2024年高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性含解析.docVIP

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专题28化学平衡常数反应方向性

1．温度为T1时，向容积为2L的密闭容器甲、乙中分别充入肯定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)?H=－41kJ/mol。数据如下，下列说法不正确的是

容器

甲

乙

反应物

CO

H2O

CO

H2O

起始时物质的量（mol）

1.2

0.6

2.4

1.2

平衡时物质的量（mol）

0.8

0.2

a

b

A．甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4kJ

B．T1时，反应的平衡常数K甲=1

C．平衡时，乙中CO的浓度是甲中的2倍

D．乙容器中，平衡时CO的转化率约为75%

【答案】D

【解析】A.甲容器中平衡时，消耗的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，依据反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)?H=－41kJ/mol，可知平衡时放出热量为：41kJ/mol×0.4mol=16.4kJ，故A正确；

B.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始（mol）1.20.600

转化（mol）0.40.40.40.4

平衡（mol）0.80.20.40.4

在T1达到平衡状态时甲容器中，c(CO)=0.4mol/L，c(H2O)=0.1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L，c(H2)=0.2mol/L，则该温度下反应的平衡常数K甲=0.2×0.2/0.4×0.1=1，故B正确；

C.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，则甲、乙互为等效平衡，达到平衡时反应物转化率相等，则0.8/1.2=a/2.4，解得a=1.6，故C正确；

D.依据C项可知a=1.6，乙容器中，平衡时CO的转化率为×100％≈33％，故D错误D。

2．CH4与CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol?1。现向2L恒容密闭容器中充入2molCH4和2molCO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数（φ）随温度变更如下表所示：

温度

体积分数：φ(CH4)

体积分数：φ(CO)

T1

a

a

T2

c

b

测得：b＞a＞c，下列说法正确的是

A．T1大于T2

B．T1时该反应的平衡常数为mol2·L?2

C．T1时向2L恒容密闭容器中充入1molCH4和1molCO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为

D．T1时向2L恒容密闭容器中充入等物质的量CH4、CO2、CO、H2进行催化重整反应，此时反应肯定正向移动

【答案】B

【解析】A项、该反应为吸热反应，b＞a＞c，平衡向正反应方向移动，条件是温度上升，T2大于T1，故A错误；B项、假设CH4转化了xmol，由题意建立如下三段式：

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

起始：2mol2mol00

变更：xmolxmol2xmol2xmol

平衡：(2?x)mol(2?x)mol2xmol2xmol

依据题意得：(2?x)mol=2xmol，解得x=2∕3mol，则平衡常数K===mol2·L?2，故B正确；

C项、T1时向1L密闭容器中充入1molCH4和1molCO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为a，现在体积扩大为2L，单位体积的气体分子数减小，平衡向正反应方向移动，φ(CO)大于，故C错误；

D项、假设此时等物质的量为ymol，浓度熵Q===，当起始四种物质的物质的量都为mol时，恰好达到平衡状态；当起始四种物质的物质的量都大于mol时，Q大于平衡常数K，反应向逆反应方向移动，当起始四种物质的物质的量都小于mol时，Q小于平衡常数K，反应向正反应移动，故D错误。

3．肯定温度下，将0.16molX和0.16molY加入10L的恒容密闭容器中，发生反应X(s)＋2Y(g)2Z(g)ΔH＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表：

t/min

2

4

7

9

n(Y)/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是()

A．温度上升