化学大一轮复习 22化学平衡 化学平衡常数配餐作业

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE1学必求其心得，业必贵于专精PAGE配餐作业(二十二）化学平衡化学平衡常数A组·全员必做题1．425℃时，在1L密闭容器中充入下列气体物质进行反应达到平衡，分析下图所示的示意图，从下列选项中选出不能从示意图中读出的相关信息是（）A．同温同压下，只要物质比例适当,从正、逆方向都可以建立同一平衡状态B．图甲表示的反应为H2（g）＋I2（g）2HI（g）C．图甲中H2的转化率＋图乙中HI的转化率＝100％D．相同条件下,分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同解析比较图甲和图乙可知，两平衡状态的c（HI）、c(H2）、c（I2)相同；图甲中化学反应方程式为H2（g)＋I2（g）2HI(g），图乙中化学反应方程式为2HI(g)H2(g)＋I2(g）;图甲中H2的转化率为eq\f(1。00－0.21，1。00)×100%＝79%，图乙中HI的转化率为eq\f(2.00－1.58，2.00)×100％＝21%，故A、B、C项正确。答案D2．为了探究FeCl3溶液和KI溶液的反应是否存在一定的限度，取5mL0.5mol·L－1KI溶液，滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液5～6滴，充分反应。下列实验操作能验证该反应是否存在限度的是（）A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生B．再加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色是否变为紫红色C．再加入CCl4振荡后,取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生D．再加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变成血红色解析发生反应：2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2,由于KI过量,主要检验是否存在Fe3＋。答案D3．(2017·山东淄博摸底考试)往恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g）2NO2（g)，随温度升高，气体颜色变深。如图表示该反应平衡时有关物理量Y随某条件X（其他条件不变）变化的规律.X、Y分别是()A．温度T,逆反应速率vB．温度T，气体的密度ρC．压强p，平衡常数KD．压强p，N2O4的转化率α解析升高温度，正、逆反应速率均增大,A项错误；气体的总质量不变，容器体积不变（恒容），则升高温度，气体的密度不变，B项错误;平衡常数K仅受外界因素温度的影响，故增大压强，K不变，C项错误；增大压强，平衡向左移动，N2O4的转化率降低，D项正确。答案D4．（2017·黑龙江牡丹江一中）已知450℃时，反应H2(g）＋I2（g)2HI（g）的K＝50,由此推测在450℃时，反应2HI（g）H2（g)＋I2（g）的化学平衡常数为()A．50 B．0。02C．100 D．无法确定解析题中两反应互为逆反应，相同温度下，其化学平衡常数互为倒数，故所求反应的化学平衡常数为eq\f（1,50)＝0。02。答案B5．恒温、恒压下,将1molO2和2molSO2气体充入一体积可变的容器中(状态Ⅰ）,发生反应2SO2(g)＋O2（g）2SO3(g）,状态Ⅱ时达平衡，则O2的转化率为(）A．60％ B．40％C．80％ D．90％解析恒温、恒压下，气体的体积比等于物质的量之比.设O2的转化率为x。2SO2（g）＋O2(g)2SO3(g）n(始)/mol210n(变）/mol2xx2xn(平）/mol2－2x1－x2x有(2－2x）＋(1－x)＋2x＝3×eq\f(1。6，2），解得x＝0.6。答案A6．（2017·绵阳高三)700℃时，H2(g)＋CO2（g)H2O（g）＋CO(g）。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2和CO2,起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡时，v（H2O)为0。025mol/（L·min),下列判断不正确的是（)起始浓度甲乙丙c（H2）/mol/L0。100。200。20c(CO2)/mol/L0。100。100。20A．平衡时，乙中CO2的转化率大于50％B．当反应平衡时，丙中c（CO2)是甲中的2倍C．温度升至800℃，上述反应平衡常数为25/16,则正反应为吸热反应D．其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10mol/LH2和0。20mol/LCO2,到达平衡时c（CO)与乙不同解析对于甲说，当反应达到平衡时，c(H2O）＝0.025mol/（L·min）×2min＝0。05mol/L，所以根据方程式中物质之间的反应关系可知:CO2的转化率等于50%。A。对于乙说，与甲比较增大了H2的浓度，增大反应物的浓度,平衡正向移动，所以平衡时，乙中CO2的转化率大于50％，正确；B。由于反应是在恒容的密闭容器中进行的,反应前后气体的体积不变,因为丙的物质浓度是甲的2倍,由于增大压强平衡不发生移动,所以当反应平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍，正确;C。在700℃时该反应的平衡常数是：K＝eq\f（cH2O·cCO，cCO2cH2）＝eq\f（0.05×0.05，0。05×0。