22化学平衡常数 高考化学一轮复习课时作业含解析新人教版

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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＝eq \f(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(ml)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)＝0.2ml·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＝eq \f(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·ml－1 ΔH2＝－78.3kJ·ml－1
B．ΔH1＝178.32kJ·ml－1ΔH2＝－78.3kJ·ml－1
C．ΔH1＝－178.32kJ·ml－1ΔH2＝78.3kJ·ml－1
D．ΔH1＝178.32kJ·ml－1ΔH2＝78.3kJ·ml－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：
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
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)Ieq \\al(－,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0.1ml·L－1CO2、0.1ml·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
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eq \f(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
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·ml－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3ml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eq \f(nH2,nCO)的关系如图1所示。
①当起始eq \f(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0.4ml，达到新平衡时H2的转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当eq \f(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。
(2)在一容积可变的密闭容器中充有10mlCO和20mlH2。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。
(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22 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·ΔS<0时，反应可自发进行，D正确。
答案：D
2．解析：K只随温度的改变而改变，除改变温度外，改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。
答案：A
3．解析：0～2min内，A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4ml、0.5ml、0.6ml、0.4ml。A、B的物质的量减少，应为反应物，C、D的物质的量增加，应为生成物，故该可逆反应为4A(g)＋5B(g)6C(g)＋4D(g)。选项A，0～2min内，v(A)＝eq \f(\f(0.4ml,2L),2min)＝0.1ml·L－1·min－1。选项B，从图像上看，2～3min的图像斜率变大，说明化学反应速率增大，反应加快，增大压强、加入催化剂、升高温度等均可。选项C,3min时反应达到平衡状态，体系压强不再改变。选项D，增加生成物D的浓度也能使A的反应速率增大。
答案：C
4．解析：A项，升温，正、逆反应速率均增大，不正确；B项，该化学平衡常数表达式为eq \f(cCO,cCO2)，故不正确；C项，升温，平衡常数增大，表明平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应，故正确；D项，增大反应物浓度，平衡常数不变，故不正确。
答案：C
5．答案：B
6．解析：同温下，增大压强，平衡逆向移动，平衡时G的体积分数变小，故可知54.0>a>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aml，转化率为x，则平衡时G的物质的量为2axml，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)＝0.02ml·L－1，c(CO2)＝0.02ml·L－1，c(CO)＝0.16ml·L－1，c(H2)＝0.16ml·L－1，即平衡常数K＝eq \f(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1ml，反应的氨气的物质的量为xml，则eq \f(\f(x,2),1＋x)＝0.1，解得x＝eq \f(1,4)，因此氨气的转化率为eq \f(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＝eq \f(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。
答案：B
11．答案：(1)①0.12ml·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eq \f(0.4a,0.2a＋0.4a)×100%≈66.7%。N2O4的分压p(N2O4)＝100kPa×66.7%＝66.7kPa。Kp＝eq \f(pN2O4,p2NO2)＝eq \f(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%×eq \f(1,2)＝0.6VmL。
答案：(1)B (2)66.7% 66.7 eq \f(pN2O4,p2NO2)＝eq \f(100×66.7%,[100×1－66.7%]2)≈0.06 (3)0.6V 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