PAGEPAGE8化學平衡常數化學反應進行的方向時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題8分，共72分)1．只變更一個影響因素，平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述正確的是()A．K值有變更，平衡肯定移動B．平衡向正反應方向移動時，K值肯定增大C．K值不變，平衡不行能移動D．相同條件下，同一個反應其化學方程式的計量數增大2倍，K值也增大2倍答案A解析K值是溫度的函數，K值變更，說明溫度發生了變更，則平衡肯定發生移動，A正確；若在其他條件不變時，增大反應物的濃度或減小生成物的濃度，有利于反應正向進行，平衡向右移動，但K值只與溫度有關，故K值不變，B錯誤；體系溫度不變，則K值不變，但平衡可能發生移動，C錯誤；相同條件下，同一個反應，其化學方程式的計量數增大2倍，K值應變為原數值的平方，D錯誤。2．下列有關說法中正確的是()A．2CaCO3(s)＋2SO2(g)＋O2(g)=2CaSO4(s)＋2CO2(g)在高溫下能自發進行，則該反應的ΔH<0B．NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)室溫下不能自發進行，說明該反應的ΔH<0C．反應3Cl2(g)＋8NH3(g)=6NH4Cl(s)＋N2(g)的ΔH>0，ΔS<0D．加入合適的催化劑能降低反應活化能，從而變更反應的焓變答案A解析該反應為熵減反應，則有ΔS<0；該反應在高溫下能自發進行，據ΔH－TΔS<0時反應能自發進行可知，該反應ΔH<0，A正確。該反應為熵增反應，則有ΔS>0，該反應在室溫下不能自發進行，據ΔH－TΔS<0時反應能自發進行可知，該反應ΔH>0，B錯誤。該反應為熵減反應，則有ΔS<0，該反應在室溫下能自發進行，據ΔH－TΔS<0時反應能自發進行可知，該反應ΔH<0，C錯誤。加入合適的催化劑能降低反應活化能，提高反應速率，但不能變更反應的焓變，D錯誤。3．某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2molY(g)發生反應：X(g)＋mY(g)3Z(g)，平衡時X、Y、Z的體積分數分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g)，再次達到平衡后X、Y、Z的體積分數不變。下列敘述不正確的是()A．m＝2B．兩次平衡的平衡常數相同C．X與Y的平衡轉化率之比為1∶1D．其次次平衡時，Z的濃度為0.4mol·L－1答案D解析在原平衡體系中加入1molZ，再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數不變，說明該平衡與原平衡是等效平衡，則化學方程式兩邊氣態物質的化學計量數相等，即m＝2，A正確；溫度不變，平衡常數不變，B正確；起始時X、Y的物質的量之比等于化學計量數之比，則二者的平衡轉化率相等，C正確；起始時加入1molX和2molY，相當于3molZ，平衡時Z的物質的量為3mol×10%＝0.3mol，在平衡體系中再加入1molZ，相當于起始時共加入4molZ，則新平衡時Z的物質的量為4mol×10%＝0.4mol，其濃度為0.4mol/2L＝0.2mol·L－1，D錯誤。4.肯定條件下，向一密閉容器中充入肯定量的NH3，反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)達到平衡時N2的體積分數與溫度、壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是()A．壓強：p1>p2B．b、c兩點對應的平衡常數：Kc>KbC．a點：2v(NH3)正＝3v(H2)逆D．a點：NH3的轉化率為1/3答案B解析相同溫度下，壓強越大，N2的體積分數越小，所以p2>p1，A錯誤；由圖像可知該反應為吸熱反應，所以溫度越高，K越大，B正確；a點為平衡點，應為3v(NH3)正＝2v(H2)逆，C錯誤；假設反應后氣體總體積為1L，則N2為0.1L、H2為0.3L，未反應的NH3為0.6L，參與反應的NH3為0.2L，所以氨氣的轉化率為eq\f(0.2,0.6＋0.2)×100%＝25%，D錯誤。5.汽車尾氣中NO產生的反應為：N2(g)＋O2(g)2NO(g)。肯定條件下，等物質的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應，如圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變更，曲線b表示該反應在某一起始反應條件變更時N2的濃度隨時間的變更。下列敘述正確的是()A．溫度T下，該反應的平衡常數K＝eq\f(4c0－c12,c\o\al(2,1))B．溫度T下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小C．曲線b對應的條件變更可能是加入了催化劑D．