高考鲁科版化学一轮复习 第7章 第2节 课后分层训练23.docx

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高考鲁科版化学一轮复习第7章第2节课后分层训练23

课后分层训练(二十三) 化学平衡常数

A组 专项基础达标

(建议用时:

30分钟)

1.(2017·衡水模拟)某温度下,反应2A(g)B(g) ΔH>0在密闭容器中达到平衡,平衡后

=a,若改变某一条件,足够时间后反应再次达到平衡状态,此时

=b,下列叙述正确的是(  )

【导学号:

99682235】

A.在该温度下,保持容积固定不变,向容器内补充了B气体,则a

B.在该温度恒压条件下再充入少量B气体,则a=b

C.若其他条件不变,升高温度,则a

D.若保持温度、压强不变,充入惰性气体,则a>b

B [A项,充入B后平衡时压强变大,正向程度变大,

变小,即a>b;B项,充入B,新平衡状态与原平衡等效,

不变,即a=b;C项,升温,平衡右移,

变小,即a>b;D项,相当于减压,平衡左移,

变大,即a

]

2.甲、乙两个密闭容器中均发生反应:

C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH>0,有关实验数据如下表所示:

下列说法正确的是(  )

【导学号:

99682236】

A.T1

B.K2=1.35mol·L-1

C.混合气体的密度始终保持不变

D.乙容器中,当反应进行到1.5min时,n(H2O)=1.4mol

B [若T1=T2,则平衡时n(H2)甲=2n(H2)乙,实际上n(H2)甲>2n(H2)乙,说明T1>T2,因为该反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,A项错误;乙容器中反应达平衡时,[H2O]=0.8mol·L-1、[CO2]=0.6mol·L-1、[H2]=1.2mol·L-1,K2=

=1.35mol·L-1,B项正确;容器容积不变,碳为固体,正反应方向气体的质量增大,因此反应正向进行时混合气体的密度增大,C项错误;乙容器中,3min内H2O减少了1.2mol,而前1.5min内反应速率大于后1.5min内反应速率,故前1.5min内H2O的物质的量减小得快,反应进行到1.5min时,n(H2O)<1.4mol,D项错误。

]

3.已知X(g)+2Y(g)M(g) ΔH。

反应的平衡常数如表所示:

温度/℃

0

100

T

300

400

平衡常数/

(L2·mol-2)

667

13

1.9×

10-2

2.4×

10-4

1.0×

10-5

该反应的ΔH(  )

A.大于0   B.小于0

C.等于0D.无法判断

B [升高温度,平衡常数减小,说明平衡向左移动,正反应是放热反应。

]

4.将4molCO(g)和amolH2(g)混合于容积为4L的恒容密闭容器中,发生反应:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),10min后反应达到平衡状态,测得H2为0.5mol·L-1。

经测定v(H2)=0.1mol·L-1·min-1。

下列说法正确的是(  )

【导学号:

99682237】

A.平衡常数K=2(mol·L-1)-2

B.H2起始投入量为a=6

C.CO的平衡转化率为66.7%

D.平衡时c(CH3OH)=0.4mol·L-1

B [用三段式法计算:

     CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始物质

的量/mol4a0

转化物质

的量/molx2xx

平衡物质

的量/mol4-xa-2xx

2xmol=0.1mol·L-1·min-1×10min×4L=4mol,x=2,a-2x=0.5×4,a=6。

平衡时,[CO]=0.5mol·L-1,[H2]=0.5mol·L-1,[CH3OH]=0.5mol·L-1。

平衡常数K=

=4(mol·L-1)-2,A项错误;经上述计算,B项正确;CO的平衡转化率为50%,C项错误;平衡时[CH3OH]=0.5mol·L-1,D项错误。

]

5.(2017·长治模拟)加热N2O5依次发生的分解反应为

①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)

②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)

在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9mol,N2O3为3.4mol。

则t℃时反应①的平衡常数数值为(  )

A.10.7   B.8.5

C.9.6D.10.2

B [

(g)

(g)+

(g)

(g)

(g)+

(g)

