高中化学人教版化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡 课时作业10

课时作业10化学平衡常数和化学平衡计算时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F22HFK＝1047②H2＋Cl22HClK＝1017③H2＋Br22HBrK＝109④H2＋I22HIK＝1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是()A．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定1．答案：A2．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是()A．该反应的焓变为正值B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C．升高温度，逆反应速率减小D．该反应化学方程式为CO＋H2Oeq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温))CO2＋H22．答案：A3．下列有关平衡常数的说法中，正确的是()A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大B．反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，升高温度，该反应平衡常数增大C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D．平衡常数为K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温))CO(g)＋H2O(g)3．解析：若是压强的改变，使反应物的转化率增大，则平衡常数K不变，A错误；对2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0，升高温度，平衡常数K减小，B错误；对于给定可逆反应，温度一定，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C错误。答案：D4．已知K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为mol·L－1，则反应进行的方向是()A．向右进行B．向左进行C．处于平衡状态D．无法判断4．解析：Q＝eq\f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq\fmol·L－1,mol·L－1)＝1<K＝，故反应未达到平衡，反应向右进行。答案：A5．一定温度下，某气态平衡体系的平衡常数表达式为K＝eq\f(cA·c2B,c2C·c2D)，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A浓度，平衡向正反应方向移动C．增大压强，C体积分数增加D．升高温度，若B的百分含量减少，则正反应是放热反应5．解析：K＝eq\f(cA·c2B,c2C·c2D)表示的可逆反应为2C(g)＋2D(g)A(g)＋2B(g)，该反应的ΔH不知，温度与K之间关系不能确定，A错误；增大A的浓度，平衡向逆反应方向移动，B错误；增大压强，平衡向右移动，C体积分数减小，C错误；升高温度，B的百分含量减少，说明平衡向左移动，逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，D正确。答案：D6．反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，700℃时平衡常数为,900℃时平衡常数为。下列说法正确的是()A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B．该反应的化学平衡常数表达式为K＝eq\f(cFeO·cCO,cFe·cCO2)C．绝热容器中进行该反应，温度不再变化，则达到化学平衡状态D．该反应的正反应是放热反应6．解析：升高温度，v正、v逆均增大，A错误；FeO、Fe为固体，不能写入K的表达式中，B错误；温度升高，K增大，说明该反应的ΔH>0，D错误；该反应为吸热反应，随着反应的进行，绝热容器中的温度会降低，因此温度不再变化时，说明达到化学平衡状态，C正确。答案：C7．把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为()\f(a＋b,5)×100%\f(2a＋b,5b)×100%\f(2a＋b,5)×100%\f(a＋b,5a)×100%7．解析：X＋2Y2Z起始物质的量/molab0转化物质的量/molx2x2x平衡物质的量/mola－xb－2x2x据题意：(a－x)＋(b－2x)＝2x解得x＝eq\f(a＋b,5)，故Y的转化率为eq\f(\f(a＋b,5)×2,b)×100%＝eq\f(2a＋b,5b)×100%。答案：B8．一定条件下，体积为2L的密闭容器中，1molX和3molY进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，经12s达到平衡，生成molZ。下列说法正确的是()A．以X浓度变化表示的反应速率为eq\f(1,8)mol/(L·s)B．12s后将容器体积扩大为10L，Z的平衡浓度变为原来的eq\f(1,5)C．若增大X的浓度，则物质Y的转化率减小D．若该反应的ΔH<0，升高温度，平衡常数K减小8．解析：X(g)＋3Y(g)2Z(g)起始量(mol)130转化量(mol)平衡量(mol)v(X)＝eq\f(\fmol,2L),12s)＝eq\f(1,80)mol/(L·s)，所以A错误；12s后将容器体积扩大为10L，平衡逆向移动，Z的浓度小于原来的eq\f(1,5)，所以B错误；若增大X的浓度，Y的转化率增大，X的转化率减小；若ΔH<0，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小。答案：D9．一定条件下，在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量的A，发生如下反应并建立平衡：A(g)2B(g)，2B(g)C(g)＋2D(g)，测得平衡时各物质的浓度是c(A)＝mol·L－1，c(B)＝mol·L－1，c(C)＝mol·L－1，最初向容器里加入A的物质的量是()A．mol B．molC．mol D．mol9．解析：因为平衡时，n(A)平＝mol·L－1×2L＝mol，n(B)平＝mol·L－1×2L＝mol，n(C)平＝mol·L－1×2L＝mol，所以n(B)转＝2n(C)平＝mol，n(B)＝n(B)平＋n(B)转＝mol，n(A)转＝eq\f(1,2)n(B)＝mol，n(A)＝n(A)平＋n(A)转＝mol。答案：C10．将一定量的Ag2SO4固体置于容积不变的密闭容器中(加入少量V2O5)，在某温度下发生反应：Ag2SO4(s)Ag2O(s)＋SO3(g)，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，经10min后反应达到平衡，此时c(SO3)＝mol·L－1，c(SO2)＝mol·L－1，下列判断正确的是()①用SO2表示的反应速率v(SO2)＝mol·(L·min)－1②用O2表示的反应速率v(O2)＝mol·L－1·min－1③SO3的分解率等于10%④SO3的分解率等于20%⑤Ag2SO4分解最初生成的c(SO3)＝mol·L－1A．①④⑤ B．①③⑤C．只有②③ D．只有③⑤10．解析：c(SO2)＝mol·L－1为SO2的平衡量也是转化量，v(SO2)＝mol·L－1·min－1，v(O2)＝eq\f(1,2)v(SO2)＝mol·L－1·min－1，c(SO3)转＝c(SO2)＝mol·L－1，c(SO3)平＝mol·L－1，c(SO3)始＝mol·L－1＋mol·L－1＝mol·L－1，α(SO3)＝eq\fmol·L－1,mol·L－1)×100%＝20%，c(SO3)始即为Ag2SO4分解最初生成的SO3量。答案：A11．在一定条件下，有可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0)，经过2min后达到平衡，平衡时X、Y、Z的浓度分别为mol·L－1、mol·L－1、mol·L－1，则下列判断不合理的是()A．v(Z)＝mol·(L·min)－1B．平衡时，X与Z的生成速率之比为12C．