2020-2021学年高中化学苏教版选修4课时作业 2-3-2 化学平衡图像和等效平衡 Word版含解析

1、课时作业17化学平衡图像和等效平衡时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1某温度时，在一个容积为2 l的密闭容器中，x、y、z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示，根据图中数据判断，下列有关说法错误的是(c)a该反应的化学方程式为3xy2zb2 min时，反应达到最大限度，但化学反应仍在进行c前2 min内z的反应速率为0.10 mol·l1·min1d反应达到平衡时，压强是开始时的解析：根据各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比，可知x、y、z的系数为3、1、2，该反应为可逆反应，a正确；2 min时达到平衡，但化学反应仍在进行，b正

2、确；反应开始至2 min，z的反应速率为0.05 mol·l1·min1，c错误；压强之比等于物质的量之比，由知反应达到平衡时的压强是开始时的，d正确。答案选c。2有一反应2ab2c，其中a、b、c均为气体，如图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示b的转化率，则下列描述正确的是(b)a该反应是放热反应bb点时混合气体的平均摩尔质量不再变化ct1温度下，a点若要达到平衡，可以采取增大压强的方法dc点时，v(正)<v(逆)解析：由题给图像可知，随温度的升高b的转化率增大，说明该反应是吸热反应，a项错误；b点为平衡点，所以混合气体的平均摩尔质量不再

3、变化，b项正确；t1温度下，a点时b的转化率大于同温度下平衡点时b的转化率，所以要使a点达到平衡应使反应逆向进行，而增大压强反应正向进行，c项错误；c点时b的转化率小于同温度下平衡点时b的转化率，所以反应正向进行，即v(正)>v(逆)，d项错误。3一定温度下将1 mol a和2 mol b置于2 l密闭容器中，发生反应a(g)b(g)c(g)d(g)，并达到平衡。c的体积分数随时间的变化曲线如图1所示，反应过程中的能量变化如图2所示(e1、e2均为正)，下列说法不正确的是(c)a达到平衡后，其他条件不变，降低温度，v正、v逆均减小，c的体积分数增大b该温度下，反应的平衡常数约为7.36c

4、一段时间后，若气体的密度不变，则可以判断该反应已达到化学平衡状态d在上述反应体系中加入催化剂，化学反应速率增大，e1和e2均减小解析：根据图2可知，该反应是放热反应，降低温度，正、逆反应速率均减小，平衡正向移动，c的体积分数增大，a项正确；4 s时反应达到平衡状态，则由题意得×100%30%，则x0.9 mol，则平衡常数k7.36，b项正确；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，若容器的体积不变，气体的密度始终不变，所以气体的密度不变不能说明反应已达到平衡状态，c项错误；加入催化剂可以降低反应的活化能，则e1和e2均减小，同时化学反应速率增大，d项正确。4在相同温度下，有相同容积的

5、甲、乙两容器，甲容器中充入1 g n2和1 g h2，乙容器中充入2 g n2和2 g h2。下列叙述中，错误的是(d)a化学反应速率：乙>甲b平衡后n2的浓度：乙>甲ch2的转化率：乙>甲d平衡混合气中h2的体积分数：乙>甲解析：容器中发生反应为n2(g)3h2(g)2nh3(g)，相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙>甲，a项正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中n2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中n2浓度的2倍，b项正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以h2的转化率：乙>甲，c项正确；平衡混合气中h2

6、的体积分数：乙<甲，d项错误。5一定条件下，发生反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)h<0。图中容器甲、丙的体积都是v，容器乙、丁的体积都是；向甲、丙两容器中都充入2a mol so2和a mol o2并保持恒温；向乙、丁两容器中都充入a mol so2和0.5a mol o2并保持绝热(即与外界无热量交换)。四个容器中的物质在一定温度下开始反应，下列说法正确的是(d)a图1容器中的反应达到平衡时，c(so2)：甲乙b图1容器中的反应达到平衡时，平衡常数k：甲<乙c图2容器中的反应达到平衡所需时间t：丙<丁d图2容器中的反应达到平衡时，体积分数(so3)：丙&g

