【创新设计】2020-2021学年高中化学每课一练：2.2.2-化学平衡(苏教版选修4)

一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．[双选题]下列关于平衡常数的说法正确的是()A．肯定温度下的可逆反应，只有达到平衡时才具有平衡常数B．可逆反应的条件转变时，平衡常数不肯定转变C．对于一个确定的反应来说，平衡常数的数值越大，反应限度越大D．化学平衡常数大的可逆反应，全部反应物的转化率肯定大解析：平衡常数是描述化学反应的限度的物理量，只要是确定的化学反应，它只受温度的影响，与反应是否达到平衡无关，对确定的化学反应，平衡常数的数值越大，反应限度越大。答案：BC2．(2022·浏阳一中检测)对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)下列叙述正确的是()A．达到平衡时：4ν正(O2)＝5ν逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应的速率关系是：2ν正(NH3)＝3ν逆(H2O)解析：达到化学平衡时ν正＝ν逆，当ν正(O2)∶ν逆(NO)＝5∶4时说明ν正＝ν逆，反应达到平衡，A项正确；单位时间生成xmolNO，必定消耗xmolNH3，B项错误；增加容积，则压强减小，反应速率都减慢，C项错误；ν正(NH3)∶ν正(H2O)＝2∶3，达到平衡时存在3ν正(NH3)＝2ν逆(H2O)，D项错误。答案：A3．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1、O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1解析：假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2，则SO2、O2的浓度将达到0.4mol·L－1、0.2mol·L－1；而假设该时刻的SO2和O2全部化合生成SO3，则SO3的浓度将达到0.4mol·L－1。由于该反应是可逆反应，三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不行能100%转化)，因此，体系中的SO3、O2、SO2浓度值的范围应当分别是：0～0.4mol·L－1、0～0.2mol·L－1、0～0.4mol·L－1，很明显，A、D是不行能的。要得到C中的数据必需是SO2和SO3同时消耗而削减，这不符合S原子守恒，也是确定不行能的。答案：B4．在肯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⑥ν(C)与ν(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：由于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气体的分子数之比也为1∶1。答案：B5．(2011·全国卷Ⅱ)在容积可变的密闭容器中，2molN2和8molH2在肯定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于()A．5% B．10%C．15% D．20%解析：N2＋3H22NH3起始量(mol)280转化量(mol)2/324/3平衡量(mol)4/364/3氨气的体积分数为4/3mol÷(4/3＋6＋4/3)mol＝2/13≈15%。答案：C6．(2022·广州模拟)某温度下，向容积为2L的密闭反应器中充入0.10molSO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为()A．3.2×103B．1.6×103C．8.0×102D．4.0×102解析：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)c(始)/mol·L－1000.05c(变)/mol·L－10.010.0050.01c(平)/mol·L－10.010.0050.04K＝eq\f(c2SO3,c2SO2cO2)＝3.2×103。答案：A7．在25℃物质XYZ初始浓度(mol·L－1)0.10.20平衡浓度(mol·L－1)0.050.050.1下列说法错误的是()A．反应达平衡时，X的转化率为50%B．反应可表示为：X＋3Y2Z，其平衡常数为1600C．反应可表示为X＋3Y=2Z，平衡常数为1600D．转变温度可以转变此反应的平衡常数解析：X、Y、Z三物质的变化的浓度之比为：(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2，故化学反应方程式为X＋3Y2Z，K＝eq\f(c2Z,cX·c3Y)＝eq\f(0.12,0.05×0.053)＝1600。平衡常数K与温度有关，与压强无关。答案：C二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8．(9分)下列反应在210℃PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)K＝1①CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)K＝5×104②COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)③(1)依据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是________。a．c(PCl5)＝c(PCl3)＝c(Cl2)＝1b．c(PCl5)＝c(PCl3)c(Cl2)＝1c．c(PCl5)＝c(PCl3)c(Cl2)反应②和反应③的K值表达式________(填“相同”或“不同”)。(2)降低Cl2浓度，反应③的K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析：(1)由K＝eq\f(cPCl3·cCl2,cPCl5)＝1可知，成立的是c；K值表达式与反应的正、逆有关，与化学计量数有关，反应②和反应③互为逆反应，其K值表达式为倒数关系。(2)浓度不同不影响K值。答案：(1)c不同(2)不变9．(10分)在肯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)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：T/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。(2)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。(3)能推断该反应是否达到化学平衡状态的依据是()A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变C．ν正(H2)＝ν逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试推断此时的温度为________℃。解析：(1)依据化学平衡常数的定义式即可写出K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)。(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO或H2O(g)的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应为吸热反应。(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。(4)当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时的温度由表中数据可知为830℃答案：(1)eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)(2)吸热(3)BC(4)83010．(9分)(2011·广东高考节选)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。(1)在0～30小时内，CH4的平均生成速率νⅠ、νⅡ和νⅢ从大到小的挨次为________；反应开头后的12小时内，在第________种催化剂的作用下，收集的CH4最多。(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206kJ·mol－1。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。解析：本题主要考查了化学反应速率的有关图像的分析、化学平衡的计算以及热化学方程式的书写以及图像的识别和绘制等。(1)由图像可以看出，0～30小时内，CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，即反应速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ；同理由图像也可以看出，反应进行到前12小时，催化剂Ⅱ生成的甲烷最多，因此在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多。(2)假设CH4和H2O的起始量均为xmol，结合平衡时n(CO)＝0.10mol，有：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)起始浓度(mol·L－1)xx00变化量(mol·L－1)0.100.100.100.30平衡浓度(mol·L－1)x－0.10x－0.100.100.30结合K＝eq\f(cCO×c3H2,cCH4×cH2O)＝eq\f(0.10×0.303,x－0.102)＝27，解得x＝0.11mol·L－1，CH4的转化率＝eq\f(0.10,0.11)×100%＝91%。答案：(1)νⅢ>νⅡ>νⅠⅡ(2)91%11．(11分)(2011·福州期末)在一体积为1L的密闭容器中，通入肯定量的CO和H2O，在850℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。CO和H2O浓度变化如下图：(1)0～4min的平均反应速率ν(CO)＝______________mol/(L·min)。(2)850℃时，平衡常数K(3)850℃时，若向该容器中充入1.0molCO、3.0molH2(4)能推断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项序号)。a．ν正(H2)＝ν逆(H2O)b．c(CO2)＝c(CO)c．容器中气体密度不变d．1molH－H键断裂的同时断裂2molH－O键解析：(1)0～4min的平均反应速率ν(CO)＝(0.20－0.08)/4＝0.03mol/(L·min)。(2)850℃时，平衡时各物质的浓度为：c(CO)＝0.08mol·L－1，c(H2O)＝0.18mol·L－1，c(CO2)＝0.12mol·L－1，c(H2)＝0.12mol·L－1所以平衡常数K＝0.12×0.12/(0.18×0.08)＝1。(3)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1)：1.03.000