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化学平衡常数__化学反应进行的方向一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.(2014·河北省普通高中高三质监)在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的A、B，发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(l)，下图是A的正反应速率v(A)随时间变化的示意图。一列说法正确的是()A．反应物A的浓度：a点小于b点B．可能是某种生成物对反应起到催化作用C．曲线上的c、d两点都表示达到反应限度D．平均反应速率：ab段大于bc段解析：从a点到b点，反应物浓度逐渐减小，故A错误。该反应的温度不变、压强不变，反应物的浓度又逐渐减小，但ac段的正反应速率却逐渐增大，很可能是催化剂的影响，故B正确。曲线上四点的反应速率都在变化中，说明反应都末达到反应限度，故C错误。ac段正反应速率逐渐增大，所以ab段的平均反应速率肯定小于bc段，故D错误。答案：B2.把NO2和N2O4的混合气体盛在甲、乙两个大小相同的连通烧瓶里，然后用夹子夹住橡皮管，把甲烧瓶放进冷水里(N2O4没有液化)，乙烧瓶放入热水里，一段时间后，两个烧瓶中气体具有相同的()A．分子数B．质量C．颜色D．平衡相对分子质量解析：2NO2(g)N2O4(g)ΔH0，升高温度，化学平(红棕色)(无色)衡向逆反应方向移动，气体颜色加深，分子数增多，平均相对分子质量减少，但气体的总质量不变。答案：B3.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()。A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)ΔH＝＋163kJ·mol－1B．Ag(s)＋12Cl2(g)===AgCl(s)ΔH＝－127kJ·mol－1C．HgO(s)===Hg(l)＋12O2(g)ΔH＝＋91kJ·mol－1D．H2O2(l)===12O2(g)＋H2O(l)ΔH＝－98kJ·mol－1解析反应自发进行的前提条件是反应的ΔH－TΔS0，温度的变化可能使ΔH－TΔS的符号发生变化。对于A项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即任何温度下，反应都不能自发进行；对于B项，ΔH0，ΔS0，在较低温度下，ΔH－TΔS0，即反应温度不能过高；对于C项，ΔH0，ΔS0，若使反应自发进行，即ΔH－TΔS0，必须提高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于D项，ΔH0，ΔS0，在任何温度下，ΔH－TΔS0，即在任何温度下反应均能自发进行。答案D4.(2014·广州模拟)已知可逆反应：2N2H4(g)＋2NO2(g)3N2(g)＋4H2O(g)ΔH0。下列有关说法正确的是()。A．加压有利于化学平衡向正反应方向移动B．该反应的化学平衡常数表达式为：K＝c2N2H4×c2NO2c3N2×c4H2OC．升高温度可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率D．使用催化剂可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率解析A项，加压，化学平衡向逆反应方向移动，A错；B项，平衡常数表达式中应该是生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积，B错；C项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，可以提高平衡转化率，C错。答案D5.(2013·青岛模拟)将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。在不同温度下，该反应平衡状态部分数据见下表。下列说法正确的是()A.若T2＞T1，则该反应的ΔH＜0B．向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加C．NH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡D．T1、T2时，H2NCOONH4转化的Δn(T2)＝2Δn(T1)解析：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，T1时刻c(NH3)为0.1mol/L，c(CO2)为0.05mol/L，T2时刻c(CO2)为0.1mol/L，说明T1到T2平衡右移，若T2＞T1，则该反应的ΔH＞0。向容器中充入N2，平衡不移动，H2NCOONH4质量不变，因为n(NH3)/n(CO2)＝2:1，所以无论是否达到平衡，NH3的体积分数都不变。由题意可得，T1时刻Δn(T1)＝0.05mol/L，T2时刻Δn(T2)＝0.1mol/L，所以T1、T2时，H2NCOONH4转化的Δn(T2)＝2Δn(T1)。答案：D6.(2014·黑龙江省庆安三中)下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是()A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变C．化学平衡常数K只与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度解析：选D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和反应物浓度的幂之积的比值。平衡常数只与温度和化学计量数有关系，所以选项A、B、C都是错误的，只有选项D正确，答案选D。7.(2014·上海市杨浦区高三第一学期期中)在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律(T表示温度)。下列结论正确的是()A．a、c两点A2的转化率相等B．向a点的平衡体系中加入A2，可达到b点的平衡状态C．b点时，平衡体系中A、B原子数之比最接近于1:3D．正反应一定是吸热反应，且T2T1解析：反应中随B2(g)量的增大，A2(g)转化率增大，c点转化率高于a点，错误；B、a点A2(g)的浓度大，再加入B2(g)量才能达到b点，错误；C、正确；D、不知道反应的热效应，不能判断吸放热和温度的高低，错误。