届高考化学第一轮总复习课时综合作业题.docx

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届高考化学第一轮总复习课时综合作业题

课时作业23　化学平衡状态　化学平衡常数

时间：

45分钟

一、选择题

1．用于净化汽车尾气的反应：

2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g），已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢。

下列说法正确的是（　　）

A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO

B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度

C．增大压强，上述平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率

D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂

答案：

D

解析：

因为该反应是可逆反应，不可能进行到底，A错误；再升高温度不符合实际，B错误；因平衡常数已经较大，增大压强虽然平衡正向移动，但对设备要求更高，故应通过提高反应速率而提高净化效率，故C错误，D正确。

2．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：

物质

X

Y

Z

初始浓度/mol·L－1

0.1

0.2

0

平衡浓度/mol·L－1

0.05

0.05

0.1

下列说法错误的是（　　）

A．反应达到平衡时，X的转化率为50%

B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1600（mol/L）－2

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

答案：

C

解析：

题中有一明显的错误，就是C选项中平衡常数增大，增大压强不可能使平衡常数增大。

其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据（0.1－0.05）

（0.2－0.05）

（0.1－0）＝1

3

2可推导出：

X＋3Y2Z。

3．在一固定容积的容器中发生反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），下列说法正确的是（　　）

A．容器中气体的压强、密度不再发生变化，均可以说明该反应达到平衡状态

B．向容器中通入稀有气体He，压强增大，平衡向右移动，反应速率加快

C．如2v正（N2）＝v逆（NH3），说明该反应达到了平衡

D．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

答案：

C

解析：

A项，由于体积不变，质量不变，密度不能作为平衡的标志，错误；He气体与反应无关，且体积不变，各物质浓度不变，平衡不移动，B错误；D项，降温，反应速率减慢，达到平衡所用时间延长，错误。

4．一定条件下，在密闭恒容容器中，能表示反应X（g）＋2Y（g）2Z（g）一定达到化学平衡状态的是（　　）

①X、Y、Z的物质的量之比为1

2

3

②X、Y、Z的浓度不再发生变化

③容器中的压强不再发生变化

④单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolY

A．①②　　B．①④

C．②③D．③④

答案：

C

解析：

X、Y、Z的物质的量之比等于化学计量数之比，不能作为反应达到平衡状态的标志，①错；X、Y、Z的浓度保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，②对；该反应为反应前后气体分子数不相等的反应，密闭容器中压强保持不变可以作为反应达到平衡状态的标志，③对；单位时间内生成nmolZ，同时生成nmolY时正、逆反应速率相等，④错。

5．（2018·上海市嘉定区高三化学模拟）恒温、恒压下，1molA和1molB在一个容积可变的容器中发生如下反应：

A（g）＋2B（g）2C（g）。

一段时间后达到平衡，生成amolC。

则下列说法不正确的是（　　）

A．物质A、B的转化率之比一定是1

2

B．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为1

1

C．若起始放入3molA和3molB，则达平衡时生成3amolC

D．当v正（A）＝v逆（C）时，可断定反应达到平衡

答案：

D

解析：

A项，平衡时，转化的A、B分别为

mol、amol，所以其转化率之比为

＝1

2；B项，因为体积可变，平衡前后压强之比为1

1；C项，由于恒温恒压下建立平衡，起始量是原来的3倍，C的平衡量也应是原来的3倍；D项，不符合系数之比，不能断定反应达到平衡状态。

6．在一定条件下发生反应：

3A（g）＋2B（g）xC（g）＋2D（g），在2L密闭容器中，把4molA和2molB混合，2min后达到平衡时生成1.6molC，又测得反应速率vB＝0.2mol·L－1·min－1，则下列说法中正确的是（　　）

A.x＝3

B.B的转化率为20%

C．平衡时气体压强是原来的0.94倍

D．达到平衡时A的浓度为1.4mol·L－1

答案：

D

解析：

反应的B的物质的量为0.2mol·L－1·min－1×2L×2min＝0.8mol

3A（g）＋2B（g）xC（g）＋　2D（g）

起始4mol2mol00

反应1.2mol0.8mol1.6mol0.8mol

平衡2.8mol1.2mol1.6mol0.8mol

所以可以计算出：

x＝4，B的转化率为40%，平衡时气体压强是原来的1.07倍，达到平衡时A的浓度为1.4mol·L－1。

7．（2018·河南洛阳统考）1100℃，一定容积的密闭容器中发生反应：

FeO（s）＋CO（g）Fe（s）＋CO2（g）　ΔH＝akJ·mol－1（a>0），该温度下K＝0.263，下列有关该反应的说法中正确的是（　　）

A．达到化学平衡状态时，若c（CO）＝0.100mol·L－1，则c（CO2）＝0.0263mol·L－1

B．若要提高CO的转化率，则应该加入适当的过量FeO

C．若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态

D．若生成56gFe，则吸收的热量小于akJ

答案：

A

解析：

K＝

＝

＝0.263，A选项正确；FeO是固体，增加FeO的量对反应速率及平衡均无影响，B选项错误；此反应为等体积反应压强不能作为判断平衡状态的标志，C选项错误；D选项，生成1molFe，吸收的热量为akJ，错误。

