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课练22化学平衡常数、化学反应的方向练基础1.下列判断不正确的是()A.4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)===4Fe(OH)3(s)能自发进行,则它是焓增反应B.2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是焓减反应,它在较低
温度下能自发进行C.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行D.Br2(l)+H2(g)===2HBr(g)是焓减、熵增反应,该反应能自发进行2.反应:Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g),700℃时平衡常数为1.47,900℃时平衡常数
为2.15。下列说法正确的是()A.升高温度,该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小B.该反应的化学平衡常数表达式为K=c(FeO)·c(CO)c(CO2)·c(Fe)C.该反应的正反应是吸热反应D.增大CO2浓度,平衡常数增大3.在一定温度下,反应12H2(g)+12X2(g)⇌HX(g)的
平衡常数为10,若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A.5%B.17%C.25%D.33%4.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)+ClNO(g)K1ΔH1<0;2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)K2ΔH2<0。则反应4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数是()A.K21K2B
.2K1-K2C.2K1K2D.K21-K2练高考5.[2022·江苏卷]用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)下
列说法正确的是()A.上述反应ΔS<0B.上述反应平衡常数K=c4(N2)·c6(H2O)c4(NH3)·c(O2)·c4(NO)C.上述反应中消耗1molNH3,转移电子的数目为2×6.02×1023D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机
车辆排放的尾气对空气污染程度越小6.[2023·全国甲卷,节选]电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、Co+、Ni+等)与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条
件相同)进行反应MO++CH4===M++CH3OH,结果如下图所示。图中300K的曲线是________(填“a”或“b”)。300K、60s时MO+的转化率为________(列出算式)。7.[2023·新课标卷,节选]在不同压强下,进料组
成为𝑥H2=0.75、𝑥N2=0.25(物质i的摩尔分数:xi=nin总),反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图所示。当p2=20MPa、𝑥NH3=0.20时,氮气的转化率α=________。该温度时,反应12N2(g)+32H2(g)⇌NH3(g)的平衡
常数Kp=________(MPa)-1(化为最简式)。练模拟8.[2024·遂宁模拟]已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)⇌H2S(g),K1;S(s)+O2(g)⇌SO2(g),K2。则反应:H2(g)+S
O2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数为()A.K1+K2B.K1-K2C.K1×K2D.K1K29.[2024·开封模考]将E(s)和F(g)加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(s)+4F(g)⇌G(g),已知该反应的平衡常数如表。下列说法正确的
是()温度/℃2580230平衡常数5×10421.9×10-5A.正反应是吸热反应B.25℃时,反应G(g)⇌E(s)+4F(g)的平衡常数为0.5C.80℃时,测得某时刻F、G的浓度均为0.5mol·L-1,此时
v正>v逆D.恒温恒容下,向容器中再充入少量G(g),达新平衡时,G的体积分数增大10.[2024·保定模拟]将2molCH4(g)和5molH2O(g)通入一密闭容器中,发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)。CH4(g)的平衡转化率与温度、压强
的关系如图所示,下列有关平衡常数的判断正确的是()A.KA>KB=KC>KDB.KA<KB=KC<KDC.KA=KB>KC=KDD.KA=KB<KC=KD11.[2024·河北沧州二中期中]工业上利用CO2和H2制备HCOOH,CO2(g)+H2(g)
⇌HCOOH(g)ΔH<0。已知:①温度为T1℃时,K=2;②实验测得:v正=k正c(CO2)c(H2),v逆=k逆c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。下列说法错误的是()A.升高温度,反应CO2(g)
+H2(g)⇌HCOOH(g)逆向进行B.T1℃时,密闭容器充入浓度均为1mol·L-1的CO2(g)、H2(g),反应至平衡,则HCOOH(g)的体积分数为13C.T1℃时,k逆=0.5k正D.若温度为T2℃时,k正=2.1k逆,则T2℃>
T1℃12.[2024·广东汕头期中]NOx的排放来自汽车尾气,研究利用反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0kJ·mol-1,用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示。(已知:气体分压=气
体总压×物质的量分数),下列有关说法错误的是()A.若能测得反应产生22gCO2,则反应放出的热量为17.0kJB.达到平衡后增大活性炭的用量,平衡不移动C.在950K~1000K之间,化学反应速率:v正<v逆D.1050K时,
反应的化学平衡常数Kp=4一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。1.汽车排气管上安装的催化转换器使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,其反应原理是2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),在298K、1
00kPa下,ΔH=-113kJ·mol-1,ΔS=-145J·mol-1·K-1,下列说法错误的是()A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂条件C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂条件只是加快反应速率D.汽车尾气中的这
