2011年高二化学同步测试：2.2.1化学平衡常数平衡转化率（鲁科版选修4）
文档属性
| 名称 | 2011年高二化学同步测试：2.2.1化学平衡常数平衡转化率（鲁科版选修4） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 29.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-21 22:49:24 | ||
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文档简介
第2章 第2节 第1课时
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应不是可逆反应
解析： 分析可逆反应这个概念时一定要注意两个关键点：“同一条件”和“同时”。
答案： C
2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)??2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度有可能的是( )
①X2为0.2 mol·L－1 ②Y2为0.1 mol·L－1 ③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析： 对于一个可逆反应而言，不管反应进行到什么程度，其正逆反应始终同时存在，也就是说：在可逆反应中，反应物不可能百分之百地转化为生成物，平衡时不可能出现某物质浓度为零的情况。对于A，X2为0.2 mol·L－1，就意味着Z2全部转化为X2和Y2了，显然不成立，①错；同理；④错；正确的为②③。
答案： B
3．反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)在800 ℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值会发生变化的是( )
A．将体积减小至原来的一半 B．将反应温度升高至1 000 ℃
C．加入催化剂 D．增大水蒸气的浓度
解析： 对于一个特定的化学反应来讲，其平衡常数只与温度有关。
答案： B
4．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)??2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026 L·mol－1。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( )
A．①＞② B．①＜②
C．①＝② D．不能确定
解析： 平衡常数越大，说明反应进行越彻底，题中反应①K很小，进行的程度很小；反应②K值很大，进行的程度很大，故选B。
答案： B
5．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)??NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应( )
A．已达平衡状态 B．未达平衡状态，反应正向进行
C．未达平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定
解析： Q＝＝1，Q>K，故反应未达平衡，向逆反应方向进行。
答案： C
6．反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K1；反应HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)( )
A．K1＝2K2 B．K1＝K22
C．K1＝ D．K1＝
解析： K1＝，K2＝
所以K1＝。
答案： C
7．(2011·铜川高二质检)1 000 K时反应C(s)＋2H2(g)??CH4(g)的K＝8.28×107(mol·L－1)－1，当各气体物质的量浓度分别为H2：0.7 mol·L－1，CH4：0.2 mol·L－1时，上述反应( )
A．正向进行 B．逆向进行
C．达到平衡 D．不一定
解析： Qc＝＝1.43 L·mol－1答案： A
8．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，[H2]＝0.5 mol·L－1，[HI]＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析： 反应的先后顺序为先①后②，由②知[H2]＝[I2]＝0.5 mol/L，则反应②分解的[HI]＝1.0 mol/L，由①知[NH3]＝[HI]总＝1.0 mol/L＋4 mol/L＝5 mol/L，则反应①的化学平衡常数为K＝[NH3]·[HI]＝5 mol/L·4 mol/L＝20(mol/L)2。
答案： C
9．一定温度下，在一密闭容器中，充入一定量的H2(g)和I2(g)发生如下反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，并达到平衡状态，此时H2的转化率x%，向平衡混合体系中充入一定量的I2(g)，重新达到平衡后H2的转化率将( )
A．增大 B．减小
C．不变 D．无法确定
解析： 达到平衡时，浓度商与平衡常数相等，当再充入一定量的I2(g)时，Q小于K，反应又正向进行直到平衡，转化的H2的量增加，转化率增大。
答案： A
10．在容积为1 L的密闭容器中，将CO和水蒸气的混合气体加热到800 ℃时，有下列平衡CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，且K＝1，若用2 mol CO和10 mol H2O(g)相互混合并加热到800 ℃，则CO的转化率为( )
A．16.7% B．50%
C．66.7% D．83.3%
解析： 在一定温度下，K是定值。
CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
起始浓度(mol·L－1) 2 10 0 0
转化浓度(mol·L－1) a a a a
平衡浓度(mol·L－1) 2－a 10－a a a
