【名師指點】2021屆高三化學(xué)基礎(chǔ)訓(xùn)練：化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意。)1．分析下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行的是 ()。A．2N2(g)＋O2(g)=2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)=Hg(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)=eq\f(1,2)O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1解析反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的前提條件是反應(yīng)的ΔH－TΔS<0，溫度的變化可能使ΔH－TΔS的符號發(fā)生變化。對于A項，ΔH>0，ΔS<0，在任何溫度下，ΔH－TΔS>0，即任何溫度下，反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行；對于B項，ΔH<0，ΔS<0，在較低溫度下，ΔH－TΔS<0，即反應(yīng)溫度不能過高；對于C項，ΔH>0，ΔS>0，若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，即ΔH－TΔS<0，必需提高溫度，即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進(jìn)行；對于D項，ΔH<0，ΔS>0，在任何溫度下，ΔH－TΔS<0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。答案D2．已知可逆反應(yīng)：2N2H4(g)＋2NO2(g)3N2(g)＋4H2O(g)ΔH>0。下列有關(guān)說法正確的是 ()。A．加壓有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動B．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K＝eq\f(c2（N2H4）×c2（NO2）,c3（N2）×c4（H2O）)C．上升溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時間但不能提高平衡轉(zhuǎn)化率D．使用催化劑可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時間但不能提高平衡轉(zhuǎn)化率解析A項，加壓，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，A錯；B項，平衡常數(shù)表達(dá)式中應(yīng)當(dāng)是生成物濃度的冪之積除以反應(yīng)物濃度的冪之積，B錯；C項，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，上升溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，可以提高平衡轉(zhuǎn)化率，C錯。答案D3．(2021·四川理綜，6)在肯定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g)2Z(g)，ΔH＜0，一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是 ()。A．反應(yīng)前2min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3mol/(L·min)B．其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)＞v(正)C．該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1.44D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大解析A項，反應(yīng)前2min的平均反應(yīng)速率v(Z)＝2v(Y)＝2×eq\f(（0.16－0.12）mol,10L×2min)＝4.0×10－3mol/(L·min)，錯誤；B項，降低溫度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，故應(yīng)為v(逆)＜v(正)，錯誤；C項，平衡常數(shù)K＝eq\f(c（Z）2,c（X）·c（Y）)＝eq\f(（0.012mol·L－1）2,0.01mol·L－1×0.01mol·L－1)＝1.44正確；D項，其他條件不變，再充入0.2molZ，相當(dāng)于對原平衡體系增大壓強(qiáng)，平衡不移動，各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)保持不變，錯誤。答案C4．肯定條件下，分別向容積固定的密閉容器中充入A和足量B，發(fā)生反應(yīng)如下：2A(g)＋B(s)2D(g)；ΔH<0，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下，分析可知下列說法不正確的是 ()。試驗Ⅰ試驗Ⅱ試驗Ⅲ反應(yīng)溫度/℃800800850c(A)起始/mol·L－1121c(A)平衡/mol·L－10.510.85放出的熱量/kJabcA.試驗Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)K<1B．試驗放出的熱量關(guān)系為b>2C．試驗Ⅲ在30min達(dá)到平衡過程的平均反應(yīng)速率v(A)為0.005mol·L－1·min－1D．當(dāng)容器內(nèi)氣體密度不隨時間的變化而變化時上述反應(yīng)已達(dá)平衡解析選項A，試驗Ⅲ達(dá)到平衡時K＝eq\f(0.152,0.852)<1。試驗Ⅱ反應(yīng)物的加入量是試驗Ⅰ的加入量的2倍，與試驗Ⅰ是等效平衡，所以試驗放出的熱量關(guān)系為b＝2a。