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2023届高考化学二轮复习微主题热练10化学平衡常数化学平衡移动作业含答案

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这是一份2023届高考化学二轮复习微主题热练10化学平衡常数化学平衡移动作业含答案，共11页。试卷主要包含了02×1023个，1 kJ/ml，9 kJ/ml，0 kJ/ml，74 kJ/ml，8 kJ/ml等内容，欢迎下载使用。

1. (2022·常州期中)对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔH＞0、ΔS＜0
B. 将氨气及时液化分离可加快化学反应速率
C. 当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，反应达到平衡状态
D. 提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
2. (2022·盐城三模)对于反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－116 kJ/ml，下列说法不正确的是( )
A. 反应的平衡常数可表示为K＝eq \f(cCH3OH,cCO·c2H2)
B. 反应活化能：Ea(正)C. 1 ml CO和2 ml H2充分反应，转移电子数目约为4×6.02×1023个
D. 平衡后增大容器的体积，v正、v逆都减小
3. (2022·扬州一模)下列有关反应SO2(g)＋2CO(g)eq \(=====,\s\up13(催化剂),\s\d13(△))2CO2(g)＋S(s) ΔH＜0的说法正确的是( )
A. ΔS＞0
B. 其他条件不变，升高温度，正反应速率减小
C. 该反应的平衡常数可表示为K＝eq \f(c2CO2·cS,cSO2·c2CO)
D. 反应中每消耗1 ml CO转移的电子数目约为2×6.02×1023
4. (2022·苏锡常镇一模)甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ. CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.1 kJ/ml
反应Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH
反应Ⅲ. CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋205.9 kJ/ml
常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn(CH4)＝qn(CO2)＝100 kml/h]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅱ的ΔS<0
B. 图中曲线A表示CO2的转化率随温度的变化
C. 温度在873～1 200 K间，反应Ⅲ的进行程度小于反应Ⅱ
D. 其他条件不变，随着eq \f(qnCH4,qnCO2)比值的增加，CO2的平衡转化率降低
5. (2022·南京、盐城二模)CO2催化加氢合成CH3OH的主要反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0 kJ/ml
反应Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.0 kJ/ml
恒压下，eq \f(n起始CO2,n起始H2)＝eq \f(1,3)时，甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。下列关于该实验的说法不正确的是( )
A. 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因：温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动
B. 采用分子筛膜时的适宜反应温度：210 ℃
C. M→N点甲醇产率增大的原因：温度升高，反应Ⅰ平衡常数增大
D. X点甲醇产率高于Y点的主要原因：分子筛膜可从反应体系中分离出H2O，有利于反应Ⅰ正向进行
6. (2022·苏州八校联盟一模)燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过主反应：
4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 627.7 kJ/ml除去。温度高于300 ℃时会发生副反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－904.74 kJ/ml。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是( )
A. 升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率
B. N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH＝－180.74 kJ/ml
C. 图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值
