高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練24化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向及工業(yè)合成氨含解析魯科版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向及工業(yè)合成氨基礎(chǔ)鞏固1.(2020湖北武漢月考)某化學(xué)反應(yīng)的ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=231J·mol-1·K-1,則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行()A.在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B.在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C.僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行D.僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行2.(2020湖北武漢聯(lián)考)下列敘述正確的是()A.反應(yīng)物分子間發(fā)生碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B.反應(yīng)過程的自發(fā)性可判斷過程發(fā)生的速率C.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0D.反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)的熵變?chǔ)>03.(2020河北邢臺(tái)聯(lián)考)只改變一個(gè)影響化學(xué)平衡的因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述不正確的是()A.K值不變,平衡可能移動(dòng)B.平衡向右移動(dòng)時(shí),K值不一定變化C.K值有變化,平衡一定移動(dòng)D.相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍,K值也增大2倍4.(2020湖南長沙中學(xué)月考)已知:反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0,m+n>q,在密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說法不正確的是()A.恒容時(shí)通入稀有氣體(不參與反應(yīng))使壓強(qiáng)增大,平衡不移動(dòng)B.縮小容器容積,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快且可以提高Z的產(chǎn)率C.恒壓時(shí),增加一定量Z(g),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大D.恒容時(shí)增加X的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率增大5.反應(yīng)mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH<0,在一定溫度下,平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)(B%)與壓強(qiáng)變化的關(guān)系如圖所示,下列敘述中一定正確的是()①m+n>p②x點(diǎn)表示的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率③x點(diǎn)比y點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率慢④n>p⑤若升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大A.只有①②⑤B.只有②④C.只有②③ D.只有①③⑤6.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到t℃,達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9mol,N2O3為3.4mol。則t℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A.8.5B.9.6 C.10.2D.10.77.(2020浙江杭州月考)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.44kJ·mol-1。回答下列問題:(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:,隨著溫度的升高,K值(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)平衡常數(shù)K值越大,表明(填字母)。

A.N2的轉(zhuǎn)化率越高 B.NH3的產(chǎn)率越大C.原料中N2的含量越高 D.化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)對(duì)于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖像一定正確的是(填字母)。

能力提升8.(2020四川成都月考)在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X(g)+Y(g)3Z(g),反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度,測得X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A.Q點(diǎn)時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率最大B.升高溫度,平衡常數(shù)增大C.W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率D.平衡時(shí)充入Z,達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)變大9.(2020北京石景山模擬)在某恒容密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng):2M(g)+N(g)W+2Q(g)ΔH<0,下列圖像正確且能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()10.(2020河南南陽一中月考)甲醇(CH3OH)是綠色能源。工業(yè)上合成甲醇的原理為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定溫度下,在1L恒容密閉容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物投料比的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度變大B.圖像四個(gè)點(diǎn)中,c點(diǎn)處CH3OH的物質(zhì)的量最大C.圖像四個(gè)點(diǎn)中,只有c點(diǎn)表示達(dá)到平衡狀態(tài)D.圖像中c點(diǎn)到d點(diǎn),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)11.(2020北京朝陽區(qū)模擬)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時(shí)間/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.實(shí)驗(yàn)1中,前5min用CO表示的反應(yīng)速率為0.16mol·L-1·min-1C.實(shí)驗(yàn)2中,平衡常數(shù)為K=1D.實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)2相比,改變的條件可能是溫度12.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2表示)。

(2)為研究不同條件對(duì)反應(yīng)(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時(shí)反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=mol,NO的轉(zhuǎn)化率α1=。其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2(填“>”“<”或“=”)α1,平衡常數(shù)K2(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是。

13.(2020廣東信宜中學(xué)月考)Ⅰ.工業(yè)上可用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示:化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度/℃500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=(用K1、K2表示)。500℃時(shí)測得反應(yīng)③在某時(shí)刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時(shí)v(正)(填“>”“=”或“<”)v(逆)。

(2)在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,已知c(CO)-反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ時(shí),改變的條件是。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅲ時(shí),改變的條件是。

Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇,反應(yīng)原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。(1)p1(填“>”“<”或“=”)p2,理由是。

(2)該甲醇合成反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K=(用a和V表示)。

(3)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系是CO(填“>”“<”或“=”)H2。

(4)下列措施中能夠同時(shí)滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是(填字母)。

A.使用高效催化劑B.降低反應(yīng)溫度C.增大體系壓強(qiáng)D.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來拓展深化14.(2020吉林大學(xué)附屬中學(xué)月考)甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下。反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.58kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.77kJ·mol-1回答下列問題:(1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=,若反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K2=(用K1、K3表示)。