则K＝＝＝1 a＝
故CO的转化率为×100%＝×100%＝83.3%
答案： D
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(9分)下列反应在210 ℃达到平衡；
PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1>0 K1＝1 mol·L－1①
CO(g)＋Cl2(g)??COCl2(g) ΔH2<0 K2＝5×104 (mol·L－1)－1②
COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH3>0 K3＝？③
(1)根据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是( )
A．[PCl5]＝[PCl3]＝[Cl2]＝1
B．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2]＝1
C．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2]
(2)反应②和反应③的平衡常数K表达式______(填“相同”或“不同”)，K3＝________。
(3)降低Cl2浓度，反应③的平衡常数K3值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)要使反应①和反应②的K值相等，应采取的措施是( )
A．反应①、反应②同时升高温度
B．反应①、反应②同时降低温度
C．反应①降低温度，反应②维持210 ℃
解析： (1)反应①K1＝＝1，
故[PCl3]·[Cl2]＝[PCl5]，但不一定均等于1，故选C。
(2)反应②③互为可逆反应，所以K2与K3不同，K3＝＝2×10－5 mol·L－1
(3)平衡常数只随温度变化而变化，故Cl2浓度变，K3不变。
(4)对于吸热反应，升温，K值增大，放热反应，升温，K值减小，故选A。
答案： (1)C (2)不同 2×10－5 mol·L－1 (3)不变 (4)A
12．(10分)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(α)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“>”、“<”或“＝”)。
解析： (1)由题意知，当容器中总压强为0.10 MPa时，SO2的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时[SO2]＝＝0.040 mol·L－1，[O2]＝＝0.020 mol·L－1，[SO3]＝＝0.16 mol·L－1。根据平衡常数的计算式：K＝(0.16 mol·L－1)2/[(0.040 mol·L－1)2×0.020 mol·L－1]＝800 mol－1·L。
(2)只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强改变，温度未发生变化，故K(A)＝K(B)。
答案： (1)800 mol－1·L (2)＝
13．(16分)已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：[M]＝1 mol·L－1，[N]＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：[M]＝4 mol·L－1，[N]＝a mol·L－1；达到平衡后，[P]＝2 mol·L－1，a＝________。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：[M]＝[N]＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
解析： (1)由方程式知反应消耗的N与M物质的量相等，则N的转化率为：＝25%。
(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，平衡常数增大，则M的转化率增大。
(3)若反应温度不变，则平衡常数不变。
K＝＝＝，
解得a＝6
(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x，则
K＝＝，则＝，
解得x＝41%。
答案： (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%
14．(15分)一定条件下向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2??N2O4。反应中测得相关数据如下表所示：
反应时间/min 0 10 20 30 40 50
气体相对分子质量 46 57 64 69 69 69
(1)此条件下该反应的化学平衡常数Kc＝________。
(2)在50 min末，向容器中加入 mol NO2，若要保持平衡不发生移动，则应加入N2O4________mol。
(3)若保持容器体积不发生变化，升高温度，则可得如图图像，据此判断该反应ΔH________0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)若在体积不变的情况下，再充入1 mol NO2，则达到新平衡时转化率α＝________。
解析： (1)由表中数据可知，反应在30 min时达到平衡状态，此时混合气体的平均相对分子质量＝69。
设转化生成的N2O4为x mol，则
2NO2??N2O4
初/mol 1 0
变/mol 2x x
平/mol 1－2x x
＝＝＝69 g·mol－1
解得x＝
则平衡时[N2O4]＝[NO2]＝＝ mol·L－1
Kc＝＝＝60 mol－1·L
(2)若保持平衡不发生移动，则浓度商Qc应等于Kc，设加入N2O4的物质的量为a
则Qc＝＝60 mol－1·L
a＝ mol
(3)由图象可知，温度升高，平衡常数减小，联系温度与平衡常数的关系可知，正反应为放热反应，即ΔH<0。
(4)若再充入1 mol NO2，设达到新平衡时转化率为α，则
