2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校微測(cè)試系列 專題29 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算

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1、2022年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校微測(cè)試系列 專題29 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算 1．生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0。圖中L（L1、L2）、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說(shuō)法正確的是 A． X代表壓強(qiáng) B． 推斷L1>L2 C． A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)相同 D． 一定溫度下，當(dāng)混合氣中n（SO2）：n（O2）:n(SO3)=2:1:2，則反應(yīng)一定達(dá)到平衡 【答案】B 【解析】 【分析】 【詳解】 A.因該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)目減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，二氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，與圖示變化不符，故A錯(cuò)誤； B.由

2、上述分析可知，圖中L代表壓強(qiáng)，因該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)分子數(shù)目減少的反應(yīng)，所以在其它條件相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率越大，則L1>L2，故B正確； C.由上述分析可知，X代表溫度，則A、B兩點(diǎn)的溫度不同，化學(xué)平衡常數(shù)不同，故C錯(cuò)誤； D.一定溫度下，當(dāng)混合氣中n（SO2）：n（O2）:n(SO3)=2:1:2時(shí)，反應(yīng)混合物中各組份的濃度不一定保持不變，不一定是平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤； 答案選B。 2．CO(g)和H2O(g)以1 : 2體積比分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)： 下列說(shuō)法不正確的是（

3、 ） A． 從生產(chǎn)效益分析，C組實(shí)驗(yàn)的條件最佳 B． 實(shí)驗(yàn)A中，在0～10min內(nèi)，以v(H2)表示的反應(yīng)速率大于0.013mol/(L·min)-1 C． 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) D． 比較實(shí)驗(yàn)B、C，說(shuō)明C實(shí)驗(yàn)使用了更高效的催化劑 【答案】C 【解析】 【詳解】 3．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，反應(yīng)方程式為：4HCl(g) + O2(g)2H2O(g)+ 2Cl2(g) △H<0。一定條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中n(Cl2)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。下列說(shuō)法正確的是 A． 2～6 min用Cl2表示的反應(yīng)速率為0.9 mol/(L·min) B．

4、增大壓強(qiáng)可以提高HCl轉(zhuǎn)化率 C． 平衡常數(shù)K(200℃)＜K(400℃) D． 0～2 min的反應(yīng)速率小于4～6 min的反應(yīng)速率 【答案】B 【解析】 4．汽車尾氣中的氮氧化物主要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氮?dú)夂脱鯕獾幕希磻?yīng)為N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol?1。在2 000 K條件下，向10 L密閉容器中充入N2、O2各1 mol發(fā)生上述反應(yīng)，相關(guān)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化情況如表所示。 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A． 0~5 min內(nèi)v(NO)=0.024 mol·L?1·min?1 B． 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至各物質(zhì)含量保持不變時(shí)，N2

5、的轉(zhuǎn)化率為60% C． 當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行至各物質(zhì)含量保持不變時(shí)，放出的熱量為180 kJ D． 若將容器的容積壓縮到原來(lái)的1/2，則正、逆反應(yīng)速率均加快 【答案】C 【解析】 【詳解】本題考查有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和影響反應(yīng)速率的因素等。由題中反應(yīng)式可知，反應(yīng)前后氣體的物 5．高爐煉鐵過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)為：Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)；在1000℃時(shí)，平衡常數(shù)為4.0；在1300℃時(shí)，平衡常數(shù)為3.5。下列說(shuō)法中，正確的是（ ） A． 平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K= B． 在1000℃時(shí)，10L的密閉容器中，加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol，10

6、min達(dá)到平衡，υ(CO2)=0.006mol/(L·min) C． 一段時(shí)間以后，鐵的量不再變化，不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡 D． 下圖表示不同溫度下，CO的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間關(guān)系圖像 【答案】B 【解析】 【詳解】 A.反應(yīng)為：1/3 Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)；平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K=c(CO2)/c(CO), A錯(cuò)誤； B. 在1000℃時(shí)，令平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量變化為nmol,容器的體積為10L；則： 1/3 Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g) 6．在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(

7、g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時(shí)加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時(shí)，各組分含量都不變，以下推斷正確的是 ①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a＋c＝2b ②平衡時(shí)HBr為ax mol ③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a＋b＝c ④平衡時(shí)HBr為x mol A． ① B． ①② C． ①④ D． ②③ 【答案】C 【解析】 【詳解】 在容器中充入1molH2和2molBr2達(dá)到平衡后生成xmolHBr。在相同條件下，若起始時(shí)加入H2、Br2、