由题意

解之,x=6.2mol,y=2.8mol,

则K=

mol·L-1=8.5mol·L-1。

]

6.NO是大气污染物之一,在一定条件下,采用活性炭可发生下列反应:

2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)。

现在温度一定容积为1L的密闭容器中发生该反应,各物质的物质的量如下表所示:

物质

NO

活性炭

N2

CO2

起始物质的量/mol

0.100

1.030

0

0

2min时的物质的

量/mol

a

b

0.030

0.030

下列判断正确的是(  )

【导学号:

99682238】

A.表格中的a∶b=2∶1

B.2min内,v(NO)=0.015mol·L-1·min-1

C.若该温度下,反应的平衡常数为

,则2min时反应已经达到平衡

D.增加活性炭可以提高NO的转化率

C [选项A,根据给出的化学方程式及2min时N2或CO2的物质的量可知NO、活性炭分别反应0.060mol、0.030mol,故a=0.040,b=1.000,即a∶b=1∶25,A项错误;选项B,v(NO)=2v(N2)=0.030mol·L-1·min-1,B项错误;选项C,2min时Q=

=K,C项正确;选项D,活性炭为固体,增加活性炭对平衡无影响,D项错误。

]

7.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=

,在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示:

t/℃

700

800

830

1000

1200

K

1.67

1.11

1.00

0.60

0.38

下列有关叙述不正确的是(  )

A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

B.上述反应的正反应是放热反应

C.若在1L的密闭容器中通入CO2和H2各1mol,5min后温度升高到830℃,此时测得CO2为0.4mol时,该反应达到平衡状态

D.若平衡浓度符合下列关系式:

,则此时的温度为1000℃

C [依据平衡常数的表达式可知A正确;升高温度K减小,平衡向左移动,正反应为放热反应,B正确;5min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1、0.4mol·L-1,

<1,平衡向右移动,C错误;

=0.6,即1000℃时的平衡常数,D正确。

]

8.在密闭容器中,反应X(g)+2Y(g)Z(g)分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(X)=0.100mol·L-1,c(Y)=0.200mol·L-1,c(Z)=0mol·L-1。

反应物X的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是(  )

【导学号:

99682239】

A.若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2,则K1

B.反应X(g)+2Y(g)Z(g)的ΔH>0

C.实验②平衡时Y的转化率为60%

D.减小反应③的压强,可以使平衡时c(X)=0.060mol·L-1

B [因为①、②的起始浓度相同、平衡浓度相同,所以反应②应是在有催化剂的条件下进行的,此时K1=K2,A不正确;③与①相比,X的变化量大,说明平衡正向移动,此时的反应条件只能为升温,由此可见,正反应为吸热反应,B正确;从图中可以看出,X的浓度变化量为0.04mol·L-1,则Y的浓度变化量为0.08mol·L-1,Y的转化率为40%,C不正确;减小压强,平衡向左移动,但各物质的浓度都比原来小,D不正确。

]

9.工业上可利用如下反应合成甲醇:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),该反应在不同温度时的平衡常数如下表所示。

下列说法正确的是(  )

【导学号:

99682240】

温度(℃)

250

300

350

K

2.041

0.270

0.012

A.该反应为吸热反应

B.300℃时在某一密闭容器中进行该反应,某时刻测得三种气体的浓度均为0.5mol·L-1,则此时v(正)

C.恒温恒压下,向容器中充入少量N2,平衡将正向移动

D.恒温恒容下,向容器中再充入少量CH3OH(g),达到新平衡时,CH3OH(g)的百分含量将减小

B [选项A,由表中数据可知,平衡常数随温度升高而减小,说明升温平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,故A错误。

选项B,三种气体的浓度均为0.5mol·L-1,则Q=

=4(mol·L-1)-2>K,说明平衡逆向进行,则v(正)

选项C,恒温恒压下,向容器中再充入少量N2,容器容积增大,平衡向气体体积增大的方向进行,即平衡将逆向移动,故C错误。

选项D,恒温恒容下,向容器中再充入少量CH3OH(g),相当于增大压强,平衡逆向移动程度小,达到新平衡时,CH3OH(g)的百分含量将增大,故D错误。

]