(2)在一定條件下向2L恒容密閉容器中充入3molH2和1.5molCO2,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,實(shí)驗(yàn)測得不同反應(yīng)溫度下體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示。溫度500℃TCO2的平衡轉(zhuǎn)化率60%40%①T(填“高于”或“低于”)500℃。

②溫度為500℃時(shí),該反應(yīng)10min時(shí)達(dá)到平衡。a.用H2表示該反應(yīng)的速率為。

b.該溫度下,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=。

課時(shí)規(guī)范練24化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向及工業(yè)合成氨1.A反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行需要滿足ΔH-TΔS<0,依據(jù)題干條件計(jì)算,ΔH-TΔS=-122kJ·mol-1-T×231×10-3kJ·mol-1<0,所以該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,故選A。2.C只有活化分子在合適取向時(shí)發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)過程發(fā)生的速率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反應(yīng)為熵減的反應(yīng),ΔS<0,在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,說明ΔH-TΔS<0,則ΔH<0,C項(xiàng)正確;反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔS<0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.D因改變壓強(qiáng)或濃度引起化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí),K值不變,A項(xiàng)和B項(xiàng)均正確;K值只與溫度有關(guān),K值發(fā)生了變化,說明體系的溫度改變,則平衡一定移動(dòng),C項(xiàng)正確;相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大到原來的2倍,K值應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼钠椒?D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C恒容時(shí)通入稀有氣體,體系的壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,則平衡不移動(dòng),A項(xiàng)正確。由于m+n>q,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),則Z的產(chǎn)率提高,B項(xiàng)正確。恒壓時(shí),增加一定量Z(g),達(dá)到的新平衡與原平衡等效,各物質(zhì)的濃度不變,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤。恒容時(shí)增大X(g)的物質(zhì)的量,平衡正向移動(dòng),則Y的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)正確。5.C根據(jù)圖像可知,隨著壓強(qiáng)的增大,B的含量增大,這說明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即正反應(yīng)方向是氣體體積增大的反應(yīng),因此n<p,①④不正確;x點(diǎn)B的含量大于相應(yīng)壓強(qiáng)下達(dá)到平衡時(shí)B的含量,所以x點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,②正確;y點(diǎn)的壓強(qiáng)大于x點(diǎn)的壓強(qiáng),所以y點(diǎn)的反應(yīng)速率大于x點(diǎn)的反應(yīng)速率,③正確;升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,⑤不正確。6.A設(shè)反應(yīng)②消耗的N2O3的物質(zhì)的量為x,反應(yīng)①過程中共生成N2O3的物質(zhì)的量為x+3.4mol,在反應(yīng)①中N2O5分解了x+3.4mol,同時(shí)生成x+3.4molO2,在反應(yīng)②中生成氧氣的物質(zhì)的量為x。則(x+3.4mol)+x=9mol,求得x=2.8mol,所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol÷2L=0.9mol·L-1,c(N2O3)=3.4mol÷2L=1.7mol·L-1,c(O2)=9mol÷2L=4.5mol·L-1,則反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.7.〖答案〗(1)K=〖N(2)AB(3)ac〖解析〗:(1)工業(yè)上合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),隨著溫度的升高平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。(2)平衡常數(shù)K值越大反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,正向進(jìn)行程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越高,A正確;反應(yīng)正向進(jìn)行,生成的氨氣越多,NH3的產(chǎn)率越大,B正確;反應(yīng)正向進(jìn)行,原料中N2的含量減少,C錯(cuò)誤;平衡常數(shù)越大,說明正向進(jìn)行程度越大,但化學(xué)反應(yīng)速率不一定越快,D錯(cuò)誤。