2019版高考化學一輪復習 第7章 化學反應的方向、限度與速率 第22講 化學平衡常數(shù)及其計算練習 魯科版.doc

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第22講 化學平衡常數(shù)及其計算 課時作業(yè) 1．某工業(yè)生產中發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)2M(g)　ΔH<0。下列有關該工業(yè)生產的說法正確的是(　　) A．這是一個放熱的熵減反應，在低溫條件下該反應一定可自發(fā)進行 B．若物質B價廉易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B，以提高A的轉化率 C．工業(yè)上一般采用較高溫度合成M，因溫度越高，反應物的轉化率越高 D．工業(yè)生產中常采用催化劑，因為使用催化劑可提高反應物的轉化率 解析：這是一個放熱的熵減反應，只有當ΔH－TΔS<0時，該反應才能自發(fā)進行，A錯誤；加入過量的B，可以提高A的轉化率，B正確；升高溫度，平衡逆向移動，反應物的轉化率降低，C錯誤；使用催化劑只能改變反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，不能提高反應物的轉化率，D錯誤。 答案：B 2．工業(yè)上利用焦炭與水蒸氣生產H2的反應原理為 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0；CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0；第二步生產的原料CO來源于第一步的產物。為提高原料的利用率及H2的日產量，下列措施中不可取的是(　　) ①第一步產生的混合氣直接作為第二步的反應物 ②第二步生產應采用適當?shù)臏囟群痛呋瘎? ③第一、二步生產中均充入足量水蒸氣 ④第二步應在低溫下進行 ⑤第二步生產采用高壓 ⑥第二步生產中增大CO的濃度 A．①③⑤　　　　　　 B．②④⑥ C．②③⑤ D．①④⑤⑥ 解析：第一步產生的H2使第二步的平衡逆移，故應先進行分離；第二步反應為放熱反應，溫度過低，反應速率太小而影響產量，溫度過高則對平衡不利，且要考慮催化劑的活性，故應選擇適當?shù)臏囟群痛呋瘎盛谡_④錯；增大廉價易得的水蒸氣濃度可提高轉化率，③正確；壓強對第二步反應無影響，不必采取高壓，⑤錯；增大CO濃度并未提高主要原材料C的利用率，⑥錯。 答案：D 3．(2017福建四校聯(lián)考)用于凈化汽車尾氣的反應：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，已知該反應在570 K時的平衡常數(shù)為11059，但反應速率極慢。下列說法正確的是(　　) A．裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO B．提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度 C．增大壓強，上述平衡右移，故可通過增壓的方法提高尾氣凈化效率 D．提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑 解析：因為該反應是可逆反應，且反應速率極慢，在有限的時間內反應不能達到平衡，A錯誤；由題干知570 K時反應速率極慢，故可推斷出升高溫度對化學反應速率的影響不大，B錯誤；因平衡常數(shù)已經較大，增大壓強雖然平衡正向移動，但對設備要求更高，故C錯誤；高效催化劑可提高反應速率，解決反應極慢的問題，有利于尾氣的轉化，故D正確。 答案：D 4．反應：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0達到平衡后，只改變一個反應條件，下列所畫示意圖不正確的是(　　) 解析：A項，升溫，化學平衡逆向移動，CH3OH產率降低，正確；B項，升溫，CO的轉化率降低，不正確；C項，加壓，化學平衡正向移動，H2的轉化率升高，正確；D項，增大壓強，平衡常數(shù)不變，正確。 答案：B 5．已知反應①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是(　　) A．反應①的平衡常數(shù)K1＝ B．反應③的平衡常數(shù)K＝ C．對于反應③，恒容時升高溫度，H2濃度減小，則該反應為吸熱反應 D．對于反應②，恒溫恒容下增大壓強，H2濃度一定增大 解析：反應①的平衡常數(shù)K1＝，固體濃度按1計，故A錯誤；反應③可由①－②得到，故反應③的平衡常數(shù)K＝，B正確；對于反應③，恒容時升高溫度，H2濃度減小，平衡逆向移動，則該反應為放熱反應，C錯誤；對于反應②，恒溫恒容下，若充入He，壓強增大，H2濃度不變，故D錯誤。 答案：B 6．(2017廣東七校聯(lián)考)在容積一定的密閉容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳發(fā)生化學反應：C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡時c(NO)與溫度T的關系如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．該反應的ΔH>0 B．若該反應在T1、T2時的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1pB D．在T2時，若反應體系處于狀態(tài)D，則此時v正>v逆 解析：升高溫度，NO的濃度增大，說明平衡左移，則該反應的ΔH<0，故A錯誤；ΔH<0，升高溫度平衡常數(shù)減小，則K1>K2，故B錯誤；反應中氣體物質的量不變，壓強與溫度有關，溫度越高壓強越大，則pC>pD＝pB，故C錯誤；在T2時，若反應體系處于狀態(tài)D，達到平衡時NO的濃度要減小，反應正向進行，則此時v正>v逆，故D正確。 答案：D 7．在一定條件下探究二甲醚的制備反應為2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，測定結果如圖所示。下列判斷錯誤的是(　　) A．該反應的ΔH<0 B．該反應伴隨有副反應的發(fā)生 C．工業(yè)選擇的較適宜溫度為280～290 ℃ D．