高考化学第7章化学反应速率与化学平衡第24讲化学平衡常数化学反应进行的方向课后达标检测新人教版2819.pdf

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1、第 24 讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向 一、选择题 1只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是()AK不变，平衡可能移动 B平衡向右移动时，K不一定变化 CK有变化，平衡一定移动 D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，K也增大 2 倍 解析：选 D。因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K不变，A、B 项正确；K只与温度有关，K发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C 项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，化学平衡常数应变为K2，D 项错误。2下列有关说法正确的是()ASO2(g)H2O(g)=H2

2、SO3(l)，该过程熵值增大 BSO2(g)=S(g)O2(g)H0，S0，该反应不能自发进行 CSO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H0，S0，反应在高温下自发进行，不正确；C 中是一个 H0，S0 的反应，由 HTSH2OCO2 D温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大 解析：选 C。A 项，NO(g)12N2(g)12O2(g)的平衡常数为1K11211015，错误；B 项，根据K2的值可知 H2和 O2之间反应的趋势很大，但需要点燃才能进行，错误；C 项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出 O2的平衡常数依次为 11030、51082、41092，平衡常数越大

3、，则反应进行的程度越大，正确；D 项，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。4在淀粉KI 溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：t/5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 下列说法正确的是()A反应 I2(aq)I(aq)I3(aq)的 H0 B其他条件不变，升高温度，溶液中c(I3)减小 C该反应的平衡常数表达式为Kc（I2）c（I）c（I3）D25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡常数K小于 689 解析：选 B。选项 A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，

4、H0，错误；选项 B，温度升高，平衡逆向移动，c(I3)减小，正确；选项 C，Kc（I3）c（I2）c（I），错误；选项 D，平衡常数仅与温度有关，25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是 689，错误。5(2020山西实验中学月考)已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)，在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1c（CO2）c（Cu）c（CO）c（CuO）B反应的平衡常数K

5、K1K2 C对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 解析：选 B。在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应反应反应，因此平衡常数KK1K2，B 正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此 H0，C 错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。6 某温度下，将 2 mol A 和 3 mol B 充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min 后达到平衡。已知该

6、温度下其平衡常数K1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的 10 倍，A 的转化率不发生变化，则下列说法正确的是()Aa3 Ba2 CB 的转化率为 40%DB 的转化率为 60%解析：选 C。若温度不变时将容器的容积扩大为原来的 10 倍，A 的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a1，选项 A、B 错误；设 B 的转化率为x，列出三段式：A(g)B(g)C(g)D(g)初始物质的量/mol 2 3 0 0 变化物质的量/mol 3x 3x 3x 3x 平衡物质的量/mol 23x 33x 3x 3x 3x3x（23x）（33x）1，解得x0.4，即 B 的转化率为 40

7、%，选项 C 正确，选项 D错误。7(2020烟台自主练习)已知 NO 和 O2经反应和反应转化为 NO2，其能量变化随反应过程如图所示。2NO(g)N2O2(g)H1，平衡常数K1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H2，平衡常数K2 下列说法中不正确的是()AH10，H20 B2NO(g)O2(g)2NO2(g)的平衡常数KK1/K2 C2NO(g)O2(g)2NO2(g)的 HH1H2 D反应的速率大小决定 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率 解析：选 B。由题图可知，反应和反应的反应物总能量均高于生成物总能量，所以H10，H20，A 项正确；反应反应得 2NO(g)O2

8、(g)2NO2(g)，所以KK1K2，HH1H2，B 项错误，C 项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应的活化能大于反应，所以反应的反应速率小于反应，故反应的速率大小决定 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应速率，D 项正确。8在一定条件下发生反应：4NO2(g)O2(g)2N2O5(g)H0，T1时，向体积为 2 L的恒容密闭容器中通入 NO2和 O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是()时间/s 0 5 10 15 c(NO2)/(molL1)4.00 2.52 2.00 c3 c(O2)/(molL1)1.00 c1 c2 0.50 A.05 s 内 N2O5的平

