2020高考化学一轮复习第七章化学反应速率化学平衡课时作业20化学平衡常数化学反应进行的方向（含解析） 练习

课时作业20　化学平衡常数　化学反应进行的方向

时间：45分钟

1．(2019·哈尔滨三中调研)下列说法中不正确的是(　C　)

A．SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)只能在高温下自发进行，则该反应的ΔH>0

B．3C(s)＋CaO(s)===CaC2(s)＋CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0

C．BaSO4(s)＋4C(s)===BaS(s)＋4CO(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0

D．常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH<0

解析：该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应只有在高温下自发进行，说明在低温时ΔH－TΔS>0，则该反应的ΔH>0，A正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应在常温下不能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，B正确。该反应为熵增反应，则有ΔS>0；该反应室温下不能自发进行，说明室温时ΔH－TΔS>0，即反应的ΔH>0，C错误。该反应为熵减反应，则有ΔS<0；该反应常温下能自发进行，说明常温时ΔH－TΔS<0，即反应的ΔH<0，D正确。

2．(2019·广西陆川中学模拟)80 ℃时，2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋Q kJ·mol－1(Q>0)，获得如下数据：

下列判断正确的是(　B　)

A．升高温度，该反应的平衡常数K减小

B．20～40 s内，平均反应速率v(N2O4)＝0.002 mol·L－1·s－1

C．反应达到平衡时，吸收的热量为0.30Q kJ·mol－1

D．100 s时再通入0.40 mol N2O4，达到新平衡时N2O4的转化率增大

解析：该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，A错误。由表中数据可知，c(NO2)在20～40 s内由0.12 mol·L－1升高到0.20 mol·L－1，则有v(NO2)＝＝0.004 mol·L－1·s－1，v(N2O4)＝v(NO2)＝×0.004 mol·L－1·s－1＝0.002 mol·L－1·s－1，B正确。达到平衡时c(NO2)＝0.30 mol·L－1，则有n(NO2)＝0.30 mol·L－1×2 L＝0.60 mol，故吸收的热量为×Q kJ＝0.03Q kJ，单位不合理，C错误。100 s时处于平衡状态，通入0.40 mol N2O4，与保持n(N2O4)不变，同时缩小容器的容积至原来的是等效平衡，则缩小容积、增大压强时，平衡逆向移动，则N2O4的转化率降低，D错误。

3．(2019·辽宁沈阳段考)下列内容与结论不对应的是(　A　)

　解析：H2O(g)变成H2O(l)，气体总分子数减小，则有ΔS<0，A符合题意。硝酸铵溶于水是一个可自发进行的吸热过程，NH4NO3发生电离：NH4NO3===NH＋NO，自由移动的离子数目增多，则有ΔS>0，B不符合题意。若一个反应的ΔH>0、ΔS<0，则有ΔH－TΔS>0，则该反应不能自发进行，C不符合题意。反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0，则有ΔH－TΔS<0，该反应在任何温度下均可自发进行，D不符合题意。

4．(2019·北京海淀区模拟)羰基硫(COS)可用于合成除草剂、杀草丹等农药。H2S与CO2在高温下反应可制得COS：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)　ΔH>0。在2 L密闭容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应，数据如下表：

下列判断中不正确的是(　D　)

A．K1＝

B．K2＝K3，且n3＝2n2

C．初始反应速率：实验3>实验2>实验1

D．实验2中平衡时的c(COS)≈0.028 6 mol·L－1

解析：达到平衡时n(COS)＝0.020 0 mol，则有

H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)

  0.100   0.100      0       0

  0.090 0  0.090 0  0.010 0  0.010 0

则平衡常数K1＝＝，A正确。实验2和3的温度均为T2，平衡常数相等，则有K2＝K3；实验2和3中起始CO2、H2S的物质的量之比均为1∶1，则达到平衡时二者的转化率相等，从而推知n3＝2n2，B正确。该反应的ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，由于K1<K2，则有T1<T2，实验1和2相比，起始反应物的量相同，温度越高，反应速率越快，则初始反应速率：实验2>实验1；实验2和3相比，温度均为T2，但实验3中起始反应物的量大，反应物的浓度越大，反应速率越快，则初始反应速率：实验3＞实验2，C正确。实验2的平衡常数K2＝，设平衡时c(COS)＝x，则有K2＝＝，解得x＝0.014 3 mol·L－1，D错误。

5．(2019·湖北武汉模拟)已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数和温度的关系如下：

现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ，在Ⅰ中充入1 mol A和1 mol B，在Ⅱ中充入1 mol C和1 mol D,800 ℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是(　C　)

A．容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等

B．容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同

C．该反应的正反应是放热反应

D．容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小

解析：由平衡常数与温度的关系可知，该反应的正反应是放热反应，C正确；由于反应体系是绝热体系，则容器Ⅰ达到平衡时的温度比容器Ⅱ高，故其平衡常数小，平衡时压强大，A、B错误；容器Ⅰ比容器Ⅱ温度高，故平衡时A的浓度容器Ⅰ大于容器Ⅱ，D错误。

6．(2019·山东青岛模拟)T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是(　C　)

