鲁科版高中化学 化学平衡常数 化学反应进行的方向 名师精编单元测试.docx
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鲁科版高中化学化学平衡常数化学反应进行的方向名师精编单元测试
化学平衡常数化学反应进行的方向
（建议用时：
40分钟）
一、选择题（每题6分，共60分）
1．（2017·天水模拟）下列说法中，正确的是（ ）
A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0
B．已知反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）平衡常数为K，则2H2（g）＋2I2（g）4HI（g）的平衡常数为2K
C．ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，不能改变化学反应进行的方向
答案 D
解析 ΔH＝生成物能量和－反应物能量和，当反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＞0，A错误；因为相同温度下，化学计量数变为原来的n倍，则化学平衡常数为原来的n次方，所以反应2H2（g）＋2I2（g）4HI（g）的平衡常数为K2，B错误；根据ΔG＝ΔH－TΔS判断，对于ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时ΔG＜0，反应能自发进行，C错误；催化剂只改变反应速率，不改变化学反应进行的方向，D正确。
2．下列反应过程中，ΔH>0，且ΔS>0的是（ ）
A．NH3（g）＋HCl（g）===NH4Cl（s）
B．CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）
C．4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）
D．HCl（aq）＋NaOH（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）
答案 B
解析 A、C、D三项均为放热反应，ΔH<0；B项为吸热反应，ΔH>0，且正向气体分子数增多，ΔS>0。
3．（2017·张家口高三模拟）只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是（ ）
A．K值有变化，平衡一定移动
B．平衡向正反应方向移动时，K值一定增大
C．K值不变，平衡不可能移动
D．相同条件下，同一个反应其化学方程式的计量数增大2倍，K值也增大2倍
答案 A
解析 K值是温度的函数，K值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，A正确；若在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于反应正向进行，平衡向右移动，但K值只与温度有关，故K值不变，B错误；增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，若体系温度不变，则K值不变，但平衡发生移动，C错误；相同条件下，同一个反应，其化学方程式的计量数变为原来的2倍，K值应变为原数值的平方，D错误。
4．某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中充入A气体、B气
体，测得其浓度为2mol/L和1mol/L；且发生如下反应：
3A（g）
＋2B（g）4C（？
）＋2D（？
）已知“？
”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应前后压强比
为5∶4，则下列说法中正确的是（ ）
①该反应的化学平衡常数表达式为K＝
②此时B的转化率为35%
③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变
④增加C的量，A、B转化率不变
A．①②B．②③C．①④D．③④
答案 D
解析 3A（g）＋2B（g）4C（？
）＋2D（？
）
开始（mol/L）:
2100
转化（mol/L）:
0.60.40.80.4
平衡（mol/L）:
1.40.60.80.4
设平衡时气体总的物质的量浓度为xmol/L，根据压强之比等于物质的量之比可得：
＝
，又
＝
，故
＝
，可得x＝2.4，从而可知C为固体或液体，D为气体。
故化学平衡常数的表达式为K＝
，①错误；B的转化率为40%，②错误；该反应是一个反应后气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，③正确；由于C为固体或液体，增加C的量平衡不发生移动，A、B的转化率不变，④正确。
本题选D。
5．（2017·天津市河西区质检）将一定量纯净的氨基甲酸铵（NH2COONH4）粉末置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH<0
B．该反应在较低温度下能自发进行
C．25℃时平衡常数的值K≈1.6×10－8
D．再加入少量NH2COONH4平衡正向移动
答案 C
解析 A项，由表中数据可知，升高温度，平衡气体总浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0，错误；B项，该反应前后气体分子数增大，则ΔS>0，在较低温度下，ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行，错误；C项，25℃时，NH3、CO2的平衡浓度分别为3.2×10－3mol·L－1、1.6×10－3mol·L－1，因此K＝c2（NH3）×c（CO2）≈1.6×10－8，正确；D项，NH2COONH4为固体，加入少量NH2COONH4平衡不移动，错误。
