一輪復習精品資料(高中)PAGE1-化學平衡常數化學反應的方向及工業合成氨基礎鞏固1.(2020湖北武漢月考)某化學反應的ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=231J·mol-1·K-1,則此反應在下列哪種情況下可自發進行()A.在任何溫度下都能自發進行B.在任何溫度下都不能自發進行C.僅在高溫下自發進行D.僅在低溫下自發進行2.(2020湖北武漢聯考)下列敘述正確的是()A.反應物分子間發生碰撞一定能發生化學反應B.反應過程的自發性可判斷過程發生的速率C.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發進行,則該反應的ΔH<0D.反應2H2(g)+O2(g)2H2O(l)的熵變ΔS>03.(2020河北邢臺聯考)只改變一個影響化學平衡的因素,平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述不正確的是()A.K值不變,平衡可能移動B.平衡向右移動時,K值不一定變化C.K值有變化,平衡一定移動D.相同條件下,同一個反應方程式中的化學計量數增大2倍,K值也增大2倍4.(2020湖南長沙中學月考)已知:反應mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0,m+n>q,在密閉容器中反應達到平衡時,下列說法不正確的是()A.恒容時通入稀有氣體(不參與反應)使壓強增大,平衡不移動B.縮小容器容積,增大壓強,反應速率加快且可以提高Z的產率C.恒壓時,增加一定量Z(g),混合氣體的平均相對分子質量變大D.恒容時增加X的物質的量,Y的轉化率增大5.反應mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH<0,在一定溫度下,平衡時B的體積分數(B%)與壓強變化的關系如圖所示,下列敘述中一定正確的是()①m+n>p②x點表示的正反應速率大于逆反應速率③x點比y點時的反應速率慢④n>p⑤若升高溫度,該反應的平衡常數增大A.只有①②⑤B.只有②④C.只有②③ D.只有①③⑤6.加熱N2O5依次發生的分解反應為①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到t℃,達到平衡狀態后O2為9mol,N2O3為3.4mol。則t℃時反應①的平衡常數為()A.8.5B.9.6 C.10.2D.10.77.(2020浙江杭州月考)工業上合成氨是在一定條件下進行如下反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.44kJ·mol-1。回答下列問題:(1)寫出該反應的化學平衡常數表達式:,隨著溫度的升高,K值(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)平衡常數K值越大,表明(填字母)。

A.N2的轉化率越高 B.NH3的產率越大C.原料中N2的含量越高 D.化學反應速率越快(3)對于合成氨反應而言,下列有關圖像一定正確的是(填字母)。

能力提升8.(2020四川成都月考)在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY,發生反應的化學方程式為2X(g)+Y(g)3Z(g),反應過程持續升高溫度,測得X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列判斷正確的是()A.Q點時,Y的轉化率最大B.升高溫度,平衡常數增大C.W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率D.平衡時充入Z,達到新平衡時Z的體積分數變大9.(2020北京石景山模擬)在某恒容密閉容器中進行如下可逆反應:2M(g)+N(g)W+2Q(g)ΔH<0,下列圖像正確且能表示該可逆反應達到平衡狀態的是()10.(2020河南南陽一中月考)甲醇(CH3OH)是綠色能源。工業上合成甲醇的原理為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定溫度下,在1L恒容密閉容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的體積分數與反應物投料比的關系如圖所示。下列說法正確的是()A.隨著反應的進行,混合氣體的密度變大B.圖像四個點中,c點處CH3OH的物質的量最大C.圖像四個點中,只有c點表示達到平衡狀態D.圖像中c點到d點,平衡向正反應方向移動11.(2020北京朝陽區模擬)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,發生反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數據:實驗序號溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列說法不正確的是()A.該反應的正反應為放熱反應B.實驗1中,前5min用CO表示的反應速率為0.16mol·L-1·min-1C.實驗2中,平衡常數為K=1D.實驗3與實驗2相比,改變的條件可能是溫度12.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)反應4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=(用K1、K2表示)。