c1c2＝13D．X、Y的转化率相等11．解析：A中若v(Z)＝mol·(L·min)－1，则2min内Z的浓度增加mol·L－1，由起始时Z的浓度不为0，因此A错；B项符合平衡时正、逆反应速率相等及反应速率之比与计量数之间的关系；由于X、Y的变化量之比为13，平衡时X、Y的浓度之比为13，因此C、D正确。答案：A12．在一定温度下，将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋2D(g)，经5min后，测得容器内B的浓度减少了mol·L－1。则下列叙述不正确的是()A．在5min内，该反应用C的浓度变化表示的反应速率为mol·(L·min)－1B．在5min时，容器内D的浓度为mol·L－1C．当容器内压强保持恒定时，该可逆反应达到平衡状态D．5min时容器内气体总的物质的量为3mol12．解析：5min时，c(C)＝mol·L－1，c(D)＝mol·L－1，v(C)＝eq\fmol·L－1,5min)＝mol·(L·min)－1。此反应是恒温时体积可变的反应，所以压强恒定，即达到了平衡状态。5min时气体的总物质的量为mol。答案：D二、非选择题(52分)13．(12分)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)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，甲醇的物质的量随外界条件的改变而变化的曲线如图所示：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)在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。(3)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的eq\f(1,2)，下列有关该体系的说法正确的是________。a．氢气的浓度减小b．正反应速率增大，逆反应速率也增大c．甲醇的物质的量增加d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大13．解析：本题考查了平衡常数、化学反应速率的计算和化学平衡移动的问题，只要把握住它们的定义，问题便可以迎刃而解。(1)eq\x(\a\al(反应：COg＋2H2g,CH3OHg))eq\o(→,\s\up17(一定),\s\do15(温度))eq\x(K＝\f(cCH3OH,cCO·c2H2))eq\o(→,\s\up17(升高温度),\s\do15(曲线特点))eq\x(\a\al(平衡向左移动，,K值减小))答案：(1)K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)减小(2)eq\f(2nB,3tB)mol·L－1·min－1(3)bc14．(12分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下。温度/℃100011501300平衡常数请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________________，ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol，反应经过10min后达到平衡状态。则该时间段内的平均反应速率v(CO2)为________，CO的转化率为________。(3)欲提高(2)中CO的转化率，可采取的措施是________。A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量C．移出部分CO2 D．升高温度E．减小容器的容积F．加入合适的催化剂14．解析：(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能写入平衡常数表达式中，所以平衡常数K＝eq\f(cCO2,cCO)。由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故ΔH<0。(2)eq\f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g)eq\f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)起始物质的量(mol)1111转化物质的量(mol)eq\f(1,3)xxeq\f(2,3)xx平衡物质的量(mol)1－eq\f(1,3)x1－x1＋eq\f(2,3)x1＋x由题意得K＝eq\f(\f(1＋xmol,10L),\f(1－xmol,10L))＝，解得x＝。所以CO的转化率为eq\fmol,1mol)×100%＝60%，v(CO2)＝eq\f(ΔcCO2,Δt)＝eq\fmol,10L×10min)＝mol/(L·min)。(3)根据勒夏特列原理，A、B、E、F四项中条件的改变对平衡移动均无影响；移出部分CO2，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小。答案：(1)eq\f(cCO2,cCO)<(2)mol/(L·min)60%(3)C15．(12分)由于温室效应和资源短缺，如何降低大气中CO2的含量并加以开发利用等问题，引起了全世界的普遍重视。目前工业上用CO为原料生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。(1)图甲是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达到平衡状态，用CO浓度的变化表示反应的平均反应速率v(CO)＝________。(2)如图乙是该反应进行过程中能量的变化。曲线______(填“a”或“b”)表示不使用催化剂时反应的能量变化，不使用催化剂时该反应的逆反应的活化能为________。(3)该反应的平衡常数K的表达式为____________，升高温度，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)恒容条件下，下列措施能使eq\f(nCH3OH,nCO)增大的有________。A．升高温度B．充入HeC．再充入1molCO和2molH2D．使用催化剂15．解析：催化剂能加快化学反应速率是因为催化剂降低了反应物的活化能，但它不能改变反应的热效应，也不能改变可逆反应的平衡状态；由题图乙可以看出该反应为放热反应，故升高温度，该反应的平衡常数减小；恒容条件下，升高温度，反应向逆反应方向进行，eq\f(nCH3OH,nCO)减小，充入He不能改变反应的平衡状态，再充入1molCO和2molH2，则相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，eq\f(nCH3OH,nCO)增大，使用催化剂，eq\f(nCH3OH,nCO)不变。答案：(1)mol/(L·min)(2)a510kJ/mol(3)K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)减小(4)C16．(16分)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/℃70080083010001200平衡常数回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH＝________(填“<”、“>”或“＝”)0。(2)830℃时，向一个5L的密闭容器中充入molA和molB，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝mol·L－1·s－1。则6s时c(A)＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为________。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为________。a．压强不随时间改变b．气体的密度不随时间改变c．c(A)不随时间改变d．单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1200℃时，反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为________。16．解析：(1)因反应中的物质都是气体，根据平衡常数的定义可知，K＝eq\f(cCcD,cAcB