两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒2.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:①2NO(g)⇌N2(g)+O2(g)K1=1×1030②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g)K2=2×1081③2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92以下说法正确的是()A.该
温度下,反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)B.该温度下,反应2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2D.以上说
法都不正确3.臭氧是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。臭氧可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生如下反应①:O3⇌O2+[O]ΔH>0平衡常数为Ka,反应②:[O]+O3⇌2O2ΔH<
0平衡常数为Kb,总反应:2O3⇌3O2ΔH<0平衡常数为K。下列说法错误的是()A.降低温度,K减小B.K=Ka·KbC.适当升温,可提高消毒效率D.压强增大,Kb不变4.400℃,反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数K=0.5。相同温度下,按4种不同投料比在密闭
容器中分别进行实验,某时刻测得下列4组数据。下列说法正确的是()①②③④c(N2)/mol·L-110.6201.2c(H2)/mol·L-1110.12c(NH3)/mol·L-111.20.11.2A.①中反应正向进行B.②的平衡常数最大C.③中反应达到平衡D.使用催化剂可以提高④中H2
的平衡转化率5.已知:2CO2(g)⇌2CO(g)+O2(g)ΔH1=+566.0kJ·mol-1;S(s)+O2(g)⇌SO2(g)ΔH2=-296.0kJ·mol-1,已知某反应的平衡常数K=c2平(CO2)c平(SO2)·c2平(CO),则
该反应的ΔH3等于()A.-540.0kJ·mol-1B.540.0kJ·mol-1C.-270.0kJ·mol-1D.270.0kJ·mol-16.[2024·山东烟台期末]科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯,有关反应在不同温度下的
化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是()温度/K化学平衡常数Ⅰ.C2H5OH(g)催化剂C2H4(g)+H2O(g)Ⅱ.2C2H5OH(g)催化剂C2H5OC2H5(g)+H2O(g)5003.20.807007.70.1490012.30.12A.升高温
度,反应Ⅰ的速率加快,反应Ⅱ的速率减慢B.改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应ⅡC.降低温度使C2H5OC2H5(g)催化剂2C2H4(g)+H2O(g)平衡逆向移动D.500K时,C2H5OC2H5(g)催化剂2C2H4(g)+H
2O(g)的化学平衡常数为5.67.[2024·山东高密校际联考]某温度时,两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)ΔH>0。实验测得:v正(NO2)=k正c2(NO2),v逆(NO)=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为化学反应速率常数,只受温度影响。容器起始
浓度(mol·L-1)平衡浓度(mol·L-1)编号c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.60.10下列说法不正确的是()A.Ⅰ中NO2的平衡转化率约为66.7%B.Ⅱ中达到平衡状态时,c(O2)<0.2mol·L-1C.该反应的化学平衡常数可表示为K=
k正k逆D.升高温度,达到平衡状态时Ⅰ中c(O2)<0.2mol·L-18.温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中均发生反应:2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得:v正=v消耗(NO2)=k正·c2(N
O2),v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆·c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法不正确的是()容器编号物质的起始浓度/(mol·L-1)物质的平衡浓度/(mol·L-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.600
0.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ00.50.35A.设K为该反应的化学平衡常数,则有K=k正k逆B.容器Ⅱ中起始反应正向进行最终达到平衡C.达到平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D.当温度改变为T2时,若
T2>T1,则k逆k正>1.259.[2024·浙江临安模拟]在400℃和550℃条件下,向两个体积恒定的容器中分别充入2molN2O和2molCO,发生反应:N2O(g)+CO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。实验测得两容器中CO与N2的物质的量随时间
变化关系如图所示,曲线Ⅰ平衡后的总压强为p1kPa,曲线Ⅱ平衡后压强为p2kPa。下列说法正确的是()A.曲线Ⅰ为550℃条件下的变化曲线B.a、c、d三点的逆反应速率:a>d>cC.ad段N2O的平均速率为0.015p1kPa·
min-1D.曲线Ⅱ代表的温度下,该反应的Kp为9410.在体积为2L的恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.36molCO,在催化剂存在的条件下发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),测得NO的转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误
的是()A.反应2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)的ΔH<0B.图中A点所示条件下,延长反应时间能提高NO的转化率C.T1K下,该反应的正反应速率:A点大于B点D.T2K下,C点所对应的平衡常数K<4
二、非选择题:本题共4小题。11.(1)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g)。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数),且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4)的关
