标签: 全国   通用版   2019   高考   化学   一轮   复习   第七   化学反应   速率   化学平衡   课时   梯级   作业   十五   7.3   平衡常数   进行   方向  
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doc 课时梯级作业 二十五化学平衡常数 化学反应进行的方向(B) (45分钟 100分) 一、选择题(本题包括6小题,每题7分,共42分) 1.(2018·滁州模拟) 利用下列反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是 (  ) A.50~80 ℃时,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成 B.该反应的平衡常数表达式是K= C.50~200 ℃范围内,该反应的平衡常数与温度无关 D.利用上述原理提纯粗镍需要消耗大量的CO气体 【解析】选A。A中正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动;B中固体和纯液体的浓度为定值,平衡常数表达式中不应该体现Ni的浓度;C中平衡常数与温度相关;D中CO在可逆反应中循环使用。 2. 化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下: 2NO(g)N2(g)+O2(g) K1=1×1030 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) K2=2×1081 2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92 以下说法正确的是 (  ) A.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2) B.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80 C.常温下,NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2 D.以上说法都不正确 【解析】选C。A项,应为K1=[c(N2)·c(O2)]/[c2(NO)],错误;B项,常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为=5×10-82,错误;C项,平衡常数越大,反应向正向进行的程度越大,正确。 【加固训练】   (2018·安庆模拟)下列关于化学平衡常数的说法中,正确的是 (  ) A.在任何条件下,化学平衡常数都是一个定值 B.当改变反应物的浓度时,化学平衡常数会发生改变 C.化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关 D.由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度 【解析】选D。化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关。3.(2018·淮南模拟)下列对化学反应预测正确的是 (  ) 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)X(g)+Y(s) ΔH>0 它是非自发反应 B W(s)+xG(g)2Q(g) ΔH<0,自发反应 x可能等于1、2、3 C 4X(g)+5Y(g)4W(g)+ 6G(g) 能自发反应 ΔH一定小于0 D 4M(s)+N(g)+2W(l) 4Q(s) 常温下,自发进行 ΔH>0 【解析】选B。根据复合判据:ΔG=ΔH-T·ΔS,M(s)X(g)+Y(s),固体分解生成气体,为熵增反应,ΔH>0,在高温下,能自发进行,A错误;W(s)+xG(g)2Q(g)  ΔH<0,能自发进行,若熵增,任何温度下都能自发进行,若熵减,在低温条件下能自发进行,所以,G的计量数不确定,x等于1、2或3时,都符合题意,B正确; 4X(g)+5Y(g)4W(g)+6G(g)是熵增反应,当ΔH>0时,在高温下可能自发进行,C错误;4M(s)+N(g)+2W(l)4Q(s)为熵减反应,常温下能自发进行,说明该反应一定是放热反应,D错误。 【加固训练】   分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是 (  ) A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g) ΔH=+163 kJ·mol-1 B.H2O2(l)O2(g)+H2O(l) ΔH=-98 kJ·mol-1 C.HgO(s)Hg(l)+O2(g) ΔH=+91 kJ·mol-1 D.Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s) ΔH=-127 kJ·mol-1 【解析】选B。A项,反应是熵减的吸热反应,ΔH>0,ΔS<0,在任何温度下都不能自发进行,错误;B项,反应是熵增的放热反应,ΔH<0,ΔS>0, 在任何温度下均能自发进行,正确;C项,反应是熵增的吸热反应,ΔH>0,ΔS>0,在低温下不能自发进行,错误;D项,反应是熵减的放热反应,ΔH<0,ΔS<0,在高温下不能自发进行,错误。 4.(2018·广州模拟)在一定温度下,改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示,下列说法正确的是 (  ) A.反应b、c点均为平衡点,a点未达到平衡且向正反应方向进行 B.a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka C.上述图象可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高 D.a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高 【解析】选D。题图中曲线是SO2的起始物质的量与平衡时SO3的体积分数的关系,因此曲线上的所有点都是在对应条件下平衡时SO3的体积分数,A项错误;由于温度没有变化,不同平衡点的平衡常数相等,B项错误;从曲线图上可以看出平衡时SO3的体积分数随起始时SO2的物质的量的增加先增大后减小,C项错误;反应达到平衡时SO2的转化率随SO2和氧气物质的量比增加而减小,因此a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高,D项正确。 5.已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=Q kJ·mol-1,850 ℃时在体积为10 L的反应容器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,下列叙述错误的是 (  ) A.850 ℃时,0~4 min时平均反应速率v(CO)= 0.03 mol·L-1·min-1 B.850 ℃时,起始时CO和H2O(g)共为1 mol,其中水蒸气的体积分数为x,则平衡时CO的转化率为y=x C.该反应在500 ℃时进行,平衡常数为9,则Q<0 D.该反应能够自发进行是由熵判据决定的 【解析】选D。根据图象可知,0~4 min时,CO的浓度从0.20 mol·L-1减小到 0.08 mol·L-1,则反应速率为v(CO)==0.03 mol·L-1·min-1,A正确;由图知850 ℃时,K===1,起始时CO和H2O(g)共为1 mol,其中水蒸气的体积分数为x,所以H2O(g)的物质的量为xmol,CO的物质的量为(1-x)mol;设平衡时CO转化了a,根据平衡常数表达式可以得出K==计算出a=x-x2,则CO的转化率y==x,B正确;计算知850 ℃的K=1,500 ℃ 时K=9,该反应放热,Q<0,C正确;自发反应有能量降低的趋势,该反应为放热反应,有向正反应方向自发进行的趋势,故不仅仅由熵判据决定的,D错误。 6.(2018·宣城模拟)一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)的体积分数为50%,在该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入 1 mol HI(g)发生反应HI(g)H2 (g)+I2(g),则下列判断正确的是(  ) A.