高考化学复习第二节化学平衡状态 化学平衡常数.docx

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高考化学复习第二节化学平衡状态化学平衡常数

第二节 化学平衡状态 化学平衡常数

题号

1

1-1

1-2

2

3

4

5

6

7

7-1

7-2

8

答案

 

一、单项选择题

1.反应NO2(g)+SO2(g)

SO3(g)+NO(g)。

一定条件下,将NO2与SO2以体积比1

2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是(  )

A.体系压强保持不变

B.混合气体颜色保持不变

C.SO3和NO的体积比保持不变

D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2

解析:

反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的特点是体积不变的、吸热的可逆反应,因此A项不能说明。

颜色的深浅与气体的浓度大小有关,而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体,所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变化,因此B项可以说明;SO3和NO是生成物,因此在任何情况下二者的体积比总是满足1

1,C项不能说明;SO3和NO2一个作为生成物,一个作为反应物,因此在任何情况下每消耗1molSO3的同时必然会生成1molNO2,因此D项也不能说明。

答案:

B

1-1.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,进行如下可逆反应:

A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是(  )

①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③混合气体的总物质的量 ④B的物质的量浓度 ⑤混合气体的摩尔质量

A.①④⑤         B.②③

C.②③④D.只有④

解析:

①反应前后气体的体积不变,但气体的总质量发生了变化,所以当混合气体的密度不变时,可说明反应已达到平衡状态;②反应前后气体的体积始终保持不变,容器内气体的压强不变时,不能判断是否达到平衡;③反应前后气体的体积始终保持不变,混合气体的总物质的量也始终保持不变;④由于容积恒定,B的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态;⑤反应前后质量不相等,质量不变时,反应达到平衡,气体物质的量不变,故混合气体的摩尔质量不变,说明反应达平衡。

答案:

A

1-2.向2L固定容积的密闭容器中加入一定量的NH3、H2和N2三种气体。

一定条件下发生反应2NH3N2+3H2,能证明反应达到平衡状态的是(  )

A.容器内压强不再发生变化

B.生成1molN2同时生成3molH2

C.容器内气体质量不再发生变化

D.容器内气体密度不再发生变化

解析:

该反应为气体体积增大的可逆反应,A项正确;生成1molN2和生成3molH2同为正反应过程,不管是否达到平衡,均满足,B项错误;根据质量守恒定律可知,C、D项无论反应是否达到平衡,均不发生改变。

答案:

A

2.在一定温度下,向2L体积固定的密闭容器中加入1molHI,2HIH2+I2 ΔH>0,H2的物质的量随时间的变化如右图所示,下列说法正确的是(  )

A.该温度下,反应的平衡常数是

B.0~2min内的HI的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1

C.恒压下向该体系中加入N2,平衡不移动,反应速率不变

D.升高温度,平衡向正反应方向移动,只有正反应速率加快

解析:

     2HIH2+I2

起始(mol·L-1)  0.5  0  0

转化(mol·L-1)  0.1 0.050.05

平衡(mol·L-1)  0.4 0.050.05

该温度下,平衡常数为0.052/0.42=1/64,A项不正确;恒压下通入N2,容器体积增大,平衡不移动,但是反应速率降低,C项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,D项不正确。

答案:

B

3.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

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

解析:

X、Y的反应量分别为0.05mol·L-1、0.15mol·L-1,Z的生成量为0.1mol·L-1,则该反应的化学方程式为X+3Y2Z。

显然X的转化率为50%;平衡常数K=

=1600;平衡常数仅受温度的影响,不受压强、浓度的影响,所以C项错误。

故选C项。

答案:

C

4.在100℃时,把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。

反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol·L-1。

在60s时,体系已达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6倍。

下列说法正确的是(  )

A.前2s以N2O4的浓度变化表示的反应速率为0.01

mol·L-1·s-1

B.在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍

C.在平衡时体系内含N2O40.25mol

D.平衡时,N2O4的转化率为40%

解析:

N2O4和NO2之间存在如下转化关系:

    N2O4(g)  2NO2(g)

起始(mol)0.50

反应(mol)0.050.02×5

2s时(mol)0.5-0.050.02×5

v(N2O4)=

=0.005mol·L-1·s-1

气体总的物质的量为

0.5mol-0.05mol+0.02mol·L-1×5L=0.55mol

2s时的压强与开始时压强之比为p2s∶p始=0.55∶0.5=1.1∶1。

60s达到平衡时,设有xmolN2O4反应。

则有

    N2O4(g)  2NO2(g)

起始(mol)0.50

反应(mol)x2x

平衡(mol)0.5-x2x

平衡时,气体总的物质的量为0.5mol-xmol+2xmol=(0.5+x)mol,所以有

=1.6,解得x=0.3。

平衡体系中含0.2molN2O4,N2O4的转化率为

×100%=60%。

答案:

B

5.t℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下该反应的平衡常数表达式为K=

,有关该平衡体系的说法正确的是(  )

A.升高温度,平衡常数K一定增大

B.增大压强,W(g)质量分数增加

C.该反应的化学反应方程式为X+2Y2Z+2W

D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动

解析:

根据平衡常数的定义可知该反应为2Z+2WX+2Y;增大压强,平衡向右移动,W(g)质量分数减小;不知该反应是吸热还是放热,故无法判断温度对平衡常数的影响;增大生成物X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动。

故选D项。

答案:

D

6.(2013·惠州模拟)温度一定时,在密闭容器中发生可逆反应:

mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,若将混合气体的体积压缩到原来的

,当再次达到平衡时,C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍,则下列叙述中,正确的是(  )

