专题28化学平衡常数反应方向性教师版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题28化学平衡常数反应方向性1．温度为T1时，向容积为2L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H=－41kJ/mol。数据如下，下列说法不正确．．．的是容器甲乙反应物COH2OCOH2O起始时物质的量（mol）1.20.62.41.2平衡时物质的量（mol）0.80.2abA．甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4kJB．T1时，反应的平衡常数K甲=1C．平衡时，乙中CO的浓度是甲中的2倍D．乙容器中，平衡时CO的转化率约为75%【答案】D【解析】A.甲容器中平衡时，消耗的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H=－41kJ/mol，可知平衡时放出热量为：41kJ/mol×0.4mol=16.4kJ，故A正确；B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始（mol）1.20.600转化（mol）0.40.40.40.4平衡（mol）0.80.20.40.4在T1达到平衡状态时甲容器中，c(CO)=0.4mol/L，c(H2O)=0.1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L，c(H2)=0.2mol/L，则该温度下反应的平衡常数K甲=0.2×0.2/0.4×0.1=1，故B正确；C.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，则甲、乙互为等效平衡，达到平衡时反应物转化率相等，则0.8/1.2=a/2.4，解得a=1.6，故C正确；D.根据C项可知a=1.6，乙容器中，平衡时CO的转化率为2.41.62.4×100％≈33％，故D错误D。2．CH4与CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol−1。现向2L恒容密闭容器中充入2molCH4和2molCO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数（φ）随温度变化如下表所示：温度体积分数：φ(CH4)体积分数：φ(CO)T1aaT2cb测得：b＞a＞c，下列说法正确的是A．T1大于T2B．T1时该反应的平衡常数为49mol2·L−2C．T1时向2L恒容密闭容器中充入1molCH4和1molCO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为2aD．T1时向2L恒容密闭容器中充入等物质的量CH4、CO2、CO、H2进行催化重整反应，此时反应一定正向移动【答案】B【解析】A项、该反应为吸热反应，b＞a＞c，平衡向正反应方向移动，条件是温度升高，T2大于T1，故A错误；B项、假设CH4转化了xmol，由题意建立如下三段式：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)起始：2mol2mol00变化：xmolxmol2xmol2xmol平衡：(2−x)mol(2−x)mol2xmol2xmol根据题意得：(2−x)mol=2xmol，解得x=2∕3mol，则平衡常数K=22242c(H)c(CO)c(CH)c(CO)=2222()()332233=49mol2·L−2，故B正确；C项、T1时向1L密闭容器中充入1molCH4和1molCO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为a，现在体积扩大为2L，单位体积的气体分子数减小，平衡向正反应方向移动，φ(CO)大于2a，故C错误；D项、假设此时等物质的量为ymol，浓度熵Q=22242c(H)c(CO)c(CH)c(CO)=22yy()()22yy×22=2y()2，当起始四种物质的物质的量都为43mol时，恰好达到平衡状态；当起始四种物质的物质的量都大于43mol时，Q大于平衡常数K，反应向逆反应方向移动，当起始四种物质的物质的量都小于43mol时，Q小于平衡常数K，反应向正反应移动，故D错误。3．一定温度下，将0.16molX和0.16molY加入10L的恒容密闭容器中，发生反应X(s)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()A．温度升高，此反应的化学平衡常数K＞0.36B．当容器内气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态C．反应前2min的平均反应速率v(Z)＝4.0×10－3mol·L－1·min－1D．其他条件不变，再充入0.6molZ，平衡时Z的体积分数增大【答案】B【解析】A．由表中数据可知，7min与9min时n(Y)相等，说明7min时反应达到平衡状态，平衡时，Y为0.1mol，反应的Y为0.06mol，根据X(s)＋2Y(g)2Z(g)，生成的Z为0.06mol，该温度下此反应的平衡常数K==0.36，又该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K＜0.36，故A错误；B．该反应属于气体质量增大的反应，反应容器的容积不变，当容器内气体的密度不变时，表示反应达到化学平衡状态，故B正确；C．反应前2min内，v(Z)＝v(Y)==2.0×10-3mol•L-1•min-1，故C错误；D．其他条件不变，再充入0.6molZ，相当于增大压强，由于反应前后气体的体积不变，则平衡不移动，Z的体积分数不变，故D错误。4．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3-(aq)。某I2、KI混合溶液中，I3-的物质的量浓度[c(I3-)]与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A．反应I2(aq)＋I－(aq)=I3-(aq)的ΔH0B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C．若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大【答案】B【解析】A项、由图可知，随温度升高，c(I3-)浓度减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH0，故A错误；B项、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，则K1K2，故B正确；C项、D点没有达到平衡，c(I3-)比平衡时要小(要向A点移动)，即反应要向右进行，所以此时υ正υ逆，故C错误；D项、由图知，c(I3-)：状态A状态B，则c(I2)为：状态A状态B，故D错误。