2022届高考化学一轮复习课时作业23化学平衡常数含解析

考试 - 1 - / 11 课时作业 23 化学平衡常数 一、选择题 1．下列说法正确的是（ ） A．放热反应均是自发反应 B．ΔS 为正值的反应均是自发反应 C．物质的量增加的反应，ΔS 为正值 D．如果ΔH 和ΔS 均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 2．在一定条件下，已达平衡的可逆反应：2A（g）＋B（g）⇌2C（g），下列说法中正 确的是（ ） A．平衡时，此反应的平衡常数 K 与各物质的浓度有如下关系：K＝ c2（C） c2（A）·c（B） B．改变条件后，该反应的平衡常数 K 一定不变 C．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化 D．若平衡时增加 A 和 B 的浓度，则平衡常数会减小 3．在容积为 2L 的密闭容器中，A、B、C、D 四种气体物质发生可逆反应，其物质的量 n 考试 - 2 - / 11 （mol）随时间 t（min）的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A．0～2min 内，v（A）＝0.2mol·L－1·min－1 B．在 2min 时，图像发生改变的原因只可能是增大压强 C．3min 后体系的压强不再发生变化 D．增大气体 D 的浓度，A 的反应速率随之降低 4．反应 Fe（s）＋CO2（g）⇌FeO（s）＋CO（g），700℃时平衡常数为 1.47，900℃ 时平衡常数为 2.15。下列说法正确的是（ ） A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B．该反应的化学平衡常数表达式为 K＝ c（FeO）·c（CO） c（Fe）·c（CO2） C．该反应的正反应是吸热反应 D．增大 CO2 浓度，平衡常数增大 5．已知①碳酸钙的分解 CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g） ΔH1 仅在高温下自发 进行；②氯酸钾的分解 2KClO3（s）===2KCl（s）＋3O2（g） ΔH2 在任何温度下都自发 进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是（ ） A．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1 ΔH2＝－78.3kJ·mol－1 B．ΔH1＝178.32kJ·mol－1ΔH2＝－78.3kJ·mol－1 C．ΔH1＝－178.32kJ·mol－1ΔH2＝78.3kJ·mol－1 考试 - 3 - / 11 D．ΔH1＝178.32kJ·mol－1ΔH2＝78.3kJ·mol－1 6．将 E 和 F 加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（g）＋F（s）⇌2G（g），忽 略固体体积，平衡时 G 的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示： 压强/Mpa 体积分数/% 温度/℃ 1.0 2.0 3.0 810 54.0 a b 915 c 75.0 d 1000 e f 83.0 ①b＜f ②915℃、2.0MPa 时 E 的转化率为 60% ③该反应的ΔS＞0 ④K（1000℃）＞K（810℃） 上述①～④中正确的有（ ） A．4 个 B．3 个 C．2 个 D．1 个 考试 - 4 - / 11 7．碘单质难溶于水却易溶于 KI 溶液。碘水中加入 KI 溶液发生反应：I2（aq）＋I－（aq） ⇌I－ 3 （aq），该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是（ ） A．上述正反应为放热反应 B．上述体系中加入苯，平衡不移动 C．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质 D．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量 KI 溶液 8．在一恒容的密闭容器中充入 0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定条件下发生反 应：CH4（g）＋CO2（g）⇌2CO（g）＋2H2（g），测得 CH4 平衡时转化率与温度、压强关 系如图。下列有关说法不正确的是（ ） A.上述反应的ΔH＞0 B．压强：p4＞p3＞p2＞p1 C．