2022年高中化学第2章化学反应的方向限度与速率2.2.2平衡转化率课时练鲁科版选修

2022年高中化学第2章化学反应的方向限度与速率2.2.2平衡转化率课时练鲁科版选修1.在某温度下,反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)在密闭容器中达到平衡,下列说法中正确的是()A.温度不变,缩小体积,N2的转化率增大B.温度不变,增大体积,NH3的产率提高C.升高温度,增大体积,有利于平衡向正反应方向移动D.降低温度,体积不变,H2的转化率降低【答案】A【解析】本题主要考查温度对化学平衡的影响。题给反应是一个气体体积缩小的、放热的可逆反应。温度不变,缩小体积,平衡向气体体积缩小(正反应)方向移动,N2的转化率将增大,A正确;温度不变,增大体积,平衡向气体体积扩大(逆反应)方向移动,NH3的产率降低,B错误;升高温度,增大体积,均使平衡向逆反应方向移动,C错误;降低温度,体积不变,平衡向正反应方向移动,会提高H2的转化率,D错误。故答案A。2. 催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2生成CH3OH和H2O的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-53.7 kJmol-1。下列有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施是()A.使用催化剂B.增大CO2和H2的初始投料比C.升高反应温度D.投料比不变,增加反应物的浓度【答案】D【解析】对一固定的化学反应,使用催化剂不能影响化学平衡,即不改变转化率,故A项错误;增大CO2和H2的初始投料比,可以理解为增大CO2的浓度,降低H2的浓度,但CO2的转化率降低,H2的转化率升高,故B项错误;由于该反应为放热反应,因此升高反应温度,化学平衡左移从而降低转化率,故C项错误;投料比不变,增加反应物的浓度相当于增大压强,化学平衡右移,从而提高转化率,故D项正确。故答案D。3在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)C(g)；(2)A(g)C(g)D(g)。当达到平衡时，测得A2.5 molL1，C2.0 molL1。则下列说法中正确的是()A达到平衡时A的总转化率为40% B达到平衡时B为1.0 molL1C达到平衡时B2D D达到平衡时D2B【答案】B【解析】设反应(1)有物质的量为a的A发生转化，反应(2)中有物质的量为b的A发生转化，则2A(g)2B(g)C(g)转化 a a A(g)C(g)D(g)转化 b b b则由题意可知，5 mol(ab)2.5 molL11 L，即ab2.5 mol；b2.0 molL11 L，即b2.0 mol，联立两式解得a1.0 mol，b1.5 mol。达平衡时A的总转化率100%50%，故A不正确；B1.0 molL1，故B选项正确；B1.0 molL1，D1.5 molL1，故C、D选项均不正确。故答案B。4某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()Aa3 Ba2 CB的转化率为40% DB的转化率为60%【答案】C【解析】温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a1，A错误，B错误；设达平衡时，B的改变量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2x) mol、(3x) mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K1x2/(2x)(3x)，解得：x1.2，B的转化率1.2340%，所以C正确，D错误。故答案C。5 X、Y、Z为三种气体,把amol X和bmol Y充入容积为1 L的密闭容器中,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()A.100%B.100%C.100%D.100%【答案】B【解析】设Y转化了xmol,X+2Y2Z始态: amol bmol 0转化: mol xmol xmol平衡:(a-)mol (b-x)mol xmol据题意:(a-)mol+(b-x)mol=xmol解得:x=(Y)=100%=100%,故选B。6 H2和CO2在高温下发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g) +H2O(g)。下表是986时,在容积不变的密闭容器中进行反应的四组数据:编号起始浓度/(molL-1)平衡浓度/(molL-1)c0(H2)c0(CO2)c0(H2O)c0(CO)H2CO2H2OCO11.01.0000.440.440.560.5621.02.0000.271.270.730.733002.02.00.880.881.121.12424683.445.444.566.56下列叙述中正确的是()该温度下反应的化学平衡常数约为1.62该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关增大CO2的起始浓度,可使CO2的转化率增大从反应开始至达到平衡状态,混合气体的密度没有发生改变A.B.C.D.【答案】C【解析】此温度下K=1.62,平衡常数K只是温度的函数,与起始浓度无关,故正确;增大CO2起始浓度,CO2转化率降低,错误;反应体系中各物质均为气体,且容积不变,故自始至终密度不变,正确。故答案C。7 X、Y、Z三种气体,取X和Y按11的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32,则Y的转化率最接近 ()A.33%B.40%C.50%D.66%【答案】D【解析】根据题给信息,可设开始加入X和Y的物质的量为a,达到平衡时消耗X为b,则消耗Y为2b,生成Z为2b,则:X+2Y2Z起始量 a a 0变化量 b 2b 2b平衡时的量a-ba-2b2b由题意可知=,b=Y的转化率为100%66.7%,D正确。