若曲線b對應的條件變更是溫度，可推斷該反應的ΔH<0答案A解析A項正確，達平衡時，c(N2)＝c(O2)＝c1mol·L－1，c(NO)＝2(c0－c1)mol·L－1；B項錯誤，因反應前后容器體積不變，且反應中無固態(或液態)物質參與或生成，故混合氣體的密度始終不變；C項錯誤，催化劑只能變更到達平衡的時間，不會破壞平衡，即加入催化劑時氮氣的平衡濃度不會變更；D項錯誤，對比曲線a和b到達平衡所需時間，可知曲線b對應的條件變更是上升溫度，達新平衡時c(N2)減小，則平衡正向移動，故該反應應為吸熱反應，即ΔH>0。6．(2024·大連市高三雙基測試)在2L恒容密閉容器中加入0.100molNO和2.030mol固體活性炭，發生反應：2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)。在不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量如下表。下列說法正確的是()A．該反應的正反應為吸熱反應B．反應體系在335℃時的平衡常數為0.25C．335℃與200℃時相比，活化分子個數、活化分子百分數、活化能及焓變均大D．200℃時，平衡后向恒容容器中再充入0.10molNO，再次平衡時，NO的百分含量將增大答案B解析溫度上升，生成物的物質的量削減，平衡逆向移動，故正反應是放熱反應，A項錯誤；依據平衡常數表達式得：K＝eq\f(cN2·cCO2,c2NO)＝eq\f(\f(0.025,2)×\f(0.025,2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.05,2)))2)＝0.25，B項正確；反應的活化能和焓變與反應的溫度無關，C項錯誤；依據反應方程式2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)分析，兩邊氣體的計量數相等，平衡后向恒容容器中再充入0.10molNO再次達到平衡后，相當于增大壓強，平衡不移動，故NO的百分含量不變，D項錯誤。7．下列有關敘述中正確的是()答案B解析該反應中固體分解生成氣體和固體，則該反應熵增加，且為吸熱反應，則有ΔH>0，ΔS>0，當溫度上升時，使ΔH－TΔS<0，該反應能自發進行，A錯誤；該反應的ΔH<0，若為熵減反應，在低溫下能自發進行，若為熵增反應，在任何溫度下均可自發進行，故x可能等于1、2、3，B正確；該反應為熵增反應，即ΔS>0，當ΔH<0時，在任何溫度下均能自發進行，當ΔH>0時，高溫下可自發進行，C錯誤；該反應為熵減反應，常溫下能自發進行，說明該反應肯定是放熱反應，則有ΔH<0，D錯誤。8．(2024·大連市高三雙基測試)已知“在反應物和生成物均為氣體的可逆反應中，若反應物按計量系數比投料，則平衡時產物的體積分數最大”。對于2A2(g)＋3B2(g)2A2B3(g)ΔH<0的反應，在其他條件不變時，A2B3的體積分數(φ)與A2的物質的量(n)的關系如下圖所示，下列說法中正確的是()A．T1和T2的關系是：T1>T2B．a、b、c三點都處于平衡狀態，但正向速率最大的是a點C．在n(A2)＝d的點：n(B2)＝1.5dD．a、b、c三點中，B2的轉化率依次為：b>a>c答案C解析因為該反應的ΔH<0，在其他條件不變時，由T1變成T2時，A2B3的體積分數(φ)減小，平衡左移，說明T1<T2，A項錯誤；c點A2的物質的量(n)最大，濃度最大，故正向速率最大，B項錯誤；依據題給信息，n(A2)＝d的點投料應當是系數比投料，故此時n(B2)＝1.5d，C項正確；在其他條件不變時，n(A2)增加，B2的轉化率會增大，故B2的轉化率依次為：c>b>a，D項錯誤。9．肯定溫度下，在三個體積均為0.5L的恒容密閉容器中發生反應：CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)，其中容器Ⅰ中5min時達到平衡。下列說法中正確的是()A．容器Ⅰ中前5min的平均反應速率：v(CO)＝0.16mol·L－1·min－1B．該反應為吸熱反應C．容器Ⅱ中起始時Cl2的物質的量為0.55molD．若起始時向容器Ⅰ中加入0.8molCO、0.8molCl2，達到平衡時CO的轉化率大于80%答案C解析A項，v(CO)＝v(COCl2)＝eq\f(0.8mol,0.5L×5min)＝0.32mol·L－1·min－1，錯誤；B項，容器Ⅲ中COCl2折算成CO和Cl2時，與容器Ⅰ中投料相同，平衡時，高溫下對應的COCl2的量小，即升溫平衡逆向移動，所以正反應為放熱反應，錯誤；C項，Ⅰ、Ⅱ中，溫度相等，所以K相等，Ⅰ中K＝eq\f(c平COCl2,c平CO·c平Cl2)＝eq\f(\f(0.8,0.5),\f(0.2,0.5)×\f(0.2,0.5))＝10，Ⅱ中K＝eq\f(\f(0.5,0.5),\f(0.5,0.5)×\f(a－0.5,0.5))＝10，解得a＝0.55mol，正確；D項，容器Ⅰ中，CO的轉化率為80%，選項中加入的CO和Cl2比容器Ⅰ中的少，相當于減小壓強，平衡逆向移動，所以CO的轉化率小于80%，錯誤。二、非選擇題(共28分)10．