2019年高三化學總復習 第7章 第3節(jié) 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向課時跟蹤檢測 新人教版.doc

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2019年高三化學總復習 第7章 第3節(jié) 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向課時跟蹤檢測 新人教版 1．下列說法正確的是(　　) A．ΔH＜0、ΔS＞0的反應在溫度低時不能自發(fā)進行 B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ/mol能自發(fā)進行，原因是體系有自發(fā)地向混亂度增加方向轉(zhuǎn)變的傾向 C．因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關(guān)，因此焓變或熵變均可以單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù) D．在其他外界條件不變的情況下，使用催化劑，可以改變化學反應進行的方向 解析：選B　ΔH＜0、ΔS＞0，則ΔG＜0，在任何溫度下反應都能自發(fā)進行，A項錯誤，B項正確；用焓變和熵變判斷反應的自發(fā)性都有例外，故都不能單獨作為反應自發(fā)性的判據(jù)，而應使用復合判據(jù)，C項錯誤；使用催化劑只能降低反應的活化能，不能改變反應的方向，D項錯誤。 2．在某溫度下，可逆反應mA＋nBpC＋qD的平衡常數(shù)為K，下列說法正確的是(　　) A．K越大，達到平衡時，反應進行的程度越大 B．K越小，達到平衡時，反應物的轉(zhuǎn)化率越大 C．K隨反應物濃度的改變而改變 D．K隨溫度和壓強的改變而改變 解析：選A　K是生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，顯然，K越大，反應進行的程度越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，A項正確、B項錯誤；K只受溫度的影響，故C、D項錯誤。 3．Ni(CO)4可用于有機合成，也常用作催化劑。一定條件下，一定容積的密閉容器中，發(fā)生反應：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表： 溫度/℃ 25 80 230 平衡常數(shù) 5104 2 1.910－5 下列說法正確的是(　　) A．溫度越低，越有利于Ni(CO)4的生產(chǎn) B．平衡時向密閉容器中加入少量鎳粉，平衡向正反應方向移動，新平衡時CO濃度比原平衡小 C．在80℃時，測得某時刻，Ni(CO)4、CO濃度均為0.5 mol/L，則此時v(正)＜v(逆) D．25℃達到平衡時，向容器中繼續(xù)通入CO，鎳粉轉(zhuǎn)化率增大，CO轉(zhuǎn)化率減小 解析：選C　溫度越低，反應速率越慢，不利于Ni(CO)4的生產(chǎn)，A錯誤；鎳粉是固體，平衡時向密閉容器中加入少量鎳粉，平衡不移動，B錯誤；Qc＝＝8＞2，此時v(正)＜v(逆)，C正確；25℃達到平衡時，向容器中繼續(xù)通入CO，鎳粉和CO的轉(zhuǎn)化率都增大，D錯誤。 4．(xx廣州模擬)在容積為2 L的密閉容器中進行反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n(CH3OH)—反應時間t的變化曲線如圖，下列說法正確的是(　　) A．該反應的ΔH＞0 B．其他條件不變，升高溫度反應的平衡常數(shù)增大 C．300℃時，0～t1 min內(nèi)CH3OH的平均生成速率為 molL－1min－1 D．A點的反應體系從300℃升高到500℃，達到平衡時減小 解析：選C　A項，溫度升高，甲醇的含量降低，平衡逆向移動，故逆向吸熱，正向放熱，錯誤；B項，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，錯誤；C項，體積為2 L，正確；D項，溫度升高，逆向移動，n(H2)增大，n(CH3OH)減小，故比值增大，錯誤。 5．可逆反應：2SO2＋O22SO3達到平衡狀態(tài)時，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說法正確的是(K為平衡常數(shù)，Qc為濃度商)(　　) A．Qc不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大 B．Qc不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小 C．Qc變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小 D．Qc增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大 解析：選C　當可逆反應2SO2＋O22SO3達到平衡狀態(tài)時，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右進行，但O2轉(zhuǎn)化率減小，濃度商Qc變小，K不變。 