8．某条件下，恒容密闭容器中发生反应：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH<0，下列说法中正确的是（　　）

A．用高效催化剂，可使CO2的平衡转化率增大

B．单位时间内消耗CO2和H2的物质的量比为1

3时，反应达到平衡

C．及时分离出CH3OH和H2O可提高CO2和H2的转化率

D．升高温度可使该反应的平衡常数增大

答案：

C

解析：

催化剂对化学平衡无影响，A错误；B选项均是表示正反应速率，错误；此反应是放热反应，升高温度平衡左移，化学平衡常数减小，D错误。

9．O3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。

O3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。

常温常压下发生反应如下：

反应①　O3O2＋[O]　ΔH>0　平衡常数为K1；

反应②　[O]＋O32O2　ΔH<0　平衡常数为K2；

总反应：

2O33O2　ΔH<0　平衡常数为K。

下列叙述正确的是（　　）

A．降低温度，K减小

B．K＝K1＋K2

C．适当升温，可提高消毒效率

D．压强增大，K2减小

答案：

C

解析：

A项，降温，总反应平衡右移，K增大，错误；B项，K1＝

、K2＝

、K＝

＝K1·K2，错误；C项，升温，反应①右移，c（[O]）增大，提高消毒效率，正确；D项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，错误。

10．某温度下，反应2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）的平衡常数为400。

此温度下，在容积一定的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/（mol·L－1）

0.44

0.6

0.6

下列说法正确的是（　　）

A．CH3OH的起始浓度为1.04mol·L－1

B．此时逆反应速率大于正反应速率

C．平衡时，CH3OH的浓度为0.04mol·L－1

D．平衡时，CH3OH的转化率小于80%

答案：

C

解析：

CH3OH的起始浓度为1.64mol·L－1，A选项错误；依Q＝

≈1.86<400，平衡右移，B错误；根据题意，可以利用“三部曲”求解，

2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）

：

1.64　　　　　　0　　　　　0

：

2x　　　　　　　x　　　　　x

：

1.64－2x　　　　x　　　　　x

K＝

＝400，所以x＝0.8mol·L－1，C选项正确、D选项错误。

11．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：

2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）　ΔH>0

T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：

t/s

0

500

1000

1500

c（N2O5）/（mol·L－1）

5.00

3.52

2.50

2.50

下列说法不正确的是（　　）

A．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1

B.500s内N2O5分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1

C.T1温度下的平衡常数为K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%

D．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的

，则c（N2O5）>5.00mol·L－1

答案：

A

解析：

此反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，A选项错误；B选项，Δc（N2O5）＝（5.00－3.52）mol·L－1＝1.48mol·L－1，v（N2O5）＝

＝2.96×10－3mol·L－1·s－1，正确；C选项，依据三部曲进行计算：

2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g）

始态（mol·L－1）　　　5.0　　　　0　　　　　0

反应的量（mol·L－1）　2.50　　　　5　　　　1.25

平衡（mol·L－1）　　　2.50　　　　5　　　　1.25

N2O5的转化率＝

×100%＝50%，K＝

＝125，正确；D选项，将容器的体积压缩到原来的

，假设平衡不移动，c（N2O5）＝5.00mol·L－1，但增大压强，平衡左移，c（N2O5）在5.00mol·L－1的基础上又增大，正确。

12．（2018·海淀区一模）一定条件下，反应：

6H2（g）＋2CO2（g）C2H5OH（g）＋3H2O（g）的数据如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的ΔH>0

B．达平衡时，v正（H2）＝v逆（CO2）

C．b点对应的平衡常数K值大于c点

D．a点对应的H2的平衡转化率为90%

答案：

D

解析：

A项，升温，CO2的转化率越小，平衡左移，正反应为放热反应，ΔH<0，错误；B项，应为v正（H2）＝3v逆（CO2）；C项，升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，错误；

