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化学平衡常数化学反应进行的方向(时间:45分钟)一、选择题1.下列对熵的理解不正确的是()A.同种物质气态时熵值最大,固态时熵值最小B.体系越有序,熵值越小;越混乱,熵值越大C.与外界隔离的体系,自发过程将导致体系的熵减小D.25℃、1.01×105Pa时,2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)是熵增的反应解析:体系都有从有序自发转变为无序的倾向,此过程为熵增过程,故C错误。答案:C3.下列有关说法不正确的是()A.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH0B.CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH0C.一定温度下,反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)的ΔH0,ΔS0D.常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0解析:A项,根据该反应中各物质的聚集状态可知,该反应的ΔS0,在室温下该反应能自发进行,则该反应为放热反应,正确;B项,不能自发进行说明该反应ΔG=ΔH-TΔS0,该反应ΔS0,ΔH0,错误;C项,该反应吸热,ΔH0,反应物为液体,有气态物质生成,所以ΔS0,正确;D项,该反应常温下不能自发进行,则ΔH-TΔS0,又因为反应熵增即ΔS0,则可判断ΔH0,正确。答案:B3.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH0T1温度下的部分实验数据为:t/s050010001500c(N2O5)/mol/L5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A.500s内N2O5分解速率为2.96×10-3mol/(L·s)B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1000s时转化率为50%C.其他条件不变时,T2温度下反应到1000s时测得N2O5(g)浓度为2.98mol/L,则T1T2D.T1温度下的平衡常数为K1,T3温度下的平衡常数为K3,若K1K3,则T1T3解析:v(N2O5)=(5.00-3.52)mol/L500s≈2.96×10-3mol/(L·s),A正确;1000s后N2O5的浓度不再发生变化,即达到了化学平衡,列出三种量如下:2N2O54NO2+O2起始(mol/L)5.0000平衡(mol/L)2.505.001.25则K=c4(NO2)·c(O2)c2(N2O5)=(5.00)4×1.25(2.50)2=125,α(N2O5)=2.505.00×100%=50%,B正确;T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的浓度,则改变温度使平衡逆向移动了,逆向是放热反应,则降低温度平衡向放热反应方向移动,即T2T1,C错误;对于吸热反应来说,T越高,K越大,若K1K3,则T1T3,D正确。答案:C4.T℃时,在VL恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1molI2(g),发生反应TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)ΔH>0。tmin时生成0.1molTaI4。下列说法中正确的是()A.0~tmin内,v(I2)=0.1tVmol·L-1·min-1B.若T℃时反应的平衡常数K=1,则平衡时I2的转化率为23C.图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2(g)D.图中T1端得到纯净TaS2晶体,则温度T1>T2解析:A选项,Δc(I2)=2Δc(TaI4)=2×0.1molVL,错误;B选项,依据三段式进行计算:TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g)始态(mol·L-1)1V00反应的量(mol·L-1)2xxx平衡(mol·L-1)1V-2xxxK=x21V-2x2=1,x=13V,B选项正确;由反应方程式知,右端升高温度平衡右移,生成气体TaI4,在左端降低温度反应逆向进行,生成纯净的TaS2(s),循环利用的是I2(g),C、D选项错误。答案:B5.(2015·安徽高考调研)可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)+4D(g)ΔH0,在恒容密闭容器中达到平衡后,改变某一条件,下列图象正确的是()解析:该反应是吸热反应,升温平衡正向移动,则平衡常数K应增大,A错;增大压强平衡逆向移动,则B的转化率降低,B错;催化剂不能使化学平衡发生移动,则D的产率不变,C错;化学平衡常数只受温度影响,与反应物的量无关,D正确。答案:D6.O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:反应①O3O2+[O]ΔH>0平衡常数为K1;反应②[O]+O32O2ΔH<0平衡常数为K2;总反应:2O33O2ΔH<0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A.降低温度,K减小B.K=K1+K2C.适当升温,可提高消毒效率D.压强增大,K2减小解析:A项,降温,总反应平衡右移,K应增大,错误;B项,K1=c(O2)·c([O])c(O3)、K2=c2(O2)c([O])·c(O3)、K=c3(O2)c2(O3)=K1·K2,错误;C项,升温,反应①右移,c([O])增大,提高消毒效率,正确;D项,对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,错误。答案:C7.(2015·天津卷)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-1解析:A.根据再次加入1molZ(g),平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应,因此m=2。B.由于温度没有变化,故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物,因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变,因此反应后气体的物质的量与反应前一样,都为4mol,而平衡后Z的体积分数为10%,故平衡时Z的物质的量为4mol×10%=0.4mol,容器体积为2L,则Z的浓度为0.2mol·L-1。