6．(xx合肥模擬)在一定條件下，將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中發(fā)生反應：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)。5 min時達到平衡，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表。下列判斷不正確的是(　　) PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始濃度(molL－1) 2.0 1.0 0 平衡濃度(molL－1) c1 c2 0.4 A．若升高溫度，反應的平衡常數(shù)減小，則正反應吸熱 B．反應5 min內(nèi)，v(PCl3)＝0.08 molL－1min－1 C．當容器中Cl2為1.2 mol時，可逆反應達到平衡狀態(tài) D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同條件下再達平衡時，c(PCl5)＜0.2 molL－1 解析：選A　如果升高溫度，平衡常數(shù)減小，則正反應為放熱反應，故A不對；v(PCl3)＝Δc(PCl3)/Δt＝0.4 molL－1/5 min＝0.08 molL－1min－1，故B對；平衡時，c(Cl2)＝1 molL－1－0.4 molL－1＝0.6 molL－1，n(Cl2)＝0.6 molL－12 L＝1.2 mol，故C對；題中PCl3、Cl2的起始量分別為4.0 mol、2.0 mol，放在2 L的密閉容器中反應達平衡時，PCl5的濃度為0.4 molL－1，若將PCl3、Cl2的起始量改為2.0 mol、1.0 mol，然后放在1 L的密閉容器中反應，達到平衡時，PCl5的濃度應為0.4 molL－1，然后將容器由1 L擴大到2 L，由于容器體積增大，壓強減小，平衡逆向移動，達到新平衡時，PCl5的濃度小于0.2 molL－1，故D對。 7．(xx安徽高考)一定條件下，通過下列反應可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH＞0 該反應在恒容的密閉容器中達到平衡后，若僅改變圖中橫坐標x的值，重新達到平衡后，縱坐標y隨x變化趨勢合理的是(　　) 選項 x y A 溫度 容器內(nèi)混合氣體的密度 B CO的物質(zhì)的量 CO2與CO的物質(zhì)的量之比 C SO2的濃度 平衡常數(shù)K D MgSO4的質(zhì)量(忽略體積) CO的轉(zhuǎn)化率 解析：選A　溫度升高，平衡正向移動，混合氣體的密度增大，A項正確；增大CO的物質(zhì)的量，平衡正向移動，但CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小，B項錯誤；增大SO2的濃度，平衡逆向移動，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變平衡常數(shù)K不變，C項錯誤；增大MgSO4的質(zhì)量，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，D項錯誤。 8．(xx綿陽診斷)人體吸入CO后在肺中發(fā)生反應CO＋HbO2O2＋HbCO導致人體缺氧。向某血樣中通入CO與O2的混合氣[c(CO)＝1.010－4mol/L，c(O2)＝9.910－4mol/L]，氧合血紅蛋白HbO2濃度隨時間變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．反應開始至4 s內(nèi)用HbO2表示的平均反應速率為210－4mol/(Ls) B．反應達平衡之前，O2與HbCO的反應速率逐漸減小 C．將CO中毒病人放入高壓氧艙治療是利用了化學平衡移動原理 D．該溫度下反應CO＋HbO2O2＋HbCO的平衡常數(shù)為107 解析：選C　反應開始至4 s內(nèi)，v(HbO2)＝＝210－5mol/(Ls)，A錯；反應達平衡之前，HbO2逐漸減小，說明平衡從正反應方向建立，則O2與HbCO的反應速率逐漸增大，B錯；將CO中毒病人放入高壓氧艙治療，O2濃度增大，平衡逆向移動，有利于緩解中毒，C對；平衡建立過程中HbO2轉(zhuǎn)化0.810－4mol/L，則平衡時HbO2、CO、O2、HbCO的濃度分別為0.210－4mol/L、0.210－4mol/L、10.710－4mol/L、0.810－4mol/L，故平衡常數(shù)K＝＝214，D錯。 9．加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應為①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密閉容器中充入8 mol N2O5，加熱到t℃，達到平衡狀態(tài)后O2為9 mol，N2O3為3.4 mol，則t℃時反應①的平衡常數(shù)為(　　) A．10.7　　　　　 B．8.5 C．9.6 D．