后一反应的平衡常数为1 B.后一反应的平衡常数为0.5 C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 mol·L-1 D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L-1 【解析】选B。一定温度下,将H2和I2各1 mol的气态混合物充入1 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后生成的HI(g)的气体占总体积的50%,设转化的氢气为x mol,依据化学平衡三段式列式为 H2 + I2 2HI 起始量(mol·L-1) 1 1 0 变化量(mol·L-1) x x 2x 平衡量(mol·L-1) 1-x 1-x 2x HI(g)的体积分数为50%,则×100%=50%,解得x=0.5。 故K==4,该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)H2(g)+I2(g),等效为充入H2和I2各0.5 mol,又该反应为气体体积不变的反应,故与原平衡成比例等效,则新平衡时氢气为0.5 mol×= 0.25 mol,HI(g)为1 mol×=0.5 mol。根据平衡常数只与温度有关,结合正反应与逆反应的平衡常数成倒数关系,故2HIH2+I2的平衡常数为,又同一反应平衡常数与系数成幂次方关系,故后一反应的平衡常数为=0.5,故A错误,B正确;根据以上计算后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为=0.125 mol·L-1,故C错误;根据以上计算后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为= 0.25 mol·L-1,故D错误。 二、非选择题(本题包括3小题,共58分) 7.(19分)(2018·武汉模拟)已知:反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,不同温度下K1、K2的值如下表所示: 温度 K1 K2 973 K 1.47 2.38 1 173 K 2.15 1.67 (1)从表中数据可以推断:反应①是__________(填“吸”或“放”)热反应。  (2)现有反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),写出该反应的平衡常数K3的表达式: _______________________。  (3)根据反应①与②,可推导出K1、K2与K3之间的关系式。据此关系式及表中数据,也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采用的措施有__________(填序号)。  A.缩小反应容器容积 B.扩大反应容器容积 C.降低温度 D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量 【解析】(1)反应①的平衡常数随温度的升高而增大,说明温度升高,平衡正向移动,反应①的正反应为吸热反应。 (2)K1= ,K2=,K3==。 (3)当973 K时,K3==≈0.62,而当1 173 K时,K3==≈1.29,反应③的平衡常数随温度升高而增大,故反应③的正反应为吸热反应,升高温度,可使平衡正向移动;由于该反应前后气体分子数不变,改变容器体积,不能使平衡发生移动;使用催化剂也不能使平衡发生移动;减少生成物的量,能使平衡正向移动。 答案:(1)吸 (2)K3= (3)D、F 8.(19分)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1。 (1)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨,s)2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0 kJ·mol-1 ②C(石墨,s)+CO2(g)2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1,则a=__________。  (2)冶炼铁的反应的平衡常数表达式为K=__________,温度升高后,K值__________(填“增大”“不变”或“减小”)。  (3)在T ℃时,该反应的平衡常数K=64,在2 L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。 Fe2O3 CO Fe CO2 甲/mol 1.0 1.0 1.0 1.0 乙/mol 1.0 2.0 1.0 1.0 ①甲容器中CO的平衡转化率为__________。  ②下列说法正确的是__________(填字母)。  a.若容器内气体密度恒定,表示反应达到平衡状态 b.甲容器中CO的平衡转化率大于乙容器中的 c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3 d.增加Fe2O3的量可以提高CO的转化率 【解析】(1)根据盖斯定律,由①-②×3得Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)  ΔH=(489.0-172.5×3)kJ·mol-1=-28.5 kJ·mol-1,故a=-28.5。 (2)固体物质不能写入平衡常数表达式中,故K=。由于该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数将减小。 (3)①设平衡时,反应用去x mol CO,则平衡时CO、CO2的物质的量分别为 (1-x) mol、(1+x) mol。因化学方程式中两气体物质的化学计量数相等,所以可将物质的量直接代入平衡常数表达式中,得=64,解得x=0.6,即CO的平衡转化率为60%,平衡时CO的浓度为0.2 mol·L-1。②由于该反应有固体参加和生成,故只要平衡发生移动,气体的质量就会发生变化,密度也就改变,所以当气体密度恒定时,反应一定达到平衡状态,a项正确;根据题给数据,可求得乙容器中平衡时CO的转化率为70%,浓度为0.3 mol·L-1,故b项错误、c项正确。Fe2O3是固体,增加它的量对平衡无影响,故d项错误。 答案:(1)-28.5 (2) 减小 (3)①60% ②a、c 9.(20分)(能力挑战题)(1)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其平衡常数K与温度T的关系如下表: T/K 298 398 498 平衡常数K 4.1×106 K1 K2 ①该反应的平衡常数表达式:K=__________。  ②试判断K1__________K2(填写“>”“=”或“<”)。  ③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是__________(填字母)。  a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b.v正(N2)=3v逆(H2) c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变 (2)对于合成氨反应而言,如图有关图象一定正确的是(填字母)________。  (3)一定温度下,在1 L密闭容器中充入1 mol N2和 3 mol H2并发生反应。若容器容积恒定,10 min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则N2的转化率α(N2)=__________,以NH3表示该过程的反应速率v(NH3)=__________。  【

全国通用版2019版高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡课时梯级作业二十五7.3化学平衡常数化学反应进行的方向.doc

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