(2)為研究不同條件對反應(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時反應(Ⅱ)達到平衡。測得10min內v(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=mol,NO的轉化率α1=。其他條件保持不變,反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉化率α2(填“>”“<”或“=”)α1,平衡常數K2(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是。

13.(2020廣東信宜中學月考)Ⅰ.工業上可用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示:化學反應平衡常數溫度/℃500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系,則K3=(用K1、K2表示)。500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時v(正)(填“>”“=”或“<”)v(逆)。

(2)在3L容積可變的密閉容器中發生反應②,已知c(CO)-反應時間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時刻分別改變一個條件,曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ時,改變的條件是。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時,改變的條件是。

Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇,反應原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇,平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。(1)p1(填“>”“<”或“=”)p2,理由是。

(2)該甲醇合成反應在A點的平衡常數K=(用a和V表示)。

(3)該反應達到平衡時,反應物轉化率的關系是CO(填“>”“<”或“=”)H2。

(4)下列措施中能夠同時滿足增大反應速率和提高CO轉化率的是(填字母)。

A.使用高效催化劑B.降低反應溫度C.增大體系壓強D.不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來拓展深化14.(2020吉林大學附屬中學月考)甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下。反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.58kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.77kJ·mol-1回答下列問題:(1)反應Ⅱ的ΔH2=,若反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數分別為K1、K2、K3,則K2=(用K1、K3表示)。

(2)在一定條件下向2L恒容密閉容器中充入3molH2和1.5molCO2,僅發生反應Ⅰ,實驗測得不同反應溫度下體系中CO2的平衡轉化率如下表所示。溫度500℃TCO2的平衡轉化率60%40%①T(填“高于”或“低于”)500℃。

