高考化学总复习 配餐作业22 化学平衡 化学平衡常数

化学平衡 化学平衡常数A组全员必做题1.425 时，在1 L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()甲乙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100%79%，图乙中HI的转化率为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5 mL 0.5 molL1 KI溶液，滴加0.1 molL1 FeCl3溶液56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：2FeCl32KI=2FeCl22KClI2，由于KI过量，主要检验是否存在Fe3。答案：D3(2016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C压强p，平衡常数KD压强p，N2O4的转化率解析：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(2016黑龙江牡丹江一中)已知450 时，反应H2(g)I2(g)2HI(g)的K50，由此推测在450时，反应2HI(g)H2(g)I2(g)的化学平衡常数为()A50B0.02C100 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0.02。答案：B5恒温、恒压下，将1 mol O2和2 mol SO2气体充入一体积可变的容器中(状态)，发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，状态时达平衡，则O2的转化率为()A60%B40%C80% D90%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)/mol 2 1 0n(变)/mol 2x x 2xn(平)/mol 22x 1x 2x有(22x)(1x)2x3，解得x0.6。答案：A6(2016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2 min达平衡时，v(H2O)为0.025 mol/(Lmin)，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0.10 mol/L H2和0.20 mol/L CO2，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)0.025 mol/(Lmin)2 min 0.05 mol/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：K1，当温度升至800 ，上述反应平衡常数为25/161，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0.10 mol/L H2和0.20 mol/L CO2，由于反应方程式中物质都是按照11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)HT2T3B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(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：T1T21C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Y0到Y0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的 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：D10一定条件下可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABC D全部解析：化学平衡状态的根本标志是：v(正)v(逆)，各组分含量不变。本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也要求对化学平衡的间接标志进行分析，判断。解答本题时，要牢牢抓住两个根本标志，并明确气体的颜色、密度、压强、平均相对分子质量的变化与根本标志间的关系，才能全面分析，顺利解答。单位时间内生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2时，必消耗n mol O2，易知能说明反应达到平衡，而不能说明。中无论达到平衡与否，化学反应速率之比都等于各物质化学计量数之比。有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。对于体积固定、气体质量反应前后守恒的反应，混合气体密度始终不变。压强不变，意味着各物质的含量不再变化。由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，该反应前后体积变化，能说明反应达到平衡。答案：A11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)Si3N4(s)12HCl(g)H”“”或“”)。解析：(1)反应达到平衡后，n(Si3N4)0.02 mol，故v(H2)0.02 mol/(Lmin)。(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。答案：(1)0.02(2)bd(3)ac(4)12恒温恒容下2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)B(g)=xC(g)2D(s)。2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2 mol B，并测得C的浓度为1.2 mol/L。(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为_。(2)x_。(3)A的转化率与B的转化率之比为_。(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_(填选项字母)。A压强不再变化B气体密度不再变化C气体平均相对分子质量不再变化DA的消耗速率与B的消耗速率之比为21(5)若向原平衡混合物的容器中再充入2 mol A气体和2 mol B气体，在原温度下达到新的平衡，此时B的物质的量n(B)_。(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与上述平衡相等，起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足的关系为_。解析：(1)v(C)0.60 mol/(Lmin)。(2)n(C)1.2 mol/L2 L2.4 mol，n(B)2 mol1.2 mol0.8 mol，故x3。(3)n(A)2n(B)20.8 mol1.6 mol。A的转化率80%，B的转化率40%，故A、B的转化率之比为21。(4)平衡的实质是v(正)v(逆)，凡能推出此结论的是达到平衡，否则不是达到平衡，由于产物D为固体，故B、C可说明反应达到了平衡。(5)此反应前后气体的体积没发生变化，压强对平衡无影响，再充入2 mol A和2 mol B相当于加压，且与原平衡等效，A、B的转化率不变，n(B)21.2 mol2.4 mol。(6)同(5)的分析，n(A)n(B)。答案：(1)0.6 mol/(Lmin)(2)3(3)21(4)BC(5)2.4 mol(6)n(A)n(B)(或n(A)n(B)11)B组重点选做题13.(2016黑龙江哈尔滨三中一模)100 时，若将0.100 mol N2O4气体放入1 L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/s0204060801000.1000.0700.0500.0400.0400.040(1)在040s时段，化学反应速率v(NO2)为_ molL1s1；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_。A2v(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0.080 molL1，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_。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9.2 g NO2和N2O4气体放入1 L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040 s时段，v(NO2)2v(N2O4)20.002 5 molL1s1。由表中数据可知，60 s时反应达到平衡，平衡时，c(N2O4)0.040 molL1，c(NO2)2(0.1000.040) molL10.12 molL1，K0.36。(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0.040 molL1变为0.080 molL1，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)0.184 mol，设n(NO2)x mol，n(N2O4)y mol，则xy0.184,46x92y9.2，将两式联立得：x0.168，y0.016，则c(NO2)0.168 molL1，c(N2O4)0.016 molL1，Q1.764K0.36，反应逆向进行，v正(N2O4)v逆(N2O4)。答案：(1)0.002 50.36(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)BD(5)14(2016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)H120 kJmol1。某温度下，将0.40 mol苯乙烷充入2 L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20 min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0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ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2 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为H1，另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为H2，则H22H1。解析：(1)将0.40 mol苯乙烷充入2 L真空密闭容器中发生反应，20 min后，剩余0.24 mol，减少了0.16 mol，则：C8H10(g)C8H8(g)H2(g)起始量/mol 0.40 0 0变化量/mol 0.16 0.16 0.1620 min量/mol 0.24 0.16 0.16v(H2)0.004 molL1min1。(2)由表中数据可知，反应进行到30 min时达到平衡，则：C8H10(g)C8H8(g)H2(g)起始量/(molL1) 0.2000变化量/(molL1) 0.100.10 0.1030 min量/(molL1) 0.100.10 0.10化学平衡常数K0.1。(3)根据C8H10(g)C8H8(g)H2(g)H120 kJmol1，可知C8H8(g)H2(g)C8H10(g)H120 kJmol1，有30 kJ热量放出时，说明消耗H2的物质的量为0.25 mol，所以氢气转化率为100%50%。由于正、逆反应的平衡常数之积为1，而(2)中计算的平衡常数为0.1，故C8H8(g)H2(g)C8H10(g)的平衡常数为10。C8H8(g)H2(g)C8H10(g)起始量/(molL1)0.250.250变化量/(molL1)0.1250.1250.125某时刻量/(molL1)0.1250.1250.125810，故反应未达到平衡状态，反应向正方向进行，正反应速率大于逆反应速率。(4)恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，A正确；平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变，B错误；反应热与热化学方程式的书写有关，与实际参加反应的反应物的量无关，C错误。答案：(1)0.004 molL1 min1(2)0.1(3)50%否大于(4)A