9、均反应速率为 0.148 molL1s1 B其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)2.00 molL1 C设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1K2 DT1时平衡常数为 0.125，平衡时 NO2和 O2的转化率均为 50%解析：选 B。05 s 内，v(N2O5)12v(NO2)12（4.002.52）molL15 s0.148 molL1s1，A 项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c10.63，c20.50，c32.00，由此可知 10 s 时达到平衡，平衡时c(N2O5)1.00 molL1，将容器体积压缩一半，此时c(N

10、2O5)2.00 molL1，随后平衡正向移动，c(N2O5)2.00 molL1，B 项错误；对于放热反应，温度越高，平衡常数越小，C 项正确；达到平衡时c(NO2)2.00 molL1，c(O2)0.50 molL1，c(N2O5)1.00 molL1，K1.0022.0040.500.125，平衡时 NO2的转化率为2.00 molL14.00 molL1100%50%，O2的转化率为0.50 molL11.00 molL1100%50%，D项正确。9(热点题)在一恒容的密闭容器中充入 0.1 molL1 CO2、0.1 molL1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)CO2(g)2

11、CO(g)2H2(g)，测得 CH4平衡转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是()A上述反应的 H0 B压强：p4p3p2p1 C1 100 时该反应的平衡常数为 1.64 D压强为p4时，在 Y 点：v正0，A 项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH4的平衡转化率越小，故p4p3p2p1，B 项正确；1 100 时，甲烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)0.02 molL1，c(CO2)0.02 molL1，c(CO)0.16 molL1，c(H2)0.16 molL1，即该温度下的平衡常数K0.1620.1620.020.021.

12、64，C 项正确；压强为p4时，Y 点反应未达到平衡，需增大 CH4的转化率才能达到平衡，此时v正v逆，D 项错误。10(2020湖北调研)已知：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H25 kJmol1，在某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在 1 L 的密闭容器中充入 CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：物质 CH3OH CH3OCH3 H2O c/(molL1)0.8 1.24 1.24 下列说法正确的是()平衡后升高温度，平衡常数400 平衡时，c(CH3OCH3)1.6 molL1 平衡时，反应混合物的总能量减少 20 kJ 平衡时，再加入与起始等量

13、的 CH3OH，达新平衡后 CH3OH 的转化率增大 此时刻反应达到平衡状态 平衡时 CH3OH 的浓度为 0.08 molL1 A B C D 解析：选 B。因为正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，错；根据表格数据可知，该时刻Qcc（CH3OCH3）c（H2O）c2（CH3OH）2.4”“”“”或“”)。解析：(1)根据反应写出平衡常数的表达式为K2c（H2O）c（CO）c（H2）c（CO2），随温度升高，平衡常数增大，说明正反应为吸热反应。某温度下，平衡浓度符合下式：5c(CO2)c(H2)2c(CO)c(H2O)，K2c（H2O）c（CO）c（H2）c（CO2）522.5，平衡常数

14、只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为 800。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在 500，反应平衡常数的数值都是 1.0；压强的改变不影响平衡常数，且反应是反应前后气体分子数不变的可逆反应，压强的改变也不会影响化学平衡。(3)根据三反应之间的关系，故K3K1K2；根据反应在 500 时的浓度值可知，此时Qc0.88(4)0.15 molL1min1 12(2020江西名校学术联盟质量检测)为了缓解温室效应，科学家提出了回收和利用 CO2的方案：利用 CO2制备 CH4。300 时，向2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol CO2和 8

15、 mol H2，发生反应 CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H，混合气体中 CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。(1)从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)_。300 时，反应的平衡常数K_。保持温度不变，向平衡后的容器中再充入 2 mol CO2和 8 mol H2，重新达到平衡时 CH4的浓度_(填字母)。A等于 0.8 molL1 B等于 1.6 molL1 C0.8 molL1c(CH4)”“”“”或“”)。解析：(1)从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)4v(CH4)0.8 molL110 min40.32 molL1min1。