A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4

B．c点没有达到平衡，此时反应逆向进行

C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃

D．T ℃时，直线cd上的点均为平衡状态

解析：由A(g)＋B(g)C(s)  ΔH<0知，平衡常数K＝＝＝0.25，A错误；依据图象可知，c点浓度商Q<K，反应正向进行，B错误；反应是放热反应，若c点为平衡点，此时平衡常数小于T ℃平衡常数，说明平衡逆向移动了，故温度高于T ℃，C正确；T ℃时曲线上各点处于平衡状态，c点不在曲线上，D错误。

7．(2019·柳州模拟)某绝热恒容容器中充入2 mol·L－1 NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1。下列分析不正确的是(　C　)

A．5 s时NO2的转化率为75%

B．0～3 s时v(NO2)增大是由于体系温度升高

C．3 s时化学反应处于平衡状态

D．9 s时再充入N2O4，平衡后K较第一次平衡时大

解析：分析图象知5 s时二氧化氮变化浓度＝2 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝1.5 mol·L－1，所以5 s时NO2的转化率为×100%＝75%，A选项正确；依据反应是放热反应，在绝热恒容容器中，反应放出热量温度升高，反应速率增大，B选项正确；3 s时二氧化氮反应速率最大，但随时间变化，速率减小，在7 s后二氧化氮浓度不变，说明反应达到平衡状态，C选项错误；9 s时反应达到平衡状态，加入N2O4，平衡逆向进行，体系温度降低，平衡正向移动，平衡常数增大，D选项正确。

8．(2019·湖南H11教育联盟联考)某温度下，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)(正反应放热)。下列说法中正确的是(　D　)

A.容器Ⅱ达平衡所需的时间为4 min，则v(Br2)＝0.05 mol/(L·min)

B．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比为2∶1

C．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动

D．达平衡时，容器Ⅱ中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的小

解析：容器Ⅰ中2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)

c(始)/mol·L－1     0.3    0.15       0.1

c(变)/mol·L－1     0.1    0.05       0.1

c(平)/mol·L－1     0.2    0.1        0.2

K＝＝10

容器Ⅱ中　    2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)

c(始)/mol·L－1   0.4       0.2        0

c(变)/mol·L－1   2x        x        2x

c(平)/mol·L－1   0.4－2x  0.2－x     2x

K＝＝10，解得x＝0.1，v(Br2)＝0.1 mol·L－1/4 min＝0.025 mol/(L·min)，A项错误；将容器Ⅰ、容器Ⅲ的生成物全部转化成反应物，容器Ⅰ的投料相当于容器Ⅲ的2倍，达平衡时，容器Ⅰ相当于对2个容器Ⅲ进行加压，平衡正向移动，容器Ⅰ与容器Ⅲ中的总压强之比小于2∶1，B项错误；升高温度，逆反应速率增大，正反应速率也增大，C项错误；将容器Ⅱ、容器Ⅲ的生成物全部转化成反应物，容器Ⅱ的投料相当于容器Ⅲ的2倍，达平衡时，容器Ⅱ相当于对2个容器Ⅲ进行加压，平衡正向移动，容器Ⅱ中c(Br2)减小，c(NOBr)增大，容器Ⅱ中c(Br2)/c(NOBr)比容器Ⅲ中的小，D项正确。

9．(2019·福州模拟)某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是(　B　)

A.该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝

B．其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0

C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动

D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡

解析：由表知，X、Y是反应物，W是生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，化学方程式为2X＋Y3W，反应的平衡常数表达式是K＝，A错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应的ΔH<0，B正确；使用催化剂，平衡常数不变，C错误；混合气体密度一直不变，密度不变不能说明反应已达到平衡，D错误。

10．(2019·聊城模拟)利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。

下列说法正确的是(　B　)

A．上述正反应为吸热反应

B．15 ℃时，反应[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)2Ac＋CO＋NH3的平衡常数为2×10－5

C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率升高

D．醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响

解析：根据提供的数据，温度降低，平衡常数增大，说明温度降低，平衡向正反应方向移动，则正反应方向为放热反应，A项错误；[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)2Ac＋CO＋NH3为Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO的逆反应，平衡常数互为倒数，则15 ℃时[Cu(NH3)3]Ac·COCu(NH3)2Ac＋CO＋NH3的平衡常数K＝＝2×10－5，B项正确；减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率降低，C项错误；增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于CO的吸收，D项错误。

11．(2019·黑龙江哈尔滨三中验收)可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)，反应过程中混合物中C的百分含量与温度的关系如图所示，下列说法正确的是(　C　)

A．正反应速率：v(T3)>v(T4)>v(T2)

B．化学平衡常数：K(T4)>K(T3)

C．由T1向T2变化时，v正>v逆

D．该可逆反应的正反应为吸热反应

解析：温度升高：反应速率加快，故正反应速率v(T4)>v(T3)>v(T2)，A错误。由图可知，T3时C的百分含量达最大值，随后升高温度，C%减小，说明平衡逆向移动，平衡常数减小，则平衡常数K(T4)<K(T3)，B错误。T3之前是平衡建立过程，此时反应正向进行，则有v正>v逆，C正确。T3达到平衡状态后，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，则有ΔH<0，该反应的正反应是放热反应，D错误。