②溫度為500℃時,該反應10min時達到平衡。a.用H2表示該反應的速率為。

b.該溫度下,反應Ⅰ的平衡常數K=。

課時規范練24化學平衡常數化學反應的方向及工業合成氨1.A反應自發進行需要滿足ΔH-TΔS<0,依據題干條件計算,ΔH-TΔS=-122kJ·mol-1-T×231×10-3kJ·mol-1<0,所以該反應在任何溫度下都能自發進行,故選A。2.C只有活化分子在合適取向時發生有效碰撞才能發生化學反應,A項錯誤;化學反應的自發性只能用于判斷反應的方向,不能確定反應過程發生的速率,B項錯誤;根據反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反應為熵減的反應,ΔS<0,在室溫下可自發進行,說明ΔH-TΔS<0,則ΔH<0,C項正確;反應2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔS<0,D項錯誤。3.D因改變壓強或濃度引起化學平衡移動時,K值不變,A項和B項均正確;K值只與溫度有關,K值發生了變化,說明體系的溫度改變,則平衡一定移動,C項正確;相同條件下,同一個反應方程式中的化學計量數增大到原來的2倍,K值應該變為原來的平方,D項錯誤。4.C恒容時通入稀有氣體,體系的壓強增大,但反應體系中各物質的濃度不變,則平衡不移動,A項正確。由于m+n>q,增大壓強,平衡正向移動,則Z的產率提高,B項正確。恒壓時,增加一定量Z(g),達到的新平衡與原平衡等效,各物質的濃度不變,則混合氣體的平均相對分子質量不變,C項錯誤。恒容時增大X(g)的物質的量,平衡正向移動,則Y的轉化率增大,D項正確。5.C根據圖像可知,隨著壓強的增大,B的含量增大,這說明增大壓強平衡向逆反應方向移動,即正反應方向是氣體體積增大的反應,因此n<p,①④不正確;x點B的含量大于相應壓強下達到平衡時B的含量,所以x點的正反應速率大于逆反應速率,②正確;y點的壓強大于x點的壓強,所以y點的反應速率大于x點的反應速率,③正確;升高溫度平衡向逆反應方向移動,平衡常數減小,⑤不正確。6.A設反應②消耗的N2O3的物質的量為x,反應①過程中共生成N2O3的物質的量為x+3.4mol,在反應①中N2O5分解了x+3.4mol,同時生成x+3.4molO2,在反應②中生成氧氣的物質的量為x。則(x+3.4mol)+x=9mol,求得x=2.8mol,所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol÷2L=0.9mol·L-1,c(N2O3)=3.4mol÷2L=1.7mol·L-1,c(O2)=9mol÷2L=4.5mol·L-1,則反應①的平衡常數K=1.7.〖答案〗(1)K=〖N(2)AB(3)ac〖解析〗:(1)工業上合成氨反應是放熱反應,隨著溫度的升高平衡逆向移動,平衡常數減小。(2)平衡常數K值越大反應進行的程度越大,正向進行程度越大,N2的轉化率越高,A正確;反應正向進行,生成的氨氣越多,NH3的產率越大,B正確;反應正向進行,原料中N2的含量減少,C錯誤;平衡常數越大,說明正向進行程度越大,但化學反應速率不一定越快,D錯誤。(3)升高溫度,平衡逆向移動,則氨氣的體積分數減小,但反應到達平衡的時間縮短,a正確;反應到達平衡時,各物質濃度變化量之比等于其化學計量數之比,氫氣與氨氣濃度變化量之比應為3∶2,且平衡時三者濃度不一定相等,b錯誤;使用催化劑能加快反應速率,縮短反應時間,但不影響平衡移動,c正確。8.A從開始到Q點是正向建立平衡的過程,反應物的轉化率逐漸增大,從Q點到M點升高溫度,平衡向左移動,反應物的轉化率降低,故Q點轉化率最大,A項正確;分析圖像,X的體積分數先減小到最低,這是化學平衡的建立過程,后增大,這是平衡的移動過程,升高溫度,X的體積分數增大,說明升溫平衡左移,平衡常數減小,B項錯誤;M點溫度高,故反應速率快,C項錯誤;平衡時再充入Z,達到的新平衡與原平衡是等效平衡,體積分數相等,D項錯誤。9.DA項,W的狀態不確定,若W為固態或液態時,氣體密度由大到小,圖像錯誤;若W為氣態,則在恒容容器中,氣體密度始終不變,圖像錯誤。B項,W的狀態不確定,所以氣體相對分子質量變化情況不確定,錯誤。C項,反應熱只與具體反應中各物質的化學計量數有關,與是否平衡無關。反應熱始終不變,不能作為化學平衡狀態的判斷依據。D項,無論W是否為氣體,產物Q的體積分數均由小到大,當Q的體積分數不變時,表明達到平衡狀態,D項正確。10.D反應前后的物質均是氣體,混合氣體的總質量不變,又因為是恒容容器,故氣體密度始終不變,A項錯誤;達到平衡,d點相當于c點平衡后,再增加氫氣的濃度,平衡向正方向移動,CO的平衡轉化率增大,CH3OH的物質的量最大,B項錯誤;曲線上的每個點都是不同反應物投料比下的平衡點,C項錯誤;d點相當于c點達到平衡后,繼續增大H2的物質的量,平衡向右移動,D項正確。11.D由表中數據計算可知,650℃和900℃時CO的轉化率分別為40%、20%,說明溫度越高,CO的轉化率越小,則該反應的正反應是放熱反應,A正確;實驗1中前5min生成1.6molCO2,同時消耗1.6molCO,則有v(CO)=1.6mol2L×5min=0.16mol·L-1·min-1,B正確;實驗2中達到平衡時,nCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度(mol·L轉化濃度(mol·L平衡濃度(mol·L則900℃時該反應的平衡常數K=〖CO2〗〖H2〗〖CO〗〖H12.〖答案〗(1)K12K〖解析〗:(1)觀察題給的三個方程式可知,題目所求的方程式可由(Ⅰ)×2-(Ⅱ)得到,故該反應的平衡常數K=K1(2)由題給數據可知,n(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol。2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)起始物質的量/mol 0.2 0.1 010min內轉化

