2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第七章化學(xué)反應(yīng)速率第23講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向課時作業(yè)含解析

PAGE7-第23講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向建議用時：40分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共5小題，每小題只有一個選項符合題意)1．下列反應(yīng)過程中，ΔH>0，且ΔS>0的是()A．NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)B．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)C．4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)D．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)答案B解析A、C、D三項均為放熱反應(yīng)，ΔH<0；B項為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，且正向氣體分子數(shù)增多，ΔS>0。2．(2024·張家口高三模擬)只變更一個影響因素，平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述正確的是()A．K值有變更，平衡肯定移動B．平衡向正反應(yīng)方向移動時，K值肯定增大C．K值不變，平衡不行能移動D．相同條件下，同一個反應(yīng)其化學(xué)方程式的計量數(shù)增大2倍，K值也增大2倍答案A解析K值是溫度的函數(shù)，K值變更，說明溫度發(fā)生了變更，則平衡肯定發(fā)生移動，A正確；若在其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，但K值不變，若其他條件不變，只變更壓強使平衡正向移動時，K值也不變。B、C錯誤；相同條件下，同一個反應(yīng)，其化學(xué)方程式的計量數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，K值應(yīng)變?yōu)樵瓟?shù)值的平方，D錯誤。3．已知在25℃時，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列說法正確的是()A．NO分解反應(yīng)：NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)為1×10－30B．依據(jù)K2的值可以推斷常溫下H2和O2很簡單反應(yīng)生成H2OC．常溫下，NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向依次為NO>H2O>CO2D．溫度上升，上述三個反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大答案C解析A項，NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,K1)))eq\s\up17(eq\f(1,2))＝1×1015，錯誤；B項，依據(jù)平衡常數(shù)可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度但并不能推斷反應(yīng)的難易，錯誤；C項，常溫下，NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的平衡常數(shù)依次為1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常數(shù)越大，則反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，正確；D項，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，上升溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，錯誤。4．已知反應(yīng)FeO(s)＋C(s)=CO(g)＋Fe(s)的ΔH＞0(假設(shè)ΔH、ΔS不隨溫度變更而變更)，下列敘述中正確的是()A．低溫下為自發(fā)過程，高溫下為非自發(fā)過程B．高溫下為自發(fā)過程，低溫下為非自發(fā)過程C．任何溫度下為非自發(fā)過程D．任何溫度下為自發(fā)過程答案B解析已知ΔH＞0，固固反應(yīng)生成氣體的反應(yīng)ΔS＞0，化學(xué)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)是ΔH－TΔS＜0，即TΔS＞ΔH，因此此反應(yīng)只能是高溫自發(fā)，B正確。5．將肯定量純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4)粉末置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽視不計)，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。試驗測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度(℃)15.020.025.030.035.0平衡總壓強(kPa)5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度(×10－3mol·L－1)2.43.44.86.89.4下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH<0B．該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進(jìn)行C．25℃時平衡常數(shù)的值K≈1.6×10－8D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移動答案C解析A項，由表中數(shù)據(jù)可知，上升溫度，平衡氣體總濃度增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，錯誤；B項，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增大，則ΔS>0，在較低溫度下，ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，錯誤；C項，25℃時，NH3、CO2的平衡濃度分別為3.2×10－3mol·L－1、1.6×10－3mol·L－1，因此K＝c2(NH3)·c(CO2)≈1.6×10－8，正確；D項，NH2COONH4為固體，加入少量NH2COONH4 平衡不移動，錯誤。