高考复习#衡中作业725第25讲化学平衡常数 化学反应进行的方向Word文档下载推荐.docx
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C（s）＋2NO（g）N2（g）＋CO2（g）。
T℃时，在2L密闭容器中加入0.100molNO和2.030mol活性炭（无杂质），平衡时活性炭物质的量是2.000mol。
下列说法不合理的是（ ）
A．该温度下的平衡常数：
K＝
B．达到平衡时，NO的转化率是60%
C．3min末达到平衡，则v（NO）＝0.01mol·
L－1·
min－1
D．升高温度有利于活性炭处理更多的污染物NO
[解析] 利用三段式分析。
C（s）＋2NO（g）N2（g）＋CO2（g）
起始物质的量（mol）2.0300.10000
转化物质的量（mol）0.0300.0600.0300.030
平衡物质的量（mol）2.0000.040.0300.030
平衡时各物质的浓度：
c（NO）＝0.02mol·
L－1，c（N2）＝0.015mol·
L－1，c（CO2）＝0.015mol·
L－1。
A项，该温度下的平衡常数：
，正确；
B项，达到平衡时，NO的转化率：
×
100%＝60%，正确；
C项，3min末达到平衡，则v（NO）＝
＝0.01mol·
min－1，正确；
D项，不知道反应是放热反应还是吸热反应，无法确定温度对该反应限度的影响，错误。
4．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：
X（g）＋mY（g）3Z（g）平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。
在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。
下列叙述不正确的是（ ）
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·
[解析] A项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1＋m＝3，m＝2，正确；
B项，温度不变，平衡常数不变，正确；
C项，X、Y的初始物质的量之比为1∶2，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为1∶2，故X与Y的平衡转化率之比为1∶1，正确；
D项，由方程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4mol，则Z的物质的量为4mol×
10%＝0.4mol，Z的浓度为0.4mol÷
2L＝0.2mol·
L－1，错误。
5．（2019·
大连双基测试）将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中（固体体积忽略不计），使其达到化学平衡：
H2NCOONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总
浓度/10－3mol/L
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列有关叙述正确的是（ ）
A．在低温下该反应能自发进行
B．15℃时，该反应的化学平衡常数约为2.0
C．当混合气体平均相对分子质量不变时，该反应达到化学反应限度
D．恒温条件下，向原平衡体系中再充入2molNH3和1molCO2，达平衡后CO2浓度不变
[解析] 反应H2NCOONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）的ΔS＞0，温度升高平衡时总浓度增大，说明正方向吸热，即ΔH＞0，根据ΔG＝ΔH－TΔS可知在高温下该反应才能自发进行，A项错误；
15.0℃时，总浓度为2.4×
10－3mol/L，容器内气体的浓度之比为2∶1，故NH3和CO2的浓度分别为1.6×
10－3mol/L、0.8×
10－3mol/L，代入平衡常数表达式：
K＝（1.6×
10－3）2×
0.8×
10－3＝2.048×
10－9，B项错误；
反应混合气体中NH3和CO2的比值始终是2∶1，混合气体平均相对分子质量始终是定值，无法判断反应达到平衡状态，C项错误；
恒温条件下，平衡常数不变，且K＝c2（NH3）×
c（CO2），反应混合气体中NH3和CO2的比值始终是2∶1，故重新平衡时CO2的浓度不变，D项正确。
6．（2019·
山西五校联考）向一300mL的恒容密闭容器中加入一种多孔粉块状物质R，并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：
R（s）＋4CO（g）R（CO）4（g），已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。
25
80
230
平衡常数
5×
104
2
1.9×
10－5
下列说法不正确的是（ ）
A．物质R做成多孔状可增大接触面积，加快化学反应速率
B．25℃时反应R（CO）4（g）R（s）＋4CO（g）的平衡常数为2×
C．80℃时，测得某时刻R（CO）4、CO的浓度均为0.5mol·
L－1，则此时v（正）>
v（逆）
D．80℃时反应达到平衡，测得n（CO）＝0.3mol，则R（CO）4的平衡浓度为2mol·
[解析] 物质R做成多孔状，增大了接触面积，可以加快化学反应速率，A项正确；
25℃时反应R（s）＋4CO（g）R（CO）4（g）的平衡常数为5×
104，相同温度下，对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数，故25℃时反应R（CO）4（g）R（s）＋4CO（g）的平衡常数为
＝2×
10－5，B项正确；
浓度商Qc＝
＝8，大于80℃的平衡常数2，故反应向逆反应方向进行，故v（正）＜v（逆），C项错误；
80℃达到平衡时，测得n（CO）＝0.3mol，c（CO）＝
＝1mol/L，故c[R（CO）4]＝K·
c4（CO）＝2×
14mol/L＝2mol/L，D项正确。
[答案] C