D项，6H2（g）＋2CO2（g）C2H5OH（g）＋3H2O（g）

2　　　　1　　　　　　0　　　　　　0

6x　　　　2x　　　　　x　　　　　　3x

×100%＝60%

x＝0.3

所以H2的平衡转化率为

×100%＝90%，正确。

二、非选择题

13．偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：

（CH3）2NNH2（l）＋2N2O4（l）===2CO2（g）＋3N2（g）＋4H2O（g）（Ⅰ）

（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是________。

（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：

N2O4（g）2NO2（g）（Ⅱ）

当温度升高时，气体颜色变深，则反应（Ⅱ）为________（填“吸热”或“放热”）反应。

（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。

现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝________mol·L－1·s－1。

答案：

（1）N2O4

（2）吸热

（3）ad　不变　0.1

解析：

（1）分析元素的化合价可知，N2O4中N元素的化合价由＋4价变为0价，被还原，作氧化剂。

（2）升高温度，气体颜色加深，说明NO2的浓度增大，平衡正向移动，所以反应（Ⅱ）是吸热反应。

（3）因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向，在恒压下建立平衡时，气体的体积应该增大，气体的质量不变，所以其密度为变量，当密度不再改变时说明反应达到平衡状态，a正确；温度一定时，反应的焓变为定值，所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态，b错误；当v（正）＝v（逆）时反应达到平衡状态，而c中均为v（正），故c错误；N2O4的转化率为变量，当其不变时说明反应达到平衡状态，d正确。

化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。

根据题意可知，在0～3s时，NO2的平均速率是0.2mol·（L·s）－1，根据速率之比等于化学计量数之比可得，N2O4的速率是0.1mol·（L·s）－1。

14．一定条件下，体积为1L的密闭容器中发生如下反应：

SiF4（g）＋2H2O（g）SiO2（s）＋4HF（g）　ΔH＝＋148.9kJ·mol－1。

（1）下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________（填字母序号）。

a．v消耗（SiF4）＝4v生成（HF）

b．容器内气体压强不再变化

c．容器内气体的总质量不再变化

d．HF的体积分数不再变化

（2）反应过程中测定的部分数据如下表（表中t2>t1）所示。

反应时间/min

n（SiF4）/mol

n（H2O）/mol

0

1.20

2.40

t1

0.80

a

t2

b

1.60

通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：

________。

（3）若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________（填序号）。

a．一定向正反应方向移动

b．一定向逆反应方向移动

c．一定是减小压强造成的

d．一定是升高温度造成的

e．SiF4的平衡转化率一定增大

答案：

（1）bcd

（2）a＝1.60（或b＝0.80），说明在一定条件下，t1～t2时各组分的浓度（或物质的量）均不再发生改变，则t1时反应已经达到化学平衡状态

（3）ade

解析：

（2）0～t1min，反应消耗的SiF4为0.40mol，根据已知反应可确定消耗的H2O为0.80mol，故a＝1.60mol，t2min时，H2O仍为1.60mol，故b＝0.80mol。

由此可判断t1时该反应已经达到化学平衡状态。

15．（2018·上海市金山区高三一模）铁是最常见的金属之一，铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。

铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：

化学反应

平衡

常数

温度

973K

1173K

①Fe（s）＋CO2（g）FeO（s）＋CO（g）

K1

1.47

2.15

②Fe（s）＋H2O（g）FeO（s）＋H2（g）

K2

2.38

1.67

③CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

K3

？

？

完成下列填空：

（1）反应①为________（填“吸热”或“放热”）反应。

根据反应①与②可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________（用K1、K2表示）。

（2）973K时，若反应③在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡，有3mol电子发生转移，则在2min内v（CO2）＝________。

若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将________移动（填“向左”、“向右”或“不”），CO2的浓度将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有________。

答案：

（1）吸热　K2/K1　

（2）0.375mol·L－1·min－1　不　增大　降温

解析：

（1）反应①升温K1增大，平衡右移，正反应为吸热反应。

K1＝

　K2＝

　K3＝

所以K3＝

（2）当有3mol电子转移时，参加反应的CO2为1.5mol，所以v（CO2）＝

＝0.375mol·L－1·min－1；由于反应③为等体积反应，压缩体积，平衡不移动，但CO2浓度增大。

973K时，K3≈1.62,1173K时，K3≈0.78，反应③为放热反应，所以降温，平衡右移，转化率及平衡常数均增大。

16．汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：

N2（g）＋O2（g）

2NO（g）　ΔH>0。

已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝6.4×10－3。

请回答下列问题。

（1）该反应的平衡常数表达式为_______________________________________________。

（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N2和O2各1mol，平衡时，N2的转化率是________%（保留整数）。

（3）该温度下，某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10－1mol/L、4.0×10－2mol/L和3.0×10－3mol/L，此时反应________（填“处于化学平衡状态”、“向正方向进行”或“向逆方向进行”），理由是______________________________。

（4）将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是________。

（5）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。

与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

答案：

（1）K＝

（2）4

（3）向正方向进行　

（4）AC　（5）不变