8、HBr分別為amol、bmol、cmol（均不為0），達(dá)到平衡時(shí)，各組分百分含量和前一平衡相同，則建立的是等效平衡；由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，將所有量按照反應(yīng)方程式轉(zhuǎn)化成氫氣和溴，只要滿足n（H2）：n（Br2）=1mol：2mol=1：2即可。①根據(jù)極限轉(zhuǎn)化的思想，將cmol的HBr極限轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，要實(shí)現(xiàn)等效平衡的建立，則相當(dāng)于的投料符合：氫氣：a+=1，溴單質(zhì)：b+=2，整理得到：4a+c=2b， 7．在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應(yīng)：2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) △H>0，T溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： t/s 0 50 100 150 c(X2O5)

9、 mol/L 4.00 2.50 2.00 2.00 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A． T溫度下的平衡數(shù)為K=64 (mol/L)3，100s時(shí)轉(zhuǎn)化率為50% B． 50s 內(nèi) X2O5分解速率為 0.03 mol/ (L?s) C． T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則Kl>K2 D． 若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，則平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)都不變 【答案】D 【解析】 【詳解】 A．由表中數(shù)據(jù)可知，100s時(shí)處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)c(X2O5)=2mol/L，則： ????????? ???? 2X2O5(

10、g)═4XO2(g)+O2(g) 起始濃度(mol/L)：4???????? 0???? ??? 0 變化濃度(mol/L)：2??????? ? 4??????? ?1 平衡濃度(mol/L)：2?????? ? 4???? ?? ?1 T溫度下平衡常數(shù)K===64(mol/L)3，100s時(shí)轉(zhuǎn)化率為×100%=50%，故A正確；B.50s內(nèi)X2O5濃度變化量為(4-2.5)mol/L=1.5mol/L，50s內(nèi)X2O5分解速率==0.03mol/(L·s)，故B正確；C．T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若

11、溫度T1＞T2，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，則K1＞K2，故C正確；D．恒容條件下，隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，等效為在原平衡基礎(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤；故選D。 8．汽車尾氣是城市主要空氣污染物，汽車內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)發(fā)生反應(yīng)：N2(g) + O2(g)2NO(g)，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。 （1）已知H2或CO可以催化還原NO以達(dá)到消除污染的目的。N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol-1,2H

12、2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=－571.6 kJ·mol-1,則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是_________________________,判斷該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件：_______________（填“高溫自發(fā)”或“低溫自發(fā)”）。 （2）當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，增大固體催化劑的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。下圖表示在其他條件不變時(shí)，反應(yīng)：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g)中NO的濃度[c(NO)]隨溫度（T）、催化劑表面積（S）和時(shí)間（t）的變化曲線。 ①則該反應(yīng)的△H___0（填“＞”或“＜”）。

13、②若催化劑的表面積S1＞S2 ，在該圖中畫出c(NO)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線___。 （3）某小組往一恒溫恒壓容器充入9mol N2和23mol H2模擬合成氨反應(yīng)，圖C為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系圖．若體系在T2、60MPa下達(dá)到平衡． ①能判斷N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）達(dá)到平衡的是___（填序號(hào)）． a．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 b．混合氣體的密度不再發(fā)生變化 c．v正（N2）=3v逆（H2） d．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化 ②此時(shí)N2的平衡分壓為_(kāi)________MPa．（分

14、壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。計(jì)算出此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=__________（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。 【答案】2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △H=－752.1 kJ·mol-1 低溫自發(fā) ＜ bd 9 0.043 【解析】 【分析】 【詳解】 （1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol，②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6 kJ?mol-1，依據(jù)蓋斯定律可知②-①得：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+

15、2H2O（l）△H，△H=（-571.6kJ/mol）態(tài)，故c錯(cuò)誤； d．反應(yīng)前后混合氣體質(zhì)量不變，但氣體總物質(zhì)的量減小，所以混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量增加，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確；故選bd； ②若體系在T2、60MPa下達(dá)到平衡，相同溫度下，氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，設(shè)平衡時(shí)n（NH3）=xmol， N2（g）+3H2（g）2NH3（g） 開(kāi)始（mol） 9 23 0 反應(yīng)（mol） 0.5x 1.5x x 平衡（mol） 9-0.5x 23-1.5x x 平衡時(shí)氨氣體積分?jǐn)?shù)=x/(32-x)=0.6,解得x=12，則N2的平衡分壓為×60MPa=9 MPa，氨氣的分壓=60%×60MPa=36MPa，氫氣分壓=60MPa-9MPa-36MPa=15MPa，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（36MPa）2/9 MPa×(15MPa)3=0.043（MPa）-2，故答案為：9；0.043（MPa）-2。 【點(diǎn)睛】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡圖象以及熱化學(xué)方程式的書寫等，注意根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”原則判斷溫度高低是關(guān)鍵，作圖時(shí)注意到達(dá)平衡的時(shí)間與平衡時(shí)NO的濃度，計(jì)算時(shí)注意三段式的建立。