高中化学化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率测试题2 鲁科版选修4.docx
《高中化学化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率测试题2 鲁科版选修4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率测试题2 鲁科版选修4.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中化学化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率测试题2鲁科版选修4
第二章第2节化学反应的限度
第1课时化学平衡常数平衡转化率
一、选择题
1.下列关于化学反应限度的说法正确的是()
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在这个条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,其正向反应速率和逆向反应速率相等,且等于零
C.平衡状态是一种静止的状态,因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
2.—定条件下发生反应:
2X(g)
Y(g)+3Z(g)△H=akJ·mol-1(a>0)。
下列说法正确的是()
A.增大X的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率都为0
C.将0.2molX充入反应器中,充分反应后,生成的Z的物质的量可能为0.09mol
D.达到化学平衡状态时,共吸收akJ热量
3.在一定温度下,容器内某反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,下列表述中正确的是()
A.t3时,正反应速率大于逆反应速率
B.t2时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态
C.化学方程式为:
2M=N
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
4.已知:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下:
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体系的能量变化
CO
H2O
CO2
H2O
①
1
4
0
0
放出热量:
32.8kJ
②
0
0
1
4
热量变化:
Q
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率
D.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
5.T℃时,反应A(g)+B(g)
2C(g)的化学平衡常数K为100,则T℃时,反应C(g)
A(g)+
B(g)的化学平衡常数K为()
A.100B.0.01C.0.1D.1
6.某温度下,反应H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=
。
该温度下,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如表所示:
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2)
/(mol·L-1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol·L-1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是( )
A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%
C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是
0.008mol·L-1
D.反应开始时,乙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢
7.一定温度下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molH2(g)和1molI2(g),发生反应H2(g)+I2(g)
2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)占气体体积的50%,该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI(g)发生反应HI(g)
H2(g)+
I2(g),则下列判断正确的是( )
A.后一反应的平衡常数为1
B.后一反应的平衡常数为0.5
C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25mol·L-1
D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度0.5mol·L-1
8.Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。
利用反应4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可实现氯的循环利用。
如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
当该反应达平衡时,下列叙述正确的是( )
A.该反应平衡常数的表达式K=
B.及时分离出H2O,平衡正向移动,这是正反应速率逐渐增大的缘故
C.若向恒容平衡体系内再加入1molO2,则达新平衡时,HCl的转化率增大
D.随温度升高,该反应的平衡常数K值会变大
9.放热反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,c1(CO)=c1(H2O)=1.0mol·L-1,其平衡常数为K1。
升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则( )
A.K2和K1的单位均为mol·L-1
B.K2>K1
C.c2(CO)=c2(H2O)
D.c1(CO)>c2(CO)
10.可逆反应:
2SO2+O2
2SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。
下列说法正确的是(K为平衡常数,Q为浓度商)()
A.Q不变,K变大,O2转化率增大
B.Q不变,K变大,SO2转化率减小
C.Q变小,K不变,O2转化率减小
D.Q增大,K不变,SO2转化率增大
11.某温下气体反应达到化学平衡,平衡常数K=c(A)·c2(B)/[c2(E)·c(F)],恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,下列说法正确的是()
A.增大c(A)、c(B),K增大
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.该反应的化学方程式为2E(g)+F(g)
A(g)+2B(g)
12.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度,生成物浓度用平衡浓度
B.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
C.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
13.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)
M(g)+N(g),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法正确的是()
A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率υ(N)=1.0×10-2mol/(L·min)
B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0
C.实验③中,达到平衡是,X的转化率为60%
D.实验④中,达到平衡时,b>0.060
14.由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。
下列说法正确的是(双选)()
A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2
B.由X→Z反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
二、非选择题
15.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是:
C8H10(g)⇌C8H8(g)+H2(g)△H=120kJ·mol-1某温度下,将0.40mol苯乙烷,充入2L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内气体物质的量,得到数据如下表:
时间/min
0
10
20
30
40
n(C8H10)/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n(C8H8)/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
(1)当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是_____________;
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是_______________________;
(3)若保持其他条件不变,用0.40mol H2(g)和0.40mol C8H8(g)合成C8H10(g),当有30kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是__________,此时,该合成反应是否达到了平衡状态?
_______(填“是”或“否”)。
(4)工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。
①由图Ⅰ可知,T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②由图Ⅱ可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10的平衡转化率将________(填“越大”、“越小”或“不变”),原因是______________________________________。
16.已知Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)在不同温度下的平衡常数如下表:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH____0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1300℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol,反应经过10min后达到平衡。
求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=______,CO的平衡转化率为________;
(3)欲提高
(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是______________。
A.增加Fe2O3的量B.加入合适的催化剂
C.移出部分CO2D.提高反应温度
17.根据所学内容填空:
Ⅰ.化学反应2A+B⇌2C;△H<0达到化学平衡时,根据以下条件改变填空:
(1)若A、B、C都是气体,且C为有色气体.
