高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測1-43（打包43套） 魯教版.zip
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課時跟蹤檢測（二十五）化學(xué)平衡常數(shù)
1．某溫度下反應(yīng)H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝57.0，現(xiàn)向此溫度下的真空容器中充入0.2 mol·L－1 H2(g)、0.5 mol·L－1 I2(g)及0.3 mol·L－1 HI(g)，則下列說法中正確的是( )
A．反應(yīng)正好達平衡
B．反應(yīng)向左進行
C．反應(yīng)向某方向進行一段時間后K<57.0
D．反應(yīng)向某方向進行一段時間后c(H2)<0.2 mol·L－1
解析：選D 此時的濃度商為Q＝＝＝0.9H2O>CO2
D．溫度升高，上述三個反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大
解析：選C A項，NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)為()＝1015，錯誤；B項，H2和O2之間的反應(yīng)需要點燃才能進行，錯誤；C項，常溫下，NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的平衡常數(shù)依次為1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常數(shù)越大，則反應(yīng)進行的程度越大，正確；D項，反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，錯誤。
6．某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后達到平衡。已知該溫度下其平衡常數(shù)K＝1，若溫度不變時將容器的容積擴大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則( )
A．a(chǎn)＝3 B．a(chǎn)＝2
C．B的轉(zhuǎn)化率為40% D．B的轉(zhuǎn)化率為60%
解析：選C 若溫度不變時將容器的容積擴大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則可以確定該反應(yīng)前后氣體體積不變，所以a＝1，選項A、B錯誤；設(shè)B的轉(zhuǎn)化率為x，列出三段式：
A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)
初始物質(zhì)的量/mol 2 3 0 0
變化物質(zhì)的量/mol 3x 3x 3x 3x
平衡物質(zhì)的量/mol 2－3x 3－3x 3x 3x
＝1，解得x＝0.4，即B的轉(zhuǎn)化率為40%。
7．(2016·清華附中模擬)80 ℃時，2 L密閉容器中充入0.40 mol N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4===2NO2 ΔH＝＋Q kJ·mol－1(Q>0)，獲得如下數(shù)據(jù)：
時間/s
0
20
40
60
80
100
c(NO2)/(mol·L－1)
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判斷正確的是( )
A．升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小
B．20～40 s內(nèi)，v(N2O4)＝0.004 mol·L－1·s－1
C．反應(yīng)達平衡時，吸收的熱量為0.30Q kJ
D．100 s時再通入0.40 mol N2O4，達新平衡時N2O4的轉(zhuǎn)化率增大
解析：選C 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向吸熱的方向移動，即正反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)K增大，故A錯誤；
20～40 s內(nèi)，v(NO2)＝＝＝0.004 mol·L－1·s－1，
v(N2O4)＝v(NO2)＝0.002 mol·L－1·s－1，故B錯誤；
濃度不變時，說明反應(yīng)已達平衡，反應(yīng)達平衡時，生成NO2的物質(zhì)的量為0.30 mol·L－1×2 L＝0.60 mol，由熱化學(xué)方程式可知生成2 mol NO2吸收熱量Q kJ，所以生成0.6 mol NO2吸收熱量0.3Q kJ，故C正確；
100 s時再通入0.40 mol N2O4，平衡狀態(tài)相當(dāng)于增大壓強，平衡逆向移動，N2O4的轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤。
8．碘單質(zhì)難溶于水卻易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液發(fā)生反應(yīng)：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖，下列說法不正確的是( )
A．上述正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．上述體系中加入苯，平衡不移動
C．可運用該反應(yīng)原理除去硫粉中少量的碘單質(zhì)
D．實驗室配制碘水時，為增大碘單質(zhì)的溶解度可加入適量KI溶液
解析：選B 由圖中可看出，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)減小，故升高溫度平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項正確；加入苯后能將溶液的碘單質(zhì)萃取，降低了溶液中c(I2)，平衡逆向移動，B項錯誤；硫粉中的碘單質(zhì)在加入KI后，碘單質(zhì)生成KI3而除去，C項正確；配制碘水時，加入KI溶液，使得平衡正向移動，增大碘單質(zhì)的溶解度，D項正確。
9．(2016·洛陽模擬)化學(xué)平衡狀態(tài) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
編號
化學(xué)方程式
平衡常數(shù)
溫度
979 K
1 173 K
Ⅰ
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)
K1
1.47
2.15
Ⅱ
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
K2
1.62
b
Ⅲ
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)
K3
a
1.68
根據(jù)以上信息判斷，下列結(jié)論錯誤的是( )
A．a(chǎn)>b
B．增大壓強，平衡狀態(tài)Ⅱ不移動
C．升高溫度平衡狀態(tài)Ⅲ向正反應(yīng)方向移動
D．反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應(yīng)
解析：選C Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，K1＝，
