高中化学选四2.3.3 化学平衡常数和化学平衡计算 课时作业(含解析)

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名称 高中化学选四2.3.3 化学平衡常数和化学平衡计算 课时作业(含解析)
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文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2020-09-25 17:01:36

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课时作业9 化学平衡常数和化学平衡计算
时间:45分钟  满分:100分
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.在一定条件下,有下列分子数相同的可逆反应,其平衡常数K值分别是
①H2+F2??2HF K=1047
②H2+Cl2??2HCl K=1017
③H2+Br2??2HBr K=109
④H2+I2??2HI K=1
比较K值大小,可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( A )
A.①②③④     B.④②③①
C.①④③② D.无法确定
2.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是( A )21世纪教育网版权所有
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2OCO2+H2
3.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( D )
A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大
B.反应2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0,升高温度,该反应平衡常数增大
C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等
D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
解析:若是压强的改变,_???????????????è??_化率增大,则平衡常数K不变,A错误;对2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0,升高温度,平衡常数K减小,B错误;对于给定可逆反应,温度一定,其正、逆反应的平衡常数互为倒数,C错误。21教育网
4.已知298._15_K??????_可逆反应:Pb2+(aq)+Sn(s)??Pb(s)+Sn2+(aq)的平衡常数K=2.2,若溶液中Pb2+和Sn2+的浓度均为0.10 mol·L-1,则反应进行的方向是( A )
A.向右进行 B.向左进行
C.处于平衡状态 D.无法判断
解析:Q===15.一定温度下,某气态平衡体系的平衡常数表达式为K=,有关该平衡体系的说法正确的是( D )
A.升高温度,平衡常数K一定增大
B.增大A浓度,平衡向正反应方向移动
C.增大压强,C体积分数增加
D.升高温度,若B的百分含量减少,则正反应是放热反应
解析:K=表示的可逆反应为2_C(g)???2_D(g)??A(g)+2B(g),该反应的ΔH不知,温度与K之间关系不能确定,A错误;增大A的浓度,平衡向逆反应方向移动,B错误;增大压强,平衡向右移动,C体积分数减小,C错误;升高温度,B的百分含量减少,说明平衡向左移动,逆反应为吸热反应,所以正反应为放热反应,D正确。
6.反应Fe(s)+C_O2(g)???_?FeO(s)+CO(g),700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是( C )21·cn·jy·com
A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态
D.该反应的正反应是放热反应
解析:升高温度,v正、v逆均_????¤§???Aé??è??_;FeO、Fe为固体,不能写入K的表达式中,B错误;温度升高,K增大,说明该反应的ΔH>0,D错误;该反应为吸热反应,随着反应的进行,绝热容器中的温度会降低,因此温度不再变化时,说明达到化学平衡状态,C正确。
7.把a mol X_???b_mol_ Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y??2Z。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( B )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
解析:  X + 2Y??2Z
起始物质的量/mol a b 0
转化物质的量/mol x 2x 2x
平衡物质的量/mol a-x b-2x 2x
据题意:(a-x)+(b-2x)=2x,
解得x=,故Y的转化率为×100%=×100%。
8.一定条件下,体积为2 _L??????é???????¨_中,1 mol X和3 mol Y进行反应:X(g)+3Y(g)??2Z(g),经12 s达到平衡,生成0.6 mol Z。下列说法正确的是( D )
A.以X浓度变化表示的反应速率为 mol/(L·s)
B.12 s 后将容器体积扩大为10 L,Z的平衡浓度变为原来的
C.若增大X的浓度,则物质Y的转化率减小
D.若该反应的ΔH<0,升高温度,平衡常数K减小
解析:   X(g)+3Y(g)??2Z(g)
起始量(mol) 1 3 0
转化量(mol) 0.3 0.9 0.6
平衡量(mol) 0.7 2.1 0.6
v(X)== mol/(L·s),所以A错误;12 s后将容器体积扩大为10 L,平衡逆向移动,Z的浓度小于原来的,所以B错误;若增大X的浓度,Y的转化率增大,X的转化率减小;若ΔH<0,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数K减小。
9.一定条件下,在容积为2__L??????é?????_器里加入一定物质的量的A,发生如下反应并建立平衡:A(g)??2B(g),2B(g)??C(g)+2D(g),测得平衡时各物质的浓度是c(A)=0.3 mol·L-1,c(B)=0.2 mol·L-1,c(C)=0.05 mol·L-1,最初向容器里加入A的物质的量是( C )21·世纪*教育网