二、選擇題(本題共4小題，每小題有一個或兩個選項符合題意)6．某溫度下，密閉容器中X、Y、Z、W四種氣體的初始濃度和平衡濃度如表所示，下列說法錯誤的是()物質(zhì)XYZW初始濃度/mol·L－10.50.600平衡濃度/mol·L－10.10.10.40.6A．反應(yīng)達(dá)到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為60%B．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c4Z·c6W,c4X·c5Y)C．增大壓強其平衡常數(shù)不變，但使平衡向生成Z的方向移動D．變更溫度可以變更此反應(yīng)的平衡常數(shù)答案AC解析平衡時X的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(c始－c平,c始)×100%＝eq\f(0.5－0.1mol·L－1,0.5mol·L－1)×100%＝80%，A錯誤；從表中數(shù)據(jù)可推出其反應(yīng)比例為0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，則化學(xué)方程式計量數(shù)之比為4∶5∶4∶6，B正確；增大壓強其平衡常數(shù)不變，但該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，所以增大壓強時平衡向逆反應(yīng)方向移動，C錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，D正確。7.(2024·日照質(zhì)量檢測)T℃時，在恒容密閉容器中充入肯定量的H2和CO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。反應(yīng)達(dá)到平衡時，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)與eq\f(nH2,nCO)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．反應(yīng)達(dá)平衡時，上升體系溫度，CO轉(zhuǎn)化率降低B．反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入肯定量Ar，平衡常數(shù)變大C．容器內(nèi)混合氣體的密度不再變更說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.eq\f(nH2,nCO)＝2.5時達(dá)到平衡狀態(tài)：CH2OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖中的F點答案AD解析升溫平衡向左移動，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A正確。該反應(yīng)在T℃下在恒容密閉容器中進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)平衡時，再充入肯定量Ar，平衡不移動，溫度不變平衡常數(shù)不變，B錯誤；因該反應(yīng)前后均是氣體，故混合氣體的總質(zhì)量不變，又容器容積不變，故混合氣體的密度始終保持不變，C錯誤。氣體投料比等于化學(xué)計量數(shù)之比時，平衡時生成物的體積分?jǐn)?shù)最大，當(dāng)eq\f(nH2,nCO)＝2.5時，達(dá)到平衡狀態(tài)，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)比C點時對應(yīng)的CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小，可能是圖中的F點，D正確。8．某溫度下，將3molA和2molB充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后達(dá)平衡，各物質(zhì)的平衡濃度的關(guān)系為ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在溫度不變的狀況下將容器的容積擴大為原來的10倍，B的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變更，則B的轉(zhuǎn)化率為()A．60%B．40%C．24%D．4%答案A解析擴大容器容積為原來的10倍，B的轉(zhuǎn)化率不變，則a＝1，A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)起始(mol):3200變更(mol):xxxx平衡(mol):3－x2－xxx依據(jù)平衡濃度的關(guān)系，(3－x)×(2－x)＝x×x，x＝1.2mol，則B的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.2,2)×100%＝60%，A正確。9．恒溫恒容下，向2L密閉容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，發(fā)生反應(yīng)：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：反應(yīng)時間/minn(MgSO4)/moln(CO)/moln(SO2)/mol02.02.0020.841.2下列說法正確的是()A．反應(yīng)在0～4min內(nèi)容器內(nèi)氣體的密度沒有變更B．0～2min內(nèi)的平均速率為v(CO)＝0.6mol·L－1·min－1C．其他條件不變，若上升溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)變?yōu)?.0，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．其他條件不變，若起始時容器中MgSO4、CO均為1.0mol，則平衡時n(SO2)＝0.6mol答案C解析ρ＝eq\f(m氣體,V)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，固體質(zhì)量漸漸削減，氣體質(zhì)量漸漸增大，容器體積不變，所以密度增大，A錯誤；t＝2min時，列三段式MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)eq\a\vs4\al(n始/mol)22000eq\a\vs4\al(n變/mol)1.21.21.21.21.2eq\a\vs4\al(n平/mol)0.80.81.21.21.2可知，2～4min氣體濃度無變更，已達(dá)平衡，所以K＝eq\f(cCO2·cSO2,cCO)＝eq\f(\f(1.2,2)×\f(1.2,2),\f(0.8,2))＝0.9，上升溫度，平衡常數(shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，C正確；其他條件不變，投料量削減一半，若建立等效平衡，則平衡時n(SO2)＝0.6mol，但減小氣體投料量，相當(dāng)于減壓，平衡向正反應(yīng)方向移動，則n(SO2)>0.6mol，D錯誤。