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   十四   7.3   平衡常数   进行   方向  
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doc 课时梯级作业 二十四化学平衡常数 化学反应进行的方向(A) (45分钟 100分) 一、选择题(本题包括7小题,每题6分,共42分) 1.(2018·开封模拟)下列反应在任意温度下一定能自发进行的是 (  ) A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ B.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) ΔH<0 C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH>0 D.X2Y2(s)X2(g)+Y2(g) ΔH<0 【解析】选D。反应是吸热反应ΔH>0,ΔS>0,低温下不能自发进行,故A错误;反应是放热反应ΔH<0,ΔS<0,高温下不能自发进行,故B错误;反应是吸热反应ΔH>0,ΔS>0,低温下不能自发进行,故C错误;反应是放热反应ΔH<0,ΔS>0,任意温度下能自发进行,故D正确。 【易错提醒】反应自发进行的判断误区 (1)反应能否自发进行,需要综合考虑焓变和熵变对反应的影响。 (2)复合判据ΔH-TΔS<0的反应不一定能够实际发生。 (3)自发反应的熵不一定增大,非自发反应的熵也不一定减小。 2.(2018·邢台模拟)Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时,下列叙述正确的是 (  ) A.该反应平衡常数的表达式K= B.及时分离出H2O,平衡正向移动,这是正反应速率逐渐增大的缘故 C.若向恒容平衡体系内再加入1 mol O2,则达新平衡时,HCl的转化率增大 D.随温度升高,该反应的平衡常数K值会变大 【解析】选C。该反应平衡常数的表达式K= ,A项错误;分离出H2O,平衡会正向移动,原因是逆反应速率随c(H2O)的减小而减小,正反应速率大于逆反应速率,B项错误;向恒容平衡体系内再加入1 mol O2,平衡正向移动,使HCl的转化率增大,C项正确;由温度对HCl平衡转化率影响的曲线可知,该反应是放热反应,温度升高使平衡逆向移动,平衡常数K值会变小,D项错误。 3.(2018·襄阳模拟)将E(s)和F(g)加入密闭容器中,在一定条件下发生反应: E(s)+4F(g)G(g),已知该反应的平衡常数如表所示。下列说法正确的是 (  ) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10-5 A.上述反应是熵增反应 B.25 ℃时,反应G(g)E(s)+4F(g)的平衡常数是0.5 C.在80 ℃时,测得某时刻F、G的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)>v(逆) D.恒温恒容下,向容器中再充入少量G(g),达新平衡时,G的体积百分含量将增大 【解析】选D。由化学方程式可知,该反应为反应后气体分子总数减小的反应,故该反应为熵减反应,A项错误;正反应和逆反应的平衡常数互为倒数,故25 ℃时,反应G(g)E(s)+4F(g)的平衡常数是2×10-5,B项错误;80 ℃时,浓度商为=8>2,平衡逆向移动,v(逆)>v(正),C项错误;再充入G(g),相当于对该反应加压,反应正向移动,G(g)的百分含量增大,D项正确。 【加固训练】   在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表: 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是 (  ) A.反应达到平衡时,X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数 【解析】选C。X、Y的反应量分别为0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1,Z的生成量为0.1 mol·L-1,则该反应的化学方程式为X+3Y2Z。显然X的转化率为50%;平衡常数K= =1 600;平衡常数仅受温度的影响,不受压强、浓度的影响,所以C项错误,D项正确。 4.甲醇汽油是一种新能源清洁燃料,工业上可用CO和H2制取甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=bkJ·mol-1,曲线Ⅰ、Ⅱ是CO的转化率与反应物投料比及温度的图象,下列有关叙述不正确的是 (  ) A.b<0 B.平衡常数KB>KA C.若Ⅱ反应的c(CO)始=1 mol·L-1、投料比为0.5,A点的平衡常数KA=1 D.降低温度和增大压强都可以提高CO转化率 【解析】选B。由图象可知,一氧化碳转化率随温度升高而减小,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,b<0,A正确;A、B点温度相同,故平衡常数相同,B错误;若Ⅱ反应的c(CO)始=1 mol·L-1、投料比为0.5,则c(H2)始=2 mol·L-1,        CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始量(mol·L-1) 1 2 0 变化量(mol·L-1) 0.5 1 0.5 平衡量(mol·L-1) 0.5 1 0.5 A点的平衡常数KA=0.5/(0.5×12)=1,C正确;该反应正向放热且气体的物质的量减小,故降低温度和增大压强都可以使平衡正向进行,提高CO转化率,D正确。 5.(2018·濮阳模拟)一定温度下,在密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示,下列说法不正确的是 (  ) 物质 X Y Z W 初始浓度/mol·L-1 0.5 0.5 0 0 平衡浓度/mol·L-1 0.1 0.1 0.4 0.4 A.反应达到平衡时,X的体积分数为10% B.该温度下反应的平衡常数K=16 C.保持温度不变增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动 D.若X、Y的初始浓度均为0.8 mol·L-1,则相同条件下达到平衡,W的浓度为 0.64 mol·L-1 【解析】选C。根据表中所给数据,可得反应方程式为X(g)+Y(g)Z(g)+W(g),反应达到平衡时,X的体积分数为×100%=10%,A选项正确; K==16,B选项正确;这是一个反应前后气体分子数不变的反应,增大压强正、逆反应速率都增大,但平衡不移动,C选项错误;设达平衡时W的浓度为 c mol·L-1(0<c<0.8),则16=,解得c=0.64,D选项正确。 6.(2018·太原模拟)在两个固定体积均为1 L密闭容器中以不同的氢碳比 充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 (  ) A.该反应在常温下不可能自发进行 B.氢碳比,X<2.0 C.若起始时,CO2、H2浓度分别为0.5 mol·L-1、1.0 mol·L-1,则可得P点,对应温度的平衡常数的值为512 D.向处于P点状态的容器中,按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后α(CO2)减小 【解析】选C。由图可知,随温度升高,CO2的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,即ΔH<0,另外据反应可知ΔS<0,则ΔH-TΔS可能小于0,因此常温下该反应可能自发进行,A错误;氢碳比越大,二氧化碳的转化率越大,故X>2.0,B错误;由图可知,P点平衡时二氧化碳转化率为0.50,氢碳比为2.0,根据三段式可计算出此时的平衡常数为512,C正确;向处于P点状态的容器中,按2∶4∶1∶4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,此时平衡正向移动,再次平衡后,α(CO2)增大,D错误。 