5．工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)。已知在25℃时：①C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1＝−111kJ·mol−1②H2(g)+12O2(g)==H2O(g)ΔH2＝−242kJ·mol−1③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3＝−394kJ·mol−1下列说法不正确．．．的是A．25℃时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小C．反应①达到平衡时，每生成1molCO的同时生成0.5molO2D．反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO−H键所放出的能量少484kJ【答案】B【解析】A.根据盖斯定律③－②－①得CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1，故A正确；B.平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C.反应①，每生成1molCO的同时生成0.5molO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D.焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。6．钨（W）在高温下可缓慢升华。碘钨灯中封存的碘蒸气能发生反应：W(s)+I2(g)WI2(g)，利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上。对于该过程的理解不正确．．．的是A．工作时，电能转化为光能和热能B．工作时，在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数C．W(s)+I2(g)WI2(g)为放热反应D．碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命【答案】B【解析】A、碘钨灯工作时，发光、发热，电能转化为光能和热能，故A正确；B、工作时，利用灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，W在高温下缓慢升华，在灯泡壁上发生反应W(s)+I2(g)WI2(g)，平衡常数K1=和灯丝上发生反应WI2(g)W(g)+I2(g)的平衡常数K2=，K1K2不是互为倒数，故B错误；C、利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，说明升高温度，化学平衡向吸热方向移动，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故C正确；D、扩散到灯泡壁（低温区）的钨与I2（g）发生反应生成WI2（g），WI2（g）扩散到灯丝（高温区）重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长钨丝使用寿命，故D正确。7．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：22SCl(橙黄色液体2)Cl(气2)2SCl(鲜红色液体1)H61.16kJmol。下列说法正确的是()A．达到平衡时，单位时间里消耗nmol22SCl的同时也生成n2molClB．增大压强，平衡常数将增大C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高【答案】A【解析】A、根据方程式可知单位时间里消耗nmolS2Cl2的需要消耗nmolCl2，同时生成nmolCl2，Cl2的生成与消耗的物质的量相同，反应处于平衡状态，选项A正确；B、平衡常数只与温度有关系，增大压强平衡常数不变，选项B错误；C、正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，氯气的含量增大，选项C错误；D、加入氯气，平衡向正反应方向移动，S2Cl2的转化率增大，氯气的转化率降低，选项D错误。8．一定条件下存在反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，各容器中充入的物质的物质的量如下表，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是容器充入容器中的物质的物质的量Ⅰ1molCO和1molH2OⅡ1molCO2和1molH2Ⅲ2molCO和2molH2OA．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1【答案】D【解析】A.在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1molH2，刚开始时，容器I中正反应速率最大，容器II中正反应速率为零，达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，所以容器Ⅰ中的正反应速率大于容器Ⅱ中正反应速率，A错误；B.容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，所以化学平衡常数K(I)K(III)，B错误；C.容器Ⅰ从正反应方向开始，容器III从逆反应方向开始，由于该反应的正反应为放热反应，所以反应达到平衡时，容器Ⅰ的温度高于容器II，升高温度，化学平衡逆向移动，因此I中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多，C错误；D.根据选项C可知容器I、II的温度不相同，容器I的温度高于700℃，容器II温度低于700℃。若容器II的温度也是700℃，一个从正反应方向开始，一个从逆反应方向开始，I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1，但容器II温度低于700℃，降低温度，平衡正向移动，使CO2的转化率降低，因此容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1，D正确。9．下列有关平衡常数的说法中，正确的是