1100℃时该反应平衡常数为 1.64 考试 - 5 - / 11 D．压强为 p4 时，在 Y 点：v 正＜v 逆 9．一定条件下，反应 2NH3（g）⇌N2（g）＋3H2（g） ΔH＞0，达到平衡时 N2 的体 积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A．压强：p1＞p2 B．b、c 两点对应的平衡常数：Kc＞Kb C．a 点：2v 正（NH3）＝3v 逆（H2） D．a 点：NH3 的转化率为 1 3 10．粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与 HCl 反应制得 SiHCl3，经提纯后再用 H2 还原： SiHCl3（g）＋H2（g）⇌Si（s）＋3HCl（g）。在 2L 密闭容器中，不同温度及不同 n（H2） /n（SiHCl3）时，反应物 X 的平衡转化率变化如图。下列判断合理的是（ ） A．X 为 H2 考试 - 6 - / 11 B．1150℃时反应的平衡常数大于 950℃时反应的平衡常数 C．减小 Si（s）的量，有利于提高 SiHCl3 的转化率 D．工业上可采用增大压强的方法提高产率 二、非选择题 11．在工业上常用 CO 与 H2 合成甲醇，热化学方程式为 CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH （g） ΔH＝－574.4kJ·mol－1。 （1）在 T1 时，向体积为 2L 的恒容容器中充入物质的量之和为 3mol 的 CO 和 H2，发生 反应 CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g），反应达到平衡时 CH3OH（g）的体积分数[φ（CH3OH）] 与 n（H2） n（CO） 的关系如图 1 所示。 ①当起始 n（H2） n（CO） ＝2 时，经过 5min 反应达到平衡，CO 的转化率为 0.6，则 0～5min 内平均反应速率 v（H2）＝。若此刻再向容器中加入 CO（g）和 CH3OH（g）各 0.4mol， 达到新平衡时 H2 的转化率将（填“增大”“减小”或“不变”）。 ②当 n（H2） n（CO） ＝3.5 时，反应达到平衡后，CH3OH 的体积分数可能是图 1 中的（填“D” “E”或“F”）点。 考试 - 7 - / 11 （2）在一容积可变的密闭容器中充有 10molCO 和 20molH2。CO 的平衡转化率[α（CO）] 与温度（T）、压强（p）的关系如图 2 所示。 ①A、B、C 三点对应的平衡常数 KA、KB、KC 的大小关系为。 ②若达到平衡状态 A 时，容器的体积为 10L，则在平衡状态 B 时容器的体积为 L。 12．100kPa 时，反应 2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）中 NO 的平衡转化率与温度 的关系曲线如图 1，反应 2NO2（g）⇌N2O4（g）中 NO2 的平衡转化率与温度的关系曲线如 图 2。 （1）图 1 中 A、B、C 三点表示不同温度、压强下 2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g） 达到平衡时 NO 的转化率，则点对应的压强最大。 考试 - 8 - / 11 （2）100kPa、25℃时，2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡体系中 N2O4 的物质的量分数为， N2O4 的分压 p（N2O4）＝kPa，列式计算平衡常数 Kp＝（Kp 用平衡分压代替平衡浓度计算， 分压＝总压×物质的量分数）。 （3）100kPa、25℃时，VmLNO 与 0.5VmLO2 混合后最终气体的体积为 mL。 课时作业 23 化学平衡常数 1．解析：放热反应不一定能自发进行，如铝热反应为放热反应，在常温下不能自发进行， A 错误；ΔS 为正值的反应不一定是自发反应，如水的分解，B 错误；只有气体的物质的量增 加的反应，ΔS 为正值，C 错误；如果ΔH 和ΔS 均为正值，当温度升高时，可满足ΔH－T·ΔSa>b， 因 75.0>a，故升温平衡正向移动，从而可知 f>75.0，所以①正确；在 915℃、2.0MPa 下， 设 E 的起始物质的量为 amol，转化率为 x，则平衡时 G 的物质的量为 2axmol，由题意得[2ax/ （a－ax＋2ax）]×100%＝75.0%，解得 x＝0.6，②正确；该反应是气体体积增大的反应， 因此为熵增反应，③正确；结合前面分析知升温平衡正向移动，则平衡常数增大，④正确。 答案：A 7．