答案：C8.(原创题)“熵”和“焓”是化学热力学中两个重要的参数，试判断化学反应进行方向的两个重要判据，若熵增大，焓减小，则反应可以在任何情况下自发进行。下列问题不能用“熵”和“焓”解释的是()A．蛋白质胶体加热发生凝聚B．一般情况下，升高温度，固体物质的溶解度增大，而气体物质的溶解度减小C．(NH4)2Cr2O7在一定条件下发生反应(NH4)2Cr2O7===Cr2O3＋N2↑＋4H2O，ΔH＜0，该反应无逆反应D．水解反应是中和反应的逆反应，加热可以促进水解解析：“熵”和“焓”是描述化学反应的两个重要的热力学参数，而蛋白质加热凝聚不属于化学反应，故选A。固体物质的熵小于液体物质的熵，气体物质的熵最大，因此加热固体变为离子、溶液中的气体溶质逸出，均能使熵增大，故B正确；(NH4)2Cr2O7分解是焓减小、熵增大的反应，其逆反应则是熵减小、焓增大的反应，这对反应均是不利的，故在任何情况下均不能自发进行；水解反应是熵增大的过程，加热有利于熵增大。答案：A二、非选择题（本大题共2小题，共52分）9.化工生产中原料转化与利用非常重要，现有反应：CCl4＋H2CHCl3＋HCl，查阅资料可知沸点：CCl4为77℃，CHCl3为61.2℃。在密闭容器中，该反应达到平衡后，测得下表数据。实验序号温度℃初始CCl4浓度(mol·L－1)初始H2浓度(mol·L－1)CCl4的平衡转化率11100.81.2a21101.01.050%31001.01.0b(1)在100℃时，此反应的化学平衡常数表达式为________；在110℃时的平衡常数为________。(2)在实验2中，若1小时后反应达到平衡，则H2的平均反应速率为________。在此平衡体系中再加入0.5molCCl4和1.0molHCl，平衡将向________方向移动。(3)实验1中，CCl4的转化率a________50%(填“＞”、“＝”或“＜”)。实验3中，b的值________(填字母序号)。A．等于50%B．大于50%C．小于50%D．由本题所给资料无法判断解析本题主要考查平衡常数的计算与转化率大小的判断，意在考查考生根据化学平衡常数表达式进行计算的能力。(1)根据题给各物质的沸点及反应温度可知所有物质均为气态，该反应的平衡常数表达式K＝cCHCl3·cHClcCCl4·cH2；由实验2可知，CCl4的转化率为50%，则平衡时c(CCl4)＝c(H2)＝c(CHCl3)＝c(HCl)＝0.5mol·L－1，则代入平衡常数表达式可得K＝1。(2)达到平衡后H2的转化浓度为0.5mol·L－1，则H2的平均反应速率为0.5mol·L－1·h－1；由于加入HCl的物质的量大于加入的CCl4的物质的量，使Q＞K，则平衡向逆反应方向移动。(3)实验1中，设CCl4转化浓度为xmol·L－1，K＝x20.8－x×1.2－x，解得x＝0.48，则CCl4的转化率＝0.480.8×100%＝60%＞50%；实验3中，由于不知道该反应是放热反应还是吸热反应，故无法判断。答案(1)K＝cCHCl3·cHClcCCl4·cH21(2)0.5mol·L－1·h－1逆反应(3)＞D10.随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。(1)甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－802.3kJ·mol－1H2O(l)===H2O(g)，ΔH＝＋44.0kJ·mol－1则4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为________。(2)利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)；ΔH＝＋206.1kJ·mol－1。①若800℃时，反应的化学平衡常数K＝1.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。CH4H2OCOH23.0mol·L－18.5mol·L－12.0mol·L－12.0mol·L－1则此时正、逆反应速率的关系是________。(填标号)A．v(正)v(逆)B．v(正)v(逆)C．v(正)＝v(逆)D．无法判断②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验(温度为360℃或480℃、压强为101kPa或303kPa，其余实验条件见下表)。实验序号温度/℃压强/kPaCH4初始浓度/mol·L－1H2O初始浓度/mol·L－11360p2.006.802t1012.006.8033601012.006.80表中t＝________，p＝________；设计实验2、3的目的是________实验1、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是________(用K1、K2、K3表示)。解析：(1)已知反应：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1，②H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1，①－②×2得，甲烷气体完全燃烧生成液态水的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1，所以4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为4.8g16g/mol×890.3kJ·mol－1＝267.1kJ。(2)①此时的浓度商为2.0mol/L×2.0mol/L33.0mol/L×8.5mol/L＝0.63，小于平衡常数K＝1，所以反应向正反应进行，即v(正)＞v(逆)。②三组实验条件要求温度为360℃或480℃、压强为101kPa或303kPa，采取控制变量法，探究温度、压强对化学反应速率的影响，由表可知t为480，p为303；对比实验2、3，只有温度不同，其它条件相同，所以实验2、3的目的是探究温度对化学反应速率的影响；实验1、3温度相同，平衡常数相同，即K1＝K3，比较实验1、2，实验2中温度高，温度升高，平衡向吸热方向移动，该反应为吸热反应，所以平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，即K2＞K1，所以K2＞K1＝K3。答案：(1)267.1kJ(2)①A②480303探究温度化学反应速率的影响K1＝K3K2