2019-2020年高考化學總復習 專題二十四 化學反應的方向、化學平衡常數及轉化率的計算專題演練.doc
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2019-2020年高考化學總復習 專題二十四 化學反應的方向、化學平衡常數及轉化率的計算專題演練 1.(xx天津理綜，6)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應：X(g)＋m Y(g)3 Z(g)平衡時，X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是( ) A．m＝2 B．兩次平衡的平衡常數相同 C．X與Y的平衡轉化率之比為1∶1 D．第二次平衡時，Z的濃度為0.4 molL－1 2．(xx重慶理綜，7)羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) K＝0.1 反應前CO物質的量為10 mol，平衡后CO物質的量為8 mol。下列說法正確的是( ) A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應是吸熱反應 B．通入CO后，正反應速率逐漸增大 C．反應前H2S物質的量為7 mol D．CO的平衡轉化率為80% 3．(xx四川理綜，7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如下圖所示： 已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)體積分數。下列說法正確的是( ) A．550 ℃時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動 B．650 ℃時，反應達平衡后CO2的轉化率為25.0 % C．T ℃時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應方向移動 D．925 ℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp＝24.0p總 4．(xx上?；瘜W，14)只改變一個影響因素，平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述錯誤的是( ) A．K值不變，平衡可能移動 B．K值變化，平衡一定移動 C．平衡移動，K值可能不變 D．平衡移動，K值一定變化 5．(xx四川理綜，7)在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得實驗數據如下表： 實驗 編號 溫度/ ℃ 起始時物質的量/mol 平衡時物質的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 A ④ 900 0.10 0.15 B 下列說法正確的是 ( ) A．實驗①中，若5 min時測得n(M)＝0.050 mol，則0至5 min時間內，用N表示的平均反應速率v(N)＝1.010－2 molL－1min－1 B．實驗②中，該反應的平衡常數K＝2.0 C．實驗③中，達到平衡時，X的轉化率為60% D．實驗④中，達到平衡時，b＞0.060 6．(xx課標全國Ⅱ，26)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。 回答下列問題： (1)反應的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0～60 s時段，反應速率v(N2O4)為________molL－1s－1；反應的平衡常數K1為________。 (2)100 ℃時達平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 molL－1s－1的平均速率降低，經10 s后又達到平衡。 a．T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判斷理由是 ________________________________________________________________________。 b．列式計算溫度T時反應的平衡常數K2________。 (3)溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半，平衡向________(填“正反應”或“逆反應”)方向移動，判斷理由是________________________________________________________________________。 考點專練24 化學反應的方向、化學平衡常數及轉化率的計算 一年模擬試題精練 1.(xx重慶模擬)下列說法正確的是( ) A．能自發(fā)進行的反應一定能迅速發(fā)生 B．反應NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57 kJmol－1能自發(fā)進行，是因為體系有自發(fā)地向混亂度增大的方向轉變的傾向 C．因為焓變和熵變都與反應的自發(fā)性有關，因此焓變或熵變均可以單獨作為判斷反應能否自發(fā)進行的判據 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 2．(xx山東泰安期末)分析下列反應在任何溫度下均能自發(fā)進行的是( ) A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJmol－1 B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJmol－1 C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋91 kJmol－1 D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJmol－1 3．