05)＝1，当温度升至800℃，上述反应平衡常数为25/16〉1,说明升高温度，平衡正向移动,根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动,正反应是吸热反应，正确；D.其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10mol/LH2和0。20mol/LCO2，由于反应方程式中物质都是按照1∶1关系反应的，物质的物质的量相等，所以对平衡移动的影响程度也相等,因此到达平衡时c（CO）与乙相同，错误.答案D7．用CO合成甲醇(CH3OH）的化学方程式为CO（g）＋2H2（g)CH3OH(g)ΔH〈0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是()A．温度：T1>T2〉T3B．正反应速率：v（a）〉v(c),v(b)〉v（d）C．平衡常数：K(a）>K（c),K（b)＝K（d）D．平均摩尔质量：M(a）<M（c),M（b）>M（d）解析温度升高时平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，所以温度：T1〈T2<T3，A项错误。相对于a点，c点温度高，反应速率快；相对于d点，b点压强大，反应速率快，B项错误。c点温度高于a点温度,c点平衡常数小于a点；b点、d点温度不变，平衡常数不变，C项正确。相对于a点，c点平衡逆向移动，平均摩尔质量减小;相对于d点，b点压强大，平衡正向移动,平均摩尔质量增大，D项错误。答案C8．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解，产生的［O］为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应①O3O2＋［O]ΔH＞0平衡常数为K1；反应②[O]＋O32O2ΔH＜0平衡常数为K2；总反应：2O33O2ΔH＜0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A．降低温度，K减小B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小解析A项，降温，总反应平衡右移，K增大,错误；B项,K1＝eq\f(cO2·c[O],cO3）、K2＝eq\f（c2O2，c［O］·cO3）、K＝eq\f（c3O2,c2O3）＝K1·K2,错误；C项，升温，反应①右移，c（［O]）增大，提高消毒效率，正确；D项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关,错误。答案C9．已知反应:2CH3COCH3(l）CH3COCH2COH（CH3）2（l）。取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y－t）如图所示。下列说法正确的是()A．b代表0℃下CH3COCH3的Y－t曲线B．反应进行到20min末,CH3COCH3的eq\f（v0°C,v20°C）〉1C．升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D．从Y＝0到Y＝0。113，CH3COCH2COH(CH3)2的eq\f（Δn0℃，Δn20℃)＝1解析本题考查化学平衡，意在考查考生对平衡移动的理解和对图象的识别能力.温度升高，达到平衡所用的时间缩短，因此b曲线对应的温度为20℃，A选项错误;温度升高，速率加快，B选项速率之比应小于1;由图象可知，达到平衡时b曲线丙酮的转化率较低,C选项错误；在两曲线交点处，两种温度下转化的丙酮量相等，D选项正确.答案D10.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY，发生反应：2X（g)＋Y（g)3Z（g）ΔH〈0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是（)A．升高温度，平衡常数增大B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C．Q点时，Y的转化率最大D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大解析A项，分析图象,X的体积分数先减小后增大,减小到最低，这是化学平衡的建立过程，后增大，这是平衡的移动过程，升高温度,体积分数增大，说明升高温度，平衡向左移动，使平衡常数减小，故A错；B项，M点温度高，故反应速率快,B错误;从开始到Q点是正向建立平衡的过程，转化率逐渐增大,从Q到M点升高温度，平衡向左移动，使转化率降低，Q点最大，故C正确；平衡时再充入Z，达到的新平衡与原平衡是等效的，故体积分数相等，D错.答案C11．用氮化硅(Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下：3SiCl4（g)＋2N2(g）＋6H2（g)eq\o(,\s\up10(高温））Si3N4(s）＋12HCl(g)ΔH〈0完成下列填空：（1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L,3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2。80g，则H2的平均反应速率为_____________________________________________mol/（L·min)；该反应的平衡常数表达式K＝____________________。(2)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是____.a．其他条件不变,压强增大，平衡常数K减小b．