A.0.5 mol B.0.8 mol
C.0.9 mol D.1.2 mol
解析:因为平衡时_???n(A)???_=0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,n(B)平=0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,n(C)平=0.05 mol·L-1×2 L=0.1 mol,所以n(B)转=2n(C)平=0.2 mol,n(B)=n(B)平+n(B)转=0.6 mol,n(A)转=n(B)=0.3 mol,n(A)=n(A)平+n(A)转=0.9 mol。
10.将一定量的Ag2S_O4????????????_容积不变的密闭容器中(加入少量V2O5),在某温度下发生反应:Ag2SO4(s)??Ag2O(s)+SO3(g),2SO3(g)??2SO2(g)+O2(g),经10 min后反应达到平衡,此时c(SO3)=0.4 mol·L-1,c(SO2)=0.1 mol·L-1,下列判断正确的是( A )
①用SO2表示的反应速率v(SO2)=0.01 mol·(L·min)-1
②用O2表示的反应速率v(O2)=0.01 mol·L-1·min-1
③SO3的分解率等于10%
④SO3的分解率等于20%
⑤Ag2SO4分解最初生成的c(SO3)=0.5 mol·L-1
A.①④⑤ B.①③⑤
C.只有 ②③ D.只有③⑤
解析:c(SO2)=0.1__mol?·L_-1为SO2的平衡量也是转化量,v(SO2)=0.01 mol·L-1·min-1,v(O2)=v(SO2)=0.005 mol·L-1·min-1,c(SO3)转=c(SO2)=0.1 mol·L-1,c(SO3)平=0.4 mol·L-1,c(SO3)始=0.4 mol·L-1+0.1 mol·L-1=0.5 mol·L-1,α(SO3)=×100%=20%,c(SO3)始即为Ag2SO4分解最初生成的SO3量。2·1·c·n·j·y
11.在一定条件下,有可逆反_???X(g)???_3Y(g)??2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),经过2 min后达到平衡,平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.04 mol·L-1,则下列判断不合理的是( A )【来源:21·世纪·教育·网】
A.v(Z)=0.02 mol·(L·min)-1
B.平衡时,X与Z的生成速率之比为1?2
C.c1?c2=1?3
D.X、Y的转化率相等
解析:A中若v(Z)=0_.02_mo_l·(L·min)-1,则2 min内Z的浓度增加0.04 mol·L-1,由起始时Z的浓度不为0,因此A错;B项符合平衡时正、逆反应速率相等及反应速率之比与计量数之间的关系;由于X、Y的变化量之比为1?3,平衡时X、Y的浓度之比为1?3,因此C、D正确。www-2-1-cnjy-com
12.在一定温度下,将1 mol__A???2_m_ol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g)??C(g)+2D(g),经5 min后,测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L-1。则下列叙述不正确的是( D )2-1-c-n-j-y
A.在5 min内,该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·(L·min)-1
B.在5 min时,容器内D的浓度为0.2 mol·L-1
C.当容器内压强保持恒定时,该可逆反应达到平衡状态
D.5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
解析:5 min时_???c(C)???_0.1 mol·L-1,c(D)=0.2 mol·L-1,v(C)==0.02 mol·(L·min)-1。此反应是恒温时体积可变的反应,所以压强恒定,即达到了平衡状态。5 min时气体的总物质的量为2.5 mol。【来源:21cnj*y.co*m】
二、非选择题(52分)
13.(12分)一定条件下,在体_?§????3_L???_密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g),甲醇的物质的量随外界条件的改变而变化的曲线如图所示:【出处:21教育名师】
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=,升高温度,K值减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在500 ℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=。
(3)在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系体积压缩到原来的,下列有关该体系的说法正确的是bc。【版权所有:21教育】
a.氢气的浓度减小
b.正反应速率增大,逆反应速率也增大
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
解析:本题考查了平衡常数、化学反应速率的计算和化学平衡移动的问题,只要把握住它们的定义,问题便可以迎刃而解。21教育名师原创作品
14.(12分)高炉炼铁过程中_????????????è?????_应为Fe2O3(s)+CO(g)??Fe(s)+CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下。www.21-cn-jy.com
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,ΔH<(填“>”“<”或“=”)0。
(2)在一个容积为10 L的密闭_?????¨??????1__000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1 mol,反应经过10 min 后达到平衡状态。则该时间段内的平均反应速率v(CO2)为0.006_mol/(L·min),CO的转化率为60%。21*cnjy*com
(3)欲提高(2)中CO的转化率,可采取的措施是C。
