课时规范练24　化学平衡常数　化学反应的方向及工业合成氨.docx

1、课时规范练课时规范练 24化学平衡常数化学平衡常数化学反应的方向及化学反应的方向及 工业合成氨工业合成氨 基础巩固基础巩固 1.(2020 湖北武汉月考)某化学反应的H=-122 kJmol-1,S=231 J mol-1K-1,则此反应在下列哪种情况 下可自发进行() A.在任何温度下都能自发进行 B.在任何温度下都不能自发进行 C.仅在高温下自发进行 D.仅在低温下自发进行 2.(2020 湖北武汉联考)下列叙述正确的是() A.反应物分子间发生碰撞一定能发生化学反应 B.反应过程的自发性可判断过程发生的速率 C.反应 NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应

2、的H0 3.(2020 河北邢台联考)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,同一个反应方程式中的化学计量数增大 2 倍,K 值也增大 2 倍 4.(2020 湖南长沙中学月考)已知:反应 mX(g)+nY(g)qZ(g)Hq,在密闭容器中反应达到 平衡时,下列说法不正确的是() A.恒容时通入稀有气体(不参与反应)使压强增大,平衡不移动 B.缩小容器容积,增大压强,反应速率加快且可以提高 Z 的产率 C.恒压时,增加一定量 Z(g),

3、混合气体的平均相对分子质量变大 D.恒容时增加 X 的物质的量,Y 的转化率增大 5. 反应 mA(s)+nB(g)pC(g) Hpx 点表示的正反应速率大于逆反应速率x 点比 y 点时的反应速率慢 np若升高温度,该反应的平衡常数增大 A.只有B.只有 C.只有D.只有 6.加热 N2O5依次发生的分解反应为 N2O5(g)N2O3(g)+O2(g) N2O3(g)N2O(g)+O2(g) 在容积为 2 L 的密闭容器中充入 8 mol N2O5,加热到 t ,达到平衡状态后 O2为 9 mol ,N2O3为 3.4 mol 。则 t 时反应的平衡常数为() A.8.5B.9.6C.10.2

4、D.10.7 7.(2020 浙江杭州月考)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)H=-92.44 kJmol-1。 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,下列有关图像一定正确的是(填字母)。 能力提升能力提升 8. (2020 四川成都月考)在 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol X和 1 mol Y,发生

5、反应的化学方程式为 2X(g)+Y(g)3Z(g),反应过程持续升高温度,测得 X的体积分数与温度的关系如图所示。下列判断 正确的是() A.Q点时,Y 的转化率最大 B.升高温度,平衡常数增大 C.W 点 X的正反应速率等于 M 点 X的正反应速率 D.平衡时充入 Z,达到新平衡时 Z 的体积分数变大 9.(2020 北京石景山模拟)在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应:2M(g)+N(g)W+2Q(g)H0, 下列图像正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是() 10. (2020 河南南阳一中月考)甲醇(CH3OH)是绿色能源。工业上合成甲醇的原理为 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

6、。一定温度下,在 1 L 恒容密闭容器中充入 H2和一定量的 CO,CH3OH 的 体积分数与反应物投料比的关系如图所示。 下列说法正确的是() A.随着反应的进行,混合气体的密度变大 B.图像四个点中,c点处 CH3OH 的物质的量最大 C.图像四个点中,只有 c 点表示达到平衡状态 D.图像中 c 点到 d 点,平衡向正反应方向移动 11.(2020 北京朝阳区模拟)将不同量的 CO(g)和 H2O(g)分别通入体积为 2 L的恒容密闭容器中,发生 反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据: 实温度 起始量 /mol 平衡量 /mol 达到平衡 验 序 号

7、/所 需时间 /min CO H2OCO2 1650421.65 2900210.43 3210.41 下列说法不正确的是() A.该反应的正反应为放热反应 B.实验 1 中,前 5 min 用 CO 表示的反应速率为 0.16 molL-1min-1 C.实验 2 中,平衡常数为 K=1 6 D.实验 3 与实验 2 相比,改变的条件可能是温度 12.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1H10() 2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2H2”“”“=”或“”“”“”或“=”)H2。 (4)下

8、列措施中能够同时满足增大反应速率和提高 CO 转化率的是(填字母)。 A.使用高效催化剂 B.降低反应温度 C.增大体系压强 D.不断将 CH3OH 从反应混合物中分离出来 拓展深化拓展深化 14.(2020 吉林大学附属中学月考)甲醇是一种可再生能源,由 CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如 下。 反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.58 kJmol-1 反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2 反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-90.77 kJmol-1 回答下列问题: (1)反应的H2=,若反应、平衡常数分别

9、为 K1、K2、K3,则 K2=(用 K1、 K3表示)。 (2)在一定条件下向 2 L 恒容密闭容器中充入 3 mol H2和 1.5 mol CO2,仅发生反应,实验测得不同反 应温度下体系中 CO2的平衡转化率如下表所示。 温度 500 T CO2的平衡转 化率 60%40% T(填“高于”或“低于”)500 。 温度为 500 时,该反应 10 min 时达到平衡。 a.用 H2表示该反应的速率为。 b.该温度下,反应的平衡常数 K=。 课时规范练 24化学平衡常数化学 反应的方向及工业合成氨 1.A反应自发进行需要满足H-TS0,依据题干条件计算,H-TS=-122 kJmol-1-

