高考化學(xué)跟蹤檢測(cè)突破個(gè)高考難點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)及其計(jì)算

1、跟蹤檢測(cè)四十二突破1個(gè)高考難點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)及其計(jì)算1O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的O為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生的反響如下：反響O3O2OH>0平衡常數(shù)為K1；反響OO32O2H<0平衡常數(shù)為K2；總反響：2O33O2H<0平衡常數(shù)為K。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A降低溫度，總反響K減小BKK1K2C適當(dāng)升溫，可提高消毒效率D壓強(qiáng)增大，K2減小解析：選C降溫，總反響平衡向右移動(dòng)，K增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；K1、K2、KK1·K2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，反響平衡向右移動(dòng)，反響平衡向左移動(dòng)，c(O)

2、增大，可提高消毒效率，C項(xiàng)正確；對(duì)于給定的反響，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)參加密閉容器中，發(fā)生反響NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。該反響的平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(lg K)值隨溫度(T)的變化曲線如下圖，以下說法中不正確的選項(xiàng)是()A該反響的H>0BNH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反響一定到達(dá)平衡狀態(tài)CA點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(A)的值為102.294D30 時(shí)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v正<v逆解析：選B此題的關(guān)鍵是弄清lg K越小，K越大，由圖中數(shù)據(jù)可知隨溫度的升高，lg K逐漸減小，說明隨溫度的升高，化學(xué)平衡向右移動(dòng)，正反響為吸熱

3、反響，A項(xiàng)正確；由NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)，可知氨氣的體積分?jǐn)?shù)始終為，B項(xiàng)錯(cuò)誤；A點(diǎn)時(shí)，lg K2.294，C項(xiàng)正確；由B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)值可知此時(shí)Q>K，反響向逆反響方向進(jìn)行，v正<v逆，D項(xiàng)正確。3工業(yè)上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H0，在一定條件下，向體積為1 L的密閉容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)，測(cè)得H2O(g)和H2(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如下圖，以下說法正確的選項(xiàng)是()A到達(dá)平衡時(shí)，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為75%B010 min內(nèi)，v(CO)0.075 mol&#

4、183;L1·min1C該反響的化學(xué)平衡常數(shù)K0.187 5D當(dāng)CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率相等時(shí)，反響到達(dá)平衡解析：選C由圖可知，10 min時(shí)反響到達(dá)平衡，平衡時(shí)水蒸氣、氫氣的濃度均為0.75 mol·L1，那么： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)開始/(mol·L1)1 100轉(zhuǎn)化/(mol·L1) 0.25 0.25 0.25 0.75平衡/(mol·L1) 0.75 0.75 0.25 0.75平衡時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率×100%25%，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；010 min內(nèi)，v(CO)0.025 mol·

5、;L1·min1，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡常數(shù)K0.187 5，故C項(xiàng)正確；同一物質(zhì)的消耗速率與其生成速率相等時(shí)，反響到達(dá)平衡，由方程式可知當(dāng)CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率為13時(shí)，反響到達(dá)平衡，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4(2021·天津高考)某溫度下，在2 L的密閉容器中，參加1 mol X(g)和 2 mol Y(g)發(fā)生反響：X(g)mY(g)3Z(g)。平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中參加1 mol Z(g)，再次到達(dá)平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()Am2B兩次平衡的平衡常數(shù)相同CX與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為

6、11D第二次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4 mol·L1解析：選DA項(xiàng)，根據(jù)再次參加1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，可知該反響是一個(gè)反響前后氣體分子數(shù)相等的反響，因此m2。B項(xiàng)，由于溫度沒有變化，故兩次平衡的平衡常數(shù)相同。C項(xiàng)，因?yàn)槭前凑栈瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比充入的反響物，因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D項(xiàng)，該反響前后氣體分子數(shù)不變，因此反響后氣體的物質(zhì)的量與反響前一樣，都為4 mol，而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為4 mol×10%0.4 mol，容器體積為2 L，Z的濃度為0.2 mol·L1。5N2O5是一種新型硝化劑，

7、在一定溫度下可發(fā)生以下反響：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H>0，T1溫度下的局部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：t/s05001 0001 500c(N2O5)/(mol·L1)5.003.522.502.50以下說法不正確的選項(xiàng)是()A500 s內(nèi)N2O5分解速率為2.96×103 mol·L1·s1BT1溫度下的平衡常數(shù)為K1125,1 000 s時(shí)N2O5的轉(zhuǎn)化率為50%C其他條件不變時(shí)，T2溫度下反響到1 000 s時(shí)測(cè)得N2O5的濃度為2.98 mol·L1，那么T1<T2DT1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T3溫度下的平衡常數(shù)為K3，假

