2018高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第七章　化学反应速率与化学平衡 课时作业25 Word版含解析

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课时作业25　化学平衡常数　化学反应的方向
授课提示：对应学生用书第343页]
基础题组]
1．(2017·邢台联考)下列说法正确的是(　　)
A．放热反应均是自发反应
B．ΔS为正值的反应均是自发反应
C．物质的量增加的反应，ΔS为正值
D．如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行
解析：放热反应不一定能自发进行，如铝热反应为放热反应，在常温下不能自发进行，A错误；ΔS为正值的反应不一定是自发反应，如水的分解，B错误；只有气体的物质的量增加的反应，ΔS为正值，C错误；如果ΔH和ΔS均为正值，当温度升高时，可满足ΔH－T·ΔSH2O>CO2
D．温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大
解析：A项，NO(g) N2(g)＋O2(g)的平衡常数为＝1015，错误；B项，H2和O2之间的反应需要点燃才能进行，错误；C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应②为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。
答案：C
7．(2017·西安调研)某温度下，密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是(　　)
物质
X
Y
Z
W
初始浓度/mol·L－1
0.5
0.6
0
0
平衡浓度/mol·L－1
0.1
0.1
0.4
0.6
A.反应达到平衡时，X的转化率为80%
B．该反应的平衡常数表达式为K＝
C．增大压强其平衡常数不变，但使平衡向生成Z的方向移动
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：反应达到平衡时，X的转化率＝×100%＝80%，A项正确；B项，从表中数据可推出其反应物质的化学计量数比例为0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，B项正确；C项，增大压强其平衡常数不变，但该反应为气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C项错误；平衡常数只与温度有关，D项正确。
答案：C
8．(2017·沈阳模拟)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.44 kJ·mol－1；其部分工艺流程如图：

反应体系中各组分的部分性质见下表：
气体
氮气
氢气
氨
熔点(℃)
－210.01
－252.77
－77.71
沸点(℃)
－195.79
－259.23
－33.42
回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：________，随着温度的升高，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)平衡常数K值越大，表明________(填字母)。
A．N2的转化率越高
B．NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)对于合成氨反应而言，如图有关图像一定正确的是(选填字母)________。

解析：(1)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.44 kJ·mol－1，平衡常数为K＝，反应是放热反应，随着温度的升高平衡逆向进行，平衡常数减小；
(2)平衡常数K值越大反应进行的程度越大，正向进行越大，N2的转化率越高，故A正确；反应正向进行，生成的氨气越多，NH3的产率越大，故B正确；反应正向进行，原料中N2的含量减少，故C错误；平衡常数越大，说明正向进行程度越大，但化学反应速率不一定越快，故D错误；
(3)a.升高温度，平衡逆向移动，则氨气的体积分数减小，但反应到达平衡的时间缩短，故正确；
b．反应到达平衡时，各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，氢气与氨气浓度变化量之比为3∶2，故错误；
c．使用催化剂加快反应速率，缩短反应时间，但不影响平衡移动，符合题意，故正确。
答案：(1)K＝　减小　(2)AB　(3)ac
能力题组]
1．(2017·长春质检)下列反应在任意温度下一定能自发进行的是(　　)
A．2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
B．NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)　ΔH0
D．X2Y2(s)===X2(g)＋Y2(g)　ΔH0，ΔS>0，低温下不能自发进行，A错误；反应是放热反应ΔH0，低温下不能自发进行，C错误；反应是放热反应ΔH0，任意条件下能自发进行，D正确。
答案：D
2．(2017·菏泽联考)碘单质难溶于水却易溶于KI溶液。碘水中加入KI溶液发生反应：I2(aq)＋I－(aq) I(aq)，该反应的平衡常数与温度的关系如图，下列说法不正确的是(　　)

