高二化学下册章节知识点检测试题.docx
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高二化学下册章节知识点检测试题
第七章第二节化学平衡状态化学平衡常数
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2010·潍坊模拟)在一定温度下的某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成nmolCO的同时生成nmolH2
D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
解析:
不论反应达到平衡,还是未达到平衡,生成nmolCO的同时都会生成nmolH2.
答案:
C
2.(2010·杭州质检)升高温度,下列数据不一定同时增大的是( )
A.化学反应速率v
B.弱电解质的电离平衡常数Ka
C.化学平衡常数K
D.水的离子积常数KW
解析:
温度升高,A、B、D均增大.若反应为吸热反应,升高温度则K增大,若反应为放热反应,升高温度则K减小,C项符合题意.
答案:
C
3.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中正确的是( )
A.达到化学平衡时4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增大容器的体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率的关系是2v正(NH3)=3v正(H2O)
解析:
由4v正(O2)=5v逆(NO)可得
v正(O2)=
v逆(NO),而
v逆(NO)=
v逆(O2),即v正(O2)=v逆(O2),正、逆反应速率相等,A正确;B项都表示正反应速率,错误;C项,若增大容器体积,正、逆反应速率都减小,错误.D项应为3v(NH3)=2v(H2O).
答案:
A
4.在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,不能说明反应A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的平均相对分子质量
解析:
解答该题,首先明确:
反应条件——定温、定容,反应特点——A为固体,气体体积不变.气体的体积不变,则反应过程中压强不变,A不能说明反应已达平衡状态;气体的密度ρ=
,气体的相对分子质量
=
,V、n不变,反应未达平衡时气体的m发生变化,ρ、
随之发生变化,平衡时m不变,ρ、
不变,B、D能说明反应已达平衡状态;C项反应B的物质的量浓度不变,能说明反应已达平衡状态.
答案:
A
5.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L,则下列判断正确的是( )
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率相等
D.c1的取值范围为0.04mol/L<c1<0.14mol/L
解析:
参加反应的X、Y分别为(c1-0.1)mol/L、(c2-0.3)mol/L,所以有(c1-0.1)mol/L∶(c2-0.3)mol/L=1∶3,整理得:
c2=3c1.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3∶2.
答案:
C
6.某温度下,向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的平衡常数为( )
A.3.2×103 B.1.6×103
C.8.0×102D.4.0×102
解析:
SO3的起始浓度为0.05mol/L,由转化率可知分解的SO3为0.01mol/L,所以平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.01mol/L、0.005mol/L、0.04mol/L.化学平衡常数K=
=3.2×103.
答案:
A
7.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下:
2NO(g)
N2(g)+O2(g) K1=1×1030
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) K2=2×1081
2CO2(g)
2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
以下说法正确的是( )
A.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)
B.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80
C.常温下,NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
解析:
K1的表达式应为K1=
;常温下,水分解产生O2,是H2和O2化合生成H2O的逆反应,因此其平衡常数的数值应为K2的倒数,数值为5×10-82;由于三个反应都在常温下进行,根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2.
答案:
C
8.(2010·潍坊质检)某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:
3A(g)+2B(g)
4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
解析:
化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体,而物质C是固体,A错误;根据化学方程式可知,平衡时减少的B物质的量是1.6mol×0.5=0.8mol,所以B的转化率为40%,B正确;增大压强时平衡右移,但平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,C错误;增加B后平衡右移,A的转化率增大,而B的转化率减小,D错误.
答案:
B
9.某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应:
aA(g)+B(g)
C(g)+D(g),5min后达到平衡.已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( )
A.a=3B.a=2
C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%
解析:
温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A错误,B错误;设达平衡时,B的改变量为xmol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=1=x2/(2-x)(3-x),解得:
x=1.2,B的转化率=1.2÷3=40%,所以C正确,D错误.
答案:
C
10.将CoCl2溶解于盐酸中可以形成CoCl
,在溶液中存在下面的化学平衡:
Co2+(aq)+4Cl-(aq)
CoCl
(aq) ΔH>0
粉红色蓝色
下列说法正确的是( )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
B.该反应的平衡常数K=
C.将盛有CoCl2和盐酸混合液的试管置于热水中,试管内溶液为红色
D.增大Cl-浓度,平衡向正反应方向移动,Co2+、Cl-浓度都减小
解析:
升高温度,正、逆反应速率都增大,A错误;该反应的正反应为吸热反应,所以在热水中平衡向正反应方向移动,溶液为蓝色,C错误;增大Cl-浓度,平衡向正反应方向移动,Co2+浓度减小,而Cl-浓度增大,D错误.