10.2 解析：選B　題設中有兩個反應，可理解為先發(fā)生反應①，其中生成的N2O3有一部分再發(fā)生分解反應②，且在兩個反應中都有O2生成，再由已知條件列方程組求解。 設反應①中生成N2O3物質(zhì)的量濃度為x，反應②中生成N2O物質(zhì)的量濃度為y。則： 　　　　　　　　 N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g) 起始濃度/(mol/L)　　4　　 0　　 0 轉(zhuǎn)化濃度/(mol/L)　　x　 　 x　　 x N2O3(g)N2O(g)＋O2(g) 起始濃度/(mol/L)　　x　　 0　　 0 轉(zhuǎn)化濃度/(mol/L)　　y　　 y　　 y 平衡濃度/(mol/L)　　x－y　　 y　　 y 依題意O2的平衡濃度為x＋y＝4.5 mol/L N2O3的平衡濃度為x－y＝1.7 mol/L 解得x＝3.1 mol/L，y＝1.4 mol/L N2O5的平衡濃度為4 mol/L－3.1 mol/L＝0.9 mol/L 則反應①平衡常數(shù)K＝(1.74.5)/0.9＝8.5。 10．已知：是碳酸甲乙酯的工業(yè)生產(chǎn)原理。下圖是投料比[n( )∶n()]分別為3∶1和1∶1，反應物的總物質(zhì)的量相同時，的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。下列說法正確的是(　　) A．曲線b所對應的投料比為3∶1 B．M點對應的平衡常數(shù)小于Q點 C．N點對應的平衡混合氣中碳酸甲乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)為0.58 D．M點和Q點對應的平衡混合氣體的總物質(zhì)的量之比為2∶1 解析：選C　根據(jù)轉(zhuǎn)化率變化規(guī)律，再結(jié)合圖像可知，曲線b所對應的投料比為1∶1，A錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，根據(jù)圖像可知，N點CH3OCOOCH3的平衡轉(zhuǎn)化率大于Q點，即N點相對于Q點，平衡向正反應方向移動，故K(N)＞K(Q)，而K(M)＝K(N)，故K(M)＞K(Q)，即M點對應的平衡常數(shù)大于Q點，B錯誤；根據(jù)N點坐標和反應方程式可知，N點對應的平衡混合氣中碳酸甲乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)為0.58，C正確；根據(jù)反應方程式可知，該反應為反應前后氣體分子數(shù)相等的反應，開始時反應物的總物質(zhì)的量相同，則最終平衡混合氣體的總物質(zhì)的量也相同，D錯誤。 11．(xx四川高考)在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是(　　) A．反應前2 min的平均速率v(Z)＝2.010－3mol(Lmin)－1 B．其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)＞v(正) C．該溫度下此反應的平衡常數(shù)K＝1.44 D．其他條件不變，再充入0.2 mol Z，平衡時X的體積分數(shù)增大 解析：選C　反應前2 min，v(Y)＝＝2.010－3mol(Lmin)－1，v(Z)＝2v(Y)＝4.010－3mol(Lmin)－1，A項錯誤；其他條件不變時，降低溫度平衡向放熱方向即正反應方向移動，達到新的平衡前v(正)＞v(逆)，B項錯誤；由表中數(shù)據(jù)知平衡時Y的物質(zhì)的量為0.10 mol，則平衡時X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量濃度分別為0.01 molL－1、0.01 molL－1、0.012 molL－1，則該溫度下K＝＝1.44，C項正確；其他條件不變，再充入0.2 mol Z，因該反應反應前后氣體體積不變，所以建立的平衡與原平衡是等效平衡，平衡時X的體積分數(shù)不變，D錯誤。 12．工業(yè)上以氨氣為原料(鉑銠合金網(wǎng)為催化劑)，用催化氧化法制硝酸的過程如下： (1)已知反應一經(jīng)發(fā)生，鉑銠合金網(wǎng)就會處于紅熱狀態(tài)。寫出氨催化氧化的化學方程式：______________________________________。 當溫度升高時，化學平衡常數(shù)K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (2)硝酸廠常用的尾氣處理方法是催化還原法：催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。 已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝a kJmol－1 N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)；ΔH＝b kJmol－1 H2O(l)===H2O(g)；ΔH＝c kJmol－1 則反應2NO2(g)＋4H2(g)===N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝________(用a、b、c表示)。 (3)①氨氣是制取硝酸的重要原料，合成氨的化學方程式為N2＋3H22NH3，該反應在固定容積的密閉容器中進行。下列標志著該反應達到化學平衡狀態(tài)的是________(填序號)。 A．容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2 B．3v正(H2)＝v逆(H2) C．容器內(nèi)壓強保持不變 D．混合氣體的密度保持不變 E．1 mol N≡N鍵斷裂的同時有1 mol H—H鍵斷裂 ②若在恒溫條件下，將N2與H2按一定比例混合通入一個容積為2 L的固定容積的密閉容器中，5 min后反應達到平衡，n(N2)＝1 mol，n(H2)＝1 mol，n(NH3)＝2 mol，則反應速率v(N2)＝________，平衡常數(shù)K＝________。若保持容器的溫度和容積不變，將上述平衡體系中的混合氣體的濃度增大一倍，則平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移動，平衡常數(shù)K________(填“變大”、“變小”或“不變”)。 解析：(1)由反應發(fā)生后鉑銠合金就會處于紅熱狀態(tài)知該反應是放熱反應，故當溫度升高時，化學平衡常數(shù)K值減小。(2)將三個方程式按先后順序依次編為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由2①－②－4③即可求出ΔH。(3)①平衡狀態(tài)與各物質(zhì)的濃度比無必然聯(lián)系，A錯；因氣體質(zhì)量、容器容積不變，故氣體密度始終保持不變，D錯；E項，1 mol N≡N鍵斷裂的同時有3 mol H—H鍵形成標志著該反應達到化學平衡狀態(tài)，E錯。②平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c(N2)＝0.5 molL－1、c(H2)＝0.5 molL－1、c(NH3)＝1 molL－1，故平衡常數(shù)K＝＝＝16。v(N2)＝v(NH3)＝＝0.1 molL－1min－1，因平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故混合氣體的濃度增大一倍時K值不變，平衡向右移動。 答案：(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O　減小 (2)(2a－b－4c) kJmol－1 (3)①BC?、?.1 molL－1min－1　16　向右　不變 13．(xx嘉興檢測)體積為2 L的密閉容器中反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在三種不同條件下進行，其中實驗Ⅰ、Ⅱ都在800℃、實驗Ⅲ在850℃；NO、O2的起始濃度都為0，NO2的濃度隨時間的變化如圖所示。請回答下列問題： (1)若該反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當反應達到平衡時，下列說法正確的是________(填序號)。 A．2v正(NO2)＝v逆(O2) B．v(NO)＝2v(O2) C．氣體的顏色不發(fā)生變化 D．氣體的密度不再發(fā)生變化 E．反應物不再轉(zhuǎn)化為生成物 (2)對比實驗Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，得出的下列結(jié)論中正確的是________(填序號)。 A．實驗Ⅱ和實驗Ⅰ相比，可能隱含的反應條件是反應容器的體積縮小了 B．實驗Ⅱ和實驗Ⅰ相比，可能隱含的反應條件是使用催化效率更高的催化劑 C．實驗Ⅰ條件下該反應的平衡常數(shù)大于實驗Ⅲ條件下該反應的平衡常數(shù) D．對比實驗Ⅰ和Ⅲ可知，該反應的ΔH＞0 (3)如圖是在T1℃時某密閉容器中NO的體積分數(shù)V%隨時間t的變化曲線，請在圖中補畫出該反應在T2℃(T2＞T1)時的NO體積分數(shù)隨時間t的變化曲線。 (4)若實驗Ⅰ達到平衡后，再向密閉容器中通入2 mol由物質(zhì)的量之比為1∶1組成的NO2和NO混合氣體(保持溫度不變)，則平衡將________移動(填“向左”、“向右”、“不”或“無法確定是否”)，新平衡狀態(tài)時NO2的物質(zhì)的量濃度是________。 (5)若將實驗Ⅰ所得的平衡混合氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收，則至少同時通入標準狀況下的空氣________L(設空氣中N2與O2的體積比為4∶1，其他成分忽略不計)。 解析：(1)對于體積不變的密閉容器中的可逆反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在建立平衡的整個過程中，均有v(NO)＝2v(O2)；達到平衡時，c(NO2)保持不變(即氣體的顏色不再變化)；氣體的密度始終不會變化，平衡時也不會變化。