2022届新高考化学第一轮复习课时作业：化学平衡常数 化学反应进行的方向（含解析）

2022届新高考化学第一轮复习课时作业

化学平衡常数 化学反应进行的方向

一、选择题

1、只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是(  )

A．K值不变，平衡可能移动

B．平衡向右移动时，K值不一定变化

C．K值有变化，平衡一定移动

D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍

解析：改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K，D项错误。

答案：D

2、已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不能自发进行的是(　　)

A．2O3(g)===3O2(g)　ΔH<0

B．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0

C．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH<0

D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0

解析：在任何温度下都不能自发进行的反应符合ΔH－TΔS>0，即ΔH>0、ΔS<0，故B项反应符合题意。

答案：B

3、高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是(  )

A．该反应的化学方程式为CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

B．该反应的焓变为正值

C．升高温度，逆反应速率减小

D．恒温恒容时，增大压强，H2的浓度一定减小

解析：该反应的平衡常数K＝，可得化学方程式：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，A错误；恒容时，温度升高，H2的浓度减小，说明平衡正向移动，则该反应的ΔH>0，B正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；恒温恒容时，若充入“惰性”气体增大压强，平衡不发生移动，c(H2)不变，D错误。

答案：B

4、下列变化过程中，ΔS＜0的是(　　)

A．氯化钠溶于水中

B．NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)

C．干冰(CO2)的升华

D．CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)

解析：A.氯化钠溶于水中，固体变成溶液，混乱度增大，ΔS＞0，故A错误；B.NH3(g)与HCl(g)反应生成NH4Cl(s)，气体体积减小，反应后熵变减小，ΔS＜0，故B正确；C.干冰(CO2)的升华，混乱度增大，ΔS＞0，故C错误；D.CaCO3(s)分解为CaO(s)和CO2(g)，气体体积增大，混乱度增大，ΔS＞0，故D错误。

答案：B

5、对于反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　)

A．平衡常数表达式为K＝

B．增大体系压强，平衡常数K不发生变化

C．升高体系温度，平衡常数K减小

D．增加C(s)的量，平衡正向移动

解析：平衡常数表达式应为K＝，A错误；增大体系压强，温度不变，故平衡常数K不发生变化，B正确；升高体系温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，C错误；增加C(s)的量，平衡不移动，D错误。

答案：B

6、将1 mol N2O5置于2 L密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①2N2O5(g) 2N2O4(g)＋O2(g)；②N2O4(g) 2NO2(g)。达到平衡时，c(O2)＝0.2 mol·L－1，c(NO2)＝0.6 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为(　　)

A．3.2   B.0.2 

C.   D.

解析：N2O5分解得到N2O4部分转化为NO2(g)，平衡时c(O2)＝0.2 mol·L－1，c(NO2)＝0.6 mol·L－1，则平衡时c(N2O4)＝2c(O2)－c(NO2)＝0.2 mol/L×2－×0.6 mol/L＝0.1 mol/L，平衡时c(N2O5)＝－2c(O2)＝0.5 mol/L－0.2 mol/L×2＝0.1 mol/L，故反应①的平衡常数K＝＝＝0.2。

答案：B

7、下列过程一定不能自发进行的是(　　)

A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0

B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＜0

C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＞0

D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH＞0

解析：A.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故A不选；B.ΔH＜0，ΔS＜0，温度较低时即可满足ΔH－T·ΔS＜0，能自发进行，故B不选；C.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故C不选；D.ΔH＞0，ΔS＜0，一般情况下ΔG＝ΔH－T·ΔS＞0，不能自发进行，故选D。

答案：D

8、在一定体积的1 L密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如表：

下列说法正确的是(　　)

A．上述生成CO和H2O的反应为放热反应

B．加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO2的转化率

C．830℃达平衡后，再充入1.0 mol H2，K值增大，平衡正向移动

D．830℃时反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为1

解析：A.由表格数据可知，温度越高，K越大，则生成CO和H2O的反应为吸热反应，故A错误；B.该反应为气体体积不变的反应，加压、使用催化剂，平衡均不移动，则不能提高转化率，而增大H2浓度能提高CO2的转化率，故B错误；C.充入1.0 mol H2，反应物浓度增大，但K只与温度有关，则平衡正向移动，但K不变，故C错误；D.逆反应的K互为倒数关系，由830℃时CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)K＝1.0，则830℃时反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K＝＝1，故D正确。