D. 图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动
7. (2022·连云港二模)CO和H2合成乙醇发生如下反应：
反应Ⅰ. 2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－128.8 kJ/ml
反应Ⅱ. CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.8 kJ/ml
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比αeq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(α＝\f(nH2,nCO)))的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. α1＜α2
B. 在400 K、α2＝2时，反应 Ⅰ 的平衡常数K＝0.25
C. 在500 K、投料比为α3条件下，增大压强可使CO的平衡转化率从Y点到Z点
D. 为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
8. (2022·南京三模)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域，该反应的热化学方程式是2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH＝m kJ/ml。理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3。在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A. m<0
B. 500 K下反应达到平衡时，若增大压强(减小容器容积)，则n(C2H4)增大
C. X点坐标为(440,39)，则440 K时反应的平衡常数Kp＝eq \f(3,4)(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)
D. 实际反应往往伴随副反应，生成C3H6等。一定温度和压强条件下，使用合适催化剂可提高乙烯的选择性eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(2nC2H4,n总转化CO2)×100%))
9. (2022·苏北、苏中七市三模)优化焦炭水蒸气重整工艺可制得CO含量较低的氢燃料。0.1 MPa下，eq \f(nH2O,nC)＝4，向容器中加入一定量的焦炭和水蒸气。体系中发生如下反应：
反应Ⅰ. C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJ/ml
反应Ⅱ. CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2 kJ/ml
反应Ⅲ. 2CO(g)＋2H2(g)CH4(g)＋CO2(g)ΔH＝－205.8 kJ/ml
达到平衡时，H2的产率和CO、CO2、CH4干态体积分数eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(气体的物质的量,除水蒸气外气体产物的总物质的量)))随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线B表示CO2干态体积分数随温度变化
B. 制备CO含量低的氢燃料应选择200～600 ℃
C. 800～1 400 ℃，随温度升高H2的产率降低，是因为反应Ⅲ正向进行程度增大
D. 1 200 ℃，向平衡体系中通入水蒸气，再次达到平衡时，c(CO)·c(H2)的值比原平衡的大
10. (2022·盐城三模)二甲醚(CH3OCH3)催化制备乙醇主要涉及以下两个反应：
反应Ⅰ. CO(g)＋CH3OCH3(g)CH3COOCH3(g)ΔH1<0
反应Ⅱ. CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)ΔH2<0
在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比及体系压强不变的条件下，同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时部分物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应CO(g)＋CH3OCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)一定可以自发进行
B. 温度高于600 K时，温度对反应Ⅰ的影响大于对反应Ⅱ的影响
C. 由图可知随着温度的升高，H2的平衡转化率先下降后升高
D. 其他条件不变，延长反应时间或选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂都能提高平衡混合物中乙醇含量
11. (2022·南通海门区期末调研)在某催化剂作用下CO2和H2合成甲酸涉及以下反应：
Ⅰ. CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ΔH1<0
Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2