8、設(shè)K1>K3，那么T1>T3解析：選Cv(N2O5)2.96×103 mol·L1·s1，A正確；1 000 s后N2O5的濃度不再發(fā)生變化，即到達(dá)了化學(xué)平衡，列出三段式：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)起始/(mol·L1)5.0000轉(zhuǎn)化/(mol·L1) 2.50 5.00 1.25平衡/(mol·L1) 2.50 5.00 1.25那么K125，(N2O5)×100%50%，B正確；1 000 s時(shí)，T2溫度下的N2O5濃度大于T1溫度下的N2O5濃度，那么改變溫度使平衡逆向移動(dòng)了，逆向是放熱反響

9、，那么降低溫度平衡向放熱反響方向移動(dòng)，即T2<T1，C錯(cuò)誤；對(duì)于吸熱反響來說，T越高，K越大，假設(shè)K1>K3，那么T1>T3，D正確。6T1 時(shí)，向容器為2 L的密閉容器中充入一定量的A(g)和B(g)，發(fā)生如下反響A(g)2B(g)C(g)。反響過程中測(cè)定的局部數(shù)據(jù)如下表：反響時(shí)間/minn(A)/moln(B)/mol01.001.20100.50300.20以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A前10 min內(nèi)反響的平均速率為v(C)0.025 0 mol·L1·min1B其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.50 mol A(g)和0.60 mol B(g)，到

10、達(dá)平衡時(shí)n(C)0.25 molC其他條件不變時(shí)，向平衡體系中再充入0.50 mol A，與原平衡相比，到達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率增大，A的體積分?jǐn)?shù)增大D溫度為T2 時(shí)(T1T2)，上述反響的平衡常數(shù)為20，那么該反響的正反響為放熱反響解析：選D前10 min內(nèi)消耗0.50 mol A，同時(shí)生成0.50 mol C，那么有v(C)0.025 0 mol·L1·min1，A正確。10 min時(shí)，反響的n(B)2n(A)2×(1.00 mol0.50 mol)1.00 mol，那么10 min時(shí)，B的物質(zhì)的量為0.20 mol，與30 min時(shí)B的物質(zhì)的量相等，那么反響10

11、 min時(shí)已到達(dá)平衡狀態(tài)；其他條件不變，假設(shè)起始時(shí)向容器中充入0.50 mol A(g)和0.60 mol B(g)，將容積縮小為原來的時(shí)與原平衡等效，到達(dá)平衡時(shí)n(C)0.25 mol，但擴(kuò)大容積，恢復(fù)到原體積，壓強(qiáng)減小，平衡逆向移動(dòng)，故到達(dá)平衡時(shí)n(C)0.25 mol，B正確。其他條件不變時(shí)，向平衡體系中再充入0.50 mol A，平衡正向移動(dòng)，與原平衡相比，到達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率增大，A的體積分?jǐn)?shù)增大，C正確。由上述分析可知，10 min時(shí)n(A)0.50 mol，此時(shí)到達(dá)平衡狀態(tài)，A、B、C的濃度(mol·L1)分別為0.25、0.10和0.25，那么有K(T1)100K(T

12、2)20，說明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，那么該反響的正反響為吸熱反響，D錯(cuò)誤。7工業(yè)合成氨反響為N2(g)3H2(g)2NH3(g)，對(duì)其研究如下：(1)HH鍵的鍵能為436 kJ·mol1，NH鍵的鍵能為391 kJ·mol1，NN鍵的鍵能是945.6 kJ·mol1，那么上述反響的H_。(2)上述反響的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_。假設(shè)反響方程式改寫為N2(g)H2(g)NH3(g)，在該溫度下的平衡常數(shù)K1_(用K表示)。(3)在773 K時(shí)，分別將2 mol N2和6 mol H2充入一個(gè)固定容積為1 L的密閉容器中，隨著反響的進(jìn)行，氣體混合物中n(H2)、n(N

13、H3)與反響時(shí)間t的關(guān)系如下表：t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00該溫度下，假設(shè)向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3 mol·L1、3 mol·L1、3 mol·L1，那么此時(shí)v正_(填“大于“小于或“等于)v逆。由上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到“濃度時(shí)間的關(guān)系可用以下圖中的曲線表示，表示c(N2)­t的曲線是_。在此溫度下，假設(shè)起始充入4 mol N2和12 mol H2，那么反響剛到達(dá)平衡時(shí)，