A．上述正反应为放热反应
B．上述体系中加入苯，平衡不移动
C．可运用该反应原理除去硫粉中少量的碘单质
D．实验室配制碘水时，为增大碘单质的溶解度可加入适量KI溶液
解析：由图中可看出，随着温度的升高，平衡常数减小，故升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；加入苯后能将溶液的碘单质萃取，降低了溶液中c(I2)，平衡逆向移动，B项错误；硫粉中的碘单质在加入KI后，碘单质生成KI3而除去，C项正确；配制碘水时，加入KI溶液，使得平衡正向移动，增大碘单质的溶解度，D项正确。
答案：B
3．(2017·烟台质检)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B，发生反应：3A(g)＋2B(g) 4C(s)＋2D(g)，反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6 mol C。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的化学平衡常数K＝
B．B的平衡转化率是40%
C．增大压强，化学平衡常数增大
D．增加B的量，B的平衡转化率增大
解析：化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时B减少的物质的量是1.6 mol×0.5＝0.8 mol，故B的平衡转化率为40%，B正确；化学平衡常数只与温度有关，增大压强时化学平衡常数不变，C错误；增加B的量，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。
答案：B
4．(2017·威海调研)在某温度T ℃时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1 L的密闭容器中，反应过程中浓度变化如下：2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0]
容器
物质
起始浓度/(mol·L－1)
平衡浓度/(mol·L－1)
Ⅰ
N2O4
0.100
0.040
NO2
0
0.120
Ⅱ
N2O4
0
0.0142
NO2
0.100
0.0716
下列说法不正确的是(　　)
A. 平衡时，Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α(N2O4)>α(NO2)
B. 平衡后，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)＜v(Ⅱ)
C. 平衡时，Ⅰ、Ⅱ中上述正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)
D. 平衡后，升高温度，Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将变深
解析：Ⅰ中α(N2O4)＝(0.100 mol/L－0.040 mol/L)÷0.100 mol/L＝0.6，Ⅱ中α(NO2)＝(0.100 mol/L－0.071 6 mol/L)÷0.100 mol/L＝0.284，故Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α(N2O4)>α(NO2)，A正确；由表格数据可知，平衡时c(N2O4)：Ⅰ>Ⅱ，故以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)>v(Ⅱ)，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)>v(Ⅱ)，B错误；平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同，故K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)，C正确；因2NO2(g) N2O4(g)　ΔHKd
D．0到0.5 min反应速率v(CO)＝0.3 mol·L－1·min－1
解析： 5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol y y
b点量/mol 2－y y
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)＝y/2＝0.80，得y＝1.6 mol，CO的转化率为×100%＝80%，A错误；由于该反应前后气体的物质的量不变，所以容器内压强恒定，不能作为平衡状态的标志，B错误；由于反应温度不同，且b点比d点时生成物CO2的体积分数大，说明进行的程度大，则化学平衡常数：Kb>Kd，C正确；
0到0.5 min时，
5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol x x
a点量/mol 2－x x
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)＝x/2＝0.30，得x＝0.6 mol，则从0到0.5 min时的反应速率为：v(CO)＝＝0.6 mol·L－1·min－1，D错误。
答案：C
6．(2017·牡丹江联考)如图所示为气相直接水合法：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压物质的量分数)(　　)

A．0.082 　　　 B．0.072
C．0.072 MPa－1 　　　D．0.082 MPa－1
解析：由图可知，A点乙烯的平衡转化率为20%，设起始量n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol，转化的乙烯为0.2 mol，则：
C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)
起始量(mol): 1 1 0
转化量(mol): 0.2 0.2 0.2
平衡量(mol): 0.8 0.8 0.2
压强之比等于物质的量之比，则p(C2H4)＝p(H2O)＝7.8 MPa×＝7.8 MPa×，p(C2H5OH)＝7.8 MPa×，则Kp＝＝＝0.072 MPa－1，故选C。
答案：C
7．(2017·沈阳调研)工业合成氨反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。
(1)已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，N—H键的键能为391 kJ·mol－1，NN键的键能是945.6 kJ·mol－1，则上述反应的ΔH＝__________________。
(2)上述反应的平衡常数K的表达式为：__________________________。若反应方程式改写为：N2(g)＋H2(g) NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1＝__________________(用K表示)
(3)在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：

t/min
0
5
10
15
20
25
30
n(H2)/mol
6.00
4.50
3.60
3.30
3.03
3.00
3.00
n(NH3)/mol
0
1.00
1.60
1.80
1.98
2.00
2.00
①该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L－1、3 mol·L－1、3 mol·L－1，则此时v正________v逆。(填“大于”“小于”或“等于”)
②由上表中的实验数据计算得到“浓度—时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)－t的曲线是________。在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)－t的曲线上相应的点为________。

解析：(1)根据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，知ΔH＝945.6 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－92.4 kJ·mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝，K1＝＝]＝K。(3)①该温度下，25 min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)＝1 mol·L－1、c(H2)＝3 mol·L－1、c(NH3)＝2 mol·L－1，则K＝＝。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3 mol·L－1，则QC＝＝＝