7、t;丁解析：若在恒温恒压状态下，则甲、乙两容器中的平衡就是等效平衡，平衡时各物质的浓度和平衡常数都相等。因为甲容器中保持恒温，乙容器中保持绝热，而该反应是放热反应，所以乙容器中的温度不断升高，相对于甲平衡逆向移动，则平衡时c(so2)：甲<乙，平衡常数k：甲>乙。同理，若在恒温恒容状态下，丙、丁两容器中的平衡就是等效平衡。因为丙容器中保持恒温，丁容器中保持绝热，而该反应为放热反应，所以丁容器中的温度不断升高，相对于丙平衡逆向移动，则平衡时体积分数(so3)：丙>丁；丁容器中的温度高，反应速率快，则达到平衡所需时间t：丙>丁。6在某密闭容器中，可逆反应：a(g)b(g)x

8、c(g)h符合图()所示关系。由此判断，对图像()说法不正确的是(b)ap3>p4，y轴表示a的转化率bp3>p4，y轴表示b的质量分数cp3>p4，y轴表示混合气体的密度dp3>p4，y轴表示混合气体的平均分子量解析：据图像()知，在压强不变时，曲线b的斜率比c的大，故t1>t2。降温(t1t2)时，c%增大，即平衡正向移动，说明正反应为放热反应。当温度不变时，曲线b的斜率比a的大，故压强p2>p1，增大压强(p1p2)时，c%增大，即平衡正向移动，故x<2即x1。由图像()知，保持体系压强不变，升高温度，平衡逆向移动，c%、a、b的转化率、混合气体

9、的平均分子量、密度均减小，而a、b的质量分数要增大。故正确答案为b。7.在容积均为1 l的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1 mol co，控制在不同温度下发生反应：fe(s)5co(g)fe(co)5(g)，当反应进行到5 min时，测得co的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法中一定正确的是(c)a反应进行到5 min时，b容器中v正v逆b正反应为吸热反应，则平衡常数：k(t1)>k(t2)cb中v正大于a中v逆d达到平衡时，a、b、c中co的转化率为b>c>a解析：反应进行到5 min时，b容器中的反应不一定达到平衡状态，则v(正)、v(逆)不一定相等，故a错误；温

10、度越高，反应速率越快，t3>t2>t1，若三个反应均未达到平衡，则co体积分数应为a>b>c，由题图可知，c中co的体积分数大于b，则升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，故b错误；由b中分析可知，若a、b、c中反应均达平衡状态，则co的体积分数应为a<b<c，结合题图可知，a中反应一定没有达到平衡，故v正(a)>v逆(a)，b中反应可能达到平衡，故v正(b)v逆(b)，又t2>t1，故v正(b)>v正(a)>v逆(a)，故c正确；根据b的分析，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，co的转化率降低，故达到平衡时，a、b、

11、c中co的转化率为a>b>c，故d错误。8.氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。两个常见的固氮反应的平衡常数对数值(lg k)与温度的关系如图所示，两个反应为n23h22nh3和n2o22no。根据图中的数据判断下列说法正确的是(c)a反应和均为放热反应b升高温度，反应的反应速率减小c在常温下，利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大d在1 000 时，反应和反应体系中n2的浓度一定相等解析：反应的k值随温度升高而减小，反应是放热反应，反应的k值随温度升高而增大，反应是吸热反应，a项错误；升高温度，两个反应的反应速率都增大，b项错误；在常温下，反应的k101

12、0，反应的k1030，相差很大，故利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大，c项正确；在1 000 时，反应、反应的k值相等，即，而体系中n2的浓度不一定相等，d项错误。9为了探究外界条件对反应x(g)y(？)cz(g)的影响，以x和y物质的量之比为11开始反应，通过实验得到的不同条件下平衡时z的体积分数如图所示。下列判断正确的是(b)ah>0，c<2b400 、4×107 pa下，该反应达平衡时x的体积分数是25%cy可以是气体也可以是非气体 d反应物的转化率随压强增大而减小解析：由图像可知，在相同压强下，升高温度，z的体积分数减小，即平衡逆向移动，正反应为放热反应，