7.（2019·
郴州质检）在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入1molA，发生A（g）B（g）＋C（g）反应。
反应过程中c（C）随时间变化的曲线如下图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．反应在0～50s的平均速率v（C）＝1.6×
10－3mol/（L·
s）
B．该温度下，反应的平衡常数K＝0.025
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（B）＝0.11mol/L，则该反应的ΔH<
D．反应达平衡后，再向容器中充入1molA，该温度下再达到平衡时，0.1mol/L<
c（C）<
0.2mol/L
[解析] 在前50秒，C的浓度变化量为0.08mol/L，所以反应速率＝0.08/50＝1.6×
s），A项正确；
在250秒到平衡，C的浓度为0.10mol/L，根据方程式计算，平衡时A的浓度为0.4mol/L，B的浓度为0.1mol/L，则平衡常数＝0.1×
0.1/0.4＝0.025，B项正确；
保持其他条件不变，升温，平衡时B的浓度比原来多，则说明平衡正向移动，即正反应为吸热反应，C项错误；
再充入1molA，相对于加压到原来的2倍压强，平衡逆向移动，C的浓度比原来的浓度大，但小于原来的2倍，D项正确。
8．（2019·
资阳模拟）一定温度下，有两个体积均为2L的恒容密闭容器I和II，向I中加入1molCO和2molH2，向II中加入2molCO和4molH2，均发生下列反应并建立平衡：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
测得不同温度下CO平衡转化率如右图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH>
B．N点化学平衡常数K＝0.59
C．L、M两点容器内压强：
p（M）>
2p（L）
D．向N点平衡体系中再加入1molCH3OH，建立新平衡时被分解的CH3OH物质的量大于0.4mol
[解析] 由图象分析可知，CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），反应中CO转化率随温度升高减小，说明升温逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH<
0，A项错误；
根据化学平衡三段式列式计算M点平衡浓度，CO的转化率为60%，
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），
起始量（mol/L）120
变化量（mol/L）0.61.20.6
平衡量（mol/L）0.40.80.6
计算平衡常数K＝
＝2.34，平衡常数随温度变化，M、N点温度相同，化学平衡常数相同，B项错误；
L、M两点容器内压强之比等于气体的物质的量之比等于1∶2，p（M）＝2p（L），但温度升高，M点压强增大，p（M）>
2p（L），C项正确；
N点平衡体系中再加入1molCH3OH，相当于Ⅰ中再加入1molCO和2molH2，最后达到平衡状态和Ⅱ中加入2molCO和4molH2的平衡状态相同，甲醇最后平衡状态为1.2mol，CO转化率60%，则相当于逆向进行甲醇分解率为40%，加入1mol甲醇增大压强平衡正向进行，则分解率小于40%，分解的甲醇小于0.4mol，D项错误。
9．（2019·
湖南十校联考）在某温度T℃时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1L的密闭容器中。
反应过程中浓度变化如下：
2NO2（g）N2O4（g） ΔH＜0
A．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α（N2O4）＞α（NO2）
B．平衡后，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v（Ⅰ）＜v（Ⅱ）
C．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中上述正反应的平衡常数K（Ⅰ）＝K（Ⅱ）
D．平衡后，升高温度，Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将加深
[解析] Ⅰ中，α（N2O4）＝（0.100mol·
L－1－0.040mol·
L－1）÷
0.100mol·
L－1＝0.6，Ⅱ中α（NO2）＝（0.100mol·
L－1－0.0716mol·
L－1＝0.284，故Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α（N2O4）＞α（NO2），A正确；
由表格数据可知，平衡时c（N2O4）：
Ⅰ＞Ⅱ，故以N2O4表示反应速率v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v（Ⅰ）＞v（Ⅱ），B错误；
平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，故K（Ⅰ）＝K（Ⅱ），C正确；
因为2NO2N2O4（g） ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色变深，D正确。
10．（2019·
吉林质检）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g）。
2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol·
下列判断错误的是（ ）
A．平衡常数约为0.3
B．B的转化率为40%
C．A的平均反应速率为0.3mol·
D．若混合气体的相对分子质量不变则表明该反应达到平衡状态
[解析] 平衡时生成的C的物质的量为0.2mol·
L－1×
2L＝0.4mol，物质的量之比等于化学计量数之比，故0.4mol∶0.8mol＝x∶2，解得x＝1，依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度；