其他条件不变,温度升高，平衡常数K减小c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动（3)一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是______(填选项字母)。a．3v逆（N2)＝v正(H2)b．v正(HCl）＝4v正（SiCl4)c．混合气体密度保持不变d．c（N2）∶c（H2）∶c（HCl）＝1∶3∶6（4）若平衡时H2和HCl的物质的量之比为eq\f(m,n)，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比________eq\f(m，n）(填“〉”“＝”或“〈”)。解析(1）反应达到平衡后，Δn（Si3N4）＝eq\f(2.80g,140g/mol）＝0。02mol，故v(H2)＝eq\f（ΔnH2，Vt)＝eq\f（0。02×6mol,2L×3min)＝0。02mol/(L·min）.（2）平衡常数是温度的函数，与压强无关，故a错误；温度升高，平衡逆向移动，K减小，故b正确；增大固体物质的物质的量，平衡不移动，故c错误；增大n(HCl），平衡逆向移动,K减小，故d正确。(3）a项，表示v正＝v逆，故正确;b项，均为v正,故错误;c项，由于容器密闭恒容，反应体系中Si3N4为固体，当混合气体的密度不变时，则气体物质总质量不再变化,说明反应已经达到平衡状态，故正确;d项，当各物质的浓度比等于化学计量数之比时，不能表示反应已达到平衡状态，故错误。（4)温度降低，平衡正向移动,n(H2)减小，n（HCl)增大,故达到新平衡时eq\f（n′H2，n′HCl）<eq\f(m，n).答案（1）0.02eq\f(c12HCl，c6H2·c2N2·c3SiCl4）(2）bd(3）ac(4)<B组·重点选做题12.100℃时，若将0。100molN2O4气体放入1L密闭容器中，发生反应N2O4（g）2NO2（g),c(N2O4)随时间的变化如表所示。回答下列问题:时间/s020406080100eq\f(cN2O4,mol·L－1)0。1000。0700。0500.0400.0400.040（1)在0～40s时段，化学反应速率v（NO2）为______mol·L－1·s－1;此温度下的化学平衡常数K为__________.(2)下列能说明该反应达到平衡状态的是________（填选项字母）。A．2v（N2O4）＝v(NO2）B．体系的颜色不再改变C．混合气体的密度不再改变D．混合气体的压强不再改变(3)该反应达到平衡后，降温至50℃，c（N2O4)变为0.080mol·L－1，混合气体的颜色变__________(填“深”或“浅”),该反应的正反应为__________反应（填“吸热”或“放热”）,判断的理由是__________________________________.（4）该反应达到平衡后,若只改变一个条件，达到新平衡时,下列能使NO2的体积分数增大的是____(填选项字母)。A．充入一定量的NO2B．增大容器的容积C．分离出一定量的NO2D．充入一定量的N2(5)100℃时,若将9.2gNO2和N2O4气体放入1L密闭容器中,某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50，则此时v正(N2O4）__________v逆（N2O4）(填“＞"“＝”或“＜”）。解析（1）在0~40s时段,v(NO2）＝2v(N2O4)＝2×eq\f（0.100－0.050mol·L－1,40s)＝0.0025mol·L－1·s－1。由表中数据可知，60s时反应达到平衡，平衡时，c（N2O4）＝0.040mol·L－1，c(NO2）＝2×（0.100－0.040）mol·L－1＝0.12mol·L－1，K＝eq\f（c2NO2，cN2O4）＝eq\f（0。122，0.040）＝0.36.(2)A项,没有指明反应速率是“一正一逆",不能说明反应达到平衡；B项，体系的颜色不再改变，说明c(NO2）的浓度不变,说明反应达到平衡状态；C项，由于混合气体的质量不变，容器的体积不变,故反应无论是否达到平衡，混合气体的密度均不发生变化，不能说明反应达到平衡状态；D项，若反应正向进行，混合气体的总物质的量会增大,若反应逆向进行，混合气体的总物质的量会减小，故混合气体的压强不再改变,说明混合气体的总物质的量不变，说明正、逆反应进行的趋势相同，反应已达到平衡状态。(3)该反应达到平衡后，降温至50℃，c（N2O4)由0.040mol·L－1变为0。080mol·L－1,说明降温平衡逆向移动，即逆反应为放热反应,正反应为吸热反应，由于平衡逆向移动,故c(NO2)减小，则混合气体的颜色变浅。（4）充入一定量的NO2，对NO2的体积分数的影响与增大气体压强对NO2的体积分数的影响一致，而增大气体压强，平衡逆向移动，NO2的体积分数减小，A不符合题意;增大容器的容积，气体压强减小,平衡正向移动，NO2的体积分数增大，B符合题意；分离出一定量的NO2，对NO2的体积分数的影响与减小气体压强对NO2的体积分数的影响一致,而减小压强，平衡正向移动，NO2的体积分数增大，C符合题意;充入一定量的N2,各组分的浓度不变，平衡不移动,NO2的体积分数不变,D不符合题意。(5）某时刻，n（混合气体）＝eq\f(9。2g,50g·mol－1）＝0.184mol,设n（NO2）＝xmol,n（N2O4）＝ymol,则x＋y＝0。184，46x＋92y＝9。2，将两式联立得：x＝0.168，y＝0.016，则c(NO2）＝0。168mol·L－1，c(N2O4）＝0。016mol·L－1,Q＝eq\f(c2NO2，cN2O4）＝eq\f（0。1682，0。016）＝1。764＞K＝0.36,反应逆向进行，v正(N2O4）＜v逆（N2O4)。答案（1）0。00250。36(2)BD(3）浅吸热降低温度平衡向放热反应方向移动，降低温度c(N2O4）浓度增大,平衡逆向移动（或从NO2浓度变化角度解释也可)（4）BC(5)＜13．