適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)課時規(guī)范練25化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控

課時規(guī)范練25化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控一、選擇題:本題共6小題,每小題只有一個選項符合題目要求。1.在淀粉KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)。測得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)KT/℃515253550K1100841689533409A.反應(yīng)I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)的ΔHB.其他條件不變,上升溫度,溶液中c(I3C.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=cD.25℃時,向溶液中加入少量KI固體,平衡常數(shù)K小于6892.氯化氫和氯氣在生產(chǎn)、生活中具有廣泛應(yīng)用。舍勒發(fā)覺將軟錳礦和濃鹽酸混合加熱可產(chǎn)生氯氣,該方法仍是當(dāng)今試驗室制備氯氣的主要方法之一。Deacon曾提出在催化劑作用下,氧氣干脆氧化氯化氫制備氯氣,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),熱化學(xué)方程式為4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-116kJ·mol-1。關(guān)于Deacon提出的制備Cl2的反應(yīng),下列說法正確的是()A.該反應(yīng)確定能自發(fā)進行B.每生成22.4LCl2,放出58kJ的熱量C.增大起始時n(D.斷裂4molH—Cl的同時,有4molH—O生成,說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)3.下列說法正確的是()A.反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0,ΔS>0B.反應(yīng)2CO+2NON2+2CO2在常溫下能自發(fā)進行,則反應(yīng)的ΔH>0,ΔS<0C.反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH>0能自發(fā)進行,其緣由是ΔS>0D.反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)4.二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點探討領(lǐng)域,對節(jié)能減排有重要意義。已知反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g),溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說法不正確的是()A.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.化學(xué)平衡常數(shù):KM>KNC.當(dāng)溫度高于250℃時,催化劑的催化效率降低是因為平衡逆向移動引起的D.若初始投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1,則圖中M點的乙烯體積分數(shù)約為7.7%5.確定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始n(H2O)n(CH4)=Z,在恒壓下,平衡時CHA.該反應(yīng)的焓變ΔH<0B.圖中Z的大小為a>3>bC.圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中n(D.溫度不變時,圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后φ(CH4)減小6.(2024江西九江聯(lián)考)向容積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,兩反應(yīng)體系的壓強隨時間的變更曲線如圖所示。下列說法不正確的是()A.ΔH<0B.氣體的總物質(zhì)的量:na<ncC.a點平衡常數(shù):K=12D.平衡轉(zhuǎn)化率:甲<乙二、非選擇題:本題共2小題。7.丙烯是三大合成材料的基本原料之一,可用于生產(chǎn)多種重要有機化工原料。由丙烷制丙烯的兩種方法如下:Ⅰ.丙烷氧化脫氫法:C3H8(g)+12O2(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ.丙烷無氧脫氫法:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH2=+124kJ·mol-1請回答下列問題:(1)已知H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1,由此計算ΔH1=kJ·mol-1。

(2)在催化劑作用下,C3H8氧化脫氫除生成C3H6外,還生成CO、CO2等物質(zhì)。C3H8的轉(zhuǎn)化率和C3H6的產(chǎn)率隨溫度變更關(guān)系如圖所示。圖中C3H8的轉(zhuǎn)化率隨溫度上升而增大的緣由是

。

②在550℃時,C3H6的選擇性為(保留1位小數(shù))(C3H6的選擇性=C3H③C3H6的選擇性:550℃(填“大于”或“小于”)575℃。

(3)某溫度下,在剛性密閉容器中充入C3H8發(fā)生無氧脫氫制備丙烯。①下列能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

a.v正(C3H8)=v正(C3H6)b.容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變更c.容器內(nèi)氣體平均相對分子質(zhì)量不再變更d.容器內(nèi)的壓強不再發(fā)生變更②若起始時容器內(nèi)壓強為10kPa,反應(yīng)達平衡后總壓強為14kPa,則C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為;該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp=(保留1位小數(shù))。

8.(2024浙江卷,節(jié)選)水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng),可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1該反應(yīng)分兩步完成:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2kJ·mol-12Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)ΔH2>0請回答:(1)恒定總壓1.70MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)=12∶5]投料,在不同條件下達到平衡時CO2和H2的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分數(shù))如下表。分壓ppp條件10.400.400條件20.420.360.02①在條件1下,水煤氣變換反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