系如图所示。①T℃时,该反应的平衡常数K=________。②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L-1,则平衡时NO2的物质的量分数为________(以分数
表示)。平衡后v逆=________(用含a的表达式表示)。(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。①则t2时
刻改变的条件为________。②t1时刻的v逆________t2时刻的v正(填“>”“<”或“=”)。(3)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH<
0。下列说法正确的是________(填序号)。A.及时分离出生成的尿素,有利于NH3的转化率增大B.反应达到平衡后,混合气体的密度不再改变C.反应在任何温度下都能自发进行D.当尿素的质量不变时,说明反应达到平衡12.甲醇是重
要的化工基础原料和清洁液体燃料,工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:化学反应平衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(
g)K1,2.5,0.15②H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)K2,1.0,2.50③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)K3(1)在恒容密闭容器中发生反应②,达到平衡后升高温度,下列说法正确的是________(填字母)。a.平衡正向移动b.混合气
体的平均相对分子质量增大c.CO2的转化率增大(2)K1、K2、K3的关系是:K3=________。(3)500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L-1)分别为0.2、0.1、0.01、0.2,则此时
v正______v逆(填“>”“=”或“<”)。(4)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,若开始加入2mol·L-1H2和1mol·L-1CO,则B点时化学平衡常数为________L2/mo
l2。(5)相同温度下,在甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中,投入H2和CO2,发生反应②,起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡,平衡时c(H2O)=0.05mol·L-1,甲中CO2的转化率为________,乙中CO2的转化
率________甲。(填“大于”“等于”或“小于”)起始浓度甲乙c(H2)/(mol·L-1)0.100.20c(CO2)/(mol·L-1)0.100.2013.(1)已知:N2O4(g)⇌2NO
2(g)ΔH>0。298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为25%,则NO2的分压为________(分压=总压×物质的量分数),反应N2O4(g
)⇌2NO2(g)的平衡常数Kx=________[对于气相反应,用某组分B的物质的量分数x(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kx]。(2)NO2可发生二聚反应生成N2O4,化学方程式为2NO2(g)k
正k逆N2O4(g),上述反应达到平衡后,升高温度可使体系颜色加深,则该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。已知该反应的正反应速率方程为v正=k正·c2(NO2),逆反应速率方程为v逆=k逆·c(N2O4),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则如图(lgk表示速率常数
的对数;1T表示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示lgk正随1T变化关系的是斜线________,能表示lgk逆随1T变化关系的是斜线________。(3)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为
a+1.5、a+0.5、a-0.5、a-1.5,则温度T1时化学平衡常数K=__________。已知温度T1时,某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2mol·L-1,此时v正________v逆(填“>”或“<”)。14.[2024·九省联考广西卷]工业尾
气脱硝是减少空气污染的重要举措。回答下列问题:(1)已知相关反应的热力学数据如下。反应ΔHkJ·mol-1Kp(800K)CH4(g)+2O2(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)-802.6N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)+182.6CH4(g)+2NO(g
)+O2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)5.0×10622NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)8.5×10-3(kPa)-1①CH4脱硝反应CH4(g)+2NO(g)+O2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)的ΔH=________kJ·mol-
1。800K时,为了提高该反应中NO的平衡转化率,理论上可采取的措施是________。A.恒容时增大O2的压强B.减小反应容器的容积C.移去部分H2OD.选择合适的催化剂②CH4另一脱硝反应CH4(g)+2NO2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(g
)的Kp(800K)=________kPa。(2)模拟工业尾气脱硝:一定条件下,将p(CH4)∶p(NO)∶p(O2)=1∶1∶50的气体与Ar混合,匀速通过催化脱硝反应器,测得NO去除率和CH4转化率随反应温度的变化如图。当温度
低于780K时,NO的去除率随温度升高而升高,可能原因是______________________________;高于780K时,NO的去除率随温度升高而降低,结合(1)的信息分析其可能原因是____________________________
____。(3)中国科学家利用Cu催化剂实现电化学脱硝。通过理论计算推测电解池阴极上NO可能的转化机理及转化步骤的活化能分别如下(*表示催化剂表面吸附位,如NOH*表示吸附于催化剂表面的NOH)。Ⅰ.NO+H++e-+
*→NOH*Ⅱ.NOH*+H++e-→N*+H2OEa=52.37kJ·mol-1Ⅲ.N*+H++e-→NH*Ea=40.33kJ·mol-1Ⅳ.NH*+H++e-→NH*2Ea=48.16kJ·mol-1Ⅴ.NH*2+H++e-→NH3Ea=45.15kJ·mol-1上述
反应机理中,Ⅱ~Ⅴ中速率最慢的步骤是________。若电路中有1mmol电子流过,其中生成NH3的选择性为95%,电解池阴极生成的NH3的物质的量为________mmol。