(xx南昌調研)某恒定溫度下，在一個2 L的密閉容器中充入A氣體、B氣體，測得其濃度為2 mol/L和1 mol/L；且發(fā)生如下反應：3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？)已知“？”代表C、D狀態(tài)未確定；反應一段時間后達到平衡，測得生成1.6 mol C，且反應前后壓強比為5∶4，則下列說法中正確的是( ) ①該反應的化學平衡常數表達式為：K＝ ②此時B的轉化率為35% ③增大該體系壓強，平衡向右移動，但化學平衡常數不變 ④增加C的量，A、B轉化率不變 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 4．(xx皖南八校聯考，9)某溫度下，在一個2 L的密閉容器中，加入4 mol A和2 mol B，發(fā)生反應：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)，反應一段時間后達到平衡狀態(tài)，測得生成1.6 mol C。下列說法正確的是( ) A．該反應的化學平衡常數K＝ B．B的平衡轉化率是40% C．增大壓強，化學平衡常數增大 D．增加B的量，B的平衡轉化率增大 5．(xx蘇北四市期末，11)某溫度下，密閉容器中X、Y、Z、W四種氣體的初始濃度和平衡濃度如表所示，下列說法錯誤的是( ) 物質 X Y Z W 初始濃度/molL－1 0.5 0.6 0 0 平衡濃度/molL－1 0.1 0.1 0.4 0.6 A.反應達到平衡時，X的轉化率為80% B．該反應的平衡常數表達式為K＝ C．增大壓強其平衡常數不變，但使平衡向生成Z的方向移動 D．改變溫度可以改變此反應的平衡常數 6．(xx西安交大附中月考，8)1 100 ℃時，在一定容積的密閉容器中發(fā)生反應：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝a kJ/mol(a>0)，該溫度下K＝0.263，下列有關說法正確的是( ) A．若生成1 mol Fe，則吸收的熱量小于a kJ B．若升高溫度，則化學平衡逆向移動 C．若容器內壓強不隨時間變化，則可以判斷該反應已達到化學平衡狀態(tài) D．達到化學平衡狀態(tài)時，若c(CO)＝0.100 molL－1，則c(CO2)＝0.026 3 molL－1 7．(xx山東煙臺質檢，19)煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數、投料比及產率等問題。 已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數隨溫度的變化如下表： 溫度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常數K 10 9 1 0.6 請回答下列問題： (1)上述反應的正反應是________反應(填“放熱”或“吸熱”)。 (2)某溫度下，上述反應達到平衡后，保持容器體積不變升高溫度，平衡________(填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”)。 (3)830 ℃時，在恒容密閉容器中發(fā)生上述反應，按下表中的物質的量投入反應混合物，其中向正反應方向進行的有________(填字母序號)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 2 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)830 ℃時，在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和4 mol H2O(g)，2 min達到平衡時，CO的轉化率是________。 (5)要提高CO的轉化率，可采取的措施是____________________ ________________________________________________________________________(至少寫兩點)。 參考答案 考點專練24 化學反應的方向、化學平衡常數及轉化率的計算 【兩年高考真題演練】 1．D [A項，由題意可知兩種條件下X、Y、Z的初始物質的量不同，而最終平衡狀態(tài)相同，則兩種條件下建立的平衡為溫度、容積不變時的等效平衡，故滿足反應前后氣態(tài)物質計量數之和相等，則1＋m＝3，m＝2，正確；B項，溫度不變，平衡常數不變，正確；C項，X、Y 的初始物質的量之比為1∶2，根據方程式可知參加反應的X、Y的物質的量之比也為1∶2，故X與Y的平衡轉化率之比為1∶1，正確；D項，由方程式可知該反應反應前后氣體的物質的量不變，所以第二次平衡時氣體的總物質的量為4 mol，則Z的物質的量為4 mol10%＝0.4 mol，Z的濃度為0.4 mol2 L＝0.2 molL－1，錯誤。] 2．C [A項，升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應吸熱，正反應放熱，錯誤；B項，通入CO氣體瞬間正反應速率增大，達到最大值，向正反應方向建立新的平衡，正反應速率開始減小，錯誤；C項， 因為該反應是反應前后氣體體積不變的反應，所以有K＝＝0.1，解得n＝7，正確；D項，根據上述計算可知CO的轉化率為20%，錯誤。] 3．B [A項，C(s)＋CO2(g)2CO(g)的正反應是氣體物質的量增加的反應，由于反應容器為體積可變的恒壓密閉容器，充入惰性氣體容器體積擴大，對反應體系相當于減小壓強，故v(正)、v(逆)均減小，平衡正向移動，錯誤；B項，由圖可知，650 ℃時若設起始時CO2的體積為1 L，平衡時CO2消耗的體積為x，則 100%＝40.0%，x＝0.25 L，CO2的轉化率為25%，正確；C項，由圖可知，T ℃時平衡體系中CO和CO2的體積分數均為50%，故若恒壓時充入等體積的CO2和CO兩種氣體平衡不發(fā)生移動，錯誤；D項，925 ℃時，CO的平衡分壓p(CO)＝p總96.0%，CO2的平衡分壓p(CO2)＝p總4%，根據化學平衡常數的定義可知 Kp＝＝＝23.04 p總，錯誤。] 