答案:D二、非选择题8.(高考组合题)(1)(2014·北京卷)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。①比较p1、p2的大小关系:____________。②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是____________。解析:反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应为气体总分子数减小的反应,在温度相同时,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,结合NO的平衡转化率与压强的变化曲线可知,p1p2。由图可知,压强一定时,温度升高,NO的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则该反应的正向ΔH0,所以随着温度升高,该反应平衡常数减小。答案:①p1p2②减小(2)(2014·重庆卷)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为amol·L-1,平衡时苯的浓度为bmol·L-1,该反应的平衡常数K=____________。解析:平衡时,H2浓度为3bmol·L-1,环己烷的浓度为(a-b)mol·L-1,则K=c(苯)·c3(H2)c(环己烷)=bmol·L-1×(3bmol·L-1)3(a-b)mol·L-1=27b4a-bmol3·L-3。答案:27b4a-bmol3·L-3(3)(2014·山东卷)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1ΔH10(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2ΔH20(Ⅱ)①4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=____________(用K1、K2表示)。②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=___________mol,NO的转化率α1=_____________。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2____α1(填“”“”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是________。解析:①观察题给的三个方程式可知,题目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故该反应的平衡常数K=K21K2。②由题给数据可知,n(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol。2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始/mol0.20.10转化(10min内)/mol0.150.0750.15平衡/mol0.050.0250.15故n(Cl2)=0.025mol,NO的转化率α1=0.15mol0.2mol×100%=75%。其他条件保持不变,由恒容条件(2L)改为恒压条件,因该反应是气体分子数减小的反应,平衡正向移动,NO的转化率增大,即α2α1;平衡常数只是温度的函数,故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小,平衡应逆向移动,因为反应(Ⅱ)是放热反应,故应升高温度。答案:①K21/K2②2.5×10-275%不变升高温度9.(2015·湖南衡阳六校联考)如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。(1)科学家利用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理,进行如下实验:某温度下,在容积为2L的密闭容器中充入1molCO2和3.25molH2,在一定条件下反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。①从反应开始到3min时,氢气的平均反应速率v(H2)=________。②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是______(填字母)。A.在原容器中再充入1molCO2B.在原容器中再充入1molH2C.在原容器中充入1molHeD.使用更有效的催化剂E.缩小容器的容积F.将水蒸气从体系中分离出(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料,其热化学反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)ΔH=akJ·mol-1,在一定压强下,测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。①上述反应的a__________0(填“大于”或“小于”)。②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,则反应产生的热量________(填“增大”“减小”或“不变”)。③增大n(H2)n(CO2)的值,则生成乙醇的物质的量________(填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”)。解析:(1)①从反应开始到3min时,v(CO2)=(1.00mol-0.5mol)÷2L÷3min=0.253mol·L-1·s-1,根据反应的化学方程式:CO2+3H2CH3OH+H2O,化学计量数之比等于化学反应速率之比,则v(H2)=0.25mol·L-1·min-1。②在原容器中再充入1molH2,平衡右移;缩小容器的容积,压强增大,平衡右移;将水蒸气从体系中分离出,减小了水蒸气的浓度,平衡右移。(2)①上述反应中,升高温度,CO2的转化率降低,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,a0。②恒温下,向反应体系中加入固体催化剂,反应产生的热量不变,催化剂不能使平衡移动,不改变ΔH的大小。答案:
本文标题:2017年高考化学一轮复习第7章化学反应速率化学平衡第3讲化学平衡常数化学反应进行的方向习题
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