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1、1化学平衡状态化学平衡状态【巩固练习巩固练习】 一、选择题 1可逆反应 N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说 明反应已达到平衡状态的是（ ） 。A3v正(N2)=v正(H2) Bv正(N2)=v逆(NH3)C2v正(H2)=3v逆(NH3) Dv正(N2)=3v逆(H2)2关于化学平衡常数的叙述中，正确的是（ ） 。A只与化学方程式本身和温度有关B只与反应的温度有关C与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响D只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数3X、Y、Z 三种气体，取 X 和 Y 按 11 的物质的量之比混
2、合，放入密闭容器中发生如下反应： X+2Y 2Z，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 转化率最接近于（ ） 。A33 B40 C50 D654一定温度下，对于可逆反应 N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)（正反应放热）的下列叙述，不能说明反应已达 化学平衡状态的是（ ） 。 A恒容容器内混合气体的密度不再变化 BNH3的生成速率与 H2的生成速率之比为 23C恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化 D单位时间内断裂a mol NN 键，同时断裂 6a mol NH 键5在一定条件下，测得反应 2CO2=2CO+O2，达到平衡时体系
3、的平均式量为 M，则在相同条件下，可以表示 CO2 分解率的计算式为（ ） 。A22M MB44 2M MC44M MD882M M6已知下列反应的平衡常数：H2 (g)+S (s) H2S (g) K1；S (s)+O2 (g) SO2 (g) K2，则反应 H2 (g)+SO2 (g) O2 (g)+H2S (g)的平衡常数是（ ） 。AK1+K2 BK1K2 CK1K2 D12K K7在一定温度下，容器内某一反应中 M、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述正确的是（ ） 。2A反应的化学方程式为：2M NBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率
4、Dt1时，N 的浓度是 M 的浓度的 2 倍8将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I (s) NH3 (g)+HI (g)；2HI (g)H2 (g)+I2 (g)达到平衡时，c (H2)=0.5 molL1，c (HI)=4 molL1，则此温度下反应的平衡常数 为（ ） 。A9 mol2L2 B16 mol2L2 C20 mol2L2 D25 mol2L29298 K 时，各反应的平衡常数如下： N2 (g)+O2 (g) 2NO (g) K=11030； 2H2 (g)+O2 (g) 2H2O (g) K=21081 (molL1)1； 2CO2 (g) 2
5、CO (g)+O2 (g) K=41092 molL1。 则常温下，NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是（ ） 。 A B C D无法判断10在 5 L 的密闭容器中充入 2 mol A 气体和 1 mol B 气体，存一定条件下发生反应：2A (g)+B (g) 2C (g)达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的5 6，则 A 的转化率为（ ） 。A67 B50 C25% D511下列方法中可以说明 2 HI (g) H2 (g)+I2 (g)已达到平衡的是（ ） 。单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI 一个 HH 键断裂的同时有两个
6、HI 键断裂 百分 组成w (HI)=w (I2) 反应速率v (H2)=v (I2)=0.5v (HI)时 c (HI)c (H2)c (I2)=211 时 温 度和体积一定时，容器内压强不再变化 温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再变化 条件一定，混 合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时， 混合气体的密度不再变化A B C D二、填空题 1在一个容积为 500 mL 的密闭容器中，充入 5 mol H2和 2 mol CO，在一定温度、压强下发生如下反应：2H2 (g)+CO (g) 催化剂 CH3OH (g)，经 5 s 后达到平
7、衡状态。若此时测得 CH3OH 蒸气的浓度为 2 mol/L。试求：（1）以 H2的浓度变化表示的该反应的速率。（2）达到平衡时 CO 的转化率。（3）该温度下的平衡常数 K。32在密闭容器中，将 0.020 molL1 CO 和 0.020 molL1 H2O (g)混合加热到 773 K 时，达到下列平衡 CO (g)+H2O (g) CO2 (g)+H2 (g)，K=9，求 CO 的转化率。3铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3 (s)+3CO (g) 2Fe (s)+3CO2 (g)该反应的平衡常数表
