统考版高考化学一轮复习课时作业23化学平衡常数含答案

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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2 L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．0～2 min内，v(A)＝0.2 ml·L－1·5min－1
B．在2 min时，图像发生改变的原因只可能是增大压强
C．3 min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.
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( )
A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4
B．c点没有达到平衡，此时反应向逆反应方向进行
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
5．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(1 000 ℃)＞K(810 ℃)
上述①～④中正确的有( )
A．4个 B．3个
C．2个 D．1个
6．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)⇌I eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(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
7．在一恒容的密闭容器中充入0.1 ml·L－1 CO2、0.1 ml·L－1 CH4，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．1 100 ℃时该反应平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在Y点：v正＜v逆
8．某温度下，在起始压强为80 kPa的刚性容器中，发生NO的氧化反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g) ΔH，该反应的反应历程分两步进行，其速率方程和反应过程中能量变化如下：
①2NO(g)⇌N2O2(g) v1正＝k1正c2(NO)
v1逆＝k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)
v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2) v2逆＝k2逆c2(NO2)
下列说法正确的是( )
A．NO氧化反应速率快慢的决定步骤的活化能是E5－E3
B．一定温度下，2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)平衡常数表达式K＝ eq \f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)
C．升高温度，NO氧化反应的化学平衡向正反应方向移动
D．该温度下，将等物质的量的NO和O2混合反应(忽略2NO2⇌N2O4)，NO的平衡转化率为40%时，该反应的平衡常数Kp＝ eq \f(1,80) kPa－1
9．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2 L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．1 150 ℃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
10．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＝－574.4 kJ·ml－1。
(1)在T1时，向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 ml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5 min反应达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5 min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0.4 ml，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10 ml CO和20 ml H2。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10 L，则在平衡状态B时容器的体积为________L。
课时作业23 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：0～2 min内，A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 ml、0.5 ml、0.6 ml、0.4 ml。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，0～2 min内，v（A）＝ eq \f(\f(0.4 ml,2 L),2 min) ＝0.1 ml·L－1·min－1。选项B，从图像上看，2～3 min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，3 min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：根据平衡常数的表达式并结合图中曲线可知，K＝ eq \f(1,c（A）·c（B）) ＝ eq \f(1,4) ，故A错误；c点没有达到平衡，如果达到平衡，应向d点移动，A、B的浓度降低，说明平衡向正反应方向移动，故B错误；如果c点达到平衡，此时的平衡常数小于T ℃时的平衡常数，说明平衡向逆反应方向移动，即温度升高，故C正确。
答案：C
5．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 ℃、2.0 MPa下，设E的起始物质的量为a ml，转化率为x，则平衡时G的物质的量为2ax ml，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
6．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
7．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；1 100 ℃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）＝0.02 ml·L－1，c（CO2）＝0.02 ml·L－1，c（CO）＝0.16 ml·L－1，c（H2）＝0.16 ml·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
8．解析：整体的反应速率取决于慢反应，活化能越大，反应速率越慢，据图可知活化能大的步骤为第二步反应，活化能为E4－E2，故A错误；2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）平衡常数表达式K＝ eq \f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）) ＝ eq \f(c（N2O2）,c2（NO）) · eq \f(c2（NO2）,c（N2O2）·c（O2）) ，而对于反应①平衡时正逆反应速率相等，即k1正c2（NO）＝k1逆c（N2O2），所以K1＝ eq \f(c（N2O2）,c2（NO）) ＝ eq \f(k1正,k1逆) ，同理可得反应②的平衡常数K2＝ eq \f(c2（NO2）,c（N2O2）·c（O2）) ＝ eq \f(k2正,k2逆) ，所以K＝K1·K2＝ eq \f(k1正·k2正,k1逆·k2逆) ，故B正确；据图可知该反应的反应物总能量高于生成物总能量，所以为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故C错误；设等物质的量的NO和O2分别为40 ml，NO的平衡转化率为40%，列三段式有
2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）
起始（ml） 40 40 0
转化（ml） 16 8 16
平衡（ml） 24 32 16
刚性容器中气体的压强比等于物质的量之比，起始气体的总物质的量为80 ml，压强为80 kPa，则平衡时p（NO）＝24 kPa，p（O2）＝32 kPa，p（NO2）＝16 kPa，Kp＝ eq \f(p2（NO2）,p（O2）·p2（NO）) ＝ eq \f(162,32×242) ＝ eq \f(1,72) （kPa－1），故D错误。
答案：B
9．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，1 150 ℃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
10．答案：（1）①0.12 ml·L－1·min－1 增大 ②F
（2）①KA＝KB＞KC ②2