的物質的量/mol 0.15 0.075 0.15平衡物質的量/mol 0.05 0.025 0.15故n(Cl2)=0.025mol;NO的轉化率α1=0.其他條件保持不變,由恒容條件(2L)改為恒壓條件,因該反應是氣體分子數減小的反應,平衡將正向移動,NO的轉化率增大,即α2>α1;平衡常數只與溫度有關,故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數不變;要使平衡常數減小,則平衡應逆向移動,因為反應(Ⅱ)是放熱反應,故應升高溫度。13.〖答案〗Ⅰ.(1)K1·K2>(2)加入催化劑將容器的容積(快速)壓縮至2LⅡ.(1)<甲醇的合成反應是分子數減少的反應,相同溫度下,增大壓強,CO的轉化率增大(2)12V2a2mol〖解析〗:Ⅰ.(1)觀察題給的三個方程式可知,由反應方程式①+②即可得反應方程式③,因此K3=K1×K2,代入數值,500℃時K3=2.5×1.0mol-2·L2=2.5mol-2·L2,此時的濃度商Q=0.3×0.150.83×0.1mol-2·L2≈0.88mol-2·L(2)Ⅰ變成Ⅱ,反應速率加快,但是達到平衡時CO的濃度不變,說明改變的條件只能加快反應速率,對平衡無影響,因此改變的條件是加入催化劑;Ⅰ變為Ⅲ,反應速率加快,CO濃度增大,改變的條件是將容器的容積(快速)壓縮至2L。Ⅱ.(1)根據勒夏特列原理,等溫下,增大壓強,平衡向正反應方向移動,CO的轉化率增大,即p1<p2。(2)A點時各組分的濃度分別是〖CO〗=a-0.75aVmol·L-1=0.25aVmol·L-1、〖H2〗=2a-2×0.75aVmol·L-1=0.5aVmol·L-1、(3)氫氣的轉化率為2×0.(4)催化劑只能加快反應速率,對化學平衡無影響,A錯誤;降低溫度,化學反應速率降低,B錯誤;增大壓強,化學反應速率增大,根據勒夏特列原理,增大壓強,化學平衡向體積減小的方向移動,即向正反應方向移動,C正確;分離出CH3OH,雖然化學平衡向正反應方向進行,CO的轉化率增大,但化學反應速率不能增大,D錯誤。14.〖答案〗(1)+41.19kJ·mol-1K(2)①高于②a.0.135mol·L-1·min-1b.200〖解析〗:(1)根據題目給的化學反應方程式和蓋斯定律可得,反應Ⅱ=反應Ⅰ-反應Ⅲ,因此ΔH2=ΔH1-ΔH3=-49.58kJ·mol-1-(-90.77kJ·mol-1)=+41.19kJ·mol-1,K2=K1(2)①反應Ⅰ是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,反應物轉化率降低,則T高于500℃。②根據“三段式”分析CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始濃度(mol·L轉化濃度(mol·L平衡濃度(mol·La.用H2表示該反應的速率為1.35mol·L-110min=0.135mol·L-1·min-1;b.化學平衡常數是在一定條件下,當可逆反應達到平衡狀態時,生成物濃度的冪之積與反應物濃度的冪之積的比值,因此根據化學反應方程式可知該溫度下,反應Ⅰ的平衡常數K=0.45×0.45化學平衡常數化學反應的方向及工業合成氨基礎鞏固1.(2020湖北武漢月考)某化學反應的ΔH=-122kJ·mol-1,ΔS=231J·mol-1·K-1,則此反應在下列哪種情況下可自發進行()A.在任何溫度下都能自發進行B.在任何溫度下都不能自發進行C.僅在高溫下自發進行D.僅在低溫下自發進行2.(2020湖北武漢聯考)下列敘述正確的是()A.反應物分子間發生碰撞一定能發生化學反應B.反應過程的自發性可判斷過程發生的速率C.反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室溫下可自發進行,則該反應的ΔH<0D.反應2H2(g)+O2(g)2H2O(l)的熵變ΔS>03.(2020河北邢臺聯考)只改變一個影響化學平衡的因素,平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述不正確的是()A.K值不變,平衡可能移動B.平衡向右移動時,K值不一定變化C.K值有變化,平衡一定移動D.相同條件下,同一個反應方程式中的化學計量數增大2倍,K值也增大2倍4.(2020湖南長沙中學月考)已知:反應mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0,m+n>q,在密閉容器中反應達到平衡時,下列說法不正確的是()A.恒容時通入稀有氣體(不參與反應)使壓強增大,平衡不移動B.縮小容器容積,增大壓強,反應速率加快且可以提高Z的產率C.恒壓時,增加一定量Z(g),混合氣體的平均相對分子質量變大D.恒容時增加X的物質的量,Y的轉化率增大5.反應mA(s)+nB(g)pC(g)ΔH<0,在一定溫度下,平衡時B的體積分數(B%)與壓強變化的關系如圖所示,下列敘述中一定正確的是()①m+n>p②x點表示的正反應速率大于逆反應速率③x點比y點時的反應速率慢④n>p⑤若升高溫度,該反應的平衡常數增大A.只有①②⑤B.只有②④C.只有②③ D.只有①③⑤6.加熱N2O5依次發生的分解反應為①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5,加熱到t℃,達到平衡狀態后O2為9mol,N2O3為3.4mol。則t℃時反應①的平衡常數為()A.8.5B.9.6 C.10.2D.10.77.(2020浙江杭州月考)工業上合成氨是在一定條件下進行如下反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.44kJ·mol-1。回答下列問題:(1)寫出該反應的化學平衡常數表達式:,隨著溫度的升高,K值(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)平衡常數K值越大,表明(填字母)。

