課時規范練24化學平衡常數化學反應進行的方

向

一、選擇題:本題包括7小題，每小題只有1個選項符合題意。

1.下列說法正確的是()

A.生成物的總能量大于反應物的總能量時,△”<()

B.已知反應H2(g)+E(g)=2HI(g)的平衡常數為K,則2H2(g)+2l2(g)=4Hl(g)的平衡常數為2K

C.AH<0、AS>。的反應在溫度低時不能自發進行

D.在其他外界條件不變的情況下,使用催化劑不能改變化學反應進行的方向

2.下列說法不正確的是()

A.反應SiC>2(s)+2C(s)-Si(s)+2C0(g)只能在高溫下自發進行測該反應的AH>0

B.反應3c⑸+CaO(s)=CaC2(s)+CO(g)在常溫下不能自發進行,說明該反應的AW>0

C.反應BaSC)4(s)+4CXs)——BaS(s)+4CO(g)在室溫下不能自發進行,說明該反應的AH<0

D.反應2NO(g)+O2(g)==2NCh(g)在常溫下能夠自發進行，則該反應的AH<0

3.已知，相關數據見下表：

--

平不同溫度下的平衡

衡

編常數

號

化學方程式常

數979K1173K

Fe(s)+CO2(g)^=

IKi1.472.15

FeO(s)+CO(g)

CO(g)+H2O(g)

IIKi1.62b

CO2(g)+H2(g)

Fe(s)+H2O(g『

IIIK3a1.68

FeO(s)+H2(g)

根據以上信息判斷，下列結論錯誤的是()

A.a>h

B.增大壓強，平衡狀態II不移動

C.升高溫度，平衡狀態III向正反應方向移動

D.反應n、in均為放熱反應

4.C12可用于生產漂白粉等化工產品。Ch的制備方法有：

方法1.NaC10+2HCl(濃)-NaCl+Cbf+HzO;

1

方法II.4HCl(g)+O2(g)—2H2O(g)+2C12(g)\H=akj-mol-

上述兩種方法涉及的反應在一定條件下均能自發進行。一定條件下，在密閉容器中利用方法II制備

Cb,下列有關說法正確的是()

A.升高溫度，可以提高HC1的平衡轉化率

B.提高嗯，該反應的平衡常數增大

C.若斷開1molH—Cl的同時有1molH—O斷開,則表明該反應達到平衡狀態

D.該反應的平衡常數表達式七4（.需）。2）

5.利用催化技術可將汽車尾氣中的NO和CO轉化為CO?和用,化學方程式為2NO（g）+2CO（g）

選典2cO2（g）+N2（g）。某溫度下，在容積不變的密閉容器中通入NO和CO,測得不同時間的NO和

CO的濃度如表:

時間/S012345

c(NO)/(x

10-31.0()0.45().25().15().1()().1()

mol-L-1)

<?：()).(X

10-33.603.052.852.752.7()2.7()

molL1)

下列說法不正確的是（)

41

A.2s內的平均反應速率V（N2）=1.875X10'molL's'

B.在該溫度下，反應的平衡常數K=5

C.若將容積縮小為原來的一半,NO轉化率大于90%

D.使用催化劑可以提高整個過程中單位時間內CO和NO的處理量

6.一定量的CO2與足量的碳在容積可變的恒壓密閉容器中反應:C（s）+CCh（g）-2co（g）。平衡時，體

系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：

已知:氣體分壓（p分）=氣體總壓（p也）x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，反應達到平衡后CO2的轉化率為25.0%

c.:rc時，若充入等體積的co?和co,平衡向逆反應方向移動

D.925℃時，化學平衡常數（=24.0

7.（2021江蘇鹽城高三三模）在常壓、Ru/TiCh催化下,CCh和比的混合氣體（體積比為1：4）進行反應,

測得CCh轉化率、CH4和CO的選擇性（即CCh轉化為CH4或CO的百分比）隨溫度變化如圖所示。

150200250300350400450500550

溫度/℃

反應I:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)\H\

i

反應II:CO2(g)+H2(g)^=CO(g)+H2O(g)A//2

下列說法正確的是()

A.AHi、都小于零

B.改變壓強，對CO產量沒有影響

C(CH)

C.反應I的平衡常數可表示為K=4

4

C(CO2)C(H2)

D.為提高CH4選擇性，可采用控制反應溫度、調節壓強等措施

二、非選擇題:本題包括3小題。

8.(2021陜西漢中高三一模)還原法處理氮的氧化物是環境科學研究的熱點課題。

I.氫氣還原法。山還原NO發生的反應為2NO(g)+2H2(g)iN2(g)+2H2O(g)。

(1)已知幾種化學鍵的鍵能數據如下：

NO中

H—的H—

化學鍵N三、

H共價0

鍵

鍵能

436630946462.8

/(kJ-mol1)