8某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)2B(g)4C(s)2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是()A该反应的化学平衡常数表达式是KB此时，B的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大D增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大【答案】B【解析】化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的B的物质的量是1.6 mol0.50.8 mol，所以B的转化率为40%，B正确；增大压强时平衡右移，但平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，C错误；增加B后平衡右移，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。故答案B。9二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。某温度下，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L的密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于_。(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)_K(B)(填“”、“p2,则此正反应为(填“放热”或“吸热”)反应,也是一个气体分子数(填“减小”或“增大”)的反应,由此判断,此反应自发进行,必须满足的条件是。(2)在图象反应中,T1T2(填“”“”或“=”),该正反应为(填“放热”或“吸热”)反应。(3)在图象反应中,若T2T2,则该反应能否自发进行?。【答案】(1)放热减小低温 ；(2)放热(3)吸热(4)不能【解析】(1)反应中,恒压下温度升高,(A)减小,即升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,Hp2知,恒温时压强增大,(A)增大,说明此反应为气体分子数减小的反应,即为熵减反应,ST1;温度越高,平衡时C的物质的量越小,即升高温度平衡向左移动,则正反应为放热反应,H0。(3)反应中,同一温度下,增加B的物质的量,平衡向右移动,(C)增大;但当B的物质的量达到一定程度后,对C的稀释作用会大于平衡右移对C的影响,(C)又减小,出现题图所示的曲线。若T20。(4)反应中,在恒温下压强对(A)没有影响,说明压强变化不能影响平衡,此反应为气体分子数不变的反应,反应过程中熵变很小,S0,若T1T2,恒压下温度越高,(A)越大,说明升高温度平衡向右移动,正反应为吸热反应,H0,则H-TS0,反应不能自发进行。11煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：温度/4005008301 000平衡常数K10910.6试回答下列问题：(1)上述反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率_(填“增大”、“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)830 时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_(选填字母)投料ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)在830 时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和 6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是_。【答案】(1)放热(2)增大增大(3)BC(4)60%【解析】(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大；容器体积不变的情况下，升高温度，则容器内混合气体的压强增大。(3)830 时，化学平衡常数为1，即若n(CO2)n(H2)n(CO)n(H2O)，则反应向正反应方向进行，符合此要求的是B、C。(4)830 时，化学平衡常数为1，平衡常数K1，解得x1.2，则CO的转化率100%60%。12联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。(1)已知：2NO2(g)N2O4(g)H57.20 kJmol1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施一定能提高NO2转化率的是_。(填字母序号)A减小NO2的浓度B降低温度C保持压强不变，充入N2D升高温度(2)298 K时，1.00 g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14 kJ的热量。则反应2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(l)的H_kJmol1。(3)290 K、1.00105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，NO20.030 0 molL1、N2O40.012 0 molL1。则反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K_。(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应，制得1.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(290 K、1.00105 Pa)，理论上至少需消耗Cu_g。【答案】(1)B(2)1 224.96(3)13.3 Lmol1 (4)1.73 g【解析】(3)根据题意知平衡时：N2O40.012 0 molL1、NO20.030 0 molL1K13.3 Lmol1(4)由(3)可知，在290 K、1.00105 Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：n(N2O4)N2O4V0.012 0 molL11.00 L0.012 0 moln(NO2)NO2V0.030 0 molL11.00 L0.030 0 mol则n(NO2)总n(NO2)2n(N2O4)0.054 0 mol由Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O可得m(Cu)64 gmol11.73 g。