A.N2的轉化率越高 B.NH3的產率越大C.原料中N2的含量越高 D.化學反應速率越快(3)對于合成氨反應而言,下列有關圖像一定正確的是(填字母)。

能力提升8.(2020四川成都月考)在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY,發生反應的化學方程式為2X(g)+Y(g)3Z(g),反應過程持續升高溫度,測得X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列判斷正確的是()A.Q點時,Y的轉化率最大B.升高溫度,平衡常數增大C.W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率D.平衡時充入Z,達到新平衡時Z的體積分數變大9.(2020北京石景山模擬)在某恒容密閉容器中進行如下可逆反應:2M(g)+N(g)W+2Q(g)ΔH<0,下列圖像正確且能表示該可逆反應達到平衡狀態的是()10.(2020河南南陽一中月考)甲醇(CH3OH)是綠色能源。工業上合成甲醇的原理為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。一定溫度下,在1L恒容密閉容器中充入H2和一定量的CO,CH3OH的體積分數與反應物投料比的關系如圖所示。下列說法正確的是()A.隨著反應的進行,混合氣體的密度變大B.圖像四個點中,c點處CH3OH的物質的量最大C.圖像四個點中,只有c點表示達到平衡狀態D.圖像中c點到d點,平衡向正反應方向移動11.(2020北京朝陽區模擬)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,發生反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數據:實驗序號溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列說法不正確的是()A.該反應的正反應為放熱反應B.實驗1中,前5min用CO表示的反應速率為0.16mol·L-1·min-1C.實驗2中,平衡常數為K=1D.實驗3與實驗2相比,改變的條件可能是溫度12.研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)(1)反應4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數K=(用K1、K2表示)。