3A（g）＋B（g）C（g）＋2D（g）
起始量（mol·
L－1）1.50.500
变化量（mol·
L－1）0.60.20.20.4
平衡量（mol·
L－1）0.90.30.20.4
≈0.146，A错误；
2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，由方程式3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g）可知，参加反应的B的物质的量为0.8mol×
＝0.4mol，故B的转化率为
100%＝40%，B正确；
2min内生成0.8molD，故2min内D的反应速率v（D）＝
＝0.2mol·
min－1，速率之比等于化学计量数之比，故v（A）＝
v（D）＝
0.2mol·
min－1＝0.3mol·
min－1，C正确；
因为该反应前后气体体积变小，而反应前后气体质量守恒，所以相对分子质量在反应进行过程中是变化的，当相对分子质量不变时则说明反应达到平衡状态，D正确。
[答案] A
11．在容积均为1L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1molCO，控制在不同温度下发生反应：
Fe（s）＋5CO（g）Fe（CO）5（g），当反应进行到5min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法一定正确的是（ ）
A．反应进行到5min时，b容器中v（正）＝v（逆）
B．正反应为吸热反应，平衡常数：
K（T1）＞K（T2）
C．b中v（正）大于a中v（逆）
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b＞c＞a
[解析] 5min时，b容器中的反应不一定是平衡状态，则v（正）、v（逆）不一定相等，A项错误；
温度越高，反应速率越快，根据b、c两点可知，升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，B项错误；
b的温度高于a，因此b中v（正）大于a中v（逆），C项正确；
根据B的分析，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为a＞b＞c，D项错误。
12．（2019·
烟台模拟）研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。
升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的速率却随着温度的升高而减小。
某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的反应历程分两步：
①2NO（g）N2O2（快） ΔH1＜0
v1正＝k1正c2（NO） v1逆＝k1逆c（N2O2）
②N2O2（g）＋O2（g）2NO2（g）（慢） ΔH2＜0
v2正＝k2正c（N2O2）c（O2） v2逆＝k2逆c2（NO2）
请回答下列问题：
（1）反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的ΔH＝________kJ·
mol－1（用含ΔH1和ΔH2的式子表示）。
一定温度下，反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）达到平衡状态，请写出k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K＝________，升高温度，K值________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）决定2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的速率是反应②。
反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________（填“＞”“＜”或“＝”）E2。
根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是________。
A．k2正增大，c（N2O2）增大
B．k2正减小，c（N2O2）减小
C．k2正增大，c（N2O2）减小
D．k2正减小，c（N2O2）增大
由实验数据得到v2正～c（O2）的关系可用下图表示。
当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为________（填字母）。
[解析]
（1）①2NO（g）N2O2（g） ΔH1＜0，②N2O2（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH2＜0，根据盖斯定律，将①＋②，得：
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH＝ΔH1＋ΔH2；
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）达到平衡状态，平衡常数K＝
，平衡时，v2正＝v2逆，v1正＝v1逆，因此K＝
；
该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，K值减小。
（2）反应的活化能越小，反应速率越快，决定2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）速率的是反应②，反应②速率较慢，活化能较大，即E1＜E2；
根据速率方程，A项，k2正增大，c（N2O2）增大，v2正增大，与题意不符，错误；
B项，k2正减小，c（N2O2）减小，v2正减小，与题意符合，正确；
C项，k2增大，c（N2O2）减小，v2正的变化无法判断，与题意不符，错误；
D项，k2正减小，c（N2O2）增大，v2正的变化无法判断，与题意不符，错误；