加入催化劑可以提高CH3OCH3的產率 解析：由題圖知，隨著溫度升高，CO的轉化率降低，所以升高溫度，平衡逆向移動，則該反應是放熱反應，ΔH<0，A項說法正確；從圖中可知，CO的轉化率降低的同時，CH3OCH3的產率在不同溫度下差別大，即說明該反應伴隨有副反應的發(fā)生，B項說法正確；在280～290 ℃間，CH3OCH3的產率很高，工業(yè)選擇的較適宜溫度為280～290 ℃，C項說法正確；加入催化劑可以改變反應達到平衡的時間，但不能提高CH3OCH3的產率，D項說法錯誤。 答案：D 8．(2017唐山六校聯(lián)考)已知合成氨反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，當反應器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在不同溫度下，反應達到平衡時，得到混合物中NH3的物質的量分數(shù)隨壓強的變化曲線a、b、c如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A．曲線a對應的反應溫度最高 B．如圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關系為K(M)＝K(Q)b>a D．N點時c(NH3)＝0.2 mol/L，則N點的c(N2)∶c(NH3)＝1∶1 解析：合成氨的反應為放熱反應，反應溫度越高，越不利于反應正向進行，曲線a的氨氣的物質的量分數(shù)最高，其反應溫度相應最低，故A錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關，該反應是放熱反應，溫度越高平衡常數(shù)越小，題圖中M、N、Q點平衡常數(shù)K的大小關系為K(M)＝K(Q)>K(N)，故B錯誤；反應為放熱反應，反應溫度越高，越不利于反應的進行，相同壓強下，曲線a、b、c的氨的物質的量分數(shù)：a>b>c，則反應溫度：aT2，升高溫度，Z的物質的量濃度增大，平衡向正反應方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，所以該反應的正反應是吸熱反應，故D錯誤。 答案：C 10．(2016上海高考卷)(1)目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。 若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化(選填“增大”“減小”或“不變”)。 v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α (2)相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質的平衡濃度如下表： [CO2]/ (molL－1) [H2]/ (molL－1) [CH4]/ (molL－1) [H2O]/ (molL－1) 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為____________。 解析：(1)H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加，這說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，即正反應是放熱反應。升高溫度正逆反應速率均增大，平衡逆反應方向進行，平衡常數(shù)減小，反應物的轉化率減小。(2)相同溫度時平衡常數(shù)不變，則a、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為＝。 答案：(1) v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α 增大 增大 減小 減小 (2)＝ 11．(2017保定模擬節(jié)選)(1)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag ZSM 5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775 K，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為___________________，在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，為更好的除去NOx，應控制的最佳溫度在________K左右。 (2)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”?；钚蕴靠商幚泶髿馕廴疚颪O。在5 L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質)，一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1 ℃和T2 ℃時，測得各物質平衡時物質的量(n/mol)如下表： 　　物質 溫度/℃　　　 活性炭 NO E F 初始 3.000 0.10 0 0 T1 2.960 0.020 0.040 0.040 T2 2.975 0.050 0.025 0.025 ①寫出NO與活性炭反應的化學方程式：________________________。 ②若T1”“<”或“＝”)。 ③上述反應T1 ℃時達到化學平衡后再通入0.1 mol NO氣體，則達到新化學平衡時NO的轉化率為________。 解析：(2)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)變化量之比及原子守恒可確定方程式中的生成物及各物質的化學計量數(shù)；②由T1變至T2，溫度升高，NO的物質的量增大，平衡逆向移動，故該反應為放熱反應，則該反應的ΔH<0；③由于該反應為等體積反應，且反應物只有NO為氣態(tài)，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的轉化率不變，可用表中數(shù)據(jù)直接求得。 答案：(1)NO分解反應是放熱反應，升高溫度不利于反應進行(只寫升高溫度不利于反應進行也可，其他合理說法也可)　870(數(shù)值接近即可) (2)①C＋2NOCO2＋N2?、??、?0%