2025屆高考化學一輪復習課時作業(yè)21化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向含解析魯科版

PAGEPAGE8課時作業(yè)21化學平衡常數(shù)化學反應進行的方向時間：45分鐘一、選擇題1．(2024·河南信陽模擬)隨著汽車運用量增大，尾氣污染已經(jīng)受到人們的普遍關注。探討表明，常溫常壓下：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ·mol－1，ΔS＝－197.5J·mol－1·K－1。下列說法與事實不相符合的是(A)A．常溫下，ΔH－TΔS>0，此反應不能自發(fā)進行B．常溫下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2C．汽車尾氣中含有較多的CO和NO，是因為該反應的活化能較高D．要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量，應當找尋高效廉價的催化劑解析：本題考查化學反應進行的方向推斷。常溫下，反應2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH<0、ΔS<0，則ΔH－TΔS＝(－746.8kJ·mol－1)－298K×(－0.1975kJ·mol－1·K－1)＝－687.945kJ·mol－1<0，則該反應常溫下能自發(fā)進行，A錯誤；常溫下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常難以轉(zhuǎn)化為N2和CO2，必需找尋高效催化劑，B正確；該反應的活化能較高，反應速率較慢，故汽車尾氣中含有較多的CO和NO，C正確；要有效降低汽車尾氣中的CO和NO含量，應當找尋高效廉價的催化劑，降低反應的活化能，提高反應速率，D正確。2．(2024·山東八校聯(lián)考)化學反應進行的方向和限度是化學反應原理所要探討的兩個重要問題，下列有關化學反應進行的方向和限度的說法正確的是(C)A．mA(g)＋nB(g)pC(g)，平衡時A的濃度等于0.5mol·L－1，其他條件不變，將容器體積擴大一倍，達到新的平衡后A的濃度變?yōu)?.3mol·L－1，則化學計量數(shù)m＋n<pB．將肯定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，則CO2的體積分數(shù)不變能作為平衡推斷的依據(jù)C．對于反應A(g)＋B(g)2C(g)，起始充入等物質(zhì)的量的A和B，達到平衡時A的體積分數(shù)為n%，此時若給體系加壓，則A的體積分數(shù)不變D．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常溫下能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0解析：其他條件不變，將容器體積增大一倍，若平衡不發(fā)生移動，則A的濃度應為0.25mol·L－1，由于達到新平衡后A的濃度為0.3mol·L－1，即該平衡逆向移動，則化學計量數(shù)m＋n>p，A項錯誤；該反應只有生成物為氣體，且NH3和CO2的物質(zhì)的量之比始終為2∶1，則CO2的體積分數(shù)始終不變，故其不能作為平衡推斷的依據(jù)，B項錯誤；該反應前后氣體分子數(shù)不變，變更壓強平衡不移動，A的體積分數(shù)不變，C項正確；該反應在常溫下能自發(fā)進行，由于是熵減的反應，依據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS<0可知該反應的ΔH<0，D項錯誤。3．(2024·福建東山二中模擬)化學平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學反應進行程度的標記。常溫下，下列反應的平衡常數(shù)的數(shù)值如下：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)K1＝1×1030②2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)K2＝2×1081③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列說法正確的是(C)A．常溫下，NO分解產(chǎn)生O2的平衡常數(shù)表達式為K1＝c(N2)·c(O2)B．常溫下，水分解產(chǎn)生O2，此時平衡常數(shù)的數(shù)值為5×10－80C．常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的依次為NO>H2O>CO2D．以上說法都不正確解析：本題考查化學平衡常數(shù)的計算。由反應①可知，NO分解產(chǎn)生O2的平衡常數(shù)表達式為K1＝eq\f(cN2·cO2,c2NO)，A錯誤。反應②2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)的平衡常數(shù)為K2＝2×1081，則反應2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，B錯誤。常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的平衡常數(shù)K漸漸減小，則分解放出O2的傾向由大到小的依次為NO>H2O>CO2，C正確，D錯誤。4．(2024·遼寧大連八中階段考)將固體NH4HS置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生反應：NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)，H2S(g)H2(g)＋S(g)。