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，K2＝，
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)，K3＝，
同溫度下，K2＝，K3＝K1·K2,979 K平衡常數(shù)a＝1.47×1.62＝2.38,1 173 K平衡常數(shù)b＝＝0.78。
計算分析可知a>b，故A正確；反應(yīng)ⅡCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強平衡不移動，故B正確；計算得到平衡常數(shù)，反應(yīng)Ⅲ平衡常數(shù)隨溫度升高減小，平衡逆向進行，故C錯誤；反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ平衡常數(shù)隨溫度升高減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故D正確。
10.(2015·安徽高考)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng)，右圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是( )
A．溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝
B．溫度T下，隨著反應(yīng)的進行，混合氣體的密度減小
C．曲線b對應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑
D．若曲線b對應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的ΔH＜0
解析：選A A項，由曲線a可知，達到平衡時c(N2)＝c1 mol·L－1，則生成的c(NO)＝2(c0－c1)mol·L－1，故K＝＝。B項，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體，當(dāng)容器保持恒容時，混合氣體的密度始終保持不變。C項，催化劑的加入只能改變反應(yīng)速率而不可能使平衡發(fā)生移動，故加入催化劑后達到平衡時，c(N2)仍為c1 mol·L－1。D項，若曲線b改變的是溫度，根據(jù)達到平衡時曲線b對應(yīng)的時間短，則對應(yīng)溫度高，升高溫度時c(N2)減小，平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。
11．(2016·沈陽模擬)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進行如下反應(yīng)：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.44 kJ·mol－1；其部分工藝流程如圖：
反應(yīng)體系中各組分的部分性質(zhì)見下表：
氣體
氮氣
氫氣
氨
熔點(℃)
－210.01
－252.77
－77.74
沸點(℃)
－195.79
－259.23
－33.42
回答下列問題：
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式：______________，隨著溫度的升高，K值________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)平衡常數(shù)K值越大，表明________(填字母)。
A．N2的轉(zhuǎn)化率越高
B．NH3的產(chǎn)率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化學(xué)反應(yīng)速率越快
(3)對于合成氨反應(yīng)而言，如圖有關(guān)圖像一定正確的是(選填字母)________。
解析：(1)工業(yè)上合成氨是在一定條件下進行如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.44 kJ·mol－1，平衡常數(shù)為K＝，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著溫度的升高平衡逆向進行，平衡常數(shù)減?。?
(2)平衡常數(shù)K值越大反應(yīng)進行的程度越大，正向進行越大，N2的轉(zhuǎn)化率越高，故A正確；反應(yīng)正向進行，生成的氨氣越多，NH3的產(chǎn)率越大，故B正確；反應(yīng)正向進行，原料中N2的含量減少，故C錯誤；平衡常數(shù)越大，說明正向進行程度越大，但化學(xué)反應(yīng)速率不一定越快，故D錯誤；
(3)a.升高溫度，平衡逆向移動，則氨氣的體積分?jǐn)?shù)減小，但反應(yīng)到達平衡的時間縮短，故正確；
b．反應(yīng)到達平衡時，各物質(zhì)濃度變化量之比等于其系數(shù)之比，氫氣與氨氣濃度變化量之比為3∶2，故錯誤；
c．使用催化劑加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，但不影響平衡移動，符合題意，故正確。
答案：(1)K＝ 減小 (2)AB (3)ac
12．(2016·渭南二模)某溫度，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。經(jīng)過5 min后，反應(yīng)達到平衡，此時轉(zhuǎn)移電子6 mol。
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________，v(CH3OH)＝______mol·L－1·min－1。若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(2)在其他條件不變的情況下，再增加2 mol CO與5 mol H2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)下列不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________。
a．CH3OH的質(zhì)量不變
b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
c．v逆(CO)＝2v正(H2)
d．混合氣體的密度不再發(fā)生改變
(4)在一定壓強下，容積為V L的容器充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。則p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。ΔH________0，該反應(yīng)在________(填“高溫”或“低溫”)下能自發(fā)進行。
(5)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________。
a．及時分離除CH3OH氣體
b．適當(dāng)升高溫度
c．增大H2的濃度
d．選擇高效催化劑
解析：(1)某溫度，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，經(jīng)過5 min后，反應(yīng)達到平衡，依據(jù)化學(xué)方程式可知轉(zhuǎn)移電子4 mol 消耗CO物質(zhì)的量為1 mol，則此時轉(zhuǎn)移電子6 mol，消耗CO物質(zhì)的量＝×1 mol＝1.5 mol，