(3)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小,但反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,a正確;反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),各物質(zhì)濃度變化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,氫氣與氨氣濃度變化量之比應(yīng)為3∶2,且平衡時(shí)三者濃度不一定相等,b錯(cuò)誤;使用催化劑能加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)時(shí)間,但不影響平衡移動(dòng),c正確。8.A從開始到Q點(diǎn)是正向建立平衡的過程,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,從Q點(diǎn)到M點(diǎn)升高溫度,平衡向左移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低,故Q點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最大,A項(xiàng)正確;分析圖像,X的體積分?jǐn)?shù)先減小到最低,這是化學(xué)平衡的建立過程,后增大,這是平衡的移動(dòng)過程,升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)增大,說明升溫平衡左移,平衡常數(shù)減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溫度高,故反應(yīng)速率快,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)再充入Z,達(dá)到的新平衡與原平衡是等效平衡,體積分?jǐn)?shù)相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.DA項(xiàng),W的狀態(tài)不確定,若W為固態(tài)或液態(tài)時(shí),氣體密度由大到小,圖像錯(cuò)誤;若W為氣態(tài),則在恒容容器中,氣體密度始終不變,圖像錯(cuò)誤。B項(xiàng),W的狀態(tài)不確定,所以氣體相對(duì)分子質(zhì)量變化情況不確定,錯(cuò)誤。C項(xiàng),反應(yīng)熱只與具體反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān),與是否平衡無關(guān)。反應(yīng)熱始終不變,不能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。D項(xiàng),無論W是否為氣體,產(chǎn)物Q的體積分?jǐn)?shù)均由小到大,當(dāng)Q的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),表明達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確。10.D反應(yīng)前后的物質(zhì)均是氣體,混合氣體的總質(zhì)量不變,又因?yàn)槭呛闳萑萜?故氣體密度始終不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡,d點(diǎn)相當(dāng)于c點(diǎn)平衡后,再增加氫氣的濃度,平衡向正方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,CH3OH的物質(zhì)的量最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;曲線上的每個(gè)點(diǎn)都是不同反應(yīng)物投料比下的平衡點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;d點(diǎn)相當(dāng)于c點(diǎn)達(dá)到平衡后,繼續(xù)增大H2的物質(zhì)的量,平衡向右移動(dòng),D項(xiàng)正確。11.D由表中數(shù)據(jù)計(jì)算可知,650℃和900℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率分別為40%、20%,說明溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越小,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),A正確;實(shí)驗(yàn)1中前5min生成1.6molCO2,同時(shí)消耗1.6molCO,則有v(CO)=1.6mol2L×5min=0.16mol·L-1·min-1,B正確;實(shí)驗(yàn)2中達(dá)到平衡時(shí),nCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度(mol·L轉(zhuǎn)化濃度(mol·L平衡濃度(mol·L則900℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=〖CO2〗〖H2〗〖CO〗〖H12.〖答案〗(1)K12K〖解析〗:(1)觀察題給的三個(gè)方程式可知,題目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=K1(2)由題給數(shù)據(jù)可知,n(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol。2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)起始物質(zhì)的量/mol 0.2 0.1 010min內(nèi)轉(zhuǎn)化