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.升高温度
E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
解析:(1)_???Fe???Fe_2O3都为固体,不能写入平衡常数表达式中,所以平衡常数K=。由表中数据知,升高温度,平衡常数减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,故ΔH<0。21*cnjy*com
(2)  Fe2O3(s)+CO(g)??Fe(s)+CO2(g)
起始物质的量(mol) 1   1   1  1
转化物质的量(mol) x  x  x  x
平衡物质的量(mol) 1-x  1-x 1+x 1+x
由题意得K==4.0,解得x=0.6。所以CO的转化率为×100%=60%,v(CO2)===0.006 mol/(L·min)。
(3)根据勒夏特列原理,_A???B???E???_F四项中条件的改变对平衡移动均无影响;移出部分CO2,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大;升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小。
15.(12分)由于温室效应和资_??????????????????_降低大气中CO2的含量并加以开发利用等问题,引起了全世界的普遍重视。目前工业上用CO为原料生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)。
(1)图甲是_?????????CO???_CH3OH的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达到平衡状态,用CO浓度的变化表示反应的平均反应速率v(CO)=0.075_mol/(L·min)。
(2)如图乙是该反应进行过程_???è??é???????????_。曲线a(填“a”或“b”)表示不使用催化剂时反应的能量变化,不使用催化剂时该反应的逆反应的活化能为510_kJ/mol。
(3)该反应的平衡常数K的表达式为,升高温度,平衡常数K减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)恒容条件下,下列措施能使增大的有C。
A.升高温度
B.充入He
C.再充入1 mol CO和2 mol H2
D.使用催化剂
解析:(4)催化_???è??????????????_反应速率是因为催化剂降低了反应物的活化能,但它不能改变反应的热效应,也不能改变可逆反应的平衡状态;由题图乙可以看出该反应为放热反应,故升高温度,该反应的平衡常数减小;恒容条件下,升高温度,反应向逆反应方向进行,减小,充入He不能改变反应的平衡状态,再充入1 mol CO和2 mol H2,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,增大,使用催化剂,不变。
16.(16分)已知A(g)+B(g)??C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,ΔH=<(填“<”“>”或“=”)0。
(2)830 ℃时_????????????5__L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B,如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。则6 s时c(A)=0.022 mol·L-1,C的物质的量为0.09 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为80%,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气,平衡时A的转化率为80%。21cnjy.com
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为c。
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1 200 ℃时,反应C(g)+D(g)??A(g)+B(g)的平衡常数的值为2.5。
解析:(1)因反应中的物质都是气体,根据平衡常数的定义可知,K=;由表中数据可知,温度升高,K值减小,故正反应为放热反应,ΔH<0。
(2)v(A)=0.003 _mol?·L???_1·s-1,则A减少的浓度c(A)=v(A)·t=0.003 mol·L-1·s-1×6 s=0.018 mol·L-1,故剩余的A的浓度为-0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1;A减少的物质的量为0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol,根据化学方程式中的化学计量关系知,生成的C的物质的量为0.09 mol。
设830 ℃达到化学平衡时,A的转化浓度为x mol·L-1,则
   A(g) + B(g) ?? C(g)+D(g)
起始浓度(mol·L-1) 0.04 0.16 0 0
转化浓度(mol·L-1) x x x x
平衡浓度(mol·L-1) 0.04-x 0.16-x x x
由=1.0,解得x=0.03_2??????A???è??_化率α(A)=×100%=80%;由于容器的容积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,化学平衡不移动。
(3)由于该反_??????????????????_气体体积不变的反应,容器中压强、气体的密度都始终不变,故a、b项错误;c(A)随反应的进行不再变化,故c可以说明反应已达到平衡状态;不论是否达到平衡状态,单位时间里生成C和D的物质的量都相等,故d项错误。
(4)反应“C(g)+D_(g)??????A_(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)??C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1 200 ℃时,C(g)+D(g)??A(g)+B(g)的平衡常数K==2.5。

_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_