8、达式为 K=_。该温度下，在 2 L 盛有 Fe2O3粉末的密闭容器中通入 CO 气体，10 min 后，生成了单质铁 11.2 g。则 10 min 内 CO 的平均反应速率为_。（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：_，_。 （3）某些金属氧化物粉末和 Al 粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率（v）和温度（T）的 关系示意图中与铝热反应最接近的是_。4在 100时，将 0.10 mol 的四氧化二氮气体充入 1 L 抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内的物质进 行分析，得到如下表格，试填空：时间s020406080100 c (N2O4) / m
9、olL10.10c10.05c3ab c (NO2) / molL10.000.06c20.120.120.12（1）该反应的化学方程式为_，达到平衡时四氧化二氮的转化率为_；表中 c2_c3_a_b（填“” “”或“” ） 。（2）20 s 时四氧化二氮的浓度c1=_mol/L，在 020 s 内四氧化二氮的平均反应速率为 _mol（Ls） 。（3）若在相同情况下，最初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起 始浓度是_mol/L。5合成氨反应 N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)在某温度下达平衡时，各物质的浓度是c (N2)=3 molL1，c (H2
10、)=9 molL1，c (NH3)=4 molL1，求该温度时的平衡常数和 N2、H2的起始浓度。6将一定量的 SO2和含 0.7 mol 氧气的空气（忽略 CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 催化剂 加热 2SO3（正反应放热） 。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量 NaOH 溶液，气体体积减少了 21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收 O2，气体的体积又减少了 5.6 L（以 上气体体积均为标准状况下的体积） 。 （计算结果保留一位小数）请回答下列问题：（1）判断该反应达到平衡状态的标志是_。 （填字母序号） aS
11、O2和 SO3浓度相等 bSO2百分含量保持不变 c容器中气体的压强不变 dSO3的生成速率与 SO2的消耗速率相等4e容器中混合气体的密度保持不变（2）求该反应达到平衡时 SO2的转化率（用百分数表示） 。（3）若将平衡混合气体的 5通入过量的 BaCl2溶液生成沉淀多少克？【参考答案参考答案】 一、选择题 1C 【解析】反应进行时，用不同的物质表示速率，数值不同，可它们的比值是固定的。如用 N2、H2、NH3分别表示 同一正反应速率时，应有如下关系，v正(N2)v正(H2)v正(NH3)=132。如果化学反应达到平衡时，则v (正)=v (逆)。若用具体物质表示，则速率值应与计量数成比例，
12、且必须指明的是正、逆两个方向。即v正(H2) v逆(NH3)=32，v正(N2)v逆(NH3)=12，v正(N2)v逆(H2)=13。选项 A 只表示一个方向，选项 B、D 不符合 计量数关系。选项 C 符合要求。2A 【解析】大量实验证明，化学平衡常数决定于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓 度等其他外界条件没有任何关系。3D 【解析】由已知：X + 2Y 2Z起始： 1 1 0转化： a 2a 2a平衡： 1a 12a 2a根据题意有：233 22a a，1 3a ，Y 的转化率最接近 65%。4A 【解析】反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，体积不变，密度
13、恒不变。5D 【解析】设起始投入 CO2为 1 mol，CO2转化率为 x，则计算式为：2CO2 2CO + O2 起始量 1 0 0变化量 x x 2x平衡量 1x x 2x44g(1)mol2Mxxx ，则882MxM。6D 【解析】反应的平衡常数2 1 2(H S) (H )cKc，反应的平衡常数2 2 2(SO ) (O )cKc，反应的平衡常数221222(O )(H S) (H )(SO )ccKKccK。57D 【解析】分析本题图像可知，反应开始到时间t3时建立化学平衡。N 的变化为 8 mol2 mol=6 mol；M 的变化 为：5 mol2 mol=3 mol。因此反应方程
14、式应为 2N M 或 M 2N。t2时，M 和 N 的物质的量相等（反应 在同一容器中进行，也可理解为浓度相等） ，但正、逆反应速率并不相等，因为从图中可以看出，反应并未达到 平衡。t3时，已达到平衡，此时的正、逆反应速率相等。t1时，N 和 M 的物质的量分别为 6 mol 和 3 mol，故 N 的浓度是 M 的 2 倍。8C 【解析】根据反应：2HI (g) H2 (g)+I2 (g)消耗的c (HI)=2c (H2)=1 molL1，再结合反应：NH4I (s) NH3 (g)+HI (g)知：c (NH3)=c (HI)=1 molL1+4 molL1=5 molL1。因此该温度下，
15、反应的 平衡常数：K=c (NH3)c (HI)=5 molL14 molL1=20 mol2L2。9A 【解析】要判断 NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数，然后 比较大小即可。由计算可知： 2NO (g) N2 (g)+O2 (g) K=11030； 2H2O (g) 2H2 (g)+O2 (g) K=51082 molL1； 2CO2 (g) 2CO (g)+O2 (g) K=41092 molL1； 平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即 NO 分解放氧的倾向最大。10B 【解析】根据阿伏加德罗定律的推论，同温同体积时，气体压强之