10、 T23110-3kJmol-10,所以该反应在任何温度下都能自发进行,故选 A。 2.C只有活化分子在合适取向时发生有效碰撞才能发生化学反应,A项错误;化学反应 的自发性只能用于判断反应的方向,不能确定反应过程发生的速率,B 项错误;根据反应 NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)可知,反应为熵减的反应,S0,在室温下可自发进行,说明H- TS0,则H0,C 项正确;反应 2H2(g)+O2(g)2H2O(l),Sq,增大压强,平衡正向移动,则 Z 的产率提高,B 项正确。恒压 时,增加一定量 Z(g),达到的新平衡与原平衡等效,各物质的浓度不变,则混合气体的平均 相对分子质量不变,C

11、项错误。恒容时增大 X(g)的物质的量,平衡正向移动,则 Y的转化 率增大,D项正确。 5.C根据图像可知,随着压强的增大,B的含量增大,这说明增大压强平衡向逆反应方向 移动,即正反应方向是气体体积增大的反应,因此 n不变升高温度 解析:(1)观察题给的三个方程式可知,题目所求的方程式可由()2-()得到,故该反应 的平衡常数 K= ?1 2 ?2。 (2)由题给数据可知,n(NOCl)=7.510-3molL-1min-110 min2 L=0.15 mol。 2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g) 起始物质的量/mol0.20.10 10 min内转化 的物质的量/mol0.150.0

12、750.15 平衡物质的量/mol0.050.0250.15 故 n(Cl2)=0.025 mol; NO的转化率1=0.15mol 0.2mol 100%=75%。 其他条件保持不变,由恒容条件(2 L)改为恒压条件,因该反应是气体分子数减小的反 应,平衡将正向移动,NO的转化率增大,即21;平衡常数只与温度有关,故由恒容条件改 为恒压条件时平衡常数不变;要使平衡常数减小,则平衡应逆向移动,因为反应()是放热 反应,故应升高温度。 13.答案 .(1)K1K2 (2)加入催化剂将容器的容积(快速)压缩至 2 L .(1)甲醇的合成反应是分子数减少的反应,相同温度下,增大压强,CO的转化率 增

13、大 (2)12? 2 ?2 mol-2L2(3)=(4)C 解析:.(1)观察题给的三个方程式可知,由反应方程式+即可得反应方程式,因此 K3=K1K2,代入数值,500 时 K3=2.51.0 mol-2L2=2.5 mol-2L2,此时的浓度商 Q=0.30.15 0.830.1 mol-2L20.88 mol-2L2v(逆)。 (2)变成,反应速率加快,但是达到平衡时 CO的浓度不变,说明改变的条件只能 加快反应速率,对平衡无影响,因此改变的条件是加入催化剂;变为,反应速率加 快,CO浓度增大,改变的条件是将容器的容积(快速)压缩至 2 L。 .(1)根据勒夏特列原理,等温下,增大压强,

14、平衡向正反应方向移动,CO的转化率增 大,即 p1p2。 (2)A 点时各组分的浓度分别是CO=?-0.75? ? molL-1=0.25? ? molL-1、H2=2?-20.75? ? molL-1=0.5? ? molL-1、CH3OH=0.75? ? molL-1,根据化学平衡常数的定义,K=12? 2 ?2 mol-2L2。 (3)氢气的转化率为 20.75? 2? 100%=75%,与 CO的转化率相等。 (4)催化剂只能加快反应速率,对化学平衡无影响,A 错误;降低温度,化学反应速率降 低,B 错误;增大压强,化学反应速率增大,根据勒夏特列原理,增大压强,化学平衡向体积减 小的方

15、向移动,即向正反应方向移动,C 正确;分离出 CH3OH,虽然化学平衡向正反应方向 进行,CO的转化率增大,但化学反应速率不能增大,D错误。 14.答案 (1)+41.19 kJmol-1 ?1 ?3 (2)高于a.0.135 molL-1min-1b.200 解析:(1)根据题目给的化学反应方程式和盖斯定律可得,反应=反应-反应,因此 H2=H1-H3=-49.58 kJmol-1-(-90.77 kJmol-1)=+41.19 kJmol-1,K2=?1 ?3。 (2)反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,反应物转化率降低,则 T 高于 500 。 根据“三段式”分析 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始浓度 (molL-1) 0.751.500 转化浓度 (molL-1) 0.451.350.450.45 平衡浓度 (molL-1) 0.30.150.450.45 a.用 H2表示该反应的速率为1.35molL -1 10min =0.135 molL-1min-1;b.化学平衡常数是在一 定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比 值,因此根据化学反应方程式可知该温度下,反应的平衡常数 K=0.450.45 0.30.153 mol-2L2=200 mol-2L2。