最新高考化学配套全套练习第六章 第二节.docx
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最新高考化学配套全套练习第六章第二节
第六章 化学反应速率和化学平衡
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.(2011·山东高考)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
1-1.(2012·合肥一模)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
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2NH3
N2+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
2.(2012·莱芜期末)在一定温度下,向2L体积固定的密闭容器中加入1molHI,2HI
H2+I2 ΔH>0,H2的物质的量随时间的变化如图示,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
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+3Y
2Z,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
4.14CO2与碳在高温条件下发生反应:
14CO2+C
2CO,达到化学平衡后,混合物中含14C的微粒有( )
A.14CO2 B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14CD.14CO
5.(2011·潍坊摸底)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+2Y
2Z+2W
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动
6.一定条件下,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
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%
7-1.可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)达到平衡时的标志是( )
A.混合气体密度恒定不变
B.混合气体的颜色不再改变
C.H2、I2、HI的浓度相等
D.I2在混合气体中体积分数不变
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)
8.(2012·苏锡常镇四市调研)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℃
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________0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数:
K1________K2(填“>”、“<”或“=”)。
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的值如表中所示:
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
11.(2012·江西红色六校联考)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧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=64×10-4。
请回答:
(1)某温度下,向2L的密闭容器中充入N2和O2各1mol,5分钟后O2的物质的量为0.5mol,则N2的反应速率为________。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志________。
A.消耗1molN2同时生成1molO2
B.混合气体密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.2v(N2)正=v(NO)逆
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是________(填字母序号)。
(4)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的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”)。
(5)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”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是_________。
12.在一定条件下,用Cu2O/ZnO作催化剂,CO与H2可以反应生成甲醇,反应的化学方程式可以表示如下:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
假设该反应在3L的密闭容器中进行,下面的两条曲线,一条是300℃时的曲线,一条是500℃时的曲线。
请你根据下图,回答下列各题:
(1)从曲线A和曲线B可以判断ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率表达式v(H2)=________________。
(3)该反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________,升高温度,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(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)。
参考答案
一、单项选择题
1.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题变式
1-1.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.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.解析:
2HI
H2+I2
起始浓度(mol·L-1):
0.5 0 0
转化浓度(mol·L-1):
0.1 0.050.05
平衡浓度(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.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+3Y
2Z。
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.解析:
可逆反应中反应物和生成物同时共存于体系中,因此达到平衡状态时,CO2、C、CO均含有14C。
答案:
C
5.解析:
根据平衡常数的定义可知该反应为2Z+2W
X+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.解析:
参加反应的X、Y分别为(c1-0.1)mol·L-1,(c2-0.3)mol·L-1,所以有(c1-0.1)mol·L-1
(c2-0.3)mol·L-1=1
3,整理得:
c2=3c1。
平衡时,Y和Z的生成速率之比为3
2。
c1的取值范围:
0故选C项。
答案:
C
二、双项选择题
7.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题变式
7-1.解析:
对于氢气与碘蒸气合成碘化氢的反应来说,反应前后气体体积没有发生变化。
因此在一固定容积的密闭容器中,不管该可逆反应是从正反应开始还是从逆反应开始,不管该反应是否达到平衡状态,容器中混合气体的密度始终是不变的,显然A项不是平衡时的标志。
在H2、I2、HI气体中只有I2蒸气具有颜色(紫红色),当混合气体的颜色不变时,实质上就意味着I2的浓度不再变化,也就是反应混合物各组成成分的含量保持不变,故B选项正确。
H2、I2、HI的浓度相等时,并不表示各物质的浓度保持不变,故C项错误。
I2在混合气体中体积分数不变就表示各物质的浓度不再发生变化,
故D选项正确。
答案:
BD
7-2.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.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.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.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=
,故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=
或K3=
(3)DF
11.解析:
(2)该反应是气体体积不变的反应,C项不正确;A项,N2的消耗和O2的生成分别表示正反应和逆反应,比例符合方程式中的化学计量数之比,正确;容器体积不变,反应前后气体的密度始终不变,B项错误。
(3)该反应为吸热反应,随着温度升高,反应速率加快,反应物转化率增大,平衡常数增大,A、C项正确;催化剂不能影响化学平衡,B项错误。
(4)由于该反应前后气体体积不变,故不受压强影响,反应达到平衡后再充入NO,达到平衡后相当于对原平衡的加压过程,故NO的体积分数不变。
(5)该反应的平衡常数表达式为
,将所给物质浓度带入表达式求浓度商:
=9×10-4<64×10-4,故反应向正反应方向进行。
答案:
(1)0.05mol/(L·min)
(2)AD
(3)AC
(4)不变
(5)向正反应方向进行 因为浓度商Qc12.解析:
(1)由达到平衡所用的时间看,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别是500℃和300℃时的曲线,所以温度降低,甲醇的物质的量增多,可以认为降低温度时,平衡右移,所以这是一个放热反应,ΔH<0。
(2)曲线Ⅰ为500℃时的曲线,所以甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=
mol·L-1·min-1,故氢气的平均反应速率v(H2)=
mol·L-1·min-1。
(3)平衡常数表达式由化学方程式可以直接写出;因为正反应是放热反应,所以温度升高,平衡左移,K值减小。
(4)根据该题特定的反应环境,且由提示信息可知,二氧化碳与铜可以生成Cu2O。
答案:
(1)<
(2)
mol·L-1·min-1
(3)
减小
(4)Cu2O+CO
2Cu+CO2