6．（2017·哈尔滨模拟）固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后恒温，容器中发生反应：
①NH4I（s）NH3（g）＋HI（g） ②2HI（g）H2（g）＋I2（g），测得平衡时c（I2）＝0.5mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是（ ）
A．平衡时c（NH3）＝5mol·L－1
B．平衡时HI分解率为20%
C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志
D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变
答案 D
解析 设碘化铵生成氨气和碘化氢的浓度为x
2HI（g）H2（g）＋I2（g）
起始（mol·L－1） x 0 0
变化（mol·L－1） 1 0.5 0.5
平衡（mol·L－1） x－1 0.5 0.5
根据反应①的平衡常数为20，得x（x－1）＝20，解得x＝5mol·L－1，c（NH3）＝5mol·L－1，A正确；平衡时HI分解率为
×100%＝20%，B正确；反应①固体生成气体，平均摩尔质量始终不变，反应②反应前后物质的量不变，平均摩尔质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C正确；平衡后缩小容器容积，平衡①逆向移动，NH4I的物质的量增加，HI的物质的量降低，平衡②逆向移动，则I2的物质的量减小，D错误。
7．80℃时，在2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O42NO2 ΔH＝＋QkJ·mol－1（Q＞0），获得如下数据：
时间/s
0
20
40
60
80
100
c（NO2）/（mol·L－1）
0.00
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
下列判断正确的是（ ）
A．升高温度该反应的平衡常数K减小
B．20～40s内，v（N2O4）＝0.004mol·L－1·s－1
C．反应达平衡时，吸收的热量为0.30QkJ
D．100s时再通入0.40molN2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大
答案 C
解析 该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大，A错误；20～40s内，v（NO2）＝
＝
＝0.004mol·L－1·s－1，v（N2O4）＝
v（NO2）＝0.002mol·L－1·s－1，B错误；浓度不变时，说明反应已达平衡，此时，生成NO20.30mol·L－1×2L＝0.60mol，由热化学方程式可知，生成0.6molNO2吸收热量0.3QkJ，C正确；100s时再通入0.40molN2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小，D错误。
8．（2018·山西大学附中高三质检）恒温恒容下，向2L密闭容器中加入MgSO4（s）和CO（g），发生反应：
MgSO4（s）＋CO（g）MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）。
反应过程中测定的部分数据见下表：
下列说法正确的是（ ）
A．反应在0～4min内容器内气体的密度没有变化
B．0～2min内的平均速率为v（CO）＝0.6mol·L－1·min－1
C．其他条件不变，若升高温度，反应的平衡常数变为1.0，则正反应为吸热反应
D．其他条件不变，若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0mol，则平衡时n（SO2）＝0.6mol
答案 C
解析 ρ＝
，随着反应的进行，固体质量逐渐减少，气体质量逐渐增大，容器体积不变，所以密度增大，A错误；v（CO）＝
＝0.3mol·L－1·min－1，B错误；t＝2min时，列三段式
MgSO4（s）＋CO（g）MgO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）
n（始）/mol22000
n（变）/mol1.21.21.21.21.2
n（平）/mol0.80.81.21.21.2
可知，2～4min为气体浓度无变化，已达平衡，所以K＝
＝
＝0.9，升高温度，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，C正确；其他条件不变，投料量减少一半，若建立等效平衡，则平衡时n（SO2）＝0.6mol，但减小气体投料量，相当于减压，平衡向正反应方向移动，则n（SO2）>0.6mol，D错误。
9．相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：
X2（g）＋3Y2（g）2XY3（g） ΔH＝－92.6kJ·mol－1
实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：
下列叙述不正确的是（ ）
A．容器①、②中反应的平衡常数相等
B．达平衡时，两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·L－1
C．容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q
D．若将容器①体积缩小为0.20L，则达平衡时放出的热量大于23.15kJ
答案 C
解析 温度不变，化学平衡常数不变，A项正确；达到平衡时，容器①中平衡与容器②中平衡为等效平衡，利用容器①中数据进行计算：
由放出热量的数值可知X2的转化率为
×100%＝25%，平衡时XY3的物质的量为0.5mol，故其浓度为
