2023年北京高考化學一輪復習第24講化學平衡常數(shù)化學反應的方向作業(yè)

第24講化學平衡常數(shù)化學反應的方向A組基礎題組1.氫氣用于煙氣的脫氮、脫硫反應:4H2(g)+2NO(g)+SO2(g)N2(g)+S(l)+4H2O(g)ΔH<0。下列有關說法正確的是()A.當4v(H2)=v(N2)時,反應達到平衡B.升高溫度,正反應速率減小,逆反應速率增大C.使用高效催化劑可提高NO的平衡轉化率D.化學平衡常數(shù)表達式為K=2.(2023北京西城期末,14)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1,下圖表示L一定時,H2的平衡轉化率(α)隨X的變化關系,L(L1、L2)、X分別代表壓強或溫度。下列說法中,不正確的是()A.X表示溫度B.L2>L1C.反應速率:v(M)>v(N)D.平衡常數(shù):K(M)>K(N)3.(2023北京昌平期末,14)在1L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+Y(g)M(g)+N(s),所得實驗數(shù)據(jù)如下表:實驗編號溫度/℃起始時物質的量/mol平衡時物質的量/moln(X)n(Y)n(M)n(N)①8000.100.400.080.08②8000.200.80aa③9000.100.150.060.06下列說法不正確的是()A.實驗①中,5min達平衡,用X表示的平均反應速率v(X)=0.016mol/(L·min)B.實驗②中,該反應的平衡常數(shù)K=12.5C.實驗②中,達到平衡時,a大于0.16D.正反應為放熱反應4.(2023北京海淀期中,14)已知:+2H+Cr2+H2O。25℃時,調節(jié)初始濃度為1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液的pH,測定平衡時溶液中c(Cr2)和c(H+),獲得下圖所示的曲線。下列說法不正確的是()A.平衡時,pH越小,c(Cr2)越大B.A點CrO的平衡轉化率為50%C.A點CrO轉化為Cr2反應的平衡常數(shù)K=1014D.平衡時,若溶液中c(Cr2)=c(Cr),則c(H+)>2.0×10-7mol·L-15.(2023北京房山期末,25)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1。一定條件下,向體積固定為1L的密閉容器中充入1molCO2和3molH2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化的曲線如圖所示:(1)反應開始至第3分鐘時,CO2的反應速率v(CO2)=mol·L-1·min-1。

(2)該條件下,反應的平衡常數(shù)K=;

(3)能使容器內n(CH3OH)∶n(CO2)增大的措施有。

a.升高容器內溫度b.加入適當?shù)拇呋瘎ヽ.將H2O(g)從容器中分離出去d.向容器內充入氦氣增壓(4)當反應進行到10分鐘時,若向該密閉容器中再充入1molCO2和3molH2,維持其他反應條件不變,則對體系影響的下列觀點,正確的是。

a.反應的K值增大b.CO2的轉化率增大c.達平衡后c(CH3OH)是10分鐘時的2倍d.反應繼續(xù)放出熱能49kJB組提升題組6.(2023北京西城二模,10)在一定條件下,利用CO2合成CH3OH的反應如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1研究發(fā)現(xiàn),反應過程中會有副反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2。溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如下圖所示。下列說法中,的是()A.ΔH1<0,ΔH2>0B.增大壓強有利于加快合成反應的速率C.生產(chǎn)過程中,溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率D.合成CH3OH反應的平衡常數(shù)表達式是K=7.羰基硫(COS)可用作糧食熏蒸劑,可由CO與H2S在一定條件下反應制得。在恒容的密閉容器中發(fā)生反應CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g),數(shù)據(jù)如下表所示:實驗溫度/℃起始時平衡時n(CO)/moln(H2S)/moln(COS)/moln(H2)/moln(CO)/mol115010.010.0007.021507.08.02.04.5a340020.020.00016.0下列說法正確的是()A.上述反應是吸熱反應B.實驗1達平衡時,CO的轉化率為70%C.實驗2達平衡時,a<7.0D.實驗3達平衡后,再充入1.0molH2,K值增大,平衡逆向移動8.(2023北京東城一模,12)某溫度下,在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中通入H2和I2,發(fā)生反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)。反應體系中各物質濃度的有關數(shù)據(jù)如下。容器起始濃度平衡濃度c(H2)/mol·L-1c(I2)/mol·L-1c(HI)/mol·L-1甲0.010.010.004乙0.010.02a丙0.020.01b丁0.020.02—下列判斷正確的是()A.HI的平衡濃度:a=b>0.004B.平衡時,H2的平衡轉化率:丁>甲C.平衡時,乙中H2的平衡轉化率等于20%D.丙中條件下,該反應的平衡常數(shù)K=49.(2023北京東城二模,11)CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。0.1MPa時,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,測得不同溫度下平衡時體系中各物質濃度的關系如下圖。下列敘述不正確的是()A.該反應的ΔH<0B.曲線b代表H2OC.N點和M點所處狀態(tài)的c(H2)不一樣D.其他條件不變,T1℃、0.2MPa下反應達平衡時c(H2)比M點大10.單質碘的提取及應用中有關的轉化關系如下圖所示。(1)可利用ⅰ中反應從海帶灰浸取液中提取單質碘,若所用試劑為雙氧水、稀硫酸,其離子方程式是。