當反應達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(H2S)＝4.0mol·L－1，則第一步的平衡常數(shù)為(B)A．16 B．18C．20.25 D．22解析：本題考查化學平衡常數(shù)的計算。當反應達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(H2S)＝4.0mol·L－1，則分解的c(H2S)＝0.5mol·L－1，從而推知第一步反應生成的c(NH3)＝4.0mol·L－1＋0.5mol·L－1＝4.5mol·L－1，故第一步反應的平衡常數(shù)K＝c(NH3)·c(H2S)＝4.5×4.0＝18。5．(2024·江西師大附中段考)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：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/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是(B)A．8min時，其他條件不變，增大X的濃度，則反應速率加快，活化分子的百分數(shù)增加B．該溫度下，此反應的平衡常數(shù)K＝1.44C．其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前，v(逆)>v(正)D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時X的體積分數(shù)增大解析：本題綜合考查化學反應速率、平衡移動分析、化學平衡常數(shù)的計算等。增大X的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，則反應速率加快，但活化分子的百分數(shù)不變，A錯誤。利用“三段式”計算：X(g)＋Y(g)2Z(g)起始濃度/(mol·L－1)0.0160.0160轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)0.0060.0060.012平衡濃度/(mol·L－1)0.010.010.012則該溫度下，該反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2Z,cX·cY)＝eq\f(0.012×0.012,0.01×0.01)＝1.44，B正確。正反應為放熱反應，其他條件不變，降低溫度，平衡正向移動，則反應達到新平衡前，v(正)>v(逆)，C錯誤。其他條件不變，再充入0.2molZ，相當于保持n(Z)不變同時縮小容器容積，而該反應為反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，縮小容器容積、增大壓強，平衡不移動，則X的體積分數(shù)不變，D錯誤。6．(2024·福建廈門考試)室溫時，調(diào)整初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液的pH(假設溶液的體積不變)，溶液中存在2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，測定平衡時溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))和c(H＋)，獲得的曲線如圖。下列說法不正確的是(D)A．降低pH可提高c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))B．A點時CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率為50%C．A點時CrOeq\o\al(2－,4)轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(2－,7)反應的平衡常數(shù)K＝1014D．平衡時，若溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，則c(H＋)>2.0×10－7mol·L－1解析：pH越小，氫離子濃度越大，越有利于平衡正向移動，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))越大，A項正確；A點時c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，反應消耗的CrOeq\o\al(2－,4)為0.5mol·L－1，CrOeq\o\al(2－,4)的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，B項正確；A點時c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝0.25mol·L－1，則c(CrOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1，求得平衡常數(shù)K＝eq\f(0.25,0.52×1.0×10－72)＝1014，C項正確；若平衡時溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝c(CrOeq\o\al(2－,4))，即c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝c(CrOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(1,3)mol·L－1，利用K進行求算，可知c(H＋)<2.0×10－7mol·L－1，D項錯誤。7．