13、h<0；在相同温度下，增大压强，z的体积分数增大，即平衡正向移动，正反应为气体分子数减小的反应，则y一定是气体且c1，a错误；由图可知，400 、4×107 pa下反应达到平衡时z的体积分数为0.5，故x与y的体积分数之和为0.5，x、y开始时物质的量之比为11，转化的x、y的物质的量之比为11，平衡时x、y物质的量之比也一定为11，则反应达平衡时x的体积分数为25%，b正确；y一定是气体，c错误；增大压强平衡正向移动，反应物的转化率增大，d错误。10下图表示2a(g)b(g)2c(g)h<0这个可逆反应的正确图像为(a)解析：随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向即逆

14、反应方向移动，所以生成物c的体积分数减小。反应物的含量增大，反应物的转化率减小。增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大。而加入催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数应该不变。二、非选择题(50分)11(20分)如图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应a(g)b(g)xc(g)的生成物c在反应混合物中的百分含量w(c)和反应时间(t)的关系。(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则b曲线表示无催化剂时的情况，原因是b达到平衡所用时间长，说明b的反应速率小于a。(2)若乙图表示反应

15、达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况，则a曲线表示恒温恒容的情况，原因是a中充入氦气，w(c)不变，平衡不移动。(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是吸热反应，化学计量数x的值大于2。(4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随着温度(t)的变化情况，根据你的理解，丁图的纵坐标可以是w(c)或c的浓度或反应物的转化率，原因是温度升高，平衡向吸热即正反应方向移动。解析：(1)催化剂能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，所以a曲线表示有催化剂，b曲线表示无催化剂；(2)恒温恒容条件下，向平衡体系中充入氦气，平衡不移动。恒温恒压下充入氦气，相当于

16、对原平衡减压，则平衡向体积增大的方向移动；(3)由丙可知，恒压下升温，平衡向正向移动，所以正反应为吸热反应。恒温下加压，平衡逆向移动，所以正反应为体积增大的反应，x>2。(4)升温，平衡向正反应方向移动，c的浓度增大，w(c)增大等。12(14分)硫酸钙来源于烟气脱硫、磷酸盐工业和其他工业的副产物，可用于生成硫酸及其他硫化物等。硫酸钙在高温下能被co还原，发生的反应如下：.caso4(s)4co(g)cas(s)4co2(g)h1平衡常数k1.caso4(s)co(g)cao(s)so2(g)co2(g)h2平衡常数k2.3caso4(s)cas(s)4cao(s)4so2(g)h31

17、049.2 kj·mol1平衡常数k3(1)h34h2h1(用h1、h2表示)；平衡常数k3(用k1、k2表示)。(2)上述反应平衡常数的对数值(lg k)与温度(t)的关系如图所示。h1<(填“>”或“<”)0。若只发生反应，a点1×104(填数值)。若只发生反应和，b点c(co)、c(co2)及c(so2)之间的关系是c(co2)c(co)·c3(so2)。解析：(1).caso4(s)4co(g)cas(s)4co2(g)h1.caso4(s)co(g)cao(s)so2(g)co2(g)h2根据盖斯定律×4得3caso4(s)c

18、as(s)4cao(s)4so2(g)h34h2h1；k1、k2、k3c4(so2)，故平衡常数k3。(2)根据图像可知，温度升高，lg k减小，即平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，h1<0。反应的平衡常数k，a点lg k16，即1016，1×104。k2、k3c4(so2)，根据图像可知，b点时k2k3，所以c4(so2)，c(co2)c(co)·c3(so2)。13(16分)光气(cocl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，cocl2的分解反应为cocl2(g)=cl2(g)co(g)h108 kj·mol1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min 的cocl2浓度变化曲线未标出)：(1)计算反应在第8 min时的平衡常数k0.234；(2)比较第2 min 反应温度t(2)与第8 min反应温度t(8)的高低：t(2)<t(8)(填“<”“>”或“”)；(3)若12 min时反应于温度t(8)下重新达到平衡，则此时c(cocl2)0.031 mol·l1；(4)比较反应物cocl2在56 min和1516 min 时平均反应速率的