1

2NO(g)+2H2(g)^^N2(g)+2H2O(g)\H=kJ-moF。

2

(2)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反應速率表達式為v=^(NO)-c(H2)()t是速率常數，只與溫度有

關)?科學研究發現上述反應分兩步進行：

反應1:2NO(g)+H2(g),=±N2(g)+H2O2(g)；

反應2:H2Ch(g)+H2(g)12H20(g)。

總反應速率由反應較慢的一步決定，由此推知上述兩步反應中，反應較慢的是(填“反應

1”或“反應2”)。對總反應速率的影響程度c(NO)c(H2)(填“或“=")。

II.NH3還原法。在恒容密閉容器中充入NH3和NO*在一定溫度下發生反應：8NH3(g)+6NCh(g)一

7N2(g)+12H2O(g)o

(3)下列表明該反應達到平衡狀態的是(填字母)。

A.混合氣體密度保持不變

B.NCh和NH3的消耗速率之比為3:4

C.混合氣體顏色不變

D.混合氣體壓強保持不變

ni.co還原法。

利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO和CO,發生反應:2CO(g)+2NO(g)—N2(g)+2CCh(g)△”在

2L恒容密閉容器中充入1molCO和1molNO,測得NO的轉化率與溫度、時間的關系如圖所示：

■a(NO)設

80-------------/-----------------3K

50------!----------------TIK

0^---------------------------------------?

10//min

(4)下列說法正確的是(填字母)。

A.AH<0

B.上述反應一定能自發進行

C.增大NO的濃度，反應物的轉化率增大

D.溫度為力、T2時的平衡常數分別為K、％,則KI<K2

(5)/溫度下,0~10min內用CO表示的平均反應速率v(CO)=molLlmin-im溫度下，上述反

應的平衡常數K尸。

(6)T)溫度下，向平衡后的容器內再加入1molCO和1molNO,則再次達到平衡時NO的轉化率

(填“增大”“減小”或“不變”)。

9.(2021湖南雅禮中學質檢)過氧化鈣可用于探索氮氧化合物反應的特征及機理,對處理該類化合物的

污染問題具有重要意義。回答下列問題：

(1)工業上利用Na2cCh溶液吸收NO、NCh混合氣制備NaNCh,該反應可實現NO和NCh的完全轉

化，反應的化學方程式為。

1止、

(2)NCh可發生二聚反應生成N2O4,化學方程式為2NO2(g)T『N2O4(g),上述反應達到平衡后，升高溫度

可使體系顏色加深廁該反應的(填“>”或“<")0。

已知該反應的正反應速率方程為欣正)=心/例02),逆反應速率方程為可逆)=%逆?。例2。4),其中ku.k

逆分別為正、逆反應的速率常數。圖中lgk表示速率常數的對數，上表示溫度的倒數，所示①②③④四

條斜線中,能表示啄企隨取化關系的是斜線，能表示1g心隨影化關系的是斜

線O

(3)圖中A、B、C、D點的縱坐標分別為“+1.5、。+0.5、g0.5、小1.5,則溫度/時化學平衡常數

K=。已知溫度不時，某時刻恒容密閉容器中NCh、N2O4濃度均為0.2mol-L-i,此時v(正)_

（填，，＞，，或，，＜，，.（逆）;上述反應達到平衡后，繼續通入一定量的NO2,則N02的平衡轉化率將（填

“增大”‘‘減小”或“不變”，下同）,NO2的平衡濃度將。

10.（2021安徽宣城高三二模）二氧化硫的催化氧化是工業上生產硫酸的主要反應，反應如下：

催化劑.

1

I:2SO2（g）+O2（g）'△2so3（g）AM=-I97.7kJ-moF代（濃度平衡常數）。

為研究該反應，某同學設計了以下三種己裝固體V2O5催化劑的密閉容器裝置：

.溫恒..熱恒.恒溫.壓

||||||一可移動活塞

甲乙丙

（1）在初始容積與溫度相同的條件下，甲、乙、丙中均按2moiSO2、1molCh投料，達到平衡時，三個

容器中SO2的轉化率從大到小的順序為（用“甲”“乙”“丙”表示）。

（2）在容器丙中,0.1MPa條件下，在不同溫度或不同投料方式下研究上述反應得到數據如表:

實驗序號A組B組C組

反應溫度451℃451℃551℃

22

mol、0mol、mol、

投料方式（按照SO2、02,SO3

10mol、1

的順序）

mol>2molmoR

Omol0mol

含硫化合物的轉化率60%bc

吸熱79.08

反應的熱量變化放熱a放熱”

kJ

壓強平衡常數（七）KpiKpTKP2

①表中:e;b-?