【互动探究】 (1)其他条件不变的情况下,增大容器的体积CO2的转化率将__________。  提示:减小。该反应正向气体的物质的量减小,增大容器的体积,压强减小,平衡逆向移动,CO2的转化率减小。 (2)CO2和H2的转化率相等时,X=___________。  提示:3。当CO2和H2的物质的量之比等于化学计量数之比时,两者的转化率相等,即X=3。 7.(能力挑战题)化学平衡状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的相关数据如表: 编号 化学方程式 平衡常数 温度 979 K 1 173 K Ⅰ Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+ CO(g) K1 1.47 2.15 Ⅱ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g) K2 1.62 b Ⅲ Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+ H2(g) K3 a 1.68 根据以上信息判断,下列结论错误的是 (  ) A.a>b B.增大压强,平衡状态Ⅱ不移动 C.升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动 D.反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 【解析】选C。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为K1=,K2=, K3=,同温度下,K2=,K3=K1·K2,979 K时,平衡常数a=1.47×1.62≈2.38, 1 173 K时平衡常数b=≈0.78。计算分析可知a>b, A正确;反应Ⅱ 是气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动,B正确;反应Ⅲ平衡常数随温度升高而减小,平衡逆向进行,C错误;反应Ⅱ 的平衡常数随温度升高而减小,说明正反应为放热反应,反应Ⅲ平衡常数随温度升高而减小,说明正反应为放热反应,D正确。 二、非选择题(本题包括3小题,共58分) 8.(19分)(2018·济宁模拟)在体积为1 L的密闭容器中,进行如下化学反应: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K与温度T的关系如下表: T/℃ 700 800 850 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题: (1)升高温度,化学平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。  (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。  a.c(CO2)=c(CO) b.K不变 c.容器中的压强不变 d.v正(H2)=v正(CO2) e.c(H2)保持不变 (3)若某温度下,平衡浓度符合下列关系:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时的温度为________;在此温度下,若该容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O,则此时反应所处的状态为________(填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)。  【解析】(1)由表格数据可得,随着温度升高,平衡常数增大,说明化学平衡向正反应方向移动;(2)a.达到平衡时c(CO2)不一定等于c(CO),反之相等时也不一定处于平衡状态,不正确;b.温度不变K不变,不正确;c.此反应不论是否平衡,压强均不改变,故不正确;d.v正(CO2)与v正(H2)表示的反应方向一致,故不能判断是否达到平衡;e.达到平衡时,各种反应物、生成物的浓度保持不变。(3)由c(CO2)· c(H2)=c(CO)·c(H2O),则计算出K=1.0,即此时温度为850 ℃,此温度下=≈0.94<1.0,故反应向正反应方向进行中。 答案:(1)正反应 (2)e (3)850 ℃ 向正反应方向进行中 9.(19分)(2018·湘潭模拟)已知 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) K1① Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) K2② H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) K3③ 又已知不同温度下,K1、K2值如下: 温度/℃ K1 K2 500 1.00 3.15 700 1.47 2.26 900 2.40 1.60 (1)若500 ℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 mol·L-1,2分钟后建立平衡,则CO2转化率为__________,用CO表示的速率为__________。  (2)900 ℃进行反应③,其平衡常数K3为______(求具体数值),焓变ΔH____0(填“>”“=”或“<”),若已知该反应仅在高温时正反应自发进行,则ΔS______0(填“>”“=”或“<”)。  (3)下列图象符合反应②的是__________(填序号)(图中v是速率,φ为混合物中H2的体积百分含量)。  【解析】(1)设CO2的转化率为x,则 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 起始浓度mol·L-1 2 0 转化浓度mol·L-1 2x 2x 平衡浓度mol·L-1 2-2x 2x K==1.00,则x=0.5=50%, v(CO)==0.5 mol·L-1·min-1。 (2)反应③=反应①-反应②,则反应③的化学平衡常数表达式为K3====1.50根据表中数值可知温度升高K1增大,K2减小,所以K3增大,则ΔH>0,据ΔH-TΔS知,吸热的熵增反应在高温下能自发进行。 (3)升高温度K2减小,说明升温平衡逆向移动,反应②是放热反应。升温平衡逆向移动,v(逆)大于v(正),H2的体积分数减小,A错,B正确;温度越高,反应速率越快,则T2>T1,C正确;铁为固体,其含量不影响平衡转化率和反应速率,D正确。 答案:(1)50% 0.5 mol·L-1·min-1 (2)1.50 > > (3)B、C、D 10.(20分)(能力挑战题)无色气体N2O4是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ·mol-1 (1)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中,下述现象能说明反应达到平衡的是___________________________。  a.v正(N2O4)=2v逆(NO2) b.体系颜色不变 c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变 达到平衡后,保持体积不变升高温度,再次达到平衡时,则混

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二十四7.3化学平衡常数化学反应进行的方向.doc

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