＝2mol·L－1，B项正确；由以上分析可知，容器②中反应逆向进行才能达到平衡，故容器②中反应达到平衡时吸收的热量为Q，C项错误；若将容器①体积缩小，则平衡右移，放出的热量增多，D项正确。
10．在一定温度下，反应
H2（g）＋
X2（g）HX（g）的平衡常数为10。
若将1.0mol的HX（g）通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX（g）的最大分解率接近于（ ）
A．5%B．17%C．25%D．33%
答案 B
解析 因为在一定温度下，反应
H2（g）＋
X2（g）HX（g）的平衡常数为10，则相同条件下HX分解的化学反应的平衡常数为
，设HX分解的物质的量为xmol，则：
HX（g）
H2（g）＋
X2（g）
开始浓度（mol/L） 1.0 0 0
转化浓度（mol/L） x
平衡浓度（mol/L） 1.0－x
故
＝
，
解得x≈0.17。
该温度时HX（g）的最大分解率为
×100%＝17%。
二、非选择题（共40分）
11．（2018·辽宁五校联考）（17分）已知
Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g） K1①
Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g） K2②
H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g） K3③
又已知不同温度下，K1、K2值如下：
温度/℃
K1
K2
500
1.00
3.15
700
1.47
2.26
900
2.40
1.60
（1）若500℃时进行反应①，CO2起始浓度为2mol·L－1,2分钟后建立平衡，则CO2转化率为________，用CO表示的速率为______________________。
（2）900℃进行反应③，其平衡常数K3为________（求具体数值），焓变ΔH________0（填“>”“＝”或“<”），若已知该反应仅在高温时正反应自发，则ΔS________0（填“>”“＝”或“<”）。
（3）下列图像符合反应②的是________（填序号）（图中v是速率，φ为混合物中H2的体积百分含量）。
答案
（1）50% 0.5mol·L－1·min－1
（2）1.50 > > （3）BCD
解析
（1）设CO2的转化率为x，则
Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）
起始浓度（mol·L－1）20
转化浓度（mol·L－1）2x2x
平衡浓度（mol·L－1）2－2x2x
K＝
＝1，则x＝0.5＝50%，
v（CO）＝
＝0.5mol·L－1·min－1。
（2）反应③＝反应①－反应②，则反应③的化学平衡常数表达式为：
K3＝
＝
＝
＝1.50
根据表中数值可知温度升高K1增大，K2减小，所以K3增大，则ΔH>0，据ΔH－TΔS知，若吸热反应在高温下能自发进行，则ΔS必大于0。
（3）升高温度K2减小，说明升温平衡逆向移动，反应②是放热反应。
升温平衡逆向移动，v逆大于v正，H2的体积分数减小，A错，B正确；温度越高，反应速率越快，则T2>T1，C正确；铁为固体，其含量不影响反应速率，D正确。
12．（23分）已知：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为____________，该反应的Q________0（填“＞”或“＜”）。
（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g），发生上述反应，CO和H2O（g）浓度变化如图所示，则0～4min时平均反应速率v（CO）＝________。
（3）若在500℃时进行，且CO、H2O（g）的起始浓度均为0.02
mol·L－1，该条件下，CO的最大转化率为________。
（4）若在850℃时进行，设起始时CO和H2O（g）共为1mol，其中水蒸气的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为________。
（5）有人提出可以设计反应2CO===2C＋O2（ΔH＞0）来消除CO的污染。
请判断上述反应能否自发进行：
________（填“能”或“不能”），理由是__________________________________。
答案
（1）K＝
＜
（2）0.03mol·L－1·min－1 （3）75% （4）y＝x
（5）不能 ΔH＞0且ΔS＜0，反应不能自发进行
解析
（1）由反应方程式知K＝
，依据表中数据分析，升高温度，平衡常数减小，故正反应为放热反应，ΔH＜0。
（2）v（CO）＝
＝0.03mol·L－1·min－1。
（3）设CO的浓度变化量为amol·L－1，则
CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）
起始/（mol·L－1） 0.02 0.02 0 0
变化/（mol·L－1） a a a a
平衡/（mol·L－1） 0.02－a 0.02－a a a
K＝
＝
＝9，解得a＝0.015，CO的最大转化率为
×100%＝75%。
（4）850℃时反应平衡常数为1。
起始时水蒸气的物质的量为xmol，CO的物质的量为（1－x）mol，容器的体积为1L，则
CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）
起始（mol） （1－x） x 0 0
转化（mol） （1－x）y （1－x）y （1－x）y （1－x）y
平衡（mol） （1－x）（1－y） （x－y＋xy） （1－x）y （1－x）y
所以平衡常数K＝
＝1，
解得y＝x。
（5）反应2CO===2C＋O2，ΔH＞0且ΔS＜0，则ΔG＝ΔH－TΔS＞0恒成立，故该反应在任何情况下都不能自发进行。
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