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始量/(mol) 2 5 0
變化量/(mol) 1.5 3 1.5
平衡量/(mol) 0.5 2 1.5
平衡濃度c(CO)＝＝0.25 mol· L－1，
c(H2)＝＝1 mol· L－1，
c(CH3OH)＝＝0.75 mol· L－1
平衡常數(shù)K＝＝3；
甲醇表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)＝＝
0．15 mol· L－1·min－1，
若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，計算此時濃度商
Q＝＝1.2<3
說明平衡正向進行，此時v(正)>v(逆)；
(2)在其他條件不變的情況下，再增加2 mol CO與5 mol H2，相當(dāng)于增大壓強，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，平衡正向進行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大；
(3)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，分析選項中變量不變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；CH3OH的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a不符合；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b不符合；反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，當(dāng)滿足2v逆(CO)＝v正(H2)時，說明氫氣的正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，但v逆(CO)＝2v正(H2)不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c符合；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發(fā)生改變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故d符合；
(4)相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖像知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向進行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，ΔS<0，低溫下滿足ΔH－TΔS<0，即低溫下能自發(fā)進行；
(5)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，下列措施中：a.及時分離除CH3OH，減少生成物濃度，平衡正向進行，但反應(yīng)速率減小，故錯誤；b.升高溫度，平衡逆向移動，故錯誤；c.增大H2的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故正確；d.選擇高效催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡不移動，故錯誤。
答案：(1)3 0.15 > (2)增大 (3)cd (4)小于 小于 低溫 (5)c
13．(2016·安陽模擬)已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝Q，其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示：
溫度/℃
400
500
850
平衡常數(shù)
9.94
9
1
請回答下列問題：
(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為________，該反應(yīng)的Q________0(填“>”或“<”)。
(2)850 ℃時在體積為10 L反應(yīng)器中，通入一定量的CO和H2O(g)，發(fā)生上述反應(yīng)，CO和H2O(g)濃度變化如圖所示，則0～4 min時平均反應(yīng)速率v(CO)＝________。
(3)若在500 ℃時進行，且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020 mol·L－1，該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為______。
(4)若在850 ℃時進行，設(shè)起始時CO和H2O(g)共為1 mol，其中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)為x，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為y，試推導(dǎo)y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為________。
(5)有人提出可以設(shè)計反應(yīng)2CO===2C＋O2(ΔH>0)來消除CO的污染。請判斷上述反應(yīng)能否自發(fā)進行：______(填“可能”或“不可能”)，理由是________________________。
解析：(1)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，故K＝，依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0；
(2)v(CO)＝＝0.03 mol·L－1·min－1；
(3)設(shè)CO的濃度變化量為a，則
CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)
起始/(mol·L－1) 0.02 0.02 0 0
變化/(mol·L－1) a a a a
平衡/(mol·L－1) 0.02－a 0.02－a a a
代入500 ℃時反應(yīng)平衡常數(shù)有
K＝＝＝9，解得a＝0.015，
CO的最大轉(zhuǎn)化率為：×100%＝75%；
(4)因850 ℃時反應(yīng)平衡常數(shù)為1。起始時水的物質(zhì)的量為x mol，CO的物質(zhì)的量為(1－x)mol，則
CO(g) ＋ H2O(g) H2(g) ＋ CO2(g)
： (1－x) x 0 0
： (1－x)y (1－x)y (1－x)y (1－x)y
： (1－x)(1－y) (x－y＋xy) (1－x)y (1－x)y
所以平衡常數(shù)K＝＝1，解得y＝x；
(5)反應(yīng)2CO===2C＋O2(ΔH>0)，則ΔG＝ΔH－TΔS>0，反應(yīng)ΔH>0吸熱且ΔS<0，依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS判斷任何情況下不能自發(fā)進行。
答案：(1)K＝ <
(2)0.03 mol·L－1·min－1 (3)75% (4)y＝x
(5)不能 ΔH>0且ΔS<0，不能自發(fā)進行
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