高考化总复习 第七章 第20讲化平衡状态、化平衡常数课时训练营

1．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态()①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体总质量⑧混合气体总体积⑨C、D的分子数之比为1∶1A．①②③⑥ B．①③④⑤C．①②③⑦ D．②⑥⑦⑧⑨解析：因为该反应在定容容器中进行，且反应前后气体分子数不相等，所以①混合气体的压强；③B的物质的量浓度；④混合气体总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡。而②中ρ＝eq\f(m气,V容)始终不变化；⑥中没指明方向；⑦m(气)始终未变化；⑧混合气体是在定容容器中，体积始终不变；⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比为1∶1。答案：B2．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A．体系的压强不再发生变化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同时生成nmolH2D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键解析：反应无论达到平衡，还是未到达平衡，生成nmolCO的同时都会生成nmolH2。答案：C3．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1,c(HI)＝4mol·L－1，此温度下反应①的平衡常数为()A．9 B．16C．20 D．25解析：反应的先后顺序为先①后②，由②知c(H2)＝c(I2)＝0.5mol·L－1，则反应②分解的c(HI)＝1.0mol·L－1，由①知c(NH3)＝c(HI)总＝1.0mol·L－1＋4mol·L－1＝5mol·L－1，则反应①的化学平衡常数为K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。答案：C4．一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)，当下列物理量不再发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的总质量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混合气体的平均相对分子质量不再变化A．①④⑤ B．②④⑤C．②③④ D．只有④答案：A5．(年广州模拟)汽车尾气净化的反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，已知该反应速率极慢，570K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是()A．将有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO和COB．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C．提高尾气净化效率的最佳途径是研究高效催化剂D．570K时该反应正向进行的程度很大，故使用催化剂无实际意义解析：已知反应为可逆反应，故排出的气体含有CO2、N2、NO、CO；汽车尾气处理时升高温度不现实；使用催化剂可以加快反应速率，达到尾气净化的目的。答案：C6．(多选)(年江苏)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)。某I2、KI混合溶液中，Ieq\o\al(－,3)的物质的量浓度c(Ieq\o\al(－,3))与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()A．反应I2(aq)＋I－(aq)Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B．温度为T1、T2时，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2C．若反应进行到状态D时，一定有v正>v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大解析：随着温度的不断升高，Ieq\o\al(－,3)的浓度逐渐地减小，说明反应向逆方向移动，也就意味着该反应是放热反应，所以ΔH<0，所以A项错；因为K＝eq\f(cI\o\al(－,3),cI2·cI－)，T2>T1，所以当温度升高时，反应向逆方向移动，即K1>K2；C项，从图中可以看出D点并没有达到平衡状态，所以它要向A点移动，这时Ieq\o\al(－,3)的浓度在增加，所以v正>v逆，C项正确；D项，从状态A到状态B，Ieq\o\al(－,3)的浓度在减小，那么I2的浓度就在增加。答案：BC7．现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用vA、vB、vC表示正反应速率，用v′A，v′B、v′C表示逆反应速率，下列描述中正确的是()A．在容器中，任何时候vA＝vB＝vCB．在任何时候容器中都必然存在着：vA∶vB∶vC＝v′A∶v′B∶v′C＝1∶2∶3C．当vA＝vB＝v′A＝v′B时，表示反应已达到平衡状态D．当v′A＝1/2v′B时，表示反应已达平衡解析：在可逆反应中实际上有两个反应，即正反应和逆反应，两个反应中的反应速率之比总是等于其系数之比，所以vA∶vB∶vC＝v′A∶v′B∶v′C＝1∶2∶3。当某物质的正向反应速率与其逆向反应速率相等时，表示反应达到平衡。答案：B8．某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)＋N(g)2E(g)，若开始时只充入2molE(g)，达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2molM和1molN的混合气体，达平衡时M的转化率为()A．20% B．40%C．60% D．80%解析：开始时只充入2molE(g)与开始时只充入2molM和1molN的混合气体等效。若开始时只充入2molE(g)：设生成N(g)的物质的量为x。2M(g)＋N(g)2E(g)起始物质的量：002转化物质的量：2xx2x平衡物质的量：2xx2－2xn(平总)＝2x＋x＋2－2x＝(2＋x)mol20%＝eq\f(2＋x－2,2)×100%，x＝0.4mol；M的含量＝eq\f(2x,2＋x)×100%＝eq\f(1,3)×100%。若开始时只充入2molM和1molN的混合气体：设发生反应的N(g)的物质的量为y。2M(g)＋N(g)2E(g)起始物质的量：210转化物质的量：2yy2y平衡物质的量：2－2y1－y2yn(平总)＝2－2y＋1－y＋2y＝(3－y)mol既然是等效平衡，则：M的含量＝eq\f(1,3)×100%＝eq\f(2－2y,3－y)×100%，y＝0.6mol；达平衡时M的转化率＝eq\f(2y,2)×100%＝60%。答案：C9．(年北京一黄冈冲刺预测题)氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②，有关物质产率与温度的关系如图所示。4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)；ΔH＝－905kJ·mol－1①4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)；ΔH＝－1268kJ·mol－1②下列说法中正确的是()A．工业上氨催化氧化生成NO时，温度应控制在780℃～840℃B．工业上采用物料比n(O2)/n(NH3)在1.7～2.0，主要是为了提高反应速率C．加压可提高NH3生成NO的转化率D．