考点23 化学平衡常数 真题过关 2023年高考化学一轮复习

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考点23  化学平衡常数 真题过关1．【2020• 浙江省7月选考】5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液发生反应：2Fe3+(aq)+2I-( aq) 2Fe2+(aq)+I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是(    )A．加入苯，振荡，平衡正向移动B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动D．该反应的平衡常数2．【2020• 北京卷】一定温度下，反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)=0.11mmol•L-1，c(HI)=0.78mmol•L-1。相同度温下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(注：1mmol•L-1=10-3mol•L-1) (   ) ABCDc(I2)/mmol•L-11.000.220.440.11c(H2)/mmol•L-11.000.220.440.44c(HI)/mmol•L-11.001.564.001.563．【2卷氮、磷、、锑、铋、镆为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：(5)在1L真空密闭容器中加入a mol PH4I固体，℃时发生如下反应：PH4I(s)PH3(g)+HI(g)    ①4 PH3(g)P4(g)+ 6H2(g)    ②2HI(g)H2(g)+I2(g)    ③达平衡时，体系中，，，则℃时反应①的平衡常数值为______(用字母表示)。4．【2019•江苏卷】在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是(    )A．反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>20005．【2017•天津卷】常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是(    )A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)6．【2022•全国甲卷】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1) TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)= TiCl4(g)＋O2(g)  ΔH1＝172kJ·mol−1    Kp1=1.0×10-2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)  ΔH2＝-51kJ·mol−1    Kp2=1.2×1012Pa①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH为_______ kJ·mol−1，Kp=_______Pa。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数_______。②图中显示，在平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是_______。(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2 -C“固—固”接触的措施是_______。7．【2022·浙江省1月选考】工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：(1)在C和O2的反应体系中：反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=-394kJ·mol-1反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH2=-566kJ·mol-1反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH3。①    设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是___________。②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比______。A．不变       B．增大     C．减小     D．无法判断(2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是__________________。(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。A．反应温度愈高愈好        B．适当提高反应物压强C．选择合适的催化剂        D．通入一定量的氮气④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：__________________；步骤Ⅱ：_______________________。8．【2021•广东选择性考试】我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)   ∆H1b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    ∆H2c)CH4(g)C(s)+2H2(g)   ∆H3d)2CO(g)CO2(g)+C(s)    ∆H4e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)   ∆H5(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。A．增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加B．移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动C．加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率D．降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。(4)设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=_______。③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)：n(CH4)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程_______。(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。9．【2021•全国乙卷】一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现，该元素是_______。(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃时平衡常数Kp=1.0×104Pa2，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5 kPa，则PIcl=_______ kPa，反应2ICl(g)I2(g) +Cl2(g)的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数Kp。2NO(g)+2ICl(g)2NOCl (g)+ I2(g)   Kp12NOCl (g)2NO (g)+ Cl2(g)  Kp2得到和均为线性关系，如下图所示：①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)②反应2ICl(g)I2(g) +Cl2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示)：该反应的ΔH _______0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程_______。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：NOCl+→+NOCl→2NO+Cl2其中表示一个光子能量，表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收_______mol光子。10．【2021•湖南选择性考试】氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法Ⅰ.氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键N≡NH﹣HN﹣H键能E/(kJ•mol﹣1)946436.0390.8在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：(1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝　      　kJ•mol﹣1；(2)已知该反应的△S＝198.9J•mol﹣1•K﹣1，在下列哪些温度下反应能自发进行？　      　(填标号)；A．25℃        B．125℃        C．225℃          D．325℃(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝　      　mol•L﹣1•min﹣1(用含t1的代数式表示)；②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是　      　(用图中a、b、c、d表示)，理由是　      　；③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝　      　(已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)Kθ，其中pθ＝100kPa，PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压)。方法Ⅱ.氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。(4)电解过程中OH﹣的移动方向为　      　(填“从左往右”或“从右往左”)；(5)阳极的电极反应式为　      　。1Ⅲ酯快速氯气的氢出随增，氯化氢转化氯气技成学研热答问题1)eacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。