10.现有反应:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。

在850℃时,K=1。

(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K________(填“大于”“小于”或“等于”)1。

(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则:

①当x=5.0时,上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。

(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a________(填“大于”“小于”或“等于”)b。

[解析] 

(1)升温,平衡向吸热反应即逆反应方向移动,K变小。

(2)①

>1,故平衡逆向移动。

<1,故x<3.0。

(3)x越大,H2的相对量越多,转化率越小,H2%越大,故a

[答案] 

(1)小于 

(2)①逆反应 ②x<3.0 (3)小于

11.(2014·全国卷Ⅰ改编)已知:

乙烯气相直接水合反应的化学方程式为C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5kJ/mol

下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_________

(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为___________________________,

理由是___________________________________。

[解析] 

(1)Kp=

≈0.07(MPa)-1。

(2)C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,C2H4的转化率提高,所以p4>p3>p2>p1。

[答案] 

(1)

≈0.07(MPa)-1

(2)p4>p3>p2>p1 反应分子数减少,相同温度下,压强增大,乙烯转化率提高

B组 专项能力提升

(建议用时:

15分钟)

12.已知:

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25kJ·mol-1,某温度下的平衡常数为400。

此温度下,在1L的密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

c/(mol·L-1)

0.8

1.24

1.24

下列说法正确的是(  )

【导学号:

99682241】

①平衡后升高温度,平衡常数>400

②平衡时,[CH3OCH3]=1.6mol·L-1

③平衡时与此时刻相比,反应混合物的总能量减少20kJ

④平衡时,再加入与起始等量的CH3OH,达新平衡后CH3OH转化率增大

⑤此时刻反应达到平衡状态

⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08mol·L-1

A.①②④⑤B.②⑥

C.②③④⑥D.②④⑥

B [Q=

<400,反应正向进行。

解之x=0.36(mol/L),故[CH3OCH3]=1.6mol/L,[CH3OH]=0.08mol/L,Q=0.36×25kJ=9kJ。

]

13.

(1)硫酸工业生产中涉及反应:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),向2L的密闭容器中充入2molSO2、1molO2,SO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。

【导学号:

99682242】

①T1温度下,反应进行到状态D时,v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

温度为T1时,反应的平衡常数K=________。

②若在T3温度时,达平衡时测得反应放出的热量为Q1。

此时再向容器中加入2molSO2、1molO2并使之重新达到平衡,测得又放出热量Q2。

则下列说法正确的是________(填字母)。

a.Q2一定等于Q1

b.新平衡时SO2的转化率一定大于80%

c.T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数

(2)下列关于反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g) ΔH<0的说法正确的是________(填字母)。

A.升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率

B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向

C.由于ΔH<0,ΔS<0,故该反应一定能自发进行

D.当SO2的浓度保持不变时,说明反应达到平衡状态

[解析] 

(1)由D到A,二氧化硫的转化率增大,平衡向正反应方向移动,所以正反应速率>逆反应速率;反应达到平衡状态时,二氧化硫的物质的量是0.2mol,其浓度是0.1mol·L-1,氧气的浓度是0.05mol·L-1,三氧化硫的浓度是0.9mol·L-1,所以K=

=1620(mol·L-1)-1;再向容器中加入2molSO2、1molO2,增大了体系的压强,导致平衡向正反应方向移动,所以放出的热量比Q1多,所以二氧化硫的转化率增大,故a错误,b正确。

由图示可知,T1时SO2的转化率高,所以K值大,c错误。

(2)A项,该反应正向放热,故温度升高,平衡逆向移动,SO2的转化率降低;B项,寻找常温下的合适催化剂,加快反应速率,同时降低能耗;C项,通过ΔG=ΔH-TΔS可知,反应的自发进行需要一定的外界条件;D项,平衡时各组分的浓度保持一定。

[答案] 

(1)①> 1620(mol·L-1)-1 ②b 

(2)BD

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