(2024·河北衡水中學調(diào)研)在三種不同條件下，分別向容積為2L的恒容密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應2A(g)＋B(g)2D(g)ΔH＝QkJ·mol－1。相關條件和數(shù)據(jù)見下表。試驗編號試驗Ⅰ試驗Ⅱ試驗Ⅲ反應溫度/℃700700750達平衡所需時間/min40530平衡時n(D)/mol1.51.51化學平衡常數(shù)K1KK3下列說法正確的是(D)A．K3>K2＝K1B．試驗Ⅱ可能是增大了壓強C．試驗Ⅲ達平衡后容器內(nèi)的壓強是試驗Ⅰ的eq\f(10,9)倍D．試驗Ⅲ達平衡后，恒溫下再向容器中通入1molA和1molD，平衡不移動解析：依據(jù)表中數(shù)據(jù)，上升溫度，平衡時n(D)減小，平衡逆向移動，K3<K2＝K1，A項錯誤；試驗Ⅱ與試驗Ⅰ相比，平衡不移動，但反應速率加快，所以試驗Ⅱ可能運用了催化劑，而增大壓強，平衡向右移動，B項錯誤；試驗Ⅲ與試驗Ⅰ溫度不同，所以容器內(nèi)壓強之比不等于氣體物質(zhì)的量之比，C項錯誤；由試驗Ⅲ的相關數(shù)據(jù)列三段式：2A(g)＋B(g)2D(g)起始/(mol·L－1)10.50轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.50.250.5平衡/(mol·L－1)0.50.250.5K＝0.52/[(0.5)2×0.25]＝4，恒溫下再向容器中通入1molA和1molD，A的濃度變?yōu)?mol·L－1，D的濃度變?yōu)?mol·L－1，Qc＝12/(12×0.25)＝4，Qc＝K，平衡不移動，D項正確。8．(2024·天津一中月考)在容積均為1L的三個密閉容器中，分別放入鐵粉并充入1molCO，限制在不同溫度下發(fā)生反應：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(g)，當反應進行到5min時，測得CO的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。下列說法肯定正確的是(C)A．反應進行到5min時，b容器中v(正)＝v(逆)B．該反應的正反應為吸熱反應，平衡常數(shù)：K(T1)>K(T2)C．b中v(正)大于a中v(逆)D．達到平衡時，a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>c>a解析：5min時，b容器中的反應不肯定達到了平衡狀態(tài)，則v(正)、v(逆)不肯定相等，A項錯誤；溫度越高，反應速率越快，依據(jù)圖中b、c兩容器中的φ(CO)可知，上升溫度，平衡逆向移動，說明該反應的正反應為放熱反應，B項錯誤；依據(jù)圖像，a容器中反應未達到平衡，v(正)>v(逆)，b容器的溫度高，v(正)b>v(正)a，因此b容器中正反應速率大于a容器中的逆反應速率，C項正確；該反應的正反應放熱，上升溫度，平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故達平衡時，a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為a>b>c，D項錯誤。9．(2024·湖南六校聯(lián)考)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，簡稱DMC)是一種應用前景廣泛的材料。在密閉容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1投料干脆合成DMC：2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)。肯定條件下，平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說法不正確的是(C)A．該反應的正反應為放熱反應B．壓強：p2>p1C．X點對應的平衡常數(shù)為0.5D．X、Y、Z三點對應的初始反應速率的關系為Z>Y>X解析：在同一壓強下，上升溫度，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動，因此該反應的正反應屬于放熱反應，A正確。對于該反應，增大壓強，平衡正向移動，二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，對比X、Y兩點可知，壓強：p2>p1，B正確。因為該反應在反應前后氣體分子數(shù)不相等，反應物的量和容器的體積未知，所以無法計算反應的平衡常數(shù)，C錯誤。X、Y、Z三點中，Z點的溫度最高、壓強最大，所以Z點初始反應速率最快；X、Y兩點的溫度相同，但Y點的壓強大于X點，所以Y點的初始速率大于X點，綜上可知X、Y、Z三點對應的初始反應速率關系為Z>Y>X，D正確。10．已知反應：2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)，生成N2的初始速率與NO、H2的初始濃度的關系為v＝k·cx(NO)·cy(H2)，k為速率常數(shù)。在800℃時測得的相關數(shù)據(jù)如下表所示。試驗數(shù)據(jù)初始濃度生成N2的初始速率/(mol·L－1·s－1)c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)12.00×10－36.00×10－31.92×10－321.00×10－36.00×10－34.80×10－432.00×10－33.00×10－39.60×10－4下列說法不正確的是(A)A．關系式中x＝1、y＝2B．800℃時，k的值為8×104C．若800℃時，初始濃度c(NO)＝c(H2)＝4.00×10－3mol·L－1，則生成N2的初始速率為5.12×10－3mol·L－1·s－1D．