73化学平衡常数化学反应进行的方向作业

课时作业(二十六)化学平衡常数化学反应进行的方向(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．下列说法正确的是()A．ΔH0、ΔS0的反应在温度低时不能自发进行B．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝＋185.57kJ/mol能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变解析：A项，ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔH0、ΔS0时，ΔG恒小于0，反应能自发进行，错误；B项，反应方程式左边为固体、右边为气体，混乱度增大是该反应自发进行的主要因素，正确；C项，焓变和熵变必须同时作为反应自发性的判据，错误；D项，通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，错误。答案：B2．只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是()A．K值不变，平衡可能移动B．K值变化，平衡一定移动C．平衡移动，K值可能不变D．平衡移动，K值一定变化解析：K只与温度有关，当温度不变时，改变其他外界条件使平衡移动，K值不变，A项正确；K值变化，则温度一定发生变化，平衡一定移动，B项正确；改变除温度外的其他外界条件，平衡发生移动时，K值不变，C项正确、D项错误。答案：D3.关于化学平衡常数的叙述正确的是()A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数都不变C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D．浓度商QcK时，v正v逆解析：化学平衡常数的大小与温度有关，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。正、逆反应的平衡常数互为倒数，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，K正＝c2HIcH2·cI2，K逆＝cH2·cI2c2HI，所以K正＝1K逆。浓度商QcK，未达到化学平衡状态，此时v正v逆。答案：C4．1000℃时，FeO(s)＋H2(g)Fe(s)＋H2O(g)，K＝0.52。欲使容器中有1.0molFeO被还原，反应前容器中应充入amolH2。则a的值最接近()A．1.0B．2.0C．3.0D．4.0解析：当容器中有1.0molFeO被还原时，有1.0molH2参与反应，生成1.0molH2O。设容器容积为VL，则平衡时c(H2O)＝1/Vmol/L，c(H2)＝(a－1)/Vmol/L。K＝c(H2O)/c(H2)＝1/Va－1/V＝0.52，解得a≈2.9，C选项正确。答案：C5．X、Y、Z为三种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为()A.a＋b5×100%B.2a＋b5b×100%C.2a＋b5×100%D.a＋b5a×100%解析：X＋2Y2Z起始物质的量/molab0转化物质的量/molx2x2x平衡物质的量/mola－xb－2x2x据题意：(a－x)＋(b－2x)＝2x。解得：x＝a＋b5，故Y的转化率为2a＋b5b×100%＝2a＋b5b×100%。答案：B6．反应①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表。温度(K)K1K29731.472.3811732.151.67下列说法正确的是()A．反应①是放热反应B．反应②是放热反应C．反应②在973K时增大压强，K2增大D．在常温下反应①一定能自发进行解析：A项，由表格数据可知，反应①升温，平衡常数增大，则正反应是吸热反应；B项，反应②升温，化学平衡常数减小，则正反应是放热反应，正确；C项，反应②增大压强，K2不变；D项，由于反应①是吸热反应，ΔH0，ΔS＝0，则反应不能自发进行。答案：B7．容积均为1L的甲、乙两个恒容容器中，分别充入2molA、2molB和1molA、1molB，相同条件下，发生下列反应：A(g)＋B(g)xC(g)ΔH0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示，下列说法不正确的是()A．x＝1B．此条件下，该反应的平衡常数K＝4C．给乙容器升温可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率D．甲和乙中B的平衡转化率相等解析：由题图知，两容器中A的转化率相同，说明压强不影响平衡的移动，所以x＝2，A错误；甲容器中，平衡时，A的浓度为1mol/L，则B的浓度为1mol/L，C的浓度为2mol/L，根据平衡常数表达式得K＝4，B正确；升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致平衡转化率降低，但能加快反应速率，缩短反应达到平衡所用的时间，C正确；由甲和乙中A的转化率相同知，B的平衡转化率也相等，D正确。答案：A8．某密闭容器中充入一定量SO2、O2发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得SO3浓度与反应温度关系如图。下列说法正确的是()A．该反应ΔH0B．SO2转化率：abcC．化学反应速率：cbaD．平衡常数K：bca解析：b点c(SO3)最大，且不再变化，故b点为反应平衡点，c点为升温后平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，A项错误；B项转化率bca；C项，温度越高速率越大；D项，温度越高越逆向移动，故abc。答案：C9．已知反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)的平衡常数如表。按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列大小比较正确的是()平衡常数温度/℃500700800K2.500.340.15A．