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
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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
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