2019届二轮复习 化学平衡常数及其计算 作业（全国通用） 练习

化学平衡常数及其计算1．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g) 2M(g)　ΔH<0。下列有关该工业生产的说法正确的是(　　)A．这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行B．若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D．工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率解析：这是一个放热的熵减反应，只有当ΔH－TΔS<0时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的B，可以提高A的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D错误。答案：B2．工业上利用焦炭与水蒸气生产H2的反应原理为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0；CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0；第二步生产的原料CO来源于第一步的产物。为提高原料的利用率及H2的日产量，下列措施中不可取的是(　　)①第一步产生的混合气直接作为第二步的反应物②第二步生产应采用适当的温度和催化剂③第一、二步生产中均充入足量水蒸气④第二步应在低温下进行⑤第二步生产采用高压⑥第二步生产中增大CO的浓度A．①③⑤　　　　　　 B．②④⑥C．②③⑤  D．①④⑤⑥解析：第一步产生的H2使第二步的平衡逆移，故应先进行分离；第二步反应为放热反应，温度过低，反应速率太小而影响产量，温度过高则对平衡不利，且要考虑催化剂的活性，故应选择适当的温度和催化剂，故②正确④错；增大廉价易得的水蒸气浓度可提高转化率，③正确；压强对第二步反应无影响，不必采取高压，⑤错；增大CO浓度并未提高主要原材料C的利用率，⑥错。答案：D3．用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)，已知该反应在570 K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢。下列说法正确的是(　　)A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或COB．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C．增大压强，上述平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂解析：因为该反应是可逆反应，且反应速率极慢，在有限的时间内反应不能达到平衡，A错误；由题干知570 K时反应速率极慢，故可推断出升高温度对化学反应速率的影响不大，B错误；因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，故C错误；高效催化剂可提高反应速率，解决反应极慢的问题，有利于尾气的转化，故D正确。答案：D4．反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＜0达到平衡后，只改变一个反应条件，下列所画示意图不正确的是(　　)解析：A项，升温，化学平衡逆向移动，CH3OH产率降低，正确；B项，升温，CO的转化率降低，不正确；C项，加压，化学平衡正向移动，H2的转化率升高，正确；D项，增大压强，平衡常数不变，正确。答案：B5．已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　)A．反应①的平衡常数K1＝B．反应③的平衡常数K＝C．对于反应③，恒容时升高温度，H2浓度减小，则该反应为吸热反应D．对于反应②，恒温恒容下增大压强，H2浓度一定增大解析：反应①的平衡常数K1＝，固体浓度按1计，故A错误；反应③可由①－②得到，故反应③的平衡常数K＝，B正确；对于反应③，恒容时升高温度，H2浓度减小，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，C错误；对于反应②，恒温恒容下，若充入He，压强增大，H2浓度不变，故D错误。答案：B6．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡时c(NO)与温度T的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．该反应的ΔH>0B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2C．若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD>pBD．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正>v逆解析：升高温度，NO的浓度增大，说明平衡左移，则该反应的ΔH<0，故A错误；ΔH<0，升高温度平衡常数减小，则K1>K2，故B错误；反应中气体物质的量不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pC>pD＝pB，故C错误；在T2时，若反应体系处于状态D，达到平衡时NO的浓度要减小，反应正向进行，则此时v正>v逆，故D正确。答案：D7．在一定条件下探究二甲醚的制备反应为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，测定结果如图所示。下列判断错误的是(　　)A．该反应的ΔH<0B．该反应伴随有副反应的发生C．工业选择的较适宜温度为280～290 ℃D．加入催化剂可以提高CH3OCH3的产率解析：由题图知，随着温度升高，CO的转化率降低，所以升高温度，平衡逆向移动，则该反应是放热反应，ΔH<0，A项说法正确；从图中可知，CO的转化率降低的同时，CH3OCH3的产率在不同温度下差别大，即说明该反应伴随有副反应的发生，B项说法正确；在280～290 ℃间，CH3OCH3的产率很高，工业选择的较适宜温度为280～290 ℃，C项说法正确；加入催化剂可以改变反应达到平衡的时间，但不能提高CH3OCH3的产率，D项说法错误。答案：D8．已知合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，当反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在不同温度下，反应达到平衡时，得到混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线a、b、c如下图所示。下列说法正确的是(　　)A．曲线a对应的反应温度最高B．如图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q)<K(N)C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c>b>aD．N点时c(NH3)＝0.2 mol/L，则N点的c(N2)∶c(NH3)＝1∶1解析：合成氨的反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应正向进行，曲线a的氨气的物质的量分数最高，其反应温度相应最低，故A错误；平衡常数只与温度有关，该反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，题图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q)>K(N)，故B错误；反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应的进行，相同压强下，曲线a、b、c的氨的物质的量分数：a>b>c，则反应温度：a<b<c，温度越高反应速率越快，达到平衡时间越短，即达到平衡的时间：c<b<a，故C错误；在N点氨气的物质的量分数为20%，剩余氮气和氢气的物质的量分数的和为80%，N点c(NH3)＝0.2 mol/L时，氮气和氢气的浓度和为0.8 mol/L，因为n(N2)∶n(H2)＝1∶3，则c(N2)＝0.2 mol/L，c(N2)∶c(NH3)＝1∶1，故D正确。答案：D9．已知温度为T0时，可逆反应：X(g)＋Y(g)―→Z(g)(未配平)，在容积固定的容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是(　　)A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)＝v(Y)＝2v(Z)B．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%C．T0 ℃时，该反应的平衡常数为33.3D．该反应正反应的反应热ΔH<0解析：温度为T0时，X的物质的量浓度的变化量＝(0.3－0.05)mol·L－1＝0.25 mol·L－1，Y的物质的量浓度的变化量＝(0.4－0.15)mol·L－1＝0.25 mol·L－1，Z的物质的量浓度的变化量＝(0.5－0) mol·L－1＝0.5 mol·L－1，则该反应的方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，所以发生反应时，各物质的反应速率大小关系为2v(X)＝2v(Y)＝v(Z)，故A错误。Y的转化率＝×100%＝62.5%，故B错误。平衡常数K＝≈33.3，故C正确。“先拐先平，数值大”，所以T1>T2，升高温度，Z的物质的量浓度增大，平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应是吸热反应，故D错误。答案：C10．(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化(选填“增大”“减小”或“不变”)。v正v逆平衡常数K转化率α(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表： [CO2]/(mol·L－1)[H2]/(mol·L－1)[CH4]/(mol·L－1)[H2O]/(mol·L－1)平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为____________。解析：(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为＝。答案：(1)v正v逆平衡常数K转化率α增大增大减小减小(2)＝11．(1)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag ­ZSM ­5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为___________________，在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，为更好的除去NOx，应控制的最佳温度在________K左右。(2)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1 ℃和T2 ℃时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表：　　物质温度/℃　　　活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025①写出NO与活性炭反应的化学方程式：________________________。②若T1<T2，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。③上述反应T1 ℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。解析：(2)①根据表中的数据变化量之比及原子守恒可确定方程式中的生成物及各物质的化学计量数；②由T1变至T2，温度升高，NO的物质的量增大，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，则该反应的ΔH<0；③由于该反应为等体积反应，且反应物只有NO为气态，因此通入NO后，可建立等效平衡，NO的转化率不变，可用表中数据直接求得。答案：(1)NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也可，其他合理说法也可)　870(数值接近即可)(2)①C＋2NOCO2＋N2　②<　③80%