3(g)ΔH<0的反应，在其他条件不变时，A2B3的体积分数(φ)与A2的物质的量(n)的关系如下图所示，下列说法中正确的是()A．T1和T2的关系是：T1>T2B．a、b、c三点都处于平衡状态，但正向速率最大的是a点C．在n(A2)＝d的点：n(B2)＝1.5dD．a、b、c三点中，B2的转化率依次为：b>a>c答案C解析因为该反应的ΔH<0，在其他条件不变时，由T1变成T2时，A2B3的体积分数(φ)减小，平衡左移，说明T1<T2，A项错误；c点A2的物质的量(n)最大，浓度最大，故正向速率最大，B项错误；依据题给信息，n(A2)＝d的点投料应当是系数比投料，故此时n(B2)＝1.5d，C项正确；在其他条件不变时，n(A2)增加，B2的转化率会增大，故B2的转化率依次为：c>b>a，D项错误。9．肯定温度下，在三个体积均为0.5L的恒容密闭容器中发生反应：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ中5min时达到平衡。下列说法中正确的是()A．容器Ⅰ中前5min的平均反应速率：v(CO)＝0.16mol·L－1·min－1B．该反应为吸热反应C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55molD．若起始时向容器Ⅰ中加入0.8molCO、0.8molCl2，达到平衡时CO的转化率大于80%答案C解析A项，v(CO)＝v(COCl2)＝eq\f(0.8mol,0.5L×5min)＝0.32mol·L－1·min－1，错误；B项，容器Ⅲ中COCl2折算成CO和Cl2时，与容器Ⅰ中投料相同，平衡时，高温下对应的COCl2的量小，即升温平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，错误；C项，Ⅰ、Ⅱ中，温度相等，所以K相等，Ⅰ中K＝eq\f(c平COCl2,c平CO·c平Cl2)＝eq\f(\f(0.8,0.5),\f(0.2,0.5)×\f(0.2,0.5))＝10，Ⅱ中K＝eq\f(\f(0.5,0.5),\f(0.5,0.5)×\f(a－0.5,0.5))＝10，解得a＝0.55mol，正确；D项，容器Ⅰ中，CO的转化率为80%，选项中加入的CO和Cl2比容器Ⅰ中的少，相当于减小压强，平衡逆向移动，所以CO的转化率小于80%，错误。二、非选择题(共28分)10．(2024·石家庄高三质检)(14分)Cu2O是重要的催化剂和化工原料，工业上制备Cu2O的主要反应如下：Ⅰ.C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO2(g)ΔH＝－138.0kJ·mol－1请回答：(1)C与CuO反应生成Cu2O和CO的热化学方程式为____________________。肯定温度下，该反应在密闭容器中达到平衡后，只增大容器的容积，再次达到平衡时，CO的平衡浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)肯定温度下，向5L恒容密闭容器中加入1molCO和2molCuO，发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，测得容器中CuO的物质的量为0.8mol。①0～5min内，用CO2表示的反应速率v(CO2)＝________。②CO的平衡转化率α＝________。(3)向5L密闭容器中加入1molC和1molCO2，发生反应Ⅰ，CO2、CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。①能表示CO2的平衡体积分数与温度关系的曲线为________(填“L1”或“L2②温度为T1时，该反应的平衡常数K＝________。(4)其他条件不变时，若水的分解反应用Cu2O作催化剂，则该反应的活化能________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，反应热(ΔH)________。答案(1)C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH＝＋34.5kJ·mol－1不变(2)①0.024mol·L－1·min－1②60%(3)①L2该反应为吸热反应，温度上升，平衡正移，CO2的平衡体积分数减小②eq\f(9,35)(写成小数：0.257、0.26、0.3也可)(4)减小不变解析(1)依据盖斯定律，将Ⅰ＋Ⅱ可得：C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1－138.0kJ·mol－1＝＋34.5kJ·mol－1，由方程式可知，该反应的平衡常数表达式为K＝c(CO)，K为温度的常数，增大容器的容积平衡常数数值不变，故再次达到平衡时，CO的平衡浓度不变。(2)依据“三段式”有：CO(g)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO2(g)起始(mol)1200转化(mol)0.61.20.60.6平衡(mol)0.40.80.60.6v(CO2)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(0.6mol,5L×5min)＝0.024mol·L－1·min－1α(CO)＝eq\f(转化量,起始量)×100%＝eq\f(0.6mol,1mol)×100%＝60%。(3)①该反应为吸热反应，上升温度，平衡会正向移动，CO2的平衡体积分数会减小，故曲线L2表示CO2的平衡体积分数与温度的关系。②温度为T1时，由图看出CO的平衡体积分数为60%，设CO2转化的物质的量为xmol，依据“三段式”有：C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始(mol)110转化(mol)xx2x平衡(mol)1－x1－x2x则eq\f(2x,1－x＋2x)×100%＝60%x＝eq\f(3,7)K＝eq\f(c2CO,cCO2)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(6,7)mol,5L)))2,\f(\f(4,7)mol,5L))＝eq\f(9,35)mol·L－1≈0.257mol·L－1。(4)催化剂能降低反应的活化能，不能变更反应的ΔH，ΔH只与反应物和生成物的量及状态有关。11．(2024·青岛市高三模拟)(14分)肯定温度下，在2L的密闭容器中投入物质的量均为0.4mol的CO和CH3ONO发生反应2CO(g)＋2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)＋2NO(g)ΔH1＝akJ·mol－1,10min达到平衡时CO的体积分数与NO的体积分数相等。(1)下列选项能推断反应已达到化学平衡状态的是________。a．CO的质量不再变更b．混合气体的密度不再变更c．单位时间内生成CO和NO的物质的量相等d．CO和CH3ONO的浓度比不再变更(2)10min内该反应的速率v(NO)＝________；该温度下化学平衡常数K＝________。若此时向容器中再通入0.4molNO，一段时间后，达到新平衡时NO的体积分数与原平衡时相比________(填“增大”“相等”“减小”或“不能确定”)。(3)若该反应ΔH＜0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，变更某一条件，下列示意图正确的是________(填字母)。答案(1)abc(2)0.01mol·L－1·min－1100增大(3)b解析(1)CO的质量不再变更，说明反应已达平衡状态，a项正确；该反应在恒容条件下进行且参与反应的物质不完全为气体，气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变更，说明反应已达平衡状态，b项正确；单位时间内生成CO和NO的物质的量相等，说明正逆反应速率相等，反应达平衡状态，c项正确；CO和CH3ONO的投料相等且在反应中计量数相等，故两者的浓度比始终不变，不能作