當其他條件不變時，上升溫度，速率常數(shù)將增大解析：由試驗數(shù)據(jù)1和2可知，c(H2)不變，c(NO)擴大1倍，反應速率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1.92×10－3,4.80×10－4)＝4(倍)，則x＝2，由試驗數(shù)據(jù)1和3可知，c(NO)不變，c(H2)擴大1倍，反應速率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1.92×10－3,9.60×10－4)＝2(倍)，則y＝1，A項錯誤；依據(jù)試驗數(shù)據(jù)1可知800℃時，k的值為eq\f(1.92×10－3,2.00×10－32×6.00×10－3)＝8×104，B項正確；若800℃時，初始濃度c(NO)＝c(H2)＝4.00×10－3mol·L－1，則生成N2的初始速率v＝k×c2(NO)·c(H2)＝8×104×(4.00×10－3)2×(4.00×10－3)＝5.12×10－3(mol·L－1·s－1)，C項正確；溫度上升，反應速率加快，故當其他條件不變時，上升溫度，速率常數(shù)肯定是增大的，D項正確。11．(2024·寧夏高三調(diào)研)在恒容密閉容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他條件不變的狀況下探討溫度對反應的影響，試驗結(jié)果如圖所示，下列說法正確的是(D)A．平衡常數(shù)K＝eq\f(cCH3OH,cCO·cH2)B．該反應在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小C．CO合成甲醇的反應為吸熱反應D．處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時eq\f(cH2,cCH3OH)增大解析：A項，因該反應中氫氣前的系數(shù)為2，則該反應的平衡常數(shù)的表達式為K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)，錯誤；B項，由圖像可知，反應從T2到T1時，甲醇的物質(zhì)的量增大，依據(jù)平衡常數(shù)和計算式可知T1時的平衡常數(shù)比T2時的大，錯誤；C項，由圖像可知在T2溫度下反應先達到平衡，反應速率較T1快，則有T2>T1，從圖像的縱坐標分析可得溫度降低，平衡向正反應方向移動，則正反應為放熱反應，錯誤；D項，處于A點的反應體系從T1變到T2的過程中，平衡向逆反應方向移動，則c(H2)增大，而c(CH3OH)減小，達到平衡時eq\f(cH2,cCH3OH)應當增大，正確。二、非選擇題12．(2024·湖南湘潭一模)NO、NO2是汽車尾氣中主要的含氮氧化物。回答下列問題：(1)已知氮氧化物轉(zhuǎn)化過程中的能量變更如圖甲(圖中表示生成2molNO2的能量變更)所示。1molNO氧化為NO2的焓變ΔH＝－56_kJ·mol－1。(2)某溫度下，反應的平衡常數(shù)如下：a．2NO2(g)N2(g)＋2O2(g)K1＝6.7×1016b．2NO(g)N2(g)＋O2(g)K2＝2.2×1030分解反應趨勢較大的反應是b(填“a”或“b”)；反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的K＝3.28×1013。(3)已知反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的正反應速率v(正)＝k1·cm(NO)·cn(O2)，其中k1為速率常數(shù)，可通過下列試驗數(shù)據(jù)計算k1、m、n。組別起始濃度/(mol·L－1)eq\f(初始速率,mol·L－1·s－1)NOO210.020.01257.98×10－320.020.025015.96×10－330.040.012531.92×10－3則k1＝1_596_L2·mol－2·s－1，m＝2，n＝1。(4)已知反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的歷程可表示為第一步：NO＋NOeq\o(,\s\up15(k1),\s\do15(k－1))N2O2快速平衡其次步：N2O2＋O2eq\o(→,\s\up15(k2))2NO2慢反應其中可近似認為其次步反應不影響第一步的平衡，第一步反應中：v(正)＝k1·c2(NO)，v(逆)＝k－1·c(N2O2)。下列敘述正確的是AC(填序號)。A．第一步反應的平衡常數(shù)K＝eq\f(k1,k－1)B．v(第一步的正反應)<v(其次步的反應)C．其次步的活化能比第一步的活化能高D．其次步中N2O2與O2的碰撞100%有效(5)肯定條件下測得恒容容器中NO、O2、NO2濃度發(fā)生如圖乙所示。①NO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%。②該溫度下反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)為321(保留整數(shù))。解析：本題考查反應熱的計算、化學反應速率、化學反應過程、化學平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率的計算等。(1)圖中表示生成2molNO2的能量變更，由圖可得：①N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋68kJ·mol－1；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1；依據(jù)蓋斯定律，由①×eq\f(1,2)－②×eq\f(1,2)可得：NO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=NO2(g)，則有ΔH＝(＋68kJ·mol－1)×eq\f(1,2)－(＋18