的物質(zhì)的量/mol 0.15 0.075 0.15平衡物質(zhì)的量/mol 0.05 0.025 0.15故n(Cl2)=0.025mol;NO的轉(zhuǎn)化率α1=0.其他條件保持不變,由恒容條件(2L)改為恒壓條件,因該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),平衡將正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率增大,即α2>α1;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),故由恒容條件改為恒壓條件時(shí)平衡常數(shù)不變;要使平衡常數(shù)減小,則平衡應(yīng)逆向移動(dòng),因?yàn)榉磻?yīng)(Ⅱ)是放熱反應(yīng),故應(yīng)升高溫度。13.〖答案〗Ⅰ.(1)K1·K2>(2)加入催化劑將容器的容積(快速)壓縮至2LⅡ.(1)<甲醇的合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的反應(yīng),相同溫度下,增大壓強(qiáng),CO的轉(zhuǎn)化率增大(2)12V2a2mol〖解析〗:Ⅰ.(1)觀察題給的三個(gè)方程式可知,由反應(yīng)方程式①+②即可得反應(yīng)方程式③,因此K3=K1×K2,代入數(shù)值,500℃時(shí)K3=2.5×1.0mol-2·L2=2.5mol-2·L2,此時(shí)的濃度商Q=0.3×0.150.83×0.1mol-2·L2≈0.88mol-2·L(2)Ⅰ變成Ⅱ,反應(yīng)速率加快,但是達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度不變,說明改變的條件只能加快反應(yīng)速率,對(duì)平衡無影響,因此改變的條件是加入催化劑;Ⅰ變?yōu)棰?反應(yīng)速率加快,CO濃度增大,改變的條件是將容器的容積(快速)壓縮至2L。Ⅱ.(1)根據(jù)勒夏特列原理,等溫下,增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,即p1<p2。(2)A點(diǎn)時(shí)各組分的濃度分別是〖CO〗=a-0.75aVmol·L-1=0.25aVmol·L-1、〖H2〗=2a-2×0.75aVmol·L-1=0.5aVmol·L-1、(3)氫氣的轉(zhuǎn)化率為2×0.(4)催化劑只能加快反應(yīng)速率,對(duì)化學(xué)平衡無影響,A錯(cuò)誤;降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率降低,B錯(cuò)誤;增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率增大,根據(jù)勒夏特列原理,增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向體積減小的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),C正確;分離出CH3OH,雖然化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,CO的轉(zhuǎn)化率增大,但化學(xué)反應(yīng)速率不能增大,D錯(cuò)誤。14.〖答案〗(1)+41.19kJ·mol-1K(2)①高于②a.0.135mol·L-1·min-1b.200〖解析〗:(1)根據(jù)題目給的化學(xué)反應(yīng)方程式和蓋斯定律可得,反應(yīng)Ⅱ=反應(yīng)Ⅰ-反應(yīng)Ⅲ,因此ΔH2=ΔH1-ΔH3=-49.58kJ·mol-1-(-90.77kJ·mol-1)=+41.19kJ·mol-1,K2=K1(2)①反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低,則T高于500℃。②根據(jù)“三段式”分析CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始濃度(mol·L轉(zhuǎn)化濃度(mol·L平衡濃度(mol·La.用H2表示該反應(yīng)的速率為1.35mol·L-110min=0.135mol·L-1·min-1;b.化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值,因此根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知該溫度下,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.45×0.45化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向及工業(yè)合成氨基礎(chǔ)鞏固1.(2020湖北武漢月考)某化學(xué)反應(yīng)的ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=231J·mol-1·K-1,則此反應(yīng)在下列哪種情況下可自發(fā)進(jìn)行()A.在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B.在任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行C.僅在高溫下自發(fā)進(jìn)行D.僅在低溫下自發(fā)進(jìn)行2.(2020湖北武漢聯(lián)考)下列敘述正確的是()A.反應(yīng)物分子間發(fā)生碰撞一定能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B.反應(yīng)過程的自發(fā)性可判斷過程發(fā)生的速率C.反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的ΔH<0D.反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)的熵變?chǔ)>03.(2020河北邢臺(tái)聯(lián)考)只改變一個(gè)影響化學(xué)平衡的因素,平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述不正確的是()A.K值不變,平衡可能移動(dòng)B.平衡向右移動(dòng)時(shí),K值不一定變化C.K值有變化,平衡一定移動(dòng)D.相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大2倍,K值也增大2倍4.(2020湖南長沙中學(xué)月考)已知:反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0,m+n>q,在密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說法不正確的是()A.恒容時(shí)通入稀有氣體(不參與反應(yīng))使壓強(qiáng)增大,平衡不移動(dòng)B.縮小容器容積,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快且可以提高Z的產(chǎn)率C.恒壓時(shí),增加一定量Z(g),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變大D.恒容時(shí)增加X的物質(zhì)的量,Y的轉(zhuǎn)化率增大5.反應(yīng)mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH<0,在一定溫度下,平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)(B%)與壓強(qiáng)變化的關(guān)系如圖所示,下列敘述中一定正確的是()①m+n>p②x點(diǎn)表示的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率③x點(diǎn)比y點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)速率慢④n>p⑤若升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大A.只有①②⑤B.只有②④C.只有②③ D.只有①③⑤6.加熱N2O5依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到t℃,達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9mol,N2O3為3.4mol。則t℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為()A.8.5B.9.6 C.10.2D.10.77.(2020浙江杭州月考)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.44kJ·mol-1。回答下列問題:(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:,隨著溫度的升高,K值(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)平衡常數(shù)K值越大,表明(填字母)。