②已知用平衡分壓（分壓=總壓x物質的量分數）代替平衡濃度計算，得到的平衡常數即為壓強平衡常

數，則Kpi=MPa」;6填，"Y或"=”）。

③451℃下，若按0.4molSO2、0.4molO2、0.4molSO3進行投料,則反應開始時v,E（SO2）

（填，或'="＞迎（SO2）。

（3）將上述固體催化劑V2O5換成NO2氣體同樣可以對該反應起到催化作用，此催化過程如下：

II:SO2（g）+NO2（g）-SO3（g）+NO（g）Aft

長（濃度平衡常數）

1

HI:2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）AW3=-114.1kJmor即（濃度平衡常數）

△”2=；自=（用含有K|、K2的表達式表本）。

課時規范練24化學平衡常數化學反應進行的方向

l.D2.C3.C4.C5.B

6.B解析:由于反應在容積可變的恒壓密閉容器中進行,550℃時，若充入惰性氣體，容器

的容積擴大，使反應混合物的濃度減小，因此v（正）、v（逆）均減小，由于該反應是氣體體積

增大的反應，減小壓強，化學平衡向氣體體積增大的正反應方向移動,A錯誤，根據題圖可

知在650C時，反應達到平衡后CO的體積分數是40%,貝I]CO2的體積分數是60%,假設

平衡時總物質的量是1mol,則反應產生CO0.4moi，其中含有CCh0.6moi，反應產生0.4

molCO消耗CO2的物質的量是0.2mol,因此CO2轉化率為

0.6禽鬻m。產°°%=25O%，B正確;廣。時,平衡時C5和CO的體積分數都是50%,若充

入等體積的CO2和CO,化學平衡不移動,C錯誤;925C時，用平衡分壓代替平衡濃度表示

9

n2fCO)(0.96p)

的化學平衡常數廝=第=而4合=23.04p亦錯誤。

Pgu?)u.uqp凈

7.D解析油題圖知升高溫度,CH4的選擇性減小，即反應I的CCh轉化率下降，平衡逆向

移動，所以反應I的△為小于零，升高溫度,co的選擇性增力口,即反應n的CO2轉化率上

升,平衡正向移動，所以反應n的大于零，故A錯誤;若增大壓強，反應I正向移動,co2

的濃度減小,對反應n而言，反應物濃度減小,平衡逆向移動，則co產量減小，故B錯誤;水

是氣態的，有濃度變化，反應I的平衡常數可表示為K=c(qy『及，故?錯誤溫度高于

C(CC)2>C，(H2)

400℃時CH4的選擇性降低，反應I是氣體分子數減小的反應，增大壓強平衡正向移動，則

控制反應溫度、調節壓強可提高CH4選擇性，故D正確。

8.答案：(1)-665.2⑵反應1>(3)CD(4)AD(5)0.042

(6)增大

9.答案：(l)NO+NO2+Na2co3—2NaNO2+CO2(2)<③④(3)10>增大增大

解析：(l)Na2c03溶液和NO、NO2反應生成NaNCh,根據元素守恒、化合價升降守恒可

得化學方程式為NO+NCh+Na2co3——2NaNO2+CO2。(2)升高溫度體系顏色加深,平衡逆

向移動，則正反應為放熱反應,△”<()；化學反應速率和溫度成正比，隨著溫度降低斕增大，

正、逆反應速率減小，則1g%正和1g%送均減小,由于溫度降低平衡正向移動M正)x(逆)，則

降低相同溫度時他的減小更快，則③表示味正隨飄變化關系，④表示出迎隨朝變化關

系。⑶化學平衡常數修犒=賽薪"源X導需"NMN2O4

濃度均為0.2molL」,則濃度商Q=/=5<K,則平衡正向移動,火正)>貝逆);反應達到平衡

后，繼續通入一定量的NO2,恒容密閉容器中,等效于達到平衡后增大壓強，平衡正向移

動,NCh的平衡轉化率增大;根據勒夏特列原理，達到平衡時濃度比起始時大。

10.答案:⑴丙>甲>乙⑵①118.62kJ40%②135>③>

(3)-41.8kJ-mol-1,

解析:(1)在初始容積與溫度相同的條件下，甲為恒溫恒容、乙為絕熱恒容、丙為恒溫恒

壓，均按2molSO2、1molO2投料，與甲相比，乙中隨著反應的進行，溫度升高，平衡逆向移

動,S02的轉化率減小;與甲相比，丙中隨著反應的進行,容器的容積逐漸減小，相當于甲平

衡后增大壓強，平衡正向移動,S02的轉化率增大，因此三個容器中S02的轉化率從大到小

的順序為丙＞甲＞乙；

(2)①根據表格數據,A組起始時充入2moiSth、1mol。2,平衡轉化率為60%,結合

催化札

i===±

2SO2(g)+O2(g)X2SO3(g)A/7i=-197.7kJ-moH,平衡時放出的熱量0=197.7

kJx60%=118.62kJ,B組起始時充入2moiSO3,與A組等效，則平衡時三氧化硫的轉化率

/7=1