(2)該反應是一個氣體分子數(shù)增大的反應，實驗Ⅱ與實驗Ⅰ相比，平衡沒有移動，但達到平衡的時間縮短了，因此可能隱含的反應條件是使用了催化效率更高的催化劑；實驗Ⅲ與實驗Ⅰ相比，平衡正向移動，故平衡常數(shù)增大，說明該反應的ΔH＞0。(3)作圖時注意兩點：一是T2℃時(即升高溫度)，達到平衡的時間縮短；二是升溫使平衡正向移動，會生成更多的NO氣體。(4)800℃達平衡時，c(NO2)＝0.5 molL－1，c(NO)＝0.5 molL－1，c(O2)＝0.25 molL－1，該反應的平衡常數(shù)K＝＝0.25，平衡后再向密閉容器中加入1 mol NO2和1 mol NO，此時Qc＝0.25，故平衡不會移動。(5)若將實驗Ⅰ所得的平衡混合氣體通入足量的水中，欲使氣體被完全吸收，則發(fā)生反應：NO2＋NO＋O2＋H2O===2HNO3，由于實驗Ⅰ平衡時n(NO2)＝n(NO)＝1 mol，n(O2)＝0.5 mol，故還需要0.5 mol O2，即需要標準狀況下的空氣56 L。 答案：(1)C　(2)BD　(3)如圖　 (4)不　1.0 molL－1　(5)56 14．(xx新課標全國高考Ⅱ)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進行如下反應： A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJmol－1 反應時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表： 時間t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 總壓強p/100 kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列問題： (1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應采取的措施為________。 (2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應物A的轉(zhuǎn)化率α(A)的表達式為__________，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，列式并計算反應的平衡常數(shù)K________。 (3)①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質(zhì)的量n總和反應物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝________mol。 ②下表為反應物A濃度與反應時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。 反應時間t/h 0 4 8 16 c(A)/(molL－1) 0.10 a 0.026 0.006 5 分析該反應中反應物的濃度c(A)變化與時間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________，由此規(guī)律推出反應在12 h時反應物的濃度c(A)為________molL－1。 解析：(2)壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，依據(jù)三段式進行求解： A(g)　　　B(g)?。?C(g) 始態(tài)：　　p0　　 0　　 0 反應：　　p0α(A)　　 p0α(A)　　p0α(A) 終態(tài)：　　p0－p0α(A)　　p0α(A)　　p0α(A) p＝[p0－p0α(A)＋p0α(A)＋p0α(A)]＝p0＋p0α(A)求得α(A)＝(－1)100%；25 h時反應已平衡，α(A)＝(－1)100%＝94.1%；依據(jù)三段式進行求解： 　　　　　　　　　 A(g)　 　 B(g)?。?C(g) 始態(tài)/(molL－1)：　　 0.10　　 0　　 0 反應/(molL－1)：　　 0.094 1　　 0.094 1　 0.094 1 平衡態(tài)/(molL－1)：　 0.10－0.094 1　　 0.094 1　 0.094 1 K＝＝1.5 molL－1； (3)①依據(jù)＝可得n總＝0.1 mol；n(A)＝0.1 mol[1－α(A)]＝0.1 mol[1－(－1)]＝0.1 mol(2－)； ②n(A)＝0.1 mol(2－)＝0.1 mol(2－)＝0.051 mol，體積為1 L，a＝0.051 molL－1；0～4 h濃度大約變?yōu)? h時的，4～8 h濃度又變?yōu)? h的，從8～16 h經(jīng)過8個小時濃度變?yōu)? h的，所以每經(jīng)過4個小時濃度均降低為原來的。 答案：(1)升高溫度、降低壓強 (2)(－1)100%　94.1% 　 A(g)　　 B(g)　＋　　 C(g) 0．10　　　 0　　　 0 0．10(1－94.1%)　　0.1094.1%　　0.1094.1% K＝＝1.5 molL－1 (3)①0.10　0.10(2－) ②0.051 達到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半　0.013