A.N2的轉(zhuǎn)化率越高 B.NH3的產(chǎn)率越大C.原料中N2的含量越高 D.化學(xué)反應(yīng)速率越快(3)對(duì)于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖像一定正確的是(填字母)。

能力提升8.(2020四川成都月考)在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X(g)+Y(g)3Z(g),反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度,測得X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A.Q點(diǎn)時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率最大B.升高溫度,平衡常數(shù)增大C.W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率D.平衡時(shí)充入Z,達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)變大9.(2020北京石景山模擬)在某恒容密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng):2M(g)+N(g)W+2Q(g)ΔH<0,下列圖像正確且能表示該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()10.(2020河南南陽一中月考)甲醇(CH3OH)是綠色能源。工業(yè)上合成甲醇的原理為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定溫度下,在1L恒容密閉容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)物投料比的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度變大B.圖像四個(gè)點(diǎn)中,c點(diǎn)處CH3OH的物質(zhì)的量最大C.圖像四個(gè)點(diǎn)中,只有c點(diǎn)表示達(dá)到平衡狀態(tài)D.圖像中c點(diǎn)到d點(diǎn),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)11.(2020北京朝陽區(qū)模擬)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時(shí)間/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.實(shí)驗(yàn)1中,前5min用CO表示的反應(yīng)速率為0.16mol·L-1·min-1C.實(shí)驗(yàn)2中,平衡常數(shù)為K=1D.實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)2相比,改變的條件可能是溫度12.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng):2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=(用K1、K2表示)。

(2)為研究不同條件對(duì)反應(yīng)(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時(shí)反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10min內(nèi)v(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=mol,NO的轉(zhuǎn)化率α1=。其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2(填“>”“<”或“=”)α1,平衡常數(shù)K2(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是。

13.(2020廣東信宜中學(xué)月考)Ⅰ.工業(yè)上可用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示:化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度/℃500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系,則K3=(用K1、K2表示)。500℃時(shí)測得反應(yīng)③在某時(shí)刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時(shí)v(正)(填“>”“=”或“<”)v(逆)。

(2)在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②,已知c(CO)-反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件,曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ時(shí),改變的條件是。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅲ時(shí),改變的條件是。

Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇,反應(yīng)原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。(1)p1(填“>”“<”或“=”)p2,理由是。

(2)該甲醇合成反應(yīng)在A點(diǎn)的平衡常數(shù)K=(用a和V表示)。

(3)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系是CO(填“>”“<”或“=”)H2。

(4)下列措施中能夠同時(shí)滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是(填字母)。

A.使用高效催化劑B.降低反應(yīng)溫度C.增大體系壓強(qiáng)D.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來拓展深化14.(2020吉林大學(xué)附屬中學(xué)月考)甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應(yīng)如下。反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.58kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應(yīng)Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.77kJ·mol-1回答下列問題:(1)反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=,若反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K2=(用K1、K3表示)。

(2)在一定條件下向2L恒容密閉容器中充入3molH2和1.5molCO2,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,實(shí)驗(yàn)測得不同反應(yīng)溫度下體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示。溫度500℃TCO2的平衡轉(zhuǎn)化率60%40%①T(填“高于”或“低于”)500℃。