平衡常数：K(a)K(c)，K(b)＝K(d)B．正反应速率：v(a)v(c)，v(b)＝v(d)C．达到平衡所需时间：t(a)＝t(c)，t(b)t(d)D．平均相对分子质量：M(a)＝M(c)，M(b)M(d)解析：由题给表格可知，随温度升高，平衡常数减小，所以此反应正向为放热反应。再由图像可知，压强一定，CO的平衡转化率α(T1)α(T2)α(T3)，所以T1T2T3，则K(a)K(c)，因为b、d点处于同一温度下，所以K(b)＝K(d)，A选项正确；c点的温度高于a点，所以c点速率大，b点压强大于d点，所以b点速率大，B选项错误；达到平衡所需时间c点比a点短，b点比d点短，C选项错误；平均相对分子质量M(a)M(c)，D选项错误。答案：A10．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ/mol。一定温度下，容积均为2L的甲、乙两固定容积的密闭容器中，发生上述反应。测得有关数据如下表。容器甲乙反应物投入量2molCH3OH(g)2molCH3OCH3(g)、2molH2O(g)平衡时n(CH3OCH3)/mol0.8a反应物的转化率α1α2下列说法正确的是()A．α1＋α21B．0.8a1.0C．若甲中反应2min时达到平衡，则2min内的平均反应速率v(CH3OH)＝0.2mol·L－1·min－1D．甲中达平衡后再加入0.2molCH3OH(g)、0.2molCH3OCH3(g)和0.4molH2O(g)，平衡正向移动解析：A项，由于该可逆反应前后气体分子总数不变，故甲、乙两个容器中所达平衡等效，则α1＋α2＝1，A错；B项，因为两容器中平衡等效，故a＝1.6，B错；C项，甲中v(CH3OH)＝1.6mol2L2min＝0.4mol·L－1·min－1，C错。D项，甲中平衡时n(CH3OH)＝0.4mol、n(CH3OCH3)＝0.8mol、n(H2O)＝0.8mol，K＝0.82×0.820.422＝4，加入物质后，Qc＝0.8＋0.22×0.8＋0.420.4＋0.222＝1034，平衡正向移动，D正确。答案：D11．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气与氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1，其化学平衡常数K与温度的关系如下：温度/℃200300400K1.00.860.5请回答下列问题。(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：________，a______(填“大于”、“小于”或“等于”)0。(2)400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________，测得氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，该反应的v正(N2)________(填“大于”、“小于”或“等于”)v逆(N2)。解析：(1)根据平衡常数的定义可写出该反应的平衡常数表达式为K＝c2NH3cN2·c3H2。由表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，即平衡逆向移动，故正反应为放热反应，所以a0。(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)与2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数互为倒数，故400℃时2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数K＝1/0.5＝2。当氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，三者的浓度分别为6mol·L－1、4mol·L－1、2mol·L－1，此时的浓度商Qc＝4×2362＝89K，所以平衡正向移动，v正(N2)v逆(N2)。答案：(1)K＝c2NH3cN2·c3H2小于(2)2大于12．面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41kJ·mol－1写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在容积为VL的容器中充入amolCO与2amolH2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。①p1________p2(填“大于”、“小于”、“等于”)；②在其他条件不变的情况下，再增加amolCO与2amolH2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数__________。(3)已知在T℃时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是________________。此时刻v正______v逆(填“”或“”)。解析：(1)由盖斯定律，方程式①－②得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90kJ·mol－1－(－41kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。(2)由图像可知，相同温度下，p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由方程式①可知，增大压强平衡右移，故p1p2；在其他条件不变的情况下，再增加amolCO与2amolH2，相当于增大压强，平衡右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。(3)cCO2·cH2cCO·cH2O＝0.1×0.10.9×0.9＝0.0123K＝0.32，故反应未达到平衡。此时反应向正反应方向进行，故v正v逆。答案：(1)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49kJ·mol－1(2)①小于②增大不变(3