在2 L刚性容器中，CO2(g)和H2(g)各投1 ml发生反应，平衡时CO2的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性：生成的HCOOH或CO与转化的CO2的比值)随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. ΔH2<0
B. 曲线b表示平衡时HCOOH的选择性
C. 240 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝eq \f(16,9)
D. 在200～360 ℃之间，温度对反应Ⅰ的影响要小于反应Ⅱ
12. (2022·扬州二模)工业上利用两种温室气体CH4和CO2催化重整制H2和CO，主要反应如下：
反应Ⅰ. CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4 kJ/ml
过程中还发生三个副反应：
反应Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2 kJ/ml
反应Ⅲ.2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH＝－171.0 kJ/ml
反应Ⅳ. CH4(g)2H2(g)＋C(s)ΔH
将CH4与CO2(体积比为1∶1)的混合气以一定流速通过催化剂，产物中H2与CO的物质的量之比、CO2的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅳ的ΔH＝＋76.4 kJ/ml
B. 升高温度，CO2的转化率增大，一定是因为反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C. 升高温度，CO2的转化率增大，一定是因为反应Ⅲ的速率减慢
D. 升高温度，产物中H2与CO的物质的量之比增大，是由于升温有利于反应Ⅱ正向进行、反应Ⅲ逆向进行
微主题热练10 化学平衡常数化学平衡移动
1. C 【解析】该反应的ΔH＜0、ΔS＜0，A错误；将氨气及时液化分离，生成物浓度减小，化学反应速率减小，B错误；当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，说明氨气的正、逆反应速率相同，反应达到平衡状态，C正确；提高体系的压强可增大反应速率，不能改变化学平衡常数，D错误。
2. C 【解析】由化学方程式可知A正确；由于该反应的正反应为放热反应，故逆反应的活化能大，B正确；CO与H2反应生成CH3OH的反应是可逆反应，两者不能完全反应，故1 ml CO和2 ml H2反应转移电子数少于4NA，C错误；增大容器体积，各组分的浓度都减小，正逆反应速率都减小，D正确。
3. D 【解析】该反应前后气体体积减小，熵变ΔS＜0，A错误；其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率都增大，B错误；该反应的平衡常数可表示为K＝eq \f(c2CO2,cSO2·c2CO)，C错误；反应中消耗2 ml CO，电子转移总物质的量4 ml，每消耗1 ml CO转移的电子数目约为2×6.02×1023，D正确。
4. B 【解析】将给定的反应按照Ⅰ－Ⅲ可得反应Ⅱ，则ΔH＝247.1 kJ/ml－205.9 kJ/ml＝41.2 kJ/ml，反应自发，故ΔH－TΔS＜0，ΔH＞0，故ΔS＞0，A错误；由图可知，曲线A的转化率大于曲线B，温度低于873 K时，水的摩尔流量随温度升高而增大，反应Ⅰ消耗甲烷和二氧化碳，反应Ⅱ消耗二氧化碳和氢气，生成CO和水，反应Ⅲ消耗甲烷和水蒸气，生成CO和氢气，说明水蒸气的生成量大于消耗量，则二氧化碳的消耗量大于甲烷，二氧化碳的转化率大于甲烷，故图中曲线A表示CO2的转化率随温度的变化，B正确；由化学方程式可知，反应Ⅱ生成水，反应Ⅲ消耗水，由图可知，温度在873～1 200 K间，升高温度，反应物的转化率变大，水的摩尔流量减小，说明水蒸气的消耗量大于生成量，故反应Ⅲ的进行程度大于反应Ⅱ，C错误；其他条件不变，eq \f(qnCH4,qnCO2)的比值增加，相当于二氧化碳浓度一定，甲烷加入量增大，平衡正向移动，故二氧化碳转化率变大，D错误。
5. C 【解析】根据图像可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率降低，反应Ⅰ为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，该反应平衡向逆反应方向进行，甲醇的平衡产率降低，A正确；根据图像可知，采用分子筛膜时，温度在210 ℃时甲醇产率最高，B正确；反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数降低，M→N甲醇的产率增大原因是这段时间反应没有达到平衡，反应向正反应方向进行，甲醇产率增大，C错误；根据题中信息，分子筛膜能选择性分离出H2O，根据勒夏特列原理，降低生成物浓度，反应Ⅰ平衡向正反应方向进行，D正确。