三、非選擇題(本題共2小題)10．(2024·福建六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)大氣、水體污染的治理是化學(xué)工作者探討的重要課題，燃煤的煙道氣和汽車尾氣是造成霧霾天氣污染的緣由之一。(1)用CH4催化還原氮氧化物，已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝akJ·mol－1。欲計算反應(yīng)CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)的焓變ΔH2，則還須要查找某化合反應(yīng)的焓變ΔH3，該化合反應(yīng)中各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時ΔH3＝bkJ·mol－1，則該化合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________。據(jù)此計算出ΔH2＝________kJ·mol－1(用含a和b的式子表示)。(2)汽車尾氣轉(zhuǎn)化的反應(yīng)之一：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1。在某溫度時，探究某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如下表：時間/s012345c(NO)/(10－4mol·L－1)10.04.502.501.501.001.00c(CO)/(10－3mol·L－1)3.603.052.852.752.702.70請回答下列問題(均不考慮溫度變更對催化劑催化效率的影響)：①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)＝________。②在該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(只寫出計算結(jié)果)。③對于該可逆反應(yīng)，通過綜合分析以上信息，至少可以說明________(填字母)。A．該反應(yīng)的反應(yīng)物混合后很不穩(wěn)定B．在催化劑的作用下，該反應(yīng)一旦發(fā)生將在較短的時間內(nèi)完成C．該反應(yīng)體系達(dá)到平衡時至少有一種反應(yīng)物的百分含量較小D．該反應(yīng)在肯定條件下能自發(fā)進(jìn)行E．該反應(yīng)運用催化劑意義不大答案(1)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3＝bkJ·mol－1a－2b(2)①1.875×10－4mol·L－1·s－1②5000③BCD解析(1)將題中已知熱化學(xué)方程式記作①，視察CH4與NO的反應(yīng)可看出要計算ΔH2，缺少N2和NO的有關(guān)反應(yīng)，依據(jù)題中信息可寫出N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3＝bkJ·mol－1并記作②，依據(jù)蓋斯定律，由①－②×2得ΔH2＝(a－2b)kJ·mol－1。(2)③該反應(yīng)的反應(yīng)物必需在催化劑和某溫度下才能反應(yīng)，A、E項錯誤；該反應(yīng)在催化劑作用下，反應(yīng)速率較快，即短時間內(nèi)可完成該反應(yīng)，B項正確；結(jié)合②及表格中數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)體系達(dá)到平衡時，NO的百分含量較小，C項正確；該反應(yīng)為ΔS<0且ΔH<0的反應(yīng)，則溫度較低時ΔH－TΔS<0，即該反應(yīng)在肯定條件下能自發(fā)進(jìn)行，D項正確。11．(2024·廣東清遠(yuǎn)高三期末)氨的合成與應(yīng)用始終是眾多科學(xué)家探討的熱門話題，目前該探討領(lǐng)域已經(jīng)催生了三位諾貝爾化學(xué)獎得主，N2不僅可以與H2合成氨氣，N2還可以與其他物質(zhì)反應(yīng)生成氨氣，回答下列相關(guān)問題：(1)德國化學(xué)家哈伯探討“N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)”反應(yīng)貢獻(xiàn)巨大，1918年榮獲諾貝爾化學(xué)獎，已知該反應(yīng)在298K時，ΔH＝－92.2kJ/mol，平衡常數(shù)K＝4.1×106(mol/L)－2①若從平衡常數(shù)角度分析，反應(yīng)限度已經(jīng)較大，但為何化工生產(chǎn)中還須要運用催化劑：________________________________________________。②上升溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會降低，而實際化工生產(chǎn)中經(jīng)常采納700K左右的溫度，其緣由是________________________________________________。(2)探討發(fā)覺，常溫恒壓密閉容器中，N2在催化劑表面可以與水發(fā)生反應(yīng)：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)①下列各項能夠作為推斷該反應(yīng)肯定達(dá)到平衡的依據(jù)是________(填標(biāo)號)。A．容器中N2(g)、NH3(g)、O2(g)的濃度之比為2∶4∶3B．N2與NH3濃度之比恒定不變C．v正(N2)＝2v逆(NH3)D．混合氣體中氨氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變E．壓強保持不變②平衡后若分別變更下列一個條件，可以使N2轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號)。A．轉(zhuǎn)移掉部分O2 B．轉(zhuǎn)移掉部分NH3C．適當(dāng)增加H2O(l)的量 D．增加N2的量(3)科學(xué)探討發(fā)覺，自然氣CH4(g)與N2(g)在催化劑作用下可以干脆用于合成氨氣，同時生成副產(chǎn)物焦炭。700℃時，將3molCH4與3molN2在2L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時