(2)ⅱ中,2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH。三種分子中化學鍵斷裂時的能量變化如圖1所示。其他條件相同,1molHI在不同溫度分解達平衡時,測得體系中I2的物質的量隨溫度變化的曲線如圖2所示。圖1圖2①比較2ab+c(填“<”“>”或“=”),理由是。

②某溫度下該反應的平衡常數(shù)為,達平衡時,HI(起始加入量為1mol)分解的轉化率為。

③若利用此反應制備I2,則能提高HI轉化率的措施是(填字母序號)。

a.移走I2b.加壓c.升溫d.增大HI濃度(3)ⅲ中,堿性條件下I2可以轉化為I。電解KI溶液制備KIO3的工作原理如圖所示。電解過程中觀察到陽極液變藍,一段時間后又逐漸變淺。①a連接電源的極。

②結合實驗現(xiàn)象和電極反應式說明制備KIO3的原理:。

答案精解精析A組基礎題組1.DA項,不同物質的正、逆反應速率之比等于化學計量數(shù)之比的狀態(tài)為平衡狀態(tài),當4v(H2)=v(N2)時,不能體現(xiàn)正、逆反應速率關系,不能判定平衡狀態(tài);B項,升高溫度,正、逆反應速率均增大;C項,催化劑不影響平衡,使用高效催化劑,NO的平衡轉化率不變;D項,K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比,但S為純液體,不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中,故K=。2.DA項,升高溫度,平衡逆向移動,H2的平衡轉化率(α)減小,故X表示溫度;B項,相同溫度時,壓強越大,H2的平衡轉化率(α)越大,故L2>L1;C項,相同條件下,壓強越大,反應速率越快,故v(M)>v(N);D項,溫度不變,平衡常數(shù)不變。3.DA項,v(X)=v(M)==0.016mol/(L·min);B項,實驗①中:X(g)+Y(g)M(g)+N(s)起始濃度(mol/L)0.100.400轉化濃度(mol/L)0.080.080.08平衡濃度(mol/L)0.020.320.08該反應的平衡常數(shù)K===12.5,又因為溫度不變,平衡常數(shù)不變,所以實驗②中反應的平衡常數(shù)K=12.5;C項,實驗②相當于在實驗①的基礎上增大壓強,平衡正向移動,因此a>2×0.08=0.16;D項,900℃時,X(g)+Y(g)M(g)+N(s)起始濃度(mol/L)0.100.150轉化濃度(mol/L)0.060.060.06平衡濃度(mol/L)0.040.090.06K===>12.5,說明升高溫度,平衡正向移動,則正反應為吸熱反應。4.DA項,從題給圖像看,pH越小,平衡時c(Cr2)越大;B項,A點c(Cr2)=0.25mol·L-1,反應的c(CrO)=0.25mol·L-1×2=0.5mol·L-1,CrO的平衡轉化率為50%;C項,A點時,平衡常數(shù)K==1014;D項,若溶液中c(Cr2)=c(Cr),則二者約為0.33mol·L-1,此時,c(H+)<2.0×10-7mol·L-1。5.答案(1)(2)(3)c(4)b解析(1)反應開始至第3分鐘時,CO2的平均反應速率v(CO2)==mol·L-1·min-1。(2)利用“三段式”計算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)開始(mol/L):1300變化(mol/L):0.752.250.750.75平衡(mol/L):0.250.750.750.75故K==。(3)a項,該反應正反應是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,n(CH3OH)∶n(CO2)減小;b項,加入適當?shù)拇呋瘎?平衡不移動,n(CH3OH)∶n(CO2)不變;c項,將H2O(g)從體系中分離出去,平衡向正反應方向移動,n(CH3OH)∶n(CO2)增大;d項,充入He(g),使體系壓強增大,容器的容積不變,反應混合物的濃度不變,平衡不移動,n(CH3OH)∶n(CO2)不變。