(2)為研究不同條件對反應(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min時反應(Ⅱ)達到平衡。測得10min內v(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后n(Cl2)=mol,NO的轉化率α1=。其他條件保持不變,反應(Ⅱ)在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉化率α2(填“>”“<”或“=”)α1,平衡常數K2(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小,可采取的措施是。

13.(2020廣東信宜中學月考)Ⅰ.工業上可用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示:化學反應平衡常數溫度/℃500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系,則K3=(用K1、K2表示)。500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時v(正)(填“>”“=”或“<”)v(逆)。

(2)在3L容積可變的密閉容器中發生反應②,已知c(CO)-反應時間t變化曲線Ⅰ如圖所示,若在t0時刻分別改變一個條件,曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ時,改變的條件是。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時,改變的條件是。

Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇,反應原理為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。一定條件下,在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇,平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。(1)p1(填“>”“<”或“=”)p2,理由是。

(2)該甲醇合成反應在A點的平衡常數K=(用a和V表示)。

(3)該反應達到平衡時,反應物轉化率的關系是CO(填“>”“<”或“=”)H2。

(4)下列措施中能夠同時滿足增大反應速率和提高CO轉化率的是(填字母)。

A.使用高效催化劑B.降低反應溫度C.增大體系壓強D.不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來拓展深化14.(2020吉林大學附屬中學月考)甲醇是一種可再生能源,由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下。反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.58kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2反應Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.77kJ·mol-1回答下列問題:(1)反應Ⅱ的ΔH2=,若反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常數分別為K1、K2、K3,則K2=(用K1、K3表示)。

(2)在一定條件下向2L恒容密閉容器中充入3molH2和1.5molCO2,僅發生反應Ⅰ,實驗測得不同反應溫度下體系中CO2的平衡轉化率如下表所示。溫度500℃TCO2的平衡轉化率60%40%①T(填“高于”或“低于”)500℃。