選項C，試驗Ⅲ達(dá)到平衡時，t＝30min，Δc(A)＝0.15mol·L－1，故v(A)＝0.005mol·L－1·min－1。選項D，由于有固體B參與反應(yīng)，若氣體密度不變，說明整個體系中氣體的總質(zhì)量不變，A、B的濃度維持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。答案B5．用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，依據(jù)相同的物質(zhì)的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是 ()。A．溫度：T1＞T2＞T3B．正反應(yīng)速率：v(a)＞v(c)v(b)＞v(d)C．平衡常數(shù)：K(a)＞K(c)K(b)＝K(d)D．平均摩爾質(zhì)量：M(a)＜M(c)M(b)＞M(d)解析A項，由于ΔH<0，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小，所以T3>T2>T1，錯誤；B項，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)，由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，錯誤；C項，平衡常數(shù)只受溫度影響，由于ΔH<0，溫度越高，平衡常數(shù)越小，正確；D項，升溫，平衡左移，M減小，M(a)>M(c)，加壓，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，錯誤。答案C6．在肯定溫度和肯定體積的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，起始時通入0.1molCO2和0.2molH2，達(dá)到平衡后生成0.05molCO，下列說法不正確的是 ()。A．若起始時通入0.1molCO、0.1molH2O(g)和0.1molH2，則達(dá)到平衡后生成0.03molCOB．若起始時通入0.2molCO2和0.4molH2，則達(dá)到平衡后生成0.1molCOC．該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為eq\f(1,3)D．若達(dá)到平衡后，再通入CO2，則H2的轉(zhuǎn)化率增大解析A項，此平衡與題干中的平衡等效，達(dá)平衡后生成的CO仍為0.05mol，A錯，B項，該平衡不受壓強(qiáng)影響，B正確；C項，平衡時生成CO和H2O均為0.05mol，而CO2是0.05mol，H2是0.15mol，設(shè)容器的體積為1L，則平衡常數(shù)為eq\f(c（CO）×c（H2O）,c（CO2）×c（H2）)＝eq\f(0.05×0.05,0.05×0.15)＝eq\f(1,3)，正確；D項，增大一種反應(yīng)物的濃度可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，正確。答案A7．(2021·江蘇，15改編)肯定條件下存在反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O，700℃條件下開頭反應(yīng)。達(dá)到平衡時，下列說法正確的是 A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同C．容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和大于1解析容器Ⅰ中正向建立平衡，容器Ⅱ中逆向建立平衡，由于正反應(yīng)放熱、容器為絕熱，前者溫度高，反應(yīng)速率快，A錯誤；容器Ⅰ中溫度高，相對于容器Ⅱ相當(dāng)于上升溫度平衡逆向移動，CO轉(zhuǎn)化率低，剩余的多，C正確；容器Ⅲ的投料量是容器Ⅰ的2倍，由于是氣體體積相等的反應(yīng)，最終建立等效平衡，但由于容器Ⅲ的投料量多，放出的熱量多，兩容器的溫度不同，所以平衡常數(shù)不同，B錯誤；若容器Ⅰ、Ⅱ建立等效平衡，則容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率和為1，由A、C分析可知，A中溫度高，CO的轉(zhuǎn)化率低，所以兩者之和小于1，D錯誤。答案C二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8．(14分)活性炭可用于處理大氣污染物NO。在1L密閉容器中加入NO和活性炭(無雜質(zhì))，生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2物質(zhì)n/molT/℃活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025(1)請結(jié)合上表數(shù)據(jù)，寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________。(2)上述反應(yīng)在T1℃時的平衡常數(shù)為K1，在T2℃①計算K1＝________________。②依據(jù)上述信息推斷，T1和T2的關(guān)系是________。a．T1>T2b．T1<T2(3)在T1℃下反應(yīng)達(dá)到平衡后a．增大c(NO) b．增大壓強(qiáng)c．上升溫度 d．移去部分F解析(1)由T1℃、T2℃時，活性炭、NO物質(zhì)的量變化與E、F物質(zhì)的量變化關(guān)系可知化學(xué)計量數(shù)之比為1∶2∶1∶1，由此寫出化學(xué)方程式。(2)①T1℃時，NO的平衡濃度為0.040mol·L－1，而CO2、N2的平衡濃度均為0.030mol·L－1，則K1＝eq\f(c（N2）·c（CO2）,c2（NO）)＝9/16(留意活性炭為固體)。②由于無法推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，故無法推斷T1和T2的關(guān)系。(3)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此選擇ab。