(2024·石家莊高三質檢)(14分)Cu2O是重要的催化劑和化工原料，工業上制備Cu2O的主要反應如下：Ⅰ.C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO2(g)ΔH＝－138.0kJ·mol－1請回答：(1)C與CuO反應生成Cu2O和CO的熱化學方程式為____________________。肯定溫度下，該反應在密閉容器中達到平衡后，只增大容器的容積，再次達到平衡時，CO的平衡濃度________(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)肯定溫度下，向5L恒容密閉容器中加入1molCO和2molCuO，發生反應Ⅱ，5min時達到平衡，測得容器中CuO的物質的量為0.8mol。①0～5min內，用CO2表示的反應速率v(CO2)＝________。②CO的平衡轉化率α＝________。(3)向5L密閉容器中加入1molC和1molCO2，發生反應Ⅰ，CO2、CO的平衡體積分數(φ)與溫度(T)的關系如圖所示。①能表示CO2的平衡體積分數與溫度關系的曲線為________(填“L1”或“L2②溫度為T1時，該反應的平衡常數K＝________。(4)其他條件不變時，若水的分解反應用Cu2O作催化劑，則該反應的活化能________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，反應熱(ΔH)________。答案(1)C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH＝＋34.5kJ·mol－1不變(2)①0.024mol·L－1·min－1②60%(3)①L2該反應為吸熱反應，溫度上升，平衡正移，CO2的平衡體積分數減小②eq\f(9,35)(寫成小數：0.257、0.26、0.3也可)(4)減小不變解析(1)依據蓋斯定律，將Ⅰ＋Ⅱ可得：C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH＝＋172.5kJ·mol－1－138.0kJ·mol－1＝＋34.5kJ·mol－1，由方程式可知，該反應的平衡常數表達式為K＝c(CO)，K為溫度的常數，增大容器的容積平衡常數數值不變，故再次達到平衡時，CO的平衡濃度不變。(2)依據“三段式”有：CO(g)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO2(g)起始(mol)1200轉化(mol)0.61.20.60.6平衡(mol)0.40.80.60.6v(CO2)＝eq\f(Δn,V·Δt)＝eq\f(0.6mol,5L×5min)＝0.024mol·L－1·min－1α(CO)＝eq\f(轉化量,起始量)×100%＝eq\f(0.6mol,1mol)×100%＝60%。(3)①該反應為吸熱反應，上升溫度，平衡會正向移動，CO2的平衡體積分數會減小，故曲線L2表示CO2的平衡體積分數與溫度的關系。②溫度為T1時，由圖看出CO的平衡體積分數為60%，設CO2轉化的物質的量為xmol，依據“三段式”有：C(s)＋CO2(g)2CO(g)起始(mol)110轉化(mol)xx2x平衡(mol)1－x1－x2x則eq\f(2x,1－x＋2x)×100%＝60%x＝eq\f(3,7)K＝eq\f(c2CO,cCO2)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(6,7)mol,5L)))2,\f(\f(4,7)mol,5L))＝eq\f(9,35)mol·L－1≈0.257mol·L－1。(4)催化劑能降低反應的活化能，不能變更反應的ΔH，ΔH只與反應物和生成物的量及狀態有關。11．(2024·青島市高三模擬)(14分)肯定溫度下，在2L的密閉容器中投入物質的量均為0.4mol的CO和CH3ONO發生反應2CO(g)＋2CH3ONO(g)CH3OOCCOOCH3(l)＋2NO(g)ΔH1＝akJ·mol－1,10min達到平衡時CO的體積分數與NO的體積分數相等。(1)下列選項能推斷反應已達到化學平衡狀態的是________。a．CO的質量不再變更b．混合氣體的密度不再變更c．單位時間內生成CO和NO的物質的量相等d．CO和CH3ONO的濃度比不再變更(2)10min內該反應的速率v(NO)＝________；該溫度下化學平衡常數K＝________。若此時向容器中再通入0.4molNO，一段時間后，達到新平衡時NO的體積分數與原平衡時相比________(填“增大”“相等”“減小”或“不能確定”)。(3)若該反應ΔH＜0，在恒容的密閉容器中，反應達平衡后，變更某一條件，下列示意圖正確的是________(填字母)。答案(1)abc(2)0.01mol·L－1·min－1100增大(3)b解析(1)CO的質量不再變更，說明反應已達平衡狀態，a項正確；該反應在恒容條件下進行且參與反應的物質不完全為氣體，氣體的密度為變量，當混合氣體的密度不再變更，說明反應已達平衡狀態，b項正確；單位時間內生成CO和NO的物質的量相等，說明正逆反應速率相等，反應達平衡狀態，c項正確；CO和CH3ONO的投料相等且在反應中計量數相等，故兩者的濃度比始終不變，不能作