16、CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)起始浓度/molL1）1 4 0 0 反应浓度/molL1）0.8 3.2 0.8 1.6 平衡浓度/molL1）0.2 0.8 0.8 1.6 300 时，反应的平衡常数K1.620.80.20.8425。保持温度不变，向平衡后的容器中再充入 2 mol CO2和 8 mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时 CH4的浓度大于 1.6 molL1。(2)Qc222.80.81414v逆。(3)200 时，该反应的平衡常数K61.8，说明升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则 H(3)13(2020辽宁五

17、校协作体联考)“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为我国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H1180.5 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H3221 kJmol1 若某反应的平衡常数表达式为Kc（N2）c2（CO2）c2（NO）c2（CO），则此反应的热化学方程式为_ _。(2)N2O5在一定条件下可发生分解反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)

18、，某温度下向恒容密闭容器中充入一定量 N2O5，测得 N2O5浓度随时间的变化如下表：t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/(molL1)1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 反应开始时体系压强为p0，第 2 min 时体系压强为p1，则p1p0_。25 min内用 NO2表示的该反应的平均反应速率为_。一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量 N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_(填字母)。aNO2和 O2的浓度比保持不变 b容器中压强不再变化 c2v正(NO2)v逆(N2O5)d气体的密度保持不变(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表

19、示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)CO(g)NO(g)CO2(g)，该反应中正反应速率v正k正p(NO2)p(CO)，逆反应速率v逆k逆p(NO)p(CO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp为_(用k正、k逆表示)。(4)如图是密闭反应容器中按n(N2)n(H2)13 投料后，在 200、400、600 下，合成 NH3反应达到平衡时，混合物中 NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。曲线 a 对应的温度是_。M 点对应的 H2的转化率是_。解析：(1)若某反应的平衡常数表达式为Kc（N2）c2（CO2）c2（NO）c2（CO），则

20、其化学方程式为2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)，将题中 3 个已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由2可得：2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H(393.5 kJmol1)2(180.5 kJmol1)(221 kJmol1)746.5 kJmol1。(2)根据题表中数据及三段式法有：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)开始/(molL1)1.00 0 0 转化/(molL1)0.50 1.00 0.25 2 min 时/(molL1)0.50 1.00 0.25 该反应在恒温恒容条件下发生，反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，也等于物质的量浓度

21、之比，所以p1p0(0.501.000.25)molL11.00 molL174。25 min 内，v(N2O5)（0.500.17）molL1（52）min0.11 molL1min1，v(NO2)2v(N2O5)0.22 molL1min1。反应过程中 NO2和 O2的浓度比始终保持不变，a 项不能说明反应已经达到化学平衡状态；该反应在反应前后气体分子数不相等，反应过程中容器中压强为变量，容器中压强不再变化可以说明反应已经达到化学平衡状态，b 项符合题意；v正(NO2)2v逆(N2O5)时，正、逆反应速率相等，而 2v正(NO2)v逆(N2O5)时，正、逆反应速率不相等，c 项不能说明反应

22、已经达到化学平衡状态；反应物和生成物均为气体，气体总质量不变，而容器恒容，故反应过程中气体密度始终不变，d 项不能说明反应已经达到化学平衡状态。(3)Kpp（NO）p（CO2）p（NO2）p（CO），v正k正p(NO2)p(CO)，v逆k逆p(NO)p(CO2)，平衡时正、逆反应速率相等，即k正p(NO2)p(CO)k逆p(NO)p(CO2)，则p（NO）p（CO2）p（NO2）p（CO）k正k逆，故Kpk正k逆。(4)合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NH3的产率降低，NH3的物质的量分数减小，曲线 a、b、c 中，在相同条件下曲线 a 对应 NH3的物质的量分数最高，其反应温度最低，所以曲线 a 对应的温度为 200。M 点 NH3的物质的量分数为60%，设 NH3为 0.6a mol，则 N2、H2共为 0.4a mol，因为反应器中按n(N2)n(H2)13 投料，故 M 点时 H2为 0.3a mol，结合 N2(g)3H2(g)2NH3(g)可知，转化的 H2的物质的量为 0.9a mol，所以 M 点对应 H2的转化率0.9a0.9a0.3a100%75%。答案：(1)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H746.5 kJmol1(2)74(或 1.751)0.22 molL1min1 b(3)k正k逆(4)200 75%