答案：D

9、在一定温度下，改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．反应b、c点均为平衡点，a点未达到平衡且向正反应方向进行

B．a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka

C．上述图象可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高

D．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高

解析：题图中曲线是SO2的起始物质的量与平衡时SO3的体积分数的关系，因此曲线上的所有点都是在对应条件下平衡时SO3的体积分数，A项错误；由于温度没有变化，不同平衡点的平衡常数相等，B项错误；从曲线图上可以看出平衡时SO3的体积分数随起始时SO2的物质的量的增加先增大后减小，C项错误；反应达到平衡时充入SO2，平衡正向移动，O2转化率增大，SO2转化率减小，因此a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高，D项正确。

答案：D

10、某温度下，H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如表所示：

下列判断不正确的是(　　)

A. 平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B. 平衡时，甲和丙中H2的转化率均是60%

C. 平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L－1

D. 反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

解析：设平衡时甲中CO2的转化浓度为x mol·L－1，

   H2(g)＋　CO2(g) H2O(g)＋CO(g)

　起始/(mol·L－1)    0.010    0.010      0       0

　转化/(mol·L－1)      x       x        x       x

　平衡/(mol·L－1)   0.010－x  0.010－x   x       x

根据平衡常数表达式：K＝＝，解得x＝0.006，则甲中CO2的转化率为×100%＝60%，由于乙相对甲增大了c(H2)，因此CO2的转化率增大，A项正确；丙与甲为等效平衡，转化率相等，B项正确；平衡时甲中c(CO2)＝0.010 mol·L－1－0.006 mol·L－1＝0.004 mol·L－1，丙中CO2的平衡浓度是甲中的两倍为0.008 mol·L－1，C项错误；丙中反应物浓度最大，反应速率最快，甲中反应物浓度最小，反应速率最慢，D项正确。

答案：C

11．若10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：

下列说法正确的是(　　)

A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol/(L·min)

B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0

C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%

D．实验④中，达到平衡时，b>0.060

解析：实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则浓度是0.005 0 mol/L，根据反应的化学方程式可知，同时生成的N的物质的量浓度也是0.005 0 mol/L，因此0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝0.005 0 mol/L ÷5 min ＝1.0×10－3 mol/(L·min)，所以A项错误；实验②中，平衡时M的浓度是0.008 0 mol/L，则同时生成的N的浓度是0.008 0 mol/L，消耗X和Y的浓度均为0.008 0 mol/L，因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01 mol/L－0.008 0 mol/L＝0.002 0 mol/L,0.04 mol/L－0.008 0 mol/L＝0.032 mol/L，因此反应的平衡常数K＝＝1，所以B项错误；根据反应的化学方程式可知，如果X的转化率为60%，则

X(g)　＋　Y(g) M(g)＋N(g)

起始浓度(mol/L)  0.020     0.030    0     0

转化浓度(mol/L)  0.012     0.012   0.012  0.012

平衡浓度(mol/L)  0.008     0.018   0.012  0.012

温度不变，平衡常数不变，则K＝＝1，即反应达到平衡状态，因此最终平衡时X的转化率为60%，所以C项正确；700 ℃时

                 X(g)　＋  Y(g) M(g)＋  N(g)

起始浓度(mol/L)   0.040     0.010     0        0

转化浓度(mol/L)  0.009      0.009     0.009    0.009

平衡浓度(mol/L)  0.031      0.001     0.009    0.009

则该温度下平衡常数K＝＝2.9>1，这说明升高温度平衡常数减小，即平衡向逆反应方向移动，因此正反应为放热反应。若容器④中的温度也是800 ℃，由于反应前后体积不变，则与③相比，平衡是等效的，因此最终平衡时M的物质的量是b＝0.5 a＝0.06 mol。当温度升高到900 ℃时平衡向逆反应方向移动，因此b<0.060，所以D项错误。

答案：C

二、非选择题

11、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：

回答下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_____________。

(2)该反应为____________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·

c(H2O)，试判断此时的温度为_____________℃。

该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为____________。

(4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)＝2 mol·L－1，c(H2)＝1.5 mol·L－1，c(CO)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，则正、逆反应速率的比较为v(正)________v(逆)(填“＞”“＜”或“＝”)。