N2氧化为NO的热化学方程式为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)；ΔH＝－1086.5kJ·mol－1解析：因为氨催化氧化的主要目的是生成NO，而非N2，所以必须控制副反应②的发生。从图中可以看出，在温度为780℃～840℃时，NO的产率最高、N2的产率最低，故A正确；采用物料比n(O2)/n(NH3)在1.7～2.0，主要是为了提高反应中氨气的转化率，而由于氨气转化为NO的反应是气体体积增大的反应，加压会抑制NH3向NO的转化，故B、C错误；D中，(①­②)/2可得：N2(g)＋O2(g)2NO(g)；ΔH＝＋181.5kJ·mol－1，故D错误。答案：A10．(多选)将等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容器中发生反应：F2(g)＋ClF(g)ClF3(g)ΔH<0。下列叙述中，正确的是()A．恒温恒容时，当ClF转化40%时，容器内的压强为初始时的0.8B．若c(F2)∶c(ClF)∶c(ClF3)＝1∶1∶1，则反应一定达到平衡状态C．达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移D．平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大解析：设F2和ClF的物质的量均为1mol，F2(g)＋ClF(g)ClF3(g)开始(mol)110反应(mol)0.40.40.4平衡(mol)0.60.60.4eq\f(p末,p初)＝eq\f(n末,n初)＝eq\f(0.6＋0.6＋0.4,1＋1)＝0.8，A项正确；不同条件下的平衡，转化率不同，反应物与产物的比例不同，故B项错；增大体积，正、逆反应速率都减小，C项错；降温，平衡向正反应方向移动，D项对。答案：AD11．下列①～⑩的说法中可以证明2HI(g)H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________；在⑥～⑩的说法中能说明2NO2N2O4已达平衡状态的是________。①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI；②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；③百分组成：w(HI)＝w(I2)；④容器内HI、H2、I2(g)共存；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1；⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化；⑦温度和体积一定时，N2O4的浓度不再变化；⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；⑨温度和压强一定时，混合气体的颜色不再变化；⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。解析：对于2HI(g)H2(g)＋I2(g)来讲，不管反应是否达到平衡，HI、H2、I2总是共存，且容器体积一定时容器内压强、气体的平均相对分子质量和密度总是不变，④⑥⑧⑩不能证明反应已达到平衡；③和⑤也与是否达到平衡无关；若生成nmolH2的同时生成2nmolHI则说明达到平衡，①错；断裂1个H—H键和断裂2个H—I键表示两个相反的方向的速率相等，H2或I2的浓度不变(颜色不变)表示各物质浓度一定，它们可以说明反应达到平衡。对于反应2NO2(g)N2O4(g)，由于反应前后气体的物质的量发生变化，必然在体积不变时带来压强变化，在压强不变时带来体积变化，若未达到平衡，混合气体的eq\x\to(M)、ρ和颜色均将发生变化。所以这5种说法都可以证明反应已达平衡状态。答案：②⑨⑥⑦⑧⑨⑩12．(年天津模拟)已知可逆反应：3A(g)＋B(g)xC(g)ΔH<0。T℃时，在体积为2L的密闭容器中(容积不变)通入3molA和1molB，经过2min的时间该反应达到平衡状态(假设温度不变)，剩余的B的物质的量为0.8mol，并测得C的浓度为0.4mol·L－1。请回答下列问题：(1)整个反应过程中，生成B的平均反应速率为________。(2)x＝________，平衡常数K＝________，升高温度时，K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)如果向该平衡体系中通入少量氦气，增大反应体系的压强，那么化学平衡的移动方向是________。(4)若温度不变，再向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在T℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为nmol，则C的物质的量为________(用n表示)，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：(1)B的平均反应速率可直接用物质B的物质的量浓度的变化值除以时间来求解。(2)C的物质的量n(C)＝2L×0.4mol·L－1＝0.8mol，而B的物质的量变化为0.2mol，所以x＝4；可以求得A、B、C的浓度分别为c(A)＝1.2mol·L－1、c(B)＝0.4mol·L－1、c(C)＝0.4mol·L－1，所以代入平衡常数式可得平衡常数。(3)加入氦气，尽管反应体系的压强增加，但该物质不与体系中的其他物质反应，不会导致其他物质浓度的变化，所以平衡不会移动。(4)达到新的平衡时A、B、C的平衡浓度之比不变，仍为1.2∶0.4∶0.4＝3∶1∶1，故n(C)＝nmol，平衡常数K不变。答案：(1)0.05mol·L－1·min－1(2)4eq\f(1,27)(≈0.037)减小(3)不移动(4)nmol不变13．(年北京东城)一定条件下，在体积为3L的密闭容器中化学反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。(1)该反应的平衡常数表达式K＝________；根据下图，升高温度，K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是______(用nB、tB表示)。(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是________(填字母)。a．v生成(CH3OH)＝v消耗(CO)b．混合气体的密度不再改变c．混合气体的平均相对分子质量不再改变d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化解析：(1)根据所给图象判断500℃时CH3OH的量比300℃时CH2OH的量少，说明升高温度平衡逆向移动，K值减小。(2)由于v(CH3OH)∶v(H2)＝1∶2可先求出v(CH3OH)再导出v(H2)。(3)a项中均为同一方向的速率，故不可判断。b项中由于气体的总质量为定值，且容器的体积保持不变，故密度一直不变，不可判断。答案：(1)eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)减小(2)eq\f(2nB,3tB)mol/(L·min)(3)cd14.在一恒容密闭容器中发生某化学反应2A(g)B(g)＋C(g)，在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，B、C的初始浓度都为0，反应物A的浓度(mol·L－1)随时间(min)的变化如图的示：试回答下列问题：(1)在800℃时该反应的化学平衡常数K＝________。(2)在实验Ⅰ中，反应在20min至40min内A的化学反应速率为________。(3)实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，可能隐含的反应条件是________。(4)根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，可推测该反应降低温度，平衡向________(填“正”或“逆”)