②溫度為500℃時(shí),該反應(yīng)10min時(shí)達(dá)到平衡。a.用H2表示該反應(yīng)的速率為。

b.該溫度下,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=。

課時(shí)規(guī)范練24化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向及工業(yè)合成氨1.A反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行需要滿足ΔH-TΔS<0,依據(jù)題干條件計(jì)算,ΔH-TΔS=-122kJ·mol-1-T×231×10-3kJ·mol-1<0,所以該反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行,故選A。2.C只有活化分子在合適取向時(shí)發(fā)生有效碰撞才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)過程發(fā)生的速率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反應(yīng)為熵減的反應(yīng),ΔS<0,在室溫下可自發(fā)進(jìn)行,說明ΔH-TΔS<0,則ΔH<0,C項(xiàng)正確;反應(yīng)2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔS<0,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.D因改變壓強(qiáng)或濃度引起化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí),K值不變,A項(xiàng)和B項(xiàng)均正確;K值只與溫度有關(guān),K值發(fā)生了變化,說明體系的溫度改變,則平衡一定移動(dòng),C項(xiàng)正確;相同條件下,同一個(gè)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大到原來的2倍,K值應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼钠椒?D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C恒容時(shí)通入稀有氣體,體系的壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,則平衡不移動(dòng),A項(xiàng)正確。由于m+n>q,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),則Z的產(chǎn)率提高,B項(xiàng)正確。恒壓時(shí),增加一定量Z(g),達(dá)到的新平衡與原平衡等效,各物質(zhì)的濃度不變,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤。恒容時(shí)增大X(g)的物質(zhì)的量,平衡正向移動(dòng),則Y的轉(zhuǎn)化率增大,D項(xiàng)正確。5.C根據(jù)圖像可知,隨著壓強(qiáng)的增大,B的含量增大,這說明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),即正反應(yīng)方向是氣體體積增大的反應(yīng),因此n<p,①④不正確;x點(diǎn)B的含量大于相應(yīng)壓強(qiáng)下達(dá)到平衡時(shí)B的含量,所以x點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,②正確;y點(diǎn)的壓強(qiáng)大于x點(diǎn)的壓強(qiáng),所以y點(diǎn)的反應(yīng)速率大于x點(diǎn)的反應(yīng)速率,③正確;升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,⑤不正確。6.A設(shè)反應(yīng)②消耗的N2O3的物質(zhì)的量為x,反應(yīng)①過程中共生成N2O3的物質(zhì)的量為x+3.4mol,在反應(yīng)①中N2O5分解了x+3.4mol,同時(shí)生成x+3.4molO2,在反應(yīng)②中生成氧氣的物質(zhì)的量為x。則(x+3.4mol)+x=9mol,求得x=2.8mol,所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol÷2L=0.9mol·L-1,c(N2O3)=3.4mol÷2L=1.7mol·L-1,c(O2)=9mol÷2L=4.5mol·L-1,則反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=1.7.〖答案〗(1)K=〖N(2)AB(3)ac〖解析〗:(1)工業(yè)上合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),隨著溫度的升高平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。(2)平衡常數(shù)K值越大反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,正向進(jìn)行程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越高,A正確;反應(yīng)正向進(jìn)行,生成的氨氣越多,NH3的產(chǎn)率越大,B正確;反應(yīng)正向進(jìn)行,原料中N2的含量減少,C錯(cuò)誤;平衡常數(shù)越大,說明正向進(jìn)行程度越大,但化學(xué)反應(yīng)速率不一定越快,D錯(cuò)誤。(3)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小,但反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,a正確;反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),各物質(zhì)濃度變化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,氫氣與氨氣濃度變化量之比應(yīng)為3∶2,且平衡時(shí)三者濃度不一定相等,b錯(cuò)誤;使用催化劑能加快反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)時(shí)間,但不影響平衡移動(dòng),c正確。8.A從開始到Q點(diǎn)是正向建立平衡的過程,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,從Q點(diǎn)到M點(diǎn)升高溫度,平衡向左移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低,故Q點(diǎn)轉(zhuǎn)化率最大,A項(xiàng)正確;分析圖像,X的體積分?jǐn)?shù)先減小到最低,這是化學(xué)平衡的建立過程,后增大,這是平衡的移動(dòng)過程,升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)增大,說明升溫平衡左移,平衡常數(shù)減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溫度高,故反應(yīng)速率快,C項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡時(shí)再充入Z,達(dá)到的新平衡與原平衡是等效平衡,體積分?jǐn)?shù)相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.DA項(xiàng),W的狀態(tài)不確定,若W為固態(tài)或液態(tài)時(shí),氣體密度由大到小,圖像錯(cuò)誤;若W為氣態(tài),則在恒容容器中,氣體密度始終不變,圖像錯(cuò)誤。B項(xiàng),W的狀態(tài)不確定,所以氣體相對(duì)分子質(zhì)量變化情況不確定,錯(cuò)誤。C項(xiàng),反應(yīng)熱只與具體反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān),與是否平衡無關(guān)。反應(yīng)熱始終不變,不能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。D項(xiàng),無論W是否為氣體,產(chǎn)物Q的體積分?jǐn)?shù)均由小到大,當(dāng)Q的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí),表明達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確。10.D反應(yīng)前后的物質(zhì)均是氣體,混合氣體的總質(zhì)量不變,又因?yàn)槭呛闳萑萜?故氣體密度始終不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;達(dá)到平衡,d點(diǎn)相當(dāng)于c點(diǎn)平衡后,再增加氫氣的濃度,平衡向正方向移動(dòng),CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,CH3OH的物質(zhì)的量最大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;曲線上的每個(gè)點(diǎn)都是不同反應(yīng)物投料比下的平衡點(diǎn),C項(xiàng)錯(cuò)誤;d點(diǎn)相當(dāng)于c點(diǎn)達(dá)到平衡后,繼續(xù)增大H2的物質(zhì)的量,平衡向右移動(dòng),D項(xiàng)正確。11.D由表中數(shù)據(jù)計(jì)算可知,650℃和900℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率分別為40%、20%,說明溫度越高,CO的轉(zhuǎn)化率越小,則該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),A正確;實(shí)驗(yàn)1中前5min生成1.6molCO2,同時(shí)消耗1.6molCO,則有v(CO)=1.6mol2L×5min=0.16mol·L-1·min-1,B正確;實(shí)驗(yàn)2中達(dá)到平衡時(shí),nCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度(mol·L轉(zhuǎn)化濃度(mol·L平衡濃度(mol·L則900℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=〖CO2〗〖H2〗〖CO〗〖H12.〖答