②對比條件1,條件2中H2產(chǎn)率下降是因為發(fā)生了一個不涉及CO2的副反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(2)下列說法正確的是。

A.通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避開混入O2B.恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)],增加體系總壓可提高H2的平衡產(chǎn)率C.通入過量的水蒸氣可防止Fe3O4被進一步還原為FeD.通過充入惰性氣體增加體系總壓,可提高反應(yīng)速率(3)水煤氣變換反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng),需在多個催化劑反應(yīng)層間進行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示),保證反應(yīng)在最相宜溫度下進行。圖1圖2圖3①在催化劑活性溫度范圍內(nèi),圖2中b~c段對應(yīng)降溫操作的過程,實現(xiàn)該過程的一種操作方法是。

A.按原水碳比通入冷的原料氣B.噴入冷水(蒸汽)C.通過熱交換器換熱②若接受噴入冷水(蒸汽)的方式降溫,在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變更的曲線。(4)在催化劑活性溫度范圍內(nèi),水煤氣變換反應(yīng)的歷程包含反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應(yīng)及產(chǎn)物分子脫附等過程。隨著溫度上升,該反應(yīng)的反應(yīng)速領(lǐng)先增大后減小,其速率減小的緣由是

。

參考答案課時規(guī)范練25化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)的方向與調(diào)控1.B解析溫度上升,平衡常數(shù)減小,因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,A項錯誤;上升溫度,平衡逆向移動,c(I3-)減小,B項正確;K=c(2.C解析該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),ΔS<0,ΔH<0,當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS<0時反應(yīng)自發(fā)進行,則須要低溫的條件,A錯誤;沒指明氣體所處的狀態(tài),無法計算Cl2的物質(zhì)的量,B錯誤;增大氧氣的量,可促進HCl的轉(zhuǎn)化,即增大起始時n(O2)n3.C解析該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)削減的反應(yīng),ΔS<0,A項錯誤;從化學(xué)方程式中氣體物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)來看,物質(zhì)的量在減小,即熵減小,但反應(yīng)能自發(fā),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,B項錯誤;一個吸熱反應(yīng)假如能自發(fā)進行,則該反應(yīng)確定是熵增大的反應(yīng),C項正確;該反應(yīng)的氣體分子數(shù)減小,即熵減小,但反應(yīng)能自發(fā),說明反應(yīng)確定為放熱反應(yīng),D項錯誤。4.C解析由題圖知,隨著溫度的上升,CO2平衡轉(zhuǎn)化率下降,說明溫度上升,平衡逆向移動,故逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A正確;上升溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小,故KM>KN,B正確;當(dāng)溫度高于250℃時,催化劑催化效率下降,是因為溫度上升使催化劑活性下降,而不是因為平衡移動,C錯誤;由圖示知,M點的CO2平衡轉(zhuǎn)化率為50%,設(shè)起始時H2的物質(zhì)的量為3mol,CO2的物質(zhì)的量為1mol,列三段式如下:6H2+2CO2CH2CH2+4H2O起始/mol 3 1 0 0轉(zhuǎn)化/mol 1.5 0.5 0.25 1平衡/mol 1.5 0.5 0.25 1則平衡時乙烯的體積分數(shù)=0.251.5+0.5.C解析由題圖可知,溫度越高,φ(CH4)越小,則上升溫度,平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的焓變ΔH>0,A錯誤;起始n(H2O)n(CH4)=Z,Z越大,即H2O促進CH4轉(zhuǎn)化的程度越大,φ(CH4)越小,則圖中Z的大小為b>3>a,B錯誤;起始n(H6.C解析容器甲是絕熱容器,由圖像可知,反應(yīng)起先時壓強先增大,說明溫度上升,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,A正確;a、c兩點壓強相等,容器容積相等,依據(jù)阿伏加德羅定律,此時氣體的物質(zhì)的量與溫度成反比,需留意a點溫度比c點溫度高,則氣體總物質(zhì)的量na<nc,B正確;乙容器中,設(shè)c點時Z物質(zhì)的量為xmol,列出“三段式”:2X(g)+Y(g)Z(g)起始/mol 2 1 0變更/mol 2x x xc點/mol 2-2x 1-x x恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,則2pp=2mol+1mol(3-2x)mol,x=0.75,體積為1L,則濃度商Q7.