答案(1)C＋2NON2＋CO2(2)①9/16②c③ab9．(15分)在100℃時，將0.100molN2O4氣體充入1L恒容抽空的密閉容器中，時間(s)020406080c(N2O4)/mol·L－10.100c10.050c3c4c(NO2)/mol·L－10.0000.060c20.1200.120(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________；從表中分析：c1________c2，c3________c4(填“>”、“<”或“＝”)。(2)在上述條件下，從反應(yīng)開頭直至達(dá)到化學(xué)平衡時，N2O4的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·s－1。(3)達(dá)平衡后下列條件的轉(zhuǎn)變可使NO2氣體濃度增大的是________(填字母序號)。A．?dāng)U大容器的容積 B．再充入肯定量的N2O4C．分別出肯定量的NO2 D．再充入肯定量的He(4)若在相同條件下，起始時只充入0.080molNO2氣體，則達(dá)到平衡時NO2氣體的轉(zhuǎn)化率為________。解析(1)本題的反應(yīng)方程式為N2O4(g)2NO2(g)，由表中數(shù)據(jù)可計算出c1＝0.070，c2＝0.100，依據(jù)60s和80s時c(NO2)相等可確定在60s時反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，則有c3＝c4。(2)由表中數(shù)據(jù)知，從反應(yīng)開頭直至達(dá)到化學(xué)平衡，v(NO2)＝0.002mol·(L·s)－1，則v(N2O4)＝0.001mol·(L·s)－1。(3)選項A和C中轉(zhuǎn)變條件后，c(NO2)減小，選項D中轉(zhuǎn)變條件后，c(NO2)保持不變。(4)在題設(shè)條件下反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)＝eq\f(0.1202,0.040)＝0.36。現(xiàn)充入NO2氣體0.080mol，相當(dāng)于0.040molN2O4，設(shè)達(dá)平衡時N2O4的濃度變化了xmol·L－1，則有K＝eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)＝eq\f(（2x）2,0.040－x)＝0.36，解得x＝0.030，即達(dá)到平衡時混合氣體中有0.06molNO2和0.01molN2O4，所以NO2的轉(zhuǎn)化率為25%。答案(1)K＝eq\f(c2（NO2）,c（N2O4）)<＝(2)0.001(3)B(4)25%10．(14分)(2021·邯鄲二模)(1)反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常數(shù)為K1反應(yīng)Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2，平衡常數(shù)為K2在不同溫度時K1、K2的值如下表：700900K11.472.15K2.381.67反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常數(shù)K，則ΔH＝________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述計算可知，反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)肯定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入肯定量的CO2氣體，發(fā)生反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH>0，CO2的濃度與時間的關(guān)系如圖所示：①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為________；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0mol·L－1，則平衡時CO2的濃度為________mol·L－1。②下列措施中能使平衡時eq\f(c（CO）,c（CO2）)增大的是________(填序號)。A．上升溫度 B．增大壓強(qiáng)C．再充入肯定量的CO2 D．再加入肯定量鐵粉解析(1)目標(biāo)反應(yīng)可由上述兩個反應(yīng)相減得到，ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝eq\f(K1,K2)，隨溫度上升，K1增大，K2減小，所以eq\f(K1,K2)增大，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)①平衡時c(CO2)＝0.5mol·L－1，c(CO)＝1mol·L－1，K＝2。設(shè)平衡時c(CO)＝amol·L－1，則平衡時c(CO2)＝(2－a)mol·L－1，則K＝2＝eq\f(2－a,a)，解得a＝2/3。②上升溫度，平衡正向移動，A正確。增大壓強(qiáng)，平衡不移動，B錯誤。充入肯定量的CO2，最終得到的是等效平衡，C錯誤。鐵粉濃度不影響平衡的移動，D錯誤。答案(1)ΔH1－ΔH2eq\f(K1,K2)吸熱(2)①2.00.67(或2/3)②A11．(15分)化工生產(chǎn)中原料轉(zhuǎn)化與利用格外重要，現(xiàn)有反應(yīng)：CCl4＋H2CHCl3＋HCl，查閱資料可知沸點：CCl4為77℃，CHCl3為61.2℃。在密閉容器中，該反應(yīng)達(dá)到平衡后試驗序號溫度℃初始CCl4濃度(mol·L－1)初始H2濃度(mol·L－1)CCl4的平衡轉(zhuǎn)化率11100.81.2a21101.01.050%31001.01.0b(1)在100℃時，此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為________；在110(2)在試驗2中，若1小時后反應(yīng)達(dá)到平衡，則H2的平均反應(yīng)