6. C 【解析】由主反应可知，正反应为气体体积增大的放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，则升高温度、增大压强均使平衡向逆反应方向移动，降低主反应中NO的平衡转化率，A错误；将主反应标为①，副反应标为②，由盖斯定律，eq \f(②－①,4)可得反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝eq \f(1,4)×[(－904.74)－(－1 627.7)] kJ/ml＝＋180.74 kJ/ml，B错误；图中X点反应未达平衡，所以反应时间足够长，此温度和催化剂B存在的条件下，NO的转化率能达到Y点的值，C正确；W点所示条件下反应未处于平衡状态，故转化率降低不可能是平衡移动造成的，则图中Z点到W点NO的转化率降低的原因可能是催化剂的催化活性降低，或是温度超过300 ℃发生了副反应，D错误。
7. C 【解析】投料比α越大，CO的平衡转化率越高，则由图可知α1>α2，A错误；因为体积未给出，反应Ⅰ为前后气体体积变化的反应，所以平衡常数K无法计算，B错误；由勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向正向移动，可使CO的平衡转化率从Y点到Z点，C正确；由C项分析可知低压时，CO的平衡转化率降低，D错误。
8. C 【解析】根据初始组成以及反应的化学方程式可看出，在任何温度下达到平衡时，CO2与H2的物质的量分数始终为1∶3，结合图像的起点可知，a表示H2的物质的量分数，c表示CO2的物质的量分数。b为H2O的物质的量分数，d为C2H4的物质的量分数，由图像看出，随着温度的升高，CO2、H2的物质的量分数增大，即平衡逆向移动，故m<0，A正确；增大压强平衡正向移动，n(C2H4)增大，B正确；根据X点的坐标可知，平衡体系中，H2和H2O的分压均为39%，p(CO2)＝eq \f(1,3)p(H2)＝13%，p(C2H4)＝eq \f(1,4)×p(H2O)＝9.75%，故平衡常数Kp≠eq \f(3,4)，C错误；使用合适的催化剂可以提高某些反应的选择性，D正确。
9. D 【解析】由H2产率图像分析0～800 ℃反应Ⅰ正向移动，由CH4干态体积分数变化可知升高温度反应Ⅲ逆向移动，故升高温度CO的量增加，即曲线B代表CO，曲线A代表CO2，A错误；由图像分析，制备CO含量低的氢燃料应选择H2产率高、CO干态体积分数低的温度范围，即600～800 ℃，B错误；由CH4的干态体积分数线可知，当温度高于800 ℃时，反应Ⅲ几乎不发生，故H2产量降低与反应Ⅲ无关，C错误；由反应Ⅰ的K＝eq \f(cCO·cH2,cH2O)，温度不变，平衡常数K不变，通入水蒸气c(H2O)增大，故c(CO)·c(H2)数值变大，D正确。
10. B 【解析】将给定的两个热化学方程式相加可得A项中的热化学方程式，故该反应的ΔH<0，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，故ΔS<0，则该反应在低温下才能自发进行，A错误；由图示看出，温度高于600 K时，CO的物质的量分数增大，而H2的物质的量分数减小，故温度对反应Ⅰ的影响大，B正确；由图示看出，随着温度的升高，H2的物质的量分数先增大，说明反应Ⅱ平衡逆向移动，故H2的转化率减小，C错误；延长时间对平衡的移动无影响，平衡混合物中乙醇的含量不变，D错误。
11. C 【解析】根据反应Ⅰ的ΔH1<0可知，升高温度，平衡逆向移动，则HCOOH的选择性随温度的升高而减小，CO2的转化率随温度升高而减小，根据240 ℃时，曲线a、c对应的数值之和为100%，说明这两条曲线分别代表HCOOH和CO的选择性，曲线b代表CO2的转化率随温度的变化关系。CO的选择性随温度升高而增大，即升高温度反应Ⅱ正向移动，故ΔH2>0，A错误；曲线b表示平衡时CO2的转化率，B错误；240 ℃时，CO2的转化率为40%，HCOOH的选择性为80%，则平衡时c(HCOOH)＝0.5 ml/L×40%×80%＝0.16 ml/L，CO的选择性为20%，则平衡时的c(CO)＝0.5 ml/L×40%×20%＝0.04 ml/L，三段式分析为
CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)
起始(ml/L) 0.5 0.5 0
转化(ml/L) 0.16 0.16 0.16
平衡(ml/L) 0.34 0.34 0.16
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋ H2O(g)
起始(ml/L) 0.34 0.34 0 0
转化(ml/L) 0.04 0.04 0.04 0.04
平衡(ml/L) 0.30 0.30 0.04 0.04
则反应Ⅰ的平衡常数K＝eq \f(cHCOOH,cCO2·cH2)＝eq \f(0.16,0.3×0.3)＝eq \f(16,9)，C正确；升高温度反应Ⅰ平衡逆向移动，HCOOH的选择性减小，CO2的转化率减小，而反应Ⅱ平衡正向移动，CO的选择性增大，CO2的转化率也增大，但图示信息为CO2的转化率随温度升高而减小，说明在200～360 ℃之间，温度对反应Ⅰ的影响要大于反应Ⅱ，D错误。
12. A 【解析】反应Ⅳ可由反应Ⅰ＋反应Ⅲ得到，由盖斯定律可知反应Ⅳ的ΔH＝(247.4－171.0)kJ/ml＝＋76.4 kJ/ml，A正确；升高温度，CO2的转化率增大，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动，但是反应Ⅲ逆向移动，也增大了二氧化碳的转化率，B错误；升高温度，反应速率加快，C错误；升温有利于反应Ⅱ正向进行、反应Ⅲ逆向进行，无法证明产物中H2与CO的物质的量之比增大，D错误。