14、表示c(H2)­t的曲線上相應(yīng)的點(diǎn)為_。解析：(1)根據(jù)HE(反響物的總鍵能)E(生成物的總鍵能)，知H945.6 kJ·mol1436 kJ·mol1×3391 kJ·mol1×692.4 kJ·mol1。(2)該反響的平衡常數(shù)K，K1K。(3)該溫度下，25 min時(shí)反響處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)c(N2)1 mol·L1、c(H2)3 mol·L1、c(NH3)2 mol·L1，那么K。在該溫度下，假設(shè)向同容積的另一容器中投入的N2、H2和NH3的濃度均為3 mol·L1，那么QK，反

15、響向正反響方向進(jìn)行，故v正大于v逆；起始充入4 mol N2和12 mol H2，相當(dāng)于將充入2 mol N2和6 mol H2的兩個(gè)容器“壓縮為一個(gè)容器，假設(shè)平衡不移動(dòng)，那么平衡時(shí)c(H2)6 mol·L1，而“壓縮后壓強(qiáng)增大，反響速率加快，平衡正向移動(dòng)，故平衡時(shí)3 mol·L1c(H2)6 mol·L1，且到達(dá)平衡的時(shí)間縮短，故對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為B。答案：(1)92.4 kJ·mol1(2)KK(或)(3)大于乙B8甲烷在日常生活及有機(jī)合成中用途廣泛，某研究小組研究甲烷在高溫下氣相裂解反響的原理及其應(yīng)用。(1)：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O

16、(l)H1890.3 kJ·mol1C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H21 299.6 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3571.6 kJ·mol1那么甲烷氣相裂解反響：2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)的H_。(2)該研究小組在研究過程中得出當(dāng)甲烷分解時(shí)，幾種氣體平衡時(shí)分壓(Pa)與溫度()的關(guān)系如下圖。T1 時(shí)，向2 L恒容密閉容器中充入0.3 mol CH4只發(fā)生反響2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)，到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得c(C2H4)c(CH4)。該反響到達(dá)平衡時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率為_。對(duì)上述平衡狀態(tài)，假設(shè)改

17、變溫度至T2 ，經(jīng)10 s后再次到達(dá)平衡，c(CH4)2c(C2H4)，那么10 s內(nèi)C2H4的平均反響速率v(C2H4)_，上述變化過程中T1_(填“或“)T2，判斷理由是_。(3)假設(shè)容器中發(fā)生反響2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)，列式計(jì)算該反響在圖中A點(diǎn)溫度時(shí)的平衡常數(shù)K_(用平衡分壓代替平衡濃度)；假設(shè)只改變一個(gè)反響條件使該反響的平衡常數(shù)K值變大，那么該條件是_(填字母)。A可能減小了C2H2的濃度B一定是升高了溫度C可能增大了反響體系的壓強(qiáng)D可能使用了催化劑解析：(1)將三個(gè)的熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為，根據(jù)蓋斯定律，由×2×可得熱化學(xué)方程式2CH4(g)C2

18、H2(g)3H2(g)H376.4 kJ·mol1。(2)設(shè)到達(dá)平衡時(shí)，甲烷轉(zhuǎn)化了x mol·L1，根據(jù)“三段式法進(jìn)行計(jì)算： 2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)起始/(mol·L1)0.15 0 0轉(zhuǎn)化/(mol·L1) x 0.5x x平衡/(mol·L1) 0.15x 0.5x x那么有0.15x0.5x，解得x0.1，故CH4的轉(zhuǎn)化率為×100%66.7%。由圖像判斷出該反響為吸熱反響，因重新到達(dá)平衡后甲烷的濃度增大，故反響逆向移動(dòng)，那么T1 T2 為降溫過程，即T1T2。結(jié)合的計(jì)算結(jié)果，設(shè)重新到達(dá)平衡時(shí)，甲烷的濃度變化了

19、y mol·L1，根據(jù)“三段式法進(jìn)行計(jì)算：2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)起始/(mol·L1) 0.05 0.05 0.1轉(zhuǎn)化/(mol·L1) y 0.5y y平衡/(mol·L1) 0.05y0.050.5y 0.1y那么有0.05y2×(0.050.5y)，解得y0.025。那么v(C2H4)0.001 25 mol·L1·s1。(3)由題圖中數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)各物質(zhì)分壓如下：2CH4(g)C2H2(g)3H2(g)1×1031×1011×104平衡常數(shù)K1×105。平衡