4．D [對于一個給定化學反應，化學平衡常數與溫度有關。] 5．C [A項，0至5 min內，v(M)＝＝110－3mol(Lmin)－1，v(N)＝v(M)＝110－3mol(Lmin)－1，A項錯誤；B項，根據“三段式”： X(g)?。(g)M(g)?。(g) 初始(molL－1) 0.010 0.040 0 0 轉化(molL－1) 0.008 0.008 0.008 0.008 平衡(molL－1) 0.002 0.032 0.008 0.008 K＝＝1，B項錯誤； 實驗③，根據“三段式”得： X(g)?。(g)M(g) ＋ N(g) 初始(molL－1) 0.020 0.030 0 0 轉化(molL－1) x x x x 平衡(molL－1) 0.020－x 0.030－x x x 根據溫度不變，K不變可得 ＝1，x＝0.012 X的轉化率＝100%＝60%，C項正確； 由實驗①②中數據可知該反應為放熱反應，900 ℃時的平衡常數應小于800 ℃時的平衡常數，假設實驗④中K＝1，則 ＝1 b＝0.06 綜上所述，900 ℃達到平衡時b<0.06，D錯誤。] 6．解析 (1)由題意知，升溫時混合氣體的顏色變深，則c(NO2)增大，平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應方向移動，則說明正反應為吸熱反應，即ΔH>0。由圖中數據可知，v(N2O4)＝＝0.001 0 molL－1s－1，K1＝＝＝0.36 molL－1。 (2)c(N2O4)減小，說明平衡向正反應方向移動，根據勒夏特列原理，應該是溫度升高，即T>100 ℃，由v(N2O4)計算出建立新平衡過程中c(N2O4)減小值，再計算出新平衡時c(N2O4)、c(NO2)，代入K的表達式中計算求得K2。 (3)因為N2O4(g)2NO2(g)的逆反應是氣體分子數減小的反應，所以增大壓強，平衡向逆反應方向移動。 答案 (1)大于 0.001 0 0.36 molL－1 (2)a.大于 反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高 b.平衡時，c(N2O4)＝0.040 molL－1－0.002 0 molL－1s－110 s＝0.020 molL－1 c(NO2)＝0.120 molL－1＋0.002 0 molL－1s－110 s2＝0.16 molL－1 K2＝＝≈1.3 molL－1 (3)逆反應 對氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動 【一年模擬試題精練】 1．B [能自發(fā)進行的反應并不一定能迅速發(fā)生，A項錯誤；應將焓變和熵變二者綜合起來即利用復合判據進行反應自發(fā)性的判斷，C項錯誤；D項中使用催化劑能改變反應的活化能，但不能改變反應進行的方向，錯誤。] 2．D [反應自發(fā)進行的前提條件是反應的ΔH－TΔS<0，溫度的變化可能使ΔH－TΔS的符號發(fā)生變化。 對于A項，ΔH>0，ΔS<0，在任何溫度下，ΔH－TΔS>0，即任何溫度下，反應都不能自發(fā)進行；對于B項，ΔH<0，ΔS<0，在較低溫度下，ΔH－TΔS<0，即反應溫度不能過高；對于C項，ΔH>0，ΔS>0，若使反應自發(fā)進行，即ΔH－TΔS<0，必須提高溫度，即反應只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，ΔH<0，ΔS>0，在任何溫度下，ΔH－TΔS<0，即在任何溫度下反應均能自發(fā)進行。] 設平衡時氣體總的物質的量濃度為x mol/L，根據壓強之比等于物質的量之比可得：＝＝，即＝，可知x＝2.4，從而可知C為固體或液體，D為氣體。故化學平衡常數的表達式為K＝，①錯誤；B的轉化率為100%＝40%，②錯誤；該反應是一個反應后氣體分子數減小的反應，增大壓強，平衡向右移動，平衡常數只與溫度有關，溫度不變平衡常數不變，③正確；由于C為固體或液體，所以增加C的量，平衡不發(fā)生移動，A、B的轉化率不變，④正確。] 4．B [化學平衡常數的表達式中不能出現固體或純液體，而物質C是固體，A錯誤；根據化學方程式可知，平衡時B減少的物質的量是1.6 mol0.5＝0.8 mol，故B的平衡轉化率為40%，B正確；化學平衡常數只與溫度有關，增大壓強時化學平衡常數不變，C錯誤；增加B的量，平衡向正反應方向移動，A的轉化率增大，而B的轉化率減小，D錯誤。] 5．C [反應達到平衡時，X的轉化率＝100%＝80%，A項正確；B項，從表中數據可推出其反應物質的化學計量數比例為0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，B項正確；C項，增大壓強其平衡常數不變，但該反應為氣體體積增大的反應，所以增大壓強時平衡向逆反應方向移動，C項錯誤；平衡常數只與溫度有關，D項正確。] 6．D [選項A，若生成1 mol Fe，則根據熱化學方程式可知，吸收的熱量為a kJ；選項B，升高溫度，平衡正向移動；選項C，反應前后氣體分子數不變，任何時刻壓強都不變；選項D，根據K＝＝0.263可知，若c(CO)＝0.100 molL－1，可得c(CO2)＝0.026 3 molL－1。] 7．解析 (1)根據表格數據可知，反應溫度越高化學平衡常數越小，說明升溫平衡向逆反應方向移動，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應。(2)其他條件不變，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，即逆向移動。(3)830 ℃時，若Q
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