根据上述分析，升高温度，v2正减小，平衡向逆反应方向移动，c（O2）增大，因此当x点升高到某一温度时，c（O2）增大，v2正减小，符合条件的为点a。
[答案]
（1）ΔH1＋ΔH2
减小
（2）＜ B a
13．雾霾天气严重影响人们的生活和健康。
其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。
因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
（1）汽车尾气中有NOx和CO生成：
①已知汽缸中生成NO的反应为：
N2（g）＋O2（g）2NO（g） ΔH>
0，在恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
A．混合气体的密度不再变化
B．混合气体的压强不再变化
C．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D．氧气的转化率不再变化
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：
H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·
mol－1
C（s）＋1/2O2（g）===CO（g） ΔH＝－110.5kJ·
mol－1，写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式________。
②洗涤含SO2的烟气。
下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是________。
A．浓氨水
B．碳酸氢钠饱和溶液
C．FeCl2饱和溶液
D．酸性CaCl2饱和溶液
（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
某研究性小组在实验室以Ag－ZSM－5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________，在n（NO）/n（CO）＝1的条件下，为更好的除去NOx物质，应控制的最佳温度在________K左右。
（4）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
活性炭可处理大气污染物NO。
在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质），一定条件下生成气体E和F。
当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
物质
温度℃
活性炭
NO
E
F
初始
3.000
0.10
T1
2.960
0.020
0.040
T2
2.975
0.050
0.025
①写出NO与活性炭反应的化学方程式________。
②若T1＜T2，则该反应的ΔH________0（填”>
”、“<
”或“＝”）。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。
[解析]
（1）密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态，A项错误；
反应前后体积不变，因此混合气体的压强始终不变，不能据此说明反应达到平衡状态，B项错误；
N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2不能说明正逆反应速率相等，不能据此说明反应达到平衡状态，C项错误；
氧气的转化率不再变化说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D项正确。
（2）①已知：
ⅰ.H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·
mol－1，ⅱ.C（s）＋1/2O2（g）===CO（g） ΔH＝－110.5kJ·
mol－1，利用盖斯定律，将ⅱ－ⅰ可得C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝（－110.5kJ·
mol－1）－（－241.8kJ·
mol－1）＝＋131.3kJ·
mol－1；
②洗涤含SO2的烟气，根据酸性氧化物的性质选浓氨水和碳酸氢钠饱和溶液，答案选AB；
（3）由于该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行，所以若不使用CO，温度超过775℃，NO的分解率降低；
根据曲线I可知在n（NO）/n（CO）＝1的条件下，温度为870℃左右时转化率最高，因此应控制最佳温度在870℃左右。
（4）①由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为（3.000－2.960）∶（0.10－0.020）∶0.040∶0.040＝1∶2∶1∶1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成物为N2与CO2，且该反应为可逆反应，反应方程式为C＋2NON2＋CO2；
②若T1＜T2，升高温度NO转化率降低，正反应是放热反应，则该反应的ΔH＜0；
③反应C＋2NON2＋CO2是一个气体体积不变的反应，而反应物只有一种，故加入NO气体，建立的平衡和原平衡为等效平衡，原平衡中NO转化率为（0.10－0.020）/0.10×
100%＝80%，则达到新平衡时NO的转化率为80%。
[答案]
（1）D
（2）①C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH＝＋131.3kJ·
mol－1 ②AB （3）NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行（只写升高温度不利于反应进行也得满分，其他合理说法也得分） 870 （4）①C（s）＋2NO（g）CO2（g）＋N2（g） ②<
③80%
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