A.平衡向逆反应方向移动B.C气体的体积分数增大

C.气体A的转化率升高D.m+n>p

解析:

解答本题时应注意以下两点:

(1)体积缩小的倍数与浓度增大的倍数之间的关系;

(2)外界条件改变地化学平衡的影响规律。

假设压缩气体的体积时平衡不发生移动,则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍,现在只有1.9倍,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,可得m+n

答案:

A

二、双项选择题

7.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=1B.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项正确,B项错误;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=

,解得:

x=1.2,B的转化率=1.2÷3=40%,所以C项正确,D项错误。

答案:

AC

7-1.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=9/4,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

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0.012mol·L-1

D.反应开始时,丙中的反应速率最慢,甲中的反应速率最快

答案:

CD

7-2.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,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

B.K2<K1

C.c2(CO)=c2(H2O)

D.c1(CO)>c2(CO)

解析:

平衡常数数学表达式的分子和分母分别为两个浓度的乘积,因此K的单位不可能为mol/L;该反应是放热反应,升高温度平衡左移,所以K2<K1,B是正确的;本反应是等摩尔的CO和H2O(g)起反应,因此无论温度升降、压强变化,c(CO)=c(H2O),选项C也正确;升高温度平衡左移,因此c2(CO)比c1(CO)大,D项错误。

答案:

BC

8.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) ΔH=akJ·mol-1

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

下列说法中正确的是(  )

A.该反应的正反应为吸热反应,即a>0

B.当v正(H2)=v正(H2O)时该反应达到化学平衡状态

C.当其他条件不变时,若缩小容器的体积,则有利于该反应平衡正向移动

D.当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时的温度为830℃

解析:

t越大K越大,说明该反应为吸热反应,即a>0,A正确;v正(H2)=v逆(H2O)时该反应才达到化学平衡状态,B错误;方程式左右两边的计量数之和相等,压强对该反应平衡无影响,缩小体积以增大压强,平衡不移动,C错误;830℃时,K=1,故c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),D正确。

答案:

AD

三、非选择题

9.(2013·惠州调研)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上采用如下反应合成甲醇:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),现模拟并分析该反应:

(1)能够说明该反应已达到平衡的是________(填字母)。

a.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化

b.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化

c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变

d.一定条件下,单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH

(2)下图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线。

①该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。

②T1和T2温度下的平衡常数:

K1________(填“>”、“<”或“=”)K2。

解析:

(1)该反应为气体体积减小的反应,a正确;根据质量守恒,判断出b错误;平衡时,各成分浓度不变,c正确;消耗H2及生成CH3OH均为正反应,d错误。

(2)T2条件下,反应先达到平衡,故T2>T1,温度越高,CO转化率越低,故该反应为放热反应,即ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,故K1>K2。

答案:

(1)ac 

(2)①< ②>

10.已知:

反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,不同温度下K1、K2的值如下表所示:

温度

K1

K2

973K

1.47

2.38

1173K

2.15

1.67

(1)从表中数据可以推断:

反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。

(2)现有反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),写出该反应的平衡常数K3的表达式:

________________________________________。

(3)根据反应①与②,可推导出K1、K2与K3之间的关系式。

据此关系式及表中数据,也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。

欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采用的措施有________(填序号)。

A.缩小反应容器容积B.扩大反应容器容积

C.降低温度D.升高温度

E.使用合适的催化剂F.设法减少CO的量

解析:

(1)反应①的平衡常数随温度的升高而增大,说明温度升高,平衡正向移动,反应①的正反应为吸热反应。

(2)K1=

,K2=

,K3=

=K1/K2。

(3)当973K时,K3=

≈0.62,而当1173K时,K3=

≈1.29,反应③的平衡常数随温度升高而增大,故反应③的正反应为吸热反应,升高温度,可使平衡正向移动;由于该反应前后气体分子数不变,改变容器体积,不能使平衡发生移动;使用催化剂也不能使平衡发生移动;减少生成物的量,能使平衡正向移动。

答案:

(1)吸 

(2)K3=

 (3)DF

11.(2013·海南卷)反应A(g)B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。

温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。

回答下列问题:

(1)上述反应的温度T1________T2,平衡常数K(T1)________(填“大于”、“小于”或“等于”)K(T2)。

(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:

①平衡时体系总的物质的量为__________。

②反应的平衡常数K=__________。

③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=__________。

解析:

(1)图中显示,T2时达到平衡所用时间少,速率大所以温度高;而温度越高c(A)越小,可判断反应为吸热反应,升温K将增大。

(2)平衡问题的常规计算,略。

答案:

(1)小于 小于 

(2)①0.085mol ②0.082mol/L ③0.007mol/(L·min)

12.(2013·广东省汕名校质检)工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题:

(1)在图1中,曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)由图2知下列说法正确的是________。

A.起始充入的CO为2mol

B.增加CO浓度,CO的转化率增大

C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态

D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小

(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=________;该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为________。

若保持其他条件不变,将反应体系升温,该反应化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)请在图3中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。

解析:

(3)CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

起始浓度(mol/L):

1  2  0

转化浓度(mol/L):

0.75  1.5 0.75

平衡浓度(mol/L):

0.25  0.5 0.75

v(H2)=

=0.15mol·L-1·min-1,

K=

=12,

该反应为放热反应,升高温度,平衡左移,平衡常数减小。

(4)升温平衡左移,而升压平衡右移。

答案:

(1)b 放热 

(2)AC

(3)0.15mol·L-1·min-1 12 减小

(4)

 

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