①使密闭容器体积增大,A的转化率_______;(填增大、减小、不变)
②如果升高温度,平衡混合物的颜色______;(填加深、变浅、不变)
(2)若A、C为气体,B为固体;
①加压,则A的体积分数________;(填增大、减小、不变)
②增加B的量,A的转化率_______.(填增大、减小、不变)
Ⅱ.
(1)H2S溶于水的电离方程式为________________________。
向H2S溶液中加入NaOH固体时,c(H+)_________,c(S2-)__________。
(填增大、减小或不变)
(2)下列物质能导电且属于电解质的是________(填序号)。
A.铁B.盐酸C.氯化钠晶体D.熔融氢氧化钠
(3)23gC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出683.4kJ热量,写出该反应的热化学方程式_________________。
18.甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.58kJ•mol-1
反应Ⅱ:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H2
反应Ⅲ:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H3=-90.77kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=__________,若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2=________(用K1、K3表示);
(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________(填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)。
(3)在一定条件下2L恒容密闭容器中充入3molH2和1.5molCO2,仅发生反应Ⅰ,实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系,如下表所示。
温度(℃)
500
T
CO2的平衡转化率
60℅
40℅
①T______500℃(填“高于”或“低于”);
②温度为500℃时,该反应10min时达到平衡:
a.用H2表示该反应的速率为____________________;
b.该温度下,反应I的平衡常数K=______________。
(4)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应I、Ⅱ、Ⅲ),测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图所示。
①该反应达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是_____(选填编号);
A.升高温度B.缩小容器体积C.分离出甲醇D.增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而_________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。
19.已知A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,△H0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol·L-1·s-1,则6s时c(A)=mol·L-1,C的物质的量为mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时问改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为。
参考答案
1.【答案】A
【解析】A.当可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再发生改变,反应达到化学反应限度,故A正确;B.当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为零,故B错误;C.化学平衡为动态平衡,因正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度都不再改变,故C错误;D.化学平衡为动态平衡,当外界条件发生变化时,平衡发生移动,故D错误.故选A。
2.【答案】C
【解析】A、增大X的浓度,正逆反应速率都增大,选项A错误;B、达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等但都不为0,选项B错误;C、该反应是可逆反应,将0.2molX充入反应器中,充分反应后,生成的Z的物质的量不大于0.3mol都有可能,选项C正确;D、达到化学平衡状态时,没有说明参与反应的物质的量,无法计算吸收的热量,选项D错误。
答案选C。
3.【答案】D
【解析】
A.由图可知t3时,M、N都不变,则反应达到平衡,正逆反应速率相等,故A错误;B.由图可知t2时M仍然在增大,N仍然在减小,此时反应继续向正方向移动,反应没有达到平衡,故B错误;C.由图象可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,图象中,在相等的时间内消耗的N和M的物质的之比为2:
1,所以反应方程式应为2N⇌M,故C错误;D.t1时,N的物质的量为6mol.M的物质的量为3mol,又同一反应体系体积相同,则根据C=
,N的浓度是M浓度的2倍,故D正确;故选D。
4.【答案】D
【解析】A.平衡时放出的热量为32.8kJ,故参加反应的CO的物质的量
CO的转化率为
,故A正确;B、容器①②温度相同,平衡常数相同,根据容器①计算平衡常数,由A计算可知,平衡时CO的物质的量变化量为0.8mol,
则:
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol):
1 4 0 0
变化(mol):
0.8 0.8 0.8 0.8
平衡(mol):
0.2 3.2 0.8 0.8
故平衡常数K=
=1
故容器②中的平衡常数为1,令容器②中CO2的物质的量变化量为amol,则:
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
开始(mol):
1 4 0 0
变化(mol):
a a a a
平衡(mol):
1-a 4-a a a
所以
,解得a=0.8。
计算可知CO2的转化率为
,故B正确;
C、速率之比等于化学计量数之比,故容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率,故C正确;D、结合B选项的计算,由A中计算可知容器①平衡时CO2的物质的量为0.8mol,容器②中CO2的物质的量为1mol-0.8mol=0.2mol,容器的体积相同,平衡时,两容器中CO2的浓度不相等,故D错误;故选D。