2NO2??N2O4
初/mol 2 0
变/mol 2α α
平/mol 2－2α α
平衡时两气体的浓度分别为[NO2]＝
[N2O4]＝，温度不变，K值不变，即K＝＝＝60 mol－1·L
α＝75%
答案： (1)60 mol－1·L (2) (3)小于 (4)75%
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1．下列对可逆反应的认识正确的是( )
A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应不是可逆反应
解析： 分析可逆反应这个概念时一定要注意两个关键点：“同一条件”和“同时”。
答案： C
2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)??2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度有可能的是( )
①X2为0.2 mol·L－1 ②Y2为0.1 mol·L－1 ③Z2为0.3 mol·L－1 ④Y2为0.6 mol·L－1
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析： 对于一个可逆反应而言，不管反应进行到什么程度，其正逆反应始终同时存在，也就是说：在可逆反应中，反应物不可能百分之百地转化为生成物，平衡时不可能出现某物质浓度为零的情况。对于A，X2为0.2 mol·L－1，就意味着Z2全部转化为X2和Y2了，显然不成立，①错；同理；④错；正确的为②③。
答案： B
3．反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)在800 ℃达到平衡时，分别改变下列条件，K值会发生变化的是( )
A．将体积减小至原来的一半 B．将反应温度升高至1 000 ℃
C．加入催化剂 D．增大水蒸气的浓度
解析： 对于一个特定的化学反应来讲，其平衡常数只与温度有关。
答案： B
4．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)??2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026 L·mol－1。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( )
A．①＞② B．①＜②
C．①＝② D．不能确定
解析： 平衡常数越大，说明反应进行越彻底，题中反应①K很小，进行的程度很小；反应②K值很大，进行的程度很大，故选B。
答案： B
5．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)??NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应( )
A．已达平衡状态 B．未达平衡状态，反应正向进行
C．未达平衡状态，反应逆向进行 D．无法确定
解析： Q＝＝1，Q>K，故反应未达平衡，向逆反应方向进行。
答案： C
6．反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K1；反应HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)( )
A．K1＝2K2 B．K1＝K22
C．K1＝ D．K1＝
解析： K1＝，K2＝
所以K1＝。
答案： C
7．(2011·铜川高二质检)1 000 K时反应C(s)＋2H2(g)??CH4(g)的K＝8.28×107(mol·L－1)－1，当各气体物质的量浓度分别为H2：0.7 mol·L－1，CH4：0.2 mol·L－1时，上述反应( )
A．正向进行 B．逆向进行
C．达到平衡 D．不一定
解析： Qc＝＝1.43 L·mol－1
8．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，[H2]＝0.5 mol·L－1，[HI]＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为( )
A．9 B．16
C．20 D．25
解析： 反应的先后顺序为先①后②，由②知[H2]＝[I2]＝0.5 mol/L，则反应②分解的[HI]＝1.0 mol/L，由①知[NH3]＝[HI]总＝1.0 mol/L＋4 mol/L＝5 mol/L，则反应①的化学平衡常数为K＝[NH3]·[HI]＝5 mol/L·4 mol/L＝20(mol/L)2。
答案： C
9．一定温度下，在一密闭容器中，充入一定量的H2(g)和I2(g)发生如下反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，并达到平衡状态，此时H2的转化率x%，向平衡混合体系中充入一定量的I2(g)，重新达到平衡后H2的转化率将( )
A．增大 B．减小
C．不变 D．无法确定
解析： 达到平衡时，浓度商与平衡常数相等，当再充入一定量的I2(g)时，Q小于K，反应又正向进行直到平衡，转化的H2的量增加，转化率增大。
答案： A
10．在容积为1 L的密闭容器中，将CO和水蒸气的混合气体加热到800 ℃时，有下列平衡CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，且K＝1，若用2 mol CO和10 mol H2O(g)相互混合并加热到800 ℃，则CO的转化率为( )
A．16.7% B．50%
C．66.7% D．83.3%
解析： 在一定温度下，K是定值。
CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
起始浓度(mol·L－1) 2 10 0 0
转化浓度(mol·L－1) a a a a
平衡浓度(mol·L－1) 2－a 10－a a a
则K＝＝＝1 a＝
故CO的转化率为×100%＝×100%＝83.3%
答案： D
二、非选择题(本题包括4小题，共50分)
11．(9分)下列反应在210 ℃达到平衡；
PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1>0 K1＝1 mol·L－1①
CO(g)＋Cl2(g)??COCl2(g) ΔH2<0 K2＝5×104 (mol·L－1)－1②
COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH3>0 K3＝？③
(1)根据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是( )
A．[PCl5]＝[PCl3]＝[Cl2]＝1
B．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2]＝1
C．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2]
(2)反应②和反应③的平衡常数K表达式______(填“相同”或“不同”)，K3＝________。
(3)降低Cl2浓度，反应③的平衡常数K3值将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)要使反应①和反应②的K值相等，应采取的措施是( )
A．反应①、反应②同时升高温度
B．反应①、反应②同时降低温度
C．反应①降低温度，反应②维持210 ℃
解析： (1)反应①K1＝＝1，
故[PCl3]·[Cl2]＝[PCl5]，但不一定均等于1，故选C。
(2)反应②③互为可逆反应，所以K2与K3不同，K3＝＝2×10－5 mol·L－1
(3)平衡常数只随温度变化而变化，故Cl2浓度变，K3不变。
(4)对于吸热反应，升温，K值增大，放热反应，升温，K值减小，故选A。
答案： (1)C (2)不同 2×10－5 mol·L－1 (3)不变 (4)A
12．(10分)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(α)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“>”、“<”或“＝”)。
解析： (1)由题意知，当容器中总压强为0.10 MPa时，SO2的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时[SO2]＝＝0.040 mol·L－1，[O2]＝＝0.020 mol·L－1，[SO3]＝＝0.16 mol·L－1。根据平衡常数的计算式：K＝(0.16 mol·L－1)2/[(0.040 mol·L－1)2×0.020 mol·L－1]＝800 mol－1·L。
(2)只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强改变，温度未发生变化，故K(A)＝K(B)。
答案： (1)800 mol－1·L (2)＝
13．(16分)已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：[M]＝1 mol·L－1，[N]＝2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：[M]＝4 mol·L－1，[N]＝a mol·L－1；达到平衡后，[P]＝2 mol·L－1，a＝________。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：[M]＝[N]＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
解析： (1)由方程式知反应消耗的N与M物质的量相等，则N的转化率为：＝25%。
(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，平衡常数增大，则M的转化率增大。
(3)若反应温度不变，则平衡常数不变。
K＝＝＝，
解得a＝6
(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x，则
K＝＝，则＝，
解得x＝41%。
答案： (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%
14．(15分)一定条件下向容积为20 L的密闭容器中充入1 mol NO2气体，发生反应2NO2??N2O4。反应中测得相关数据如下表所示：
反应时间/min 0 10 20 30 40 50
气体相对分子质量 46 57 64 69 69 69
(1)此条件下该反应的化学平衡常数Kc＝________。
(2)在50 min末，向容器中加入 mol NO2，若要保持平衡不发生移动，则应加入N2O4________mol。
(3)若保持容器体积不发生变化，升高温度，则可得如图图像，据此判断该反应ΔH________0(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)若在体积不变的情况下，再充入1 mol NO2，则达到新平衡时转化率α＝________。
解析： (1)由表中数据可知，反应在30 min时达到平衡状态，此时混合气体的平均相对分子质量＝69。
设转化生成的N2O4为x mol，则
2NO2??N2O4
初/mol 1 0
变/mol 2x x
平/mol 1－2x x
＝＝＝69 g·mol－1
解得x＝
则平衡时[N2O4]＝[NO2]＝＝ mol·L－1
Kc＝＝＝60 mol－1·L
(2)若保持平衡不发生移动，则浓度商Qc应等于Kc，设加入N2O4的物质的量为a
则Qc＝＝60 mol－1·L
a＝ mol
(3)由图象可知，温度升高，平衡常数减小，联系温度与平衡常数的关系可知，正反应为放热反应，即ΔH<0。
(4)若再充入1 mol NO2，设达到新平衡时转化率为α，则
2NO2??N2O4
初/mol 2 0
变/mol 2α α
平/mol 2－2α α
平衡时两气体的浓度分别为[NO2]＝
[N2O4]＝，温度不变，K值不变，即K＝＝＝60 mol－1·L
α＝75%
答案： (1)60 mol－1·L (2) (3)小于 (4)75%