12．(2019·湖南醴陵联考)在容积一定的密闭容器中，充入一定量的NO和足量碳发生化学反应C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是(　B　)

A．该反应的ΔH>0

B．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正>v逆

C．若状态B、C、D的压强分别为 pB，pC，pD，则有pC＝pD>pB

D．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2

解析：由图可知，温度越高，平衡时c(NO)越大，说明升高温度，平衡逆向移动，则有ΔH<0，A错误。T2时达到平衡状态，c(NO)处于B点，若反应体系处于状态D，此时反应正向进行，使c(NO)最终减小到B点状态，则有v正>v逆，B正确。该反应前后气体体积不变，压强和温度成正比例关系，B和D点的温度均为T2，则有pD＝pB；C点温度高于D点，则有pC>pD，综上可得压强：pC>pD＝pB，C错误。该反应的ΔH<0，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于T1<T2，则有K1>K2，D错误。

13．(2019·河南郑州外国语学校调研)在体积均为1.0 L的两个恒容密闭容器中分别加入足量的相同碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是(　C　)

A．化学平衡常数K：K(状态Ⅰ)<K(状态Ⅱ)<K(状态Ⅲ)

B．CO2的平衡转化率α：α(状态Ⅰ)<α(状态Ⅱ)＝α(状态Ⅲ)

C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)

D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅱ)

解析：由图可知，在起始n(CO2)一定时，升高温度，CO2的平衡浓度减小，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0；平衡常数只与温度有关，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，由于温度T(状态Ⅰ)<T(状态Ⅱ)＝T(状态Ⅲ)，则平衡常数K(状态Ⅰ)<K(状态Ⅱ)＝K(状态Ⅲ)，A错误。温度一定时，增加起始n(CO2)，平衡正向移动，但CO2的转化率减小，故CO2的平衡转化率α(状态Ⅱ)<α(状态Ⅲ)，B错误。状态Ⅱ通入0.2 mol CO2，状态Ⅲ通入0.1 mol CO2，且状态Ⅱ、Ⅲ的温度相同，则状态Ⅲ与状态Ⅱ相比，相当于将状态Ⅱ中容器的容积扩大为原体积的2倍，是等效平衡，而扩大容积、减小压强时，平衡正向移动，c(CO)大于原平衡时的，故体系中，c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，C正确。温度越高，正、逆反应速率越快，由于状态Ⅱ的温度高于状态Ⅰ，则逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅱ)，D错误。

14．(2019·江西名校学术联盟质量检测)(节选)为了缓解温室效应，科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。

方案Ⅱ：利用CO2制备CH4

300 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8 mol H2，发生反应CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH4，混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。

(3)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)＝________。

②300 ℃时，反应的平衡常数K＝________。

③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，重新达到平衡时CH4的浓度______(填字母)。

A．等于0.8 mol·L－1

B．等于1.6 mol·L－1

C．0.8 mol·L－1<c(CH4)<1.6 mol·L－1

D．大于1.6 mol·L－1

(4)300 ℃时，如果该容器中有1.6 mol CO2、2.0 mol H2、5.6 mol CH4、4.0 mol H2O(g)，则v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)。

(5)已知：200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8，则ΔH4________0(填“>”“<”或“＝”)。

解析：(3)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)＝4v(CH4)＝×4＝0.32 mol·L－1·min－1。

②　        CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)

起始(mol·L－1)  1      4          0      0

反应(mol·L－1)  0.8    3.2        0.8     1.6

平衡(mol·L－1)  0.2   0.8         0.8     1.6

300 ℃时，反应的平衡常数K＝＝25。

③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时CH4的浓度大于1.6 mol·L－1。(4)Qc＝＝14<K＝25，反应正向进行，v正>v逆。(5)200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8，说明升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH4<0。

答案：(3)①0.32 mol·L－1·min－1　②25　③D

(4)>　(5)<

15．(2019·河南洛阳模拟)在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：

(1)该反应正反应为________(填“吸”或“放”)热反应，温度为T5℃时，该反应耗时40 s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为________。

(2)其他条件不变，如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(选填字母)。

a．一定向逆反应方向移动

b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c．一定向正反应方向移动

d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：

____________________________________________________。

(4)保持温度、体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g。

解析：(1)T5 ℃时，c(CO2)＝0.20 mol·L－1，K＝c(CO2)＝0.20。(2)K值增大，说明条件变化是升高温度，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率。(4)体积不变，增大c(CO2)，平衡左移，CaCO3质量增大，CaO质量减小；由于温度不变，K不变，所以c(CO2)不变。(5)保持体积、温度不变，充入N2，平衡不移动，c(CO2)仍等于0.20 mol·L－1，其物质的量为0.4 mol，所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol－0.4 mol＝0.1 mol，其质量为10 g。

答案：(1)吸　0.20　(2)bc

(3)随着温度升高，反应速率增大，达到平衡所需要的时间变短

(4)增大　减小　不变　(5)10