(4)平衡常數(shù)K是溫度的函數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)不變,a錯誤;若向該密閉容器中再充入1molCO2和3molH2,相當于增大壓強,平衡正向移動,CO2的轉化率增大,達平衡后c(CH3OH)比10分鐘時的2倍大,b正確,c錯誤;該反應為可逆反應,反應物不可能完全轉化為生成物,所以反應繼續(xù)放出的熱能小于49kJ,d錯誤。B組提升題組6.CA項,觀察圖像可知,升高溫度,CH3OH的產(chǎn)率減小,CO的產(chǎn)率增大,故ΔH1<0,ΔH2>0;B項,對于氣體反應,壓強越大,化學反應速率越快;C項,由圖像可知,溫度越高越不利于提高CH3OH的產(chǎn)率;D項,由已知反應和化學平衡常數(shù)的定義知,合成CH3OH反應的平衡常數(shù)表達式是K=。7.CA項,對比實驗1和3可知,升高溫度,平衡逆向移動,故正反應是放熱反應;B項,實驗1達平衡時n(CO)=7.0mol,CO的轉化率為×100%=30%;C項,實驗1中平衡時n(CO)=7.0mol,n(COS)=n(H2)=3.0mol,n(H2S)=7.0mol,化學平衡常數(shù)K=9/49,實驗2中,Qc=9/56<K,反應正向進行,所以平衡時n(CO)<7.0mol,即a<7.0;D項,K只與溫度有關,故實驗3達平衡后,再充入1.0molH2,K值不變。8.AA項,由于已知反應是反應前后氣體體積不變的反應,且氫氣和碘蒸氣的化學計量數(shù)相等,故相對甲中反應來說,無論多加0.01mol·L-1的氫氣還是0.01mol·L-1的碘蒸氣,平衡均向正反應方向移動,且移動程度相同,故HI的平衡濃度:a=b>0.004;B項,甲和丁屬于等效平衡,故H2的平衡轉化率相同;C項,甲中氫氣的平衡轉化率是20%,乙中碘蒸氣的濃度比甲中大,平衡正向移動,氫氣的平衡轉化率增大,所以乙中氫氣的平衡轉化率大于20%;D項,化學平衡常數(shù)只與溫度有關,因此可利用甲中數(shù)據(jù)進行計算,結果為0.25。9.CA項,由圖可知,溫度升高,氫氣的濃度增大,說明平衡向逆反應方向移動,所以正反應為放熱反應,即ΔH<0;B項,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,則乙烯和水的濃度減小,結合乙烯和水的化學計量數(shù)可知,水蒸氣的濃度變化大于乙烯,所以曲線b代表水蒸氣;C項,M點和N點對應的是同一平衡狀態(tài),所以這兩點所處狀態(tài)的氫氣的濃度一樣;D項,相當于在原平衡的基礎上將容器體積壓縮至原來的一半,所以氫氣濃度會增大。10.答案(1)H2O2+2I-+2H+I2+2H2O(2)①>根據(jù)圖2知,溫度升高,平衡正向移動,正反應為吸熱反應,2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,又ΔH=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,所以2a>b+c②20%③ac(3)①正②I-在陽極失電子,2I--2e-I2,使陽極溶液變藍;陰極發(fā)生反應:2H2O+2e-H2↑+2OH-;OH-通過陰離子交換膜移向陽極,在陽極室I2與OH-反應:3I2+6OH-5I-+I+3H2O,使陽極區(qū)域藍色變淺解析(1)由得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫出反應的離子方程式:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O。(2)①由圖2知,溫度升高,I2的物質的量增大,即平衡正向移動,故正反應是吸熱反應,ΔH=[2a-(b+c)]kJ·mol-1>0,則2a>b+c。②設參加反應的HI的物質的量為x。由“三段式”法可知:2HI(g)H2(g)+I2(g)起始量1mol00反