答案(1)-118(2)①溫度上升,催化劑活性增大,反應(yīng)速率加快②61.5%③大于(3)①cd②40%2.7kPa解析(1)依據(jù)蓋斯定律,把C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH2=+124kJ·mol-1和H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1相加,即得C3H8(g)+12O2(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH1=+124kJ·mol-1-242kJ·mol-1=-118kJ·mol-1。(2)①由(1)可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),上升溫度,平衡逆向移動,C3H8的轉(zhuǎn)化率應(yīng)當(dāng)降低,但事實上C3H8的轉(zhuǎn)化率隨溫度的上升而增大,可能是上升溫度,催化劑的活性增大,反應(yīng)速率加快的緣由。②由圖可知,550℃時,C3H8的轉(zhuǎn)化率為13%,C3H6的產(chǎn)率為8%,設(shè)起始時C3H8的物質(zhì)的量為100mol,則反應(yīng)的C3H8的物質(zhì)的量為13mol,生成的C3H6的物質(zhì)的量為8mol,則C3H6的選擇性為8mol13mol×100%≈61.③550℃時,C3H6的選擇性為61.5%,575℃時,C3H6的選擇性為17mol33mol×100%≈51.5%,因此550℃時C3H6的選擇性大于575℃時C3H6(3)①在C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)反應(yīng)中,v正(C3H8)=v正(C3H6)均表示正反應(yīng)速率,無法確定正、逆反應(yīng)速率是否相等,無法推斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài),a不選;反應(yīng)物和生成物都是氣體,容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量是不變的,且容器容積恒定,所以容器內(nèi)氣體密度是定值,則容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變更時,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),b不選;反應(yīng)物和生成物都是氣體,容器內(nèi)混合氣的質(zhì)量是不變的,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變更,所以容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量在未平衡前是變更的,當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變更時,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),c選;該反應(yīng)前后氣體計量數(shù)之和不相等,所以平衡建立過程中,混合氣體的物質(zhì)的量是變更的,在恒溫恒容條件下,壓強和氣體的物質(zhì)的量成正比,所以當(dāng)容器內(nèi)的壓強不再發(fā)生變更時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),d選。②恒溫恒容條件下,氣體的物質(zhì)的量和壓強成正比,起始時容器內(nèi)壓強為10kPa,反應(yīng)達平衡后總壓強為14kPa,則壓強變更了4kPa,依據(jù)化學(xué)方程式可知,各物質(zhì)變更的分壓均為4kPa,所以平衡時C3H8、C3H6、H2的分壓分別為6kPa、4kPa、4kPa。則C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為410×100%=40%;Kp=p(C3H68.答案(1)①2②CO+3H2CH4+H2O(2)AC(3)①AC②(4)溫度過高時,不利于反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附,從而導(dǎo)致反應(yīng)物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低,反應(yīng)速率減小;溫度過高還會導(dǎo)致催化劑的活性降低,從而使化學(xué)反應(yīng)速率減小解析(1)①條件1下沒有甲烷生成,只發(fā)生了水煤氣變換反應(yīng),該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)。設(shè)在條件1下平衡時容器的總?cè)莘e為V,參與反應(yīng)的一氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,依據(jù)已知信息可得以下“三段式”:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起先/mol 5 12 0 0轉(zhuǎn)化/mol x x x x平衡/mol 5-x 12-x x xp(H2)=x5-x+12-x+x則平衡常數(shù)K=4V②依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,有甲烷生成,氫氣的產(chǎn)率降低,且該副反應(yīng)沒有二氧化碳參與,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+3H2CH4+H2O。(2)CO和H2都可以與O2反應(yīng),則通入反應(yīng)器的原料氣中應(yīng)避開混入O2,A正確;該反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)相同,則增加體系總壓平衡不移動,不能提高H2的平衡產(chǎn)率,B錯誤;通入過量的水蒸氣可以促進四氧化三鐵被氧化為氧化鐵,且過量的水蒸氣可以降低體系中CO和H2的濃度,從而防止鐵的氧化物被還原為單質(zhì)鐵,C正確;若保持容器的容積不變,充入惰性氣體可增加體系總壓,但反應(yīng)物濃度不變,反應(yīng)速率不變,D錯誤。(3)①按原水碳比通入冷的原料氣,可以降低溫度,同時化學(xué)反應(yīng)速率稍減小,導(dǎo)致CO