解析：(2)温度越高，K值越大，说明升温平衡正向移动，正反应为吸热反应。

(3)由题意可得K＝1，查表可知温度为830℃，设反应了的CO2为x mol，则消耗掉的H2为x mol，生成的CO和H2O均是x mol(体积为V L)。

K＝1＝，整理得x＝0.5。

则CO2的转化率为50%。

(4)Qc＝＝＝1＞0.9，

所以v(正)＜v(逆)。

答案：(1)　(2)吸热　(3)830　50%　(4)＜

13、二氧化碳催化加氢合成低碳烯烃是目前研究的热门课题。在一个2 L密闭恒容容器中分别投入1.5 mol CO2、5.0 mol H2，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH；在不同温度下，用传感技术测出平衡时H2的物质的量变化情况如图所示。

(1)该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“不能确定”)。

(2)在TA温度下的平衡常数K＝____________。

(3)提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是_____________(列举一项)。

(4)在TA温度下，其他条件不变，起始时若按1 mol CO2、2 mol H2、 1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)进行投料，此时v正____________v逆(填“>”“<”或“＝”)。

解析：(1)根据图像，升高温度，H2的物质的量增加，平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0。

(2)         2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)

起始/mol       1.5        5         0        0

转化/mol       1         3         0.5       2

平衡/mol       0.5        2         0.5       2

K＝＝4。

(3)增大压强或增大H2(g)浓度，可以使平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大。(4)在TA温度下，其他条件不变，起始时若按1 mol CO2、2 mol H2、1 mol C2H4(g)、2 mol H2O(g)进行投料，Qc＝＝2<K，所以反应向正反应方向进行，v正>v逆。

答案：(1)<　(2)4

(3)增大压强(或增大H2浓度、移走产物)　(4)>

14．汽车在行驶过程中有如下反应发生：

ⅰ.N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH＝＋180.7 kJ·mol－1

ⅱ.2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5 kJ·mol－1

(1)能表示CO燃烧热的热化学方程式为_______________。

(2)反应ⅱ在____________(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。

(3)T温度时，向10 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和2 mol CO发生反应ⅱ，5 min时达到平衡，测得0～5 min内该反应速率v(N2)＝0.016 mol·L－1·min－1。

①T温度时，该反应的平衡常数K＝____________。

②平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为____________。

(4)一定条件下，向起始容积为5 L的恒压密闭容器中充入1 mol N2和1 mol O2发生反应ⅰ。O2的平衡转化率[α(O2)]与温度(T)的关系如图1所示；正反应的平衡常数(K正)与温度(T)的关系如图2所示。

①图1中，M、N、P三点所对应的状态下，v正＞v逆的是____________(填字母)，理由为__________________________。

②T1温度时，K正＝1，则O2的平衡转化率为________(保留三位有效数字)；在图2中画出逆反应平衡常数(K逆)与温度(T)的关系曲线。

解析：(1)根据盖斯定律，(ⅰ＋ⅱ)×得CO(g)＋O2(g) CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1。(2)反应ⅱ的ΔH＜0，ΔS＜0，要使ΔH－TΔS＜0，T值应较小，所以反应ⅱ在较低温度下能自发进行。(3)①由v(N2)＝0.016 mol·L－1·min－1，可知5 min达到平衡时，c(N2)＝0.08 mol·L－1，则c(CO2)＝0.16 mol·L－1，c(CO)＝c(NO)＝0.04 mol·L－1，故平衡常数K＝＝800。②恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为(0.4＋0.4＋0.8＋1.6)∶(2＋2)＝4∶5。(4)①一定温度下，M点对应状态的O2的转化率小于其平衡转化率，反应正向进行建立平衡，v正＞v逆。②设T1温度下达到平衡时NO的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(N2)＝mol·L－1，c(O2)＝mol·L－1，平衡常数K＝＝＝1，解得x＝0.133，故O2的平衡转化率为×100%＝33.3%。K正·K逆＝1，故逆反应平衡常数(K逆)与温度(T)的关系曲线与正反应平衡常数(K正)与温度(T)的关系曲线完全对称。

答案：(1)CO(g)＋O2(g) CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1

(2)较低

(3)①800　②4∶5

(4)①M　一定温度下，M点对应状态的O2的转化率小于其平衡转化率，反应正向进行建立平衡　②33.3%　如图