16、比等于物质的量之比，平衡时气体的物质的量为5(2 1)mol2.5mol6。解法一：设达到平衡时，B 反应了x mol，根据2A (g) + B (g) 2C (g) 反应前 2 1 0 变化量 2x x 2x 平衡时 22x 1x 2x 则(22x)+(1x)+2x=2.5，x=0.5， 2 0.5(A)100%50%2。解法二：根据反应的差量关系计算。 由：2A (g) + B (g) 2C (g) n2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 分析可知，反应前后气体物质的量的差量等于反应掉的 B 的物质的量。 n (B)=n=(2+1) mol2.5 mol=0.5 mol， n (
17、A)=2n (B)=1 mol，求得(A)=50%。11C 【解析】可逆反应是否达到平衡状态主要考虑以下几个方面： （1）微观标志：v (正)=v (逆)0。具体表现在： 同一种物质的生成速率等于消耗速率。 在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 化学方程式两边的不同物质生成速率或消耗速率之比等于化学计量数之比。6（2）宏观标志：各组分的浓度保持一定。具体表现在： 各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变。 各气体组成的体积分数不随时间的改变而改变。 各组分的物质的量之比、分子个数之比保持不变。二、填空题 1 （1）0.8 molL1s1 （2）50% （3）0
18、.028 mol2L2【解析】开始时1 25mol(H )10mol L0.5Lc，12mol(CO)4mol L0.5Lc2H2 (g) + CO (g) CH3OH (g) 开始浓度 10 molL1 4 molL1 0 变化浓度 4 molL1 2 molL1 2 molL1 平衡浓度 6 molL1 2 molL1 2 molL1（1）1 11 24mol L(H )0.8mol Ls5sv ；（2）CO 的转化率为2 mol100%50%4 mol；（3）1 22 1 212mol L0.028molL(6mol L )2mol LK 。275% 【解析】设转化的 CO 的浓度为x
19、molL1，由题意知CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) 起始浓度(molL1) 0.020 0.020 0 0 转化浓度(molL1) x x x x 平衡浓度(molL1) 0.020x 0.020x x x则2 22 2 2(CO )(H )9(CO)(H O)(0.020)ccxKccx，解得x=0.015，故转化率110.015mol L(CO)100%75%0.020mol L。3 （1）3 2 3(CO ) (CO)c c0.015 mol / (Lmin)（2）CO（或 CO2）的生成速率与消耗速率相等 CO（或 CO2）的质量不再改变 （3）b
20、【解析】由于固态物质的浓度恒定，故该反应的平衡常数K=c3 (CO2) / c3 (CO)，结合题中反应及生成 11.2 g Fe，可以算出参与反应的 CO 为 0.3 mol，故v (CO)=0.3 mol / (2L10 min)=0.015 mol / (Lmin)。 反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，且混合物中各组分浓度、质量等均恒定。由于铝热反应可以放出 大量的热，短时间内可以加快化学反应速率，故图像 b 比较接近。74 （1）N2O4 2NO2 60% （2）0.07 0.0015 （3）0.20 【解析】 （1）根据方程式：N2O4 2NO2，则 1 mol N2O4分解，
21、产生 2 mol NO2；平衡时，c (NO2)为 0.12 mol / L，则发生分解的 N2O4为 0.06 mol，其转化率为 60%。由表中数据可知，c2=0.10 molL1，c3、a、b为平衡时的量，浓度保持不变。 （2）20 s 时产生 0.06 mol / L NO2时，分解的 N2O4为 0.03 mol / L，故 20 s 时，c1=0.1 mol / L0.03 mol / L=0.07 mol / L，240.03mol / L(N O )0.0015mol/(L s)20sv。（3）若从 NO2开始，即相当于从逆方向开始，0.1 mol 的 N2O4即相当于 0.2
22、 mol 的 NO2。5该温度下K=7.32103，起始时c (N2)=5 molL1，c (H2)=15 molL1。 【解析】由题意知：由平衡时各物质的浓度可求出该温度时的平衡常数，再根据合成氨反应方程式和反应 起始浓度可求出 N2、H2的起始浓度。N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) c起始(molL1) x y 0 c转化(molL1) a 3a 2a c平衡(molL1) 3 9 4即22 33 33 22(NH )47.32 10(N )(H )3 9cKcc，由题意得24 3 39a xa ya ，解得a=2，x=5，y=15。6 （1）b、c（2）消耗 O2的物质的量：15.6L0.7mol0.45mol22.4L mol，生成 SO3的物质的量：0.45 mol2=0.9 mol， SO2和 SO3的物质的量：0.95 mol。SO2的转化率：0.9 mol100%94.7%0.95 mol。（3）在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会存在。因此 BaSO4的质量为 0.9 mol0.05 mol233 gmol1=10.5 g。