本题考查化学平衡的计算,为高考常见题型,题目难度中等,平衡判断和平衡常数的计算是解题关键,有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
5.【答案】C
【解析】相同温度下,反应A(g)+B(g)
2C(g)的化学平衡常数K=
=100,C(g)
A(g)+
B(g)的化学平衡常数K1=
=
=
=0.1,故答案为C。
6.【答案】D
【解析】对于甲容器:
H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)
开始(mol/L):
0.01 0.01 0 0
变化(mol/L):
x x x x
平衡(mol/L):
0.01-x 0.01-x x x
所以
=
,解得x=0.006。
A.由上述计算可知,甲容器内二氧化碳的转化率为
×100%=60%,恒温恒容下,乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大,故乙中二氧化碳的转化率比甲中高,故平衡时,乙中CO2的转化率大于60%,故A正确;B.甲、丙两容器内起始浓度n(H2):
n(CO2)=1:
1,反应H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)前后气体的体积不变,恒温恒容下,甲、丙为等效平衡,平衡时甲、丙中H2的转化率均相等,由上述计算可知,甲容器内氢气的转化率为
×100%=60%,故B正确;C.由上述计算可知,平衡时甲容器内c(CO2)=(0.01-x)mol/L=0.004mol/L,甲、丙为等效平衡,平衡时,甲、丙中CO2的转化率相等,由A中计算可知为60%,故平衡时丙容器内c(CO2)=0.02mol/L×(1-60%)=0.008mol/L,丙中c(CO2)是甲中的2倍,故C正确;D.浓度越大反应速率越快,由表中数据可知,甲、乙容器内,开始CO2浓度相等,乙中H2浓度比甲中浓度大,所以速率乙>甲,乙、丙容器内,开始H2浓度相等,丙中CO2浓度比乙中浓度大,所以速率丙>乙,故速率丙>乙>甲,故D错误;故选D。
本题考查化学平衡计算、等效平衡、外界条件对反应速率的影响等,难度中等,注意三段式解题法的运用,判断甲、丙为等效平衡是解题关键。
7.【答案】B
【解析】一定温度下,将H2和I2各1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后生成的HI(g)的气体体积的50%,设转化的氢气为xmol,依据化学平衡三段式列式为:
H2+I2⇌2HI
起始量(mol/L) 1 1 0
变化量(mol/L) x x 2x
平衡量(mol/L)1-x 1-x 2x
HI(g)的气体体积的50%,则
=50%,解得x=0.5mol,故K=
=4,该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1mol HI(g)发生反应HI(g)⇌
H2(g)+
I2(g),等效为充入H2和I2各0.5mol,又该反应为气体体积不变得反应故与原平衡成比例等效,则新平衡时氢气为0.5mol×
=0.25mol,HI(g)为1mol×
=0.5mol。
A、根据平衡常数只与温度有关,结合正反应与逆反应的平衡常数成倒数关系,故 2HI⇌H2+I2的平衡常数为
,又同一反应平衡常数与系数成幂次方关系,故后一反应的平衡常数为
=0.5,故A错误,B正确;C、根据以上计算后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为
=0.125mol/L,故C错误;D、根据以上计算后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为
=0.25mol/L,故D错误;故选B。
本题考查了化学平衡的三段式计算应用,平衡常数与方程式之间的关系以及等效平衡的判断是本题的关键。
8.【答案】C
【解析】A.根据反应方程式4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g),反应平衡常数的表达式K=
,故A错误;B.及时分离出H2O,水蒸气的浓度减小,平衡正向移动,正反应速率逐渐减小,故B错误;C.若向恒容平衡体系内再加入1molO2,平衡正向移动,HCl的转化率增大,故C正确;D.根据图像,温度升高,HCl的转化率减小,说明平衡逆向移动,反应的限度减小,反应的平衡常数K值会减小,故D错误;故选C。
9.【答案】C
【解析】温度升高反应向逆反应方向移动,平衡常数为K210.【答案】C
【解析】当可逆反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,氧气的浓度增大,浓度商Qc变小,平衡向右进行,氧气转化率减小,平衡常数只受温度影响,温度不变平衡常数不变,故选C。
11.【答案】D
【解析】某温度下气体反应达到化学平衡,平衡常数K=
,则该反应为2E(g)+F(g)⇌A(g)+2B(g),恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应。
A.平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,故A错误;B.降低温度,正、逆反应速率都降低,逆反应速率降低更多,平衡向正反应方向移动,故B错误;C.正反应为吸热反应,焓变为正值,故C错误;D.平衡常数K=
,则该反应为2E(g)+F(g)⇌A(g)+2B(g),故D正确;故选D。
本题考查化学平衡常数、化学平衡影响因素等,根据平衡常数表达式书写反应是解题关键。
12.【答案】D
【解析】A、反应物和生物的溶液均为平衡浓度,故A错误;B、K值受温度的影响,故B错误;C、只与化学反应本身及外界因素温度有关.不受其它外界条件,如浓度、压强、催化剂等的影响,故C错误;D、平衡常数是描述化学反应的限度的物理量,平衡常数的数值越大,反应限度越大,故D正确;故选D。
本题考查化学平衡常数的意义,平衡常数是表示反应进行程度的物理量,平衡常数的数值越大,反应限度越大,平衡常数只与温度有关。
13.【答案】C
【解析】A.速率之比等于化学计量数之比,则v(N)=v(M)=
=
=
=1.0×10-3mol/(L•min),故A错误;
B. X(g)+Y(g)
M(g)+N(g)
起始(mol):
0.1 0.4 0 0
转化(mol):
0.08 0.08 0.08 0.08
平衡(mol):
0.02 0.32 0.08 0.08
由于反应中气体的化学计量数相等,可以用物质的量代替浓度计算平衡常数,故实验②中,该反应的平衡常数K=
=
=1,故B错误;C.温度不变平衡常数不变,平衡时M为amol,则:
X(g)+Y(g)
M(g)+N(g)
起始(mol):
0.2 0.3 0 0
转化(mol):
a a a a