为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少对其臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应:CCl4＋H2CHCl3＋HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。此反应伴随有副反应,会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等.已知CCl4的沸点为77℃，CHCl3的沸点为61。2℃。（1)在密闭容器中,该反应达到平衡状态后，测得如下数据(假设不考虑副反应)。①此反应的化学平衡常数表达式为______________________________________________________________________,在110℃时平衡常数为________。②实验1中，CCl4的转化率A________50%（填“大于"“小于”或“等于").③实验2中，10h后达到平衡,H2的平均反应速率为________________。④实验3中，B的值________（填选项字母）.A．等于50％ B．大于50％C．小于50% D．从本题资料无法判断（2）120℃时，在相同条件的密闭容器中,分别进行H2的初始浓度为2mol·L－1和4mol·L－1的实验,测得反应消耗CCl4的百分率(x%）和生成物中CHCl3的百分含量（y％）随时间（t）的变化关系如图(图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线）。①在图中的四条线中，表示H2的起始浓度为2mol·L－1的实验消耗CCl4的百分率变化曲线的是________(填选项字母）。②根据上图曲线，氢气的起始浓度为________mol·L－1时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量。你判断的依据是___________________________________________________。解析（1)因为CCl4的沸点为77℃,CHCl3的沸点为61。2℃,所以在110℃或100℃时反应中各物质的状态均为气态，其平衡常数K＝eq\f（cCHCl3·cHCl,cCCl4·cH2)。110℃时，由实验2可知反应中各物质的平衡浓度均为0.5mol·L－1，代入表达式计算得平衡常数为1.实验1和实验2的反应温度相同，所以其平衡常数相同，利用平衡常数相等,可以求出实验1中CCl4的平衡转化率为60%,大于50%。对于实验3,因温度不同,又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小。(2）由图象可知,氢气的浓度越大反应速率越快，消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2的起始浓度为2mol·L－1时，消耗CCl4的百分率变化曲线是c，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高的是a和b，此时氢气的浓度为4mol·L－1。答案（1）①K＝eq\f(cCHCl3·cHCl，cCCl4·cH2）1②大于③0。05mol·L－1·h－1④D(2)①c②4从图中可见，4mol·L－1的a、b曲线比2mol·L－1的c、d曲线的CCl4的转化率和产物中CHCl3的百分含量的数值都高14．(2017·浙江温州十校联考）苯乙烷(C8H10）可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是C8H10(g)C8H8（g)＋H2（g)ΔH＝＋120kJ·mol－1。某温度下，将0.40mol苯乙烷充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体的物质的量，得到数据如下表:时间/min010203040n（C8H10)/mol0。400。300.24n2n3n（C8H8)/mol0。000.10n10。200.20（1）当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是__________________.（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是______。（3)若保持其他条件不变，用0.50molH2（g)和0.50molC8H8（g）合成C8H10(g），当有30kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是__________。此时,该合成反应是否达到了平衡状态？________（填“是"或“否”),且正反应速率__________逆反应速率（填“大于”“小于"或“等于”).(4)对于反应C8H10（g）C8H8（g)＋H2(g）,下列说法正确的是__________(填选项字母）.A．恒温恒容条件下C8H10(g）和C8H8（g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态B．压强增大该反应的平衡常数也增大C．在恒温恒压条件下,有2molC8H10(g）在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH1，另有4molC8H10(g）在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH2，则ΔH2＝2ΔH1。解析（1)将0.40mol苯乙烷充入2L真空密闭容器中发生反应,20min后,剩余0。24mol，减少了0。16mol，则：C8H10(g）C8H8(g)＋H2(g)起始量/mol0。4000变化