②溫度為500℃時,該反應10min時達到平衡。a.用H2表示該反應的速率為。

b.該溫度下,反應Ⅰ的平衡常數K=。

課時規范練24化學平衡常數化學反應的方向及工業合成氨1.A反應自發進行需要滿足ΔH-TΔS<0,依據題干條件計算,ΔH-TΔS=-122kJ·mol-1-T×231×10-3kJ·mol-1<0,所以該反應在任何溫度下都能自發進行,故選A。2.C只有活化分子在合適取向時發生有效碰撞才能發生化學反應,A項錯誤;化學反應的自發性只能用于判斷反應的方向,不能確定反應過程發生的速率,B項錯誤;根據反應NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反應為熵減的反應,ΔS<0,在室溫下可自發進行,說明ΔH-TΔS<0,則ΔH<0,C項正確;反應2H2(g)+O2(g)2H2O(l),ΔS<0,D項錯誤。3.D因改變壓強或濃度引起化學平衡移動時,K值不變,A項和B項均正確;K值只與溫度有關,K值發生了變化,說明體系的溫度改變,則平衡一定移動,C項正確;相同條件下,同一個反應方程式中的化學計量數增大到原來的2倍,K值應該變為原來的平方,D項錯誤。4.C恒容時通入稀有氣體,體系的壓強增大,但反應體系中各物質的濃度不變,則平衡不移動,A項正確。由于m+n>q,增大壓強,平衡正向移動,則Z的產率提高,B項正確。恒壓時,增加一定量Z(g),達到的新平衡與原平衡等效,各物質的濃度不變,則混合氣體的平均相對分子質量不變,C項錯誤。恒容時增大X(g)的物質的量,平衡正向移動,則Y的轉化率增大,D項正確。5.C根據圖像可知,隨著壓強的增大,B的含量增大,這說明增大壓強平衡向逆反應方向移動,即正反應方向是氣體體積增大的反應,因此n<p,①④不正確;x點B的含量大于相應壓強下達到平衡時B的含量,所以x點的正反應速率大于逆反應速率,②正確;y點的壓強大于x點的壓強,所以y點的反應速率大于x點的反應速率,③正確;升高溫度平衡向逆反應方向移動,平衡常數減小,⑤不正確。6.A設反應②消耗的N2O3的物質的量為x,反應①過程中共生成N2O3的物質的量為x+3.4mol,在反應①中N2O5分解了x+3.4mol,同時生成x+3.4molO2,在反應②中生成氧氣的物質的量為x。則(x+3.4mol)+x=9mol,求得x=2.8mol,所以平衡后N2O5、N2O3、O2濃度依次為c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol÷2L=0.9mol·L-1,c(N2O3)=3.4mol÷2L=1.7mol·L-1,c(O2)=9mol÷2L=4.5mol·L-1,則反應①的平衡常數K=1.7.〖答案〗(1)K=〖N(2)AB(3)ac〖解析〗:(1)工業上合成氨反應是放熱反應,隨著溫度的升高平衡逆向移動,平衡常數減小。(2)平衡常數K值越大反應進行的程度越大,正向進行程度越大,N2的轉化率越高,A正確;反應正向進行,生成的氨氣越多,NH3的產率越大,B正確;反應正向進行,原料中N2的含量減少,C錯誤;平衡常數越大,說明正向進行程度越大,但化學反應速率不一定越快,D錯誤。(3)升高溫度,平衡逆向移動,則氨氣的體積分數減小,但反應到達平衡的時間縮短,a正確;反應到達平衡時,各物質濃度變化量之比等于其化學計量數之比,氫氣與氨氣濃度變化量之比應為3∶2,且平衡時三者濃度不一定相等,b錯誤;使用催化劑能加快反應速率,縮短反應時間,但不影響平衡移動,c正確。8.A從開始到Q點是正向建立平衡的過程,反應物的轉化率逐漸增大,從Q點到M點升高溫度,平衡向左移動,反應物的轉化率降低,故Q點轉化率最大,A項正確;分析圖像,X的體積分數先減小到最低,這是化學平衡的建立過程,后增大,這是平衡的移動過程,升高溫度,X的體積分數增大,說明升溫平衡左移,平衡常數減小,B項錯誤;M點溫度高,故反應速率快,C項錯誤;平衡時再充入Z,達到的新平衡與原平衡是等效平衡,體積分數相等,D項錯誤。9.DA項,W的狀態不確定,若W為固態或液態時,氣體密度由大到小,圖像錯誤;若W為氣態,則在恒容容器中,氣體密度始終不變,圖像錯誤。B項,W的狀態不確定,所以氣體相對分子質量變化情況不確定,錯誤。C項,反應熱只與具體反應中各物質的化學計量數有關,與是否平衡無關。反應熱始終不變,不能作為化學平衡狀態的判斷依據。D項,無論W是否為氣體,產物Q的體積分數均由小到大,當Q的體積分數不變時,表明達到平衡狀態,D項正確。10.D反應前后的物質均是氣體,混合氣體的總質量不變,又因為是恒容容器,故氣體密度始終不變,A項錯誤;達到平衡,d點相當于c點平衡后,再增加氫氣的濃度,平衡向正方向移動,CO的平衡轉化率增大,CH3OH的物質的量最大,B項錯誤;曲線上的每個點都是不同反應物投料比下的平衡點,C項錯誤;d點相當于c點達到平衡后,繼續增大H2的物質的量,平衡向右移動,D項正確。11.D由表中數據計算可知,650℃和900℃時CO的轉化率分別為40%、20%,說明溫度越高,CO的轉化率越小,則該反應的正反應是放熱反應,A正確;實驗1中前5min生成1.6molCO2,同時消耗1.6molCO,則有v(CO)=1.6mol2L×5min=0.16mol·L-1·min-1,B正確;實驗2中達到平衡時,nCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度(mol·L轉化濃度(mol·L平衡濃度(mol·L則900℃時該反應的平衡常數K=〖CO2〗〖H2〗〖CO〗〖H12.〖答