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2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)的方向課時跟蹤監(jiān)測試題 1．(xx梁豐中學(xué)模擬)在一定條件下，對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)cC(g)＋dD(g)，C的百分含量(C%)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示，下列該反應(yīng)的ΔH和ΔS判斷正確的是(　　) A．ΔH<0　ΔS>0　　　　 B．ΔH>0　ΔS<0 C．ΔH>0　ΔS>0 D．ΔH<0　ΔS<0 2．(xx宜興中學(xué)模擬)下列對于化學(xué)反應(yīng)方向說法正確的是(　　) A．反應(yīng)2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定條件下能自發(fā)進行，說明該反應(yīng)的ΔH＞0 B．常溫下反應(yīng)2Na2SO3(s)＋O2(g)2Na2SO4(s)能自發(fā)進行，則ΔH＜0 C．反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則該反應(yīng)的ΔH>0 D．一定溫度下，反應(yīng)2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH＜0，ΔS＞0 3．(xx溧陽中學(xué)模擬)某溫度時，反應(yīng)N2＋3H22NH3的平衡常數(shù)K＝a，則此溫度下，NH3H2＋N2的平衡常數(shù)為(　　) A．a(chǎn)－1/2　　　B．a(chǎn)1/2 C.a　　　D．a(chǎn)－2 4．(xx鎮(zhèn)江一中模擬)在一定條件下，已達平衡的可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列說法中正確的是(　　) A．平衡時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：K＝ B．改變條件后，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變 C．如果改變壓強并加入催化劑，平衡常數(shù)會隨之變化 D．若平衡時增加A和B的濃度，則平衡常數(shù)會減小 5．(xx如皋中學(xué)模擬)在恒容密閉容器中，由CO合成甲醇：CO(g) ＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他條件不變的情況下，研究溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如右圖所示，下列說法正確的是(　　) A．平衡常數(shù)K＝ B．該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小 C．任意時刻，T2溫度下的反應(yīng)速率均大于T1溫度下的速率 D．處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達到平衡時增大 6．(xx南京高三學(xué)情模擬)將1 mol A(g)和2 mol B(g)置于2 L某密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，并達到平衡。C的體積分數(shù)隨時間變化如圖1中曲線b所示，反應(yīng)過程中的能量變化如圖2所示，下列說法不正確的是(　　) A．反應(yīng)在第4秒鐘達到化學(xué)平衡狀態(tài)，0～4秒內(nèi)以A表示的化學(xué)反應(yīng)速率是0.225 molL－1s－1 B．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值約為7.36 C．恒溫條件下，縮小反應(yīng)容器體積可以使反應(yīng)的過程按圖1中a曲線進行 D．在上述反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小 7．(xx泰興中學(xué)模擬)鐵的氧化物可用于脫除煤氣中的H2S，該反應(yīng)原理為： ①Fe3O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)3FeS(s)＋4H2O(g)　ΔH＝a kJmol－1 ②Fe2O3(s)＋2H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋3H2O(g)　ΔH＝b kJ mol－1 ③FeO(s)＋H2S(g)FeS(s)＋H2O(g)ΔH＝c kJmol－1 溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系如圖，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b、c均小于0 B．壓強越大，H2S的脫除率越高 C．溫度越高，H2S的脫除率越高 D．反應(yīng)①、②、③的平衡常數(shù)表達式相同 8．(xx蘇州期中)PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中，在一定條件下發(fā)生下述反應(yīng)，并于10 min時達到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)有關(guān)數(shù)據(jù)如下： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始濃度/(molL－1) 2.0 1.0 0 平衡濃度/(molL－1) c1 c2 0.4 下列判斷正確的是(　　) A．10 min內(nèi)，v(PCl3)＝0.16 molL－1min－1 B．當容器中Cl2為0.6 mol時，反應(yīng)達到平衡 C．升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，則平衡時PCl3的轉(zhuǎn)化率變大 D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同條件下再達平衡時，c(PCl5)＜0.2 molL－1 9．(xx如皋中學(xué)模擬)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) 　ΔH＞0，1 100 ℃時，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖所示。 (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝________。 (2)下列措施中能使平衡時K增大的是________(填序號)。 A．升高溫度 B．增大壓強 C．充入一定量CO D．降低溫度 (3)8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝________ mol/(Lmin)。 (4)1 100 ℃時，2 L的密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器 甲 乙 反應(yīng)物投入量 3 mol Fe、2 mol CO2 4 mol FeO、3 mol CO CO的濃度(molL－1 ) c1 c2 CO2的體積分數(shù) φ1 φ2 體系壓強(Pa) p1 p2 氣態(tài)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 α1 α2 ①下列說法正確的是________。 A．2c1＝3c2　　　　 B．φ1＝φ2 C．p1＜p2 D．α1＝α2 ②求c1＝________、φ1＝________、α2＝________。 10．(xx蘇北四市高三第一次模擬)研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。 (1)將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等。 ①已知：Fe2O3(s) ＋3C(石墨)===2Fe(s) ＋3CO(g)　ΔH1＝＋489.0 kJmol－1 C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH2＝＋172.5 kJmol－1 則CO還原Fe2O3的熱化學(xué)方程式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②已知Fe與CO可形成五羰基鐵[Fe(CO)5]，該化合物相當活潑易吸收H2生成氫化羰基鐵。氫化羰基鐵為二元弱酸，可與NaOH反應(yīng)生成四羰基鐵酸二鈉。試寫出五羰基鐵吸收H2的反應(yīng)方程式_________________________________________________________。 ③利用燃燒反應(yīng)可設(shè)計成CO/O2燃料電池(以KOH溶液為電解液)，寫出該電池的負極反應(yīng)式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng)： CO2(g) ＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJmol－1 測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示，回答問題： ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝______________________________________。 ②曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ________KⅡ(填“大于”、“等于”或“小于”)。 ③一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式投入反應(yīng)物，一段時間后達到平衡。 容器 甲 乙 反應(yīng)物 投入量 1 mol CO2、3 mol H2 a mol CO2、b mol H2、 c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) 若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，要使平衡后乙與甲中相同組分的濃度相等，且起始時維持反應(yīng)逆向進行，則c的取值范圍為________。 11．(xx徐州市期中模擬)以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)叫煤化工。 (1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJmol－1 ①該反應(yīng)在高溫下________自發(fā)進行(填“能”或“不能”)； ②恒溫下，在容積不變的密閉容器中，進行如上可逆反應(yīng)。一段時間后，下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的有：____________________________。 Ⅰ混合氣體的密度；　　　　　 Ⅱ容器內(nèi)氣體的壓強； Ⅲ混合氣體的總物質(zhì)的量； ⅣCO物質(zhì)的量濃度 A．只有Ⅳ　　　　　　　　　　 B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ (2)水煤氣再進一步反應(yīng)可制取氫氣。反應(yīng)為H2O(g)＋CO(g)H2(g)＋CO2(g)，某溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝4/9。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，只投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如下表所示。下列判斷不正確的是________。 起始濃度 甲 乙 丙 c(H2)/mol/L 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/mol/L 0.010 0.010 0.020 A.反應(yīng)開始時，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢 B．平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C．平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol/L D．平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% (3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJmol－1)的變化。 在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2反應(yīng)。 ①下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。 A．升高溫度 B．充入He(g)，使體系壓強增大 C．將H2O(g)從體系中分離出來 D．再充入1 mol CO2和3 mol H2 ②在溫度T1時，當反應(yīng)達到平衡時，測得n(H2)＝2.4 mol；其他條件不變，在溫度T2時，當反應(yīng)達到平衡時，測得n(CO2)＝0.82 mol，則T2________T1(填“＞”、“＜”或“＝”)。 (4)在一定條件下科學(xué)家從煙道氣中分離出CO2與太陽能電池電解水產(chǎn)生的H2合成甲醇(常溫下為液體)。CH3OH、H2的燃燒熱分別為：ΔH＝－725.5 kJ/mol、ΔH＝－285.8 kJ/mol。 ①寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________； ②該轉(zhuǎn)化的積極意義是_______________________________________________； ③有人提出，可以設(shè)計反應(yīng)CO2===C＋O2(ΔH＞0、ΔS＜0)來消除CO2對環(huán)境的影響。請你判斷是否可行并說出理由：________________________________________________。 答 案 1．選A　因為溫度越高，生成物C的百分含量越低，所以為放熱反應(yīng)，ΔH<0，壓強增大，化學(xué)平衡向體積減少的方向移動，而隨著壓強的增大，圖中生成物C的含量越小，所以c＋d>m＋n，所以ΔS>0，故A正確。 2．選B　A項，反應(yīng)的ΔS＜0，在一定條件下能自發(fā)進行，ΔH應(yīng)小于0，錯誤；B項，反應(yīng)的ΔS＜0，由ΔH－TΔS＜0時，反應(yīng)可自發(fā)進行可知，ΔH＜0，正確；C項，反應(yīng)的ΔS＜0，由ΔH－TΔS＜0時，反應(yīng)可自發(fā)進行可知，ΔH＜0，錯誤；D項，反應(yīng)的ΔS＞0，該反應(yīng)為分解反應(yīng)，應(yīng)吸熱，反應(yīng)的ΔH＞0，在較高溫度下，可滿足ΔH－TΔS＜0，能自發(fā)進行，錯誤。 3．選A　NH3H2＋N2的平衡常數(shù)為： K＝＝＝ ＝，因此，選A。 4．選A　A項，平衡時，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：K＝，正確；B項，如果改變的條件是溫度，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K改變，若改變的是其他條件，則平衡常數(shù)K不變。錯誤；C項，如果改變壓強并加入催化劑，溫度不變，平衡常數(shù)也不會隨之變化，錯誤；D項，若平衡時只是增加A和B的濃度，并未改變溫度，平衡常數(shù)不變，錯誤。 5．選D　A項，平衡常數(shù)K＝，錯誤；B項，根據(jù)圖像T2先建立平衡，所以T1KⅡ。③設(shè)甲容器中達平衡時CO2反應(yīng)掉x mol，則剩余氣體總物質(zhì)的量為1－x＋3－3x＋2x＝4－2x，此時壓強為開始時的0.8倍，故4－2x＝0.84 mol，解得x＝0.4 mol。對應(yīng)乙容器若要使得開始反應(yīng)從逆向進行，則c必須大于0.4 mol，但不能超過1 mol。 答案：(1)① Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe (s)＋3CO2(g)ΔH＝－28.5 kJmol－1 ②Fe(CO)5＋H2===H2Fe (CO)4＋CO ③CO＋4OH－－2e－===CO＋2H2O (2)① ②大于?、?.4＜c≤1 11．解析：(1) ②反應(yīng)過程中固體碳不斷轉(zhuǎn)化成氣體，導(dǎo)致氣體質(zhì)量和物質(zhì)的量不斷增大，混合氣體的密度和壓強也不斷增大，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正確，選D。 (2)A項，反應(yīng)開始時丙中物質(zhì)濃度最大、甲中最小，所以丙的反應(yīng)速率最快，甲最慢，正確。 設(shè)甲中平衡時c(CO)為x，則： 　　　　 H2O(g)＋CO(g)　H2(g)＋　CO2(g) 初始濃度　 0　　　　0　　0.010 mol/L　0.010 mol/L 變化濃度　 x　　　 x　　　　　　x　　　 　　x 平衡濃度　 x　　　 x　0.010 mol/L－x　0.010 mol/L－x K＝＝，解得x＝0.006 mol/L。 平衡時，甲中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%。由于反應(yīng)兩邊氣體計量數(shù)相等，而初始時丙中數(shù)據(jù)又是甲中兩倍，所以丙和甲為等效平衡，H2的轉(zhuǎn)化率也是60%，B項正確。由于初始時丙中數(shù)據(jù)又是甲中兩倍，所以平衡時c(CO2)也是甲中的2倍，即0.008 mol/L, C項錯誤。乙相當于在甲平衡時又通入0.010 mol/L H2，平衡繼續(xù)向逆方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率繼續(xù)增大，即大于60%，D項正確。 (3)由圖像可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。①升高溫度，平衡逆向移動，c(CH3OH)減小，A項錯誤；充入He(g)，容積不變，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動，B項錯誤；分離出H2O(g)，產(chǎn)物濃度降低，平衡正向移動，c(CH3OH)增大，C項正確；D項，反應(yīng)物加倍，相當于加壓，平衡正向移動，c(CH3OH)增大，正確。②T1時，CO2、H2、CH3OH、H2O的平衡濃度分別為0.8 mol、2.4 mol、0.2 mol、0.2 mol；T2時，CO2、H2、CH3OH、H2O的平衡濃度分別為0.82 mol、2.46 mol、0.18 mol、0.18 mol。即從T1→T2，CH3OH減少、CO2增多，平衡逆向移動。結(jié)合平衡移動原理，可知溫度升高，即T2>T1。 (4)①根據(jù)燃燒熱的概念，有如下熱化學(xué)方程式： a式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.5 kJ/mol b式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol 反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ，可由b3－a獲得，所以ΔH＝－131.9 kJ/mol。②該反應(yīng)吸收CO2，有利于降低溫室效應(yīng)；同時也彌補了資源短缺。③該反應(yīng)焓增大、熵減小，不能自發(fā)進行。 答案：(1)①能?、贒　(2)C　(3)①CD　②> (4)①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝－131.9 kJ/mol ②可降低溫室效應(yīng)和彌補資源短缺　③不可行，該反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，所以不能自發(fā)進行