解析：由图中可看出，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动， 正反应为放热反应，A 项正确；加入苯后能将溶液的碘单质萃取，降低了溶液中 c（I2），平衡 逆向移动，B 项错误；硫粉中的碘单质在加入 KI 后，碘单质生成 KI3 而除去，C 项正确；配制 碘水时，加入 KI 溶液，使得平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，D 项正确。 答案：B 8．解析：由图像知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热 反应，ΔH＞0，A 项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率 考试 - 10 - / 11 越小，故 p4＞p3＞p2＞p1，B 项正确；1100℃时，甲烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时 各物质的浓度分别为 c（CH4）＝0.02mol·L－1，c（CO2）＝0.02mol·L－1，c（CO）＝0.16mol·L －1，c（H2）＝0.16mol·L－1，即平衡常数 K＝ 0.162×0.162 0.02×0.02 ≈1.64，C 项正确；压强为 p4 时， Y 点未达到平衡，需增大 CH4 转化率达到平衡，此时 v 正＞v 逆，D 项错误。 答案：D 9．解析：该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2 的体积分数越小，则 p1＜p2，故 A 错误；b、c 两点对应温度 b＜c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越 大，则 Kc＞Kb，故 B 正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v 正（NH3）＝2v 逆（H2）， 故 C 错误；对于反应 2NH3（g）⇌N2（g）＋3H2（g），假设反应前氨气的物质的量为 1mol， 反应的氨气的物质的量为 xmol，则 x 2 1＋x ＝0.1，解得 x＝ 1 4 ，因此氨气的转化率为 1 4 ，故 D 错 误。 答案：B 10．解析：A 项，由图可知，相同温度下，随着 n（H2）/n（SiHCl3）增大 X 的转化率 增大，如果 X 是氢气，随着 n（H2）/n（SiHCl3）的增大，其转化率会逐渐减小，若 X 是 SiHCl3， 其转化率符合曲线，故 A 错误；B 项，由于 X 是 SiHCl3，相同 n（H2）/n（SiHCl3）时，1150℃ 时，X 的转化率较高，说明升高温度，平衡正向移动，则 H2 和 SiHCl3 浓度减小，HCl 浓度增 大，根据平衡常数 K＝ c3（HCl） c（H2）·c（SiHCl3） 可知，平衡常数随温度升高而增大，故 B 正确；C 项，Si 是固体，增减其量，不影响平衡移动，故 C 错误；D 项，由化学方程式可知，正反应 是气体体积增大的反应，所以增压不利于转化率的提高，故 D 错误；故选 B。 考试 - 11 - / 11 答案：B 11．答案：（1）①0.12mol·L－1·min－1 增大 ②F （2）①KA＝KB＞KC ②2 12．解析：（1）图 1 中曲线为等压线，A、C 在等压线下方，B 在等压线上方，A、C 点 相对等压线，NO 的平衡转化率减小，则平衡逆向移动，为减小压强所致，B 点相对等压线， NO 的平衡转化率增大，则平衡正向移动，为增大压强所致，故压强最大的点为 B 点。（2） 100kPa、25℃时，NO2 的平衡转化率为 80%，设起始时 NO2 的浓度为 a，则平衡时 NO2 的 浓度为 0.2a、N2O4 的浓度为 0.4a，故 N2O4 的物质的量分数为 0.4a 0.2a＋0.4a ×100%≈66.7%。 N2O4 的 分 压 p （ N2O4 ） ＝ 100kPa × 66.7% ＝ 66.7kPa 。 Kp ＝ p（N2O4） p2（NO2） ＝ 100×66.7% [100×（1－66.7%）]2 ≈0.06。（3）100kPa、25℃时，VmLNO 与 0.5VmLO2 生成 VmLNO2， 2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡体系中 NO2 的转化率为 80%，知平衡时气体的体积为 VmL× （1－80%）＋VmL×80%× 1 2 ＝0.6VmL。 答案：（1）B （2）66.7% 66.7 p（N2O4） p2（NO2） ＝ 100×66.7% [100×（1－66.7%）]2 ≈0.06 （3） 0.6V