答案:
B
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(9分)(2009·菏泽模拟)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应为________反应(填“吸热”“放热”).
(2)能判断该反应是否已达化学平衡状态的依据是________.
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O)
d.c(CO2)=c(CO)
(3)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为________℃.
(4)若在(3)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为________.
a.等于1.0mol b.大于1.0mol
c.大于0.5mold.无法确定
解析:
(1)根据升高温度,平衡常数增大,即向正反应方向移动,该反应为吸热反应.
(2)化学平衡状态可根据等速标志和浓度不变标志确定.
(3) CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
开始(mol/L)0.50.500
平衡(mol/L)0.250.250.250.25
所以K=1,由表可知,温度830℃.
(4)830℃时,K=1,由此可知,加入2molCO2和3molH2,氢气相对过量,达平衡时H2的物质量大于1.0mol.
答案:
(1)吸热
(2)bc (3)830 (4)b
12.(14分)在2L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式:
K=__________.已知:
K300℃>K350℃,则该反应是________热反应.
(2)图中表示NO2的变化的曲线是________.用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________.
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________.
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________.
a.及时分离出NO2气体
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效催化剂
解析:
(1)由于K300℃>K350℃,所以,升高温度化学平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应.
(2)由于NO2的变化量与NO的变化量相等,是O2变化量的2倍,但曲线的变化方向相反,由此可确定b线是NO2的变化曲线.v(O2)=
v(NO)=
×
=1.5×10-3mol/(L·s)
(3)化学平衡状态是各成分的含量保持不变的状态,原理是正逆反应的速率相等.a.v(NO2)、v(O2)没有说明是正反应速率还是逆反应速率,因此不能判断.b.容器压强不变说明容器内各气体物质的总分子数不变,由于该反应是反应前后气体分子数不等的反应,说明反应达到平衡状态.c.由v逆(NO)=2v正(O2)可得,v逆(NO)=2v逆(O2)=2v正(O2),即v正(O2)=v逆(O2),原式能反映出正逆反应速率相等,能够说明达到平衡状态.d.密闭容器不变,气体质量不变因此密度不变,而与是否进行反应无关,所以该项不能说明是否达到平衡.
(4)a.是减少物质,所以不能增大反应速率,错误;b.升高温度平衡向逆反应方向移动,错误;c.正确;d.催化剂只能改变反应速率,不能使化学平衡发生移动,错误.
答案:
(1)K=
放
(2)b 1.5×10-3mol/(L·s)
(3)b、c
(4)c
13.(11分)(2009·广州摸底)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________,升高温度,K值________(填“增大”“减小”或“不变”).
(2)500℃时,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________用(nB、tB表示)
(3)在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系的体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是________.
a.氢气的浓度减少
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是:
________________(用化学方程式表示).
解析:
(1)根据温度升高,甲醇的量减小,说明升高温度平衡左移,K值减少.
(2)由v(CH3OH)∶v(H2)=1∶2得
v(H2)=
=
mol/(L·min)
(3)增大压强,平衡正向移动,且v正、v逆都增大.
(4)CO2可抑制CO与Cu2O反应.
答案:
(1)K=
减小
(2)
mol/(L·min) (3)bc
(4)Cu2O+CO
2Cu+CO2
14.(16分)已知化学反应①:
Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:
Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度
K1
K2
973K
1.47
2.38
1173K
2.15
1.67
请填空:
(1)通过表格中的数值可以推断:
反应①是________(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)现有反应③:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:
K3=________.
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式________,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应.
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有________(填写字母序号).
A.缩小反应容器的容积
B.扩大反应容器的容积
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化
的情况:
①图甲中t2时刻发生改变的条件是_____________________________________.
②图乙中t2时刻发生改变的条件是_______________________________________.
解析:
(1)由表中数据知,升高温度,K1增大,K2减小,说明反应①为吸热反应,反
应②为放热反应.
(2)(3)由反应①知,K1=
,由反应②知,K2=
;①—②得反应③,且K3=
=
,可知反应③为吸热反应.
(4)反应③为气体体积不变的吸热反应,因此升高温度,减少生成物CO的浓度均可使平衡向正反应方向移动.
(5)图甲中,t2时刻化学平衡没有移动,反应速率加快,因此t2时刻增大压强或使用催化剂;图乙中,发生的反应为:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0,t2→t3时间段,化学平衡向正反应方向移动,因此,对比0→t1和t2→t3图象变化可知,t2时刻降低温度或设法分离出H2.
答案:
(1)吸热
(2)K3=
(3)K3=K1×
吸热 (4)CE
(5)①增大压强或使用催化剂
②降低温度或从体系中分离出H2