20、常數(shù)只與溫度有關(guān)，由題給圖像可知該反響為吸熱反響，那么升高溫度可使化學(xué)平衡常數(shù)增大。答案：(1)376.4 kJ·mol1(2)66.7%0.001 25 mol·L1·s1從題給圖像判斷出該反響為吸熱反響，比照T1 和T2 兩種平衡狀態(tài)，由T1 到T2 ，CH4濃度增大，說明平衡逆向移動(dòng)，那么T1T2(3)1×105B9.某壓強(qiáng)下工業(yè)合成氨生產(chǎn)過程中，N2與H2按體積比為13投料時(shí)，反響混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化曲線如圖甲所示，其中一條是經(jīng)過一定時(shí)間反響后的曲線，另一條是平衡時(shí)的曲線。(1)圖甲中表示該反響的平衡曲線的是_(填“或“)；由圖甲中曲

21、線變化趨勢(shì)可推知工業(yè)合成氨的反響是_(填“吸熱或“放熱)反響。(2)圖甲中a點(diǎn)，容器內(nèi)氣體n(N2)n(NH3)_，圖甲中b點(diǎn)，v(正)_v(逆)(填“或“)。.以工業(yè)合成氨為原料，進(jìn)一步合成尿素的反響原理為2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)。工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，需要原料氣帶有水蒸氣，圖乙中曲線、表示在不同水碳比時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與氨碳比之間的關(guān)系。(1)寫出該反響的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：_。(2)曲線、對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是_，判斷依據(jù)是_。(3)測(cè)得B點(diǎn)氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率為40%，那么x1_。解析：.(1)曲線表示隨著反響的進(jìn)行，NH3的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，但反響到達(dá)平衡狀態(tài)

22、后繼續(xù)升溫，氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，這說明平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，故合成氨是放熱反響。因合成氨為放熱反響，故隨著溫度的升高，平衡逆向移動(dòng)，NH3的體積分?jǐn)?shù)會(huì)逐漸降低，故曲線表示該反響平衡時(shí)的曲線。(2)設(shè)反響前N2、H2的物質(zhì)的量分別為1 mol、3 mol，a點(diǎn)時(shí)消耗N2的物質(zhì)的量為x mol。N23H22NH3n(初始)/mol 1 3 0n(變化)/mol x 3x 2xn(平衡)/mol 1x 33x 2x50%，解得x，此時(shí)n(N2)n(NH3)14。由圖甲知，b點(diǎn)后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍在增大，說明反響仍在向正反響方向進(jìn)行，此時(shí)v(正)v(逆)。.(2)當(dāng)氨碳比一定時(shí)，水碳比越大，說

23、明原料氣中含水蒸氣越多，故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越小，那么曲線、中對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是曲線。(3)B點(diǎn)二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是40%，設(shè)NH3、CO2的起始物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，那么x mol×40%×y mol×60%，解得3，即x13。答案：.(1)放熱(2)14.(1)K(2)當(dāng)氨碳比相同時(shí)，水碳比越大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越小(3)310甲醚又稱二甲醚，簡(jiǎn)稱DME，熔點(diǎn)141.5 ，沸點(diǎn)24.9 ，與石油液化氣(LPG)相似，被譽(yù)為“21世紀(jì)的清潔燃料。由合成氣(CO、H2)制備二甲醚的反響原理如下：CO(g)2H2(g)C

24、H3OH(g)H190.0 kJ·mol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H2答復(fù)以下問題：(1)假設(shè)由合成氣(CO、H2)制備1 mol CH3OCH3(g)，且生成H2O(l)，整個(gè)過程中放出的熱量為244 kJ，那么H2_kJ·mol1。：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ·mol1(2)有人模擬該制備原理，500 K時(shí)，在2 L的密閉容器中充入2 mol CO和6 mol H2,5 min到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，c(CH3OCH3)0.2 mol·L1，用H2表示反響的速率是_ mol·L1

25、83;min1，可逆反響的平衡常數(shù)K2_。假設(shè)在500 K時(shí)，測(cè)得容器中n(CH3OCH3)2n(CH3OH)，此時(shí)反響的v正_v逆(填“或“)。(3)在體積一定的密閉容器中發(fā)生反響，如果該反響的平衡常數(shù)K2值變小，以下說法正確的選項(xiàng)是_。A在平衡移動(dòng)過程中逆反響速率先增大后減小B容器中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)增大C容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小D到達(dá)新平衡后體系的壓強(qiáng)增大(4)一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)進(jìn)行反響，平衡時(shí)CO(g)和H2(g)的轉(zhuǎn)化率如下圖，那么a_(填數(shù)值)。解析：(1)CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.0 kJ·mol1，2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H2，H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJ·mol1。由合成氣(CO、H2