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1、考点规范练 20 化学平衡状态 化学平衡常数(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.I2在 KI 溶液中存在平衡 I2(aq)+I-(aq)(aq),某 I2、KI 混合溶液中,c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态),下列说法不正确的是()A.反应 I2(aq)+I-(aq)(aq)Hv(逆)D.温度为T1 时,向该平衡体系中加入 KI 固体,平衡正向移动 2.只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述正确的是()A.K值有变化,平衡一定移动 B.平衡向正反应方向移动时
2、,K值一定增大 C.K值不变,平衡不可能移动 D.相同条件下,同一个反应其化学方程式的计量数增大到原来的 2 倍,K值也增大到原来的 2 倍 3.已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其他条件不变,平衡时c(CO2)与温度t的关系如图所示。下列说法错误的是()A.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)较小 B.在t2时,D点的反应速率:v(逆)v(正)C.反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的 H0 D.若t1、t2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1K2 4.PCl3和 PCl5都是重要的化工原料。将 PCl3(g)和 Cl2(
3、g)充入容积为 2 L 密闭容器中,在一定条件下发生反应 PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g),并于 10 min时达到平衡。有关数据如下:PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始浓度/(molL-1)2.0 1.0 0 平衡浓度/(molL-1)c1 c2 0.4 下列判断不正确的是()A.10 min 内,v(Cl2)=0.04 molL-1min-1 B.升高温度(T1T2),反应的平衡常数减小,平衡时 PCl3的物质的量变化1 C.当容器中 Cl2为 1.2 mol 时,反应达到平衡 D.平衡后移走 2.0 mol PCl3和 1.0 mol Cl2,相同条件下再达平衡时,c
4、(PCl5)0)。5 min 后达平衡,测得容器中n(C)=0.8 mol。则下列说法正确的是()A.使用催化剂或缩小容器体积,该平衡均不会移动 B.3v(A)=2v(C)=0.16 molL-1min-1 C.升高温度,该平衡正向速率减小,故平衡逆向移动 D.该可逆反应达平衡后,放出a kJ 的热能(假设化学能全转化为热能)8.氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛。两个常见的固氮反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度的关系如图所示:N2+3H22NH3和N2+O22NO 根据图中的数据判断下列说法正确的是()A.反应和均为放热反应 B.升高温度,反应的反应速率减小 C.
5、在标准状况下,利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大 D.在 1 000 时,反应和反应体系中 N2的浓度一定相等 9.以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)Ht1)所示。反应时间/min n(SiF4)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 2.40 t1 0.80 a t2 b 1.60 通过a或b的值及化学平衡原理说明t1 min 时反应是否达到化学平衡状态:。(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大,该反应 (填序号)。a.一定向正反应方向移动 b.一定向逆反应方向移动 c.一定是减小压强造成的 d
6、.一定是升高温度造成的 e.SiF4的平衡转化率一定增大 12.(16 分)研究氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)K1 H0 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2 Hv(逆),C项正确;增大c(I-),平衡正向移动,D 项正确。2.A K值是温度的函数,K值变化,说明温度发生了改变,则平衡一定发生移动,A 项正确;若在其他条件不变时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,有利于反应正向进行,平衡向右移动,但K值只与温度有关,故K值不变,B 项错误;增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,有利于正反应的进行,
7、若体系温度不变,则K值不变,但平衡发生移动,C 项错误;相同条件下,同一个反应,其化学方程式的计量数增大到原来的 2 倍,K值应变为原数值的平方,D 项错误。3.A 由图可知题给反应正反应吸热,C 项正确;升高温度平衡正向移动,CO浓度减小,所以A点 CO浓度大,A 项错误;由于t2时反应进行到状态D,c(CO2)高于平衡浓度,所以反应向逆反应方向进行,则一定有v(正)v(逆),B项正确;由于正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,故K1K2,D 项正确。4.B 10 min内,PCl5的浓度变化量为 0.4 molL-1,故 Cl2的浓度变化量为 0.4 molL-
8、1,所以v(Cl2)=0.04 molL-1min-1,A 项正确;升高温度(T1T2),反应的平衡常数减小,说明正反应为放热反应,高温不利于反应向正反应方向移动,PCl3的物质的量变化较小,比值大于 1,B项错误;平衡时Cl2的浓度为 0.6 molL-1,体积为 2 L,故 Cl2为 1.2 mol,C项正确;平衡后移走 2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2,压强减小,平衡逆向移动,相同条件下再达平衡时,c(PCl5)0.2 molL-1,D 项正确。5.D 因为该反应是可逆反应,且反应速率极慢,在有限的时间内反应不能达到平衡,A 项错误;由题干知 570 K时反应速率极慢,故
9、可推断出升高温度对化学反应速率的影响不大,B 项错误;因平衡常数已经较大,增大压强虽然平衡正向移动,但对设备要求更高,故 C 项错误;高效催化剂可提高反应速率,解决反应极慢的问题,有利于尾气的转化,故 D 项正确。6.C 该反应可实现燃煤烟气中硫的回收,根据原子守恒可知 Y 为 S,X为 CO2,A 项正确;前 1 s 内v(SO2)=0.50 molL-1s-1,速率之比等于其化学计量数之比,则v(X)=2v(SO2)=1.00 molL-1s-1,B 项正确;SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l),反应中 S 的化合价降低,被还原,SO2是氧化剂,体现了氧化性,C 项错误;3
10、s时处于平衡状态,根据SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l),平衡时c(CO2)=2.00 molL-1,反应的平衡常数K=3.331036,D 项正确。7.A 由于该反应反应前后容积不变,缩小容器容积平衡不移动,使用催化剂平衡也不会移动,A 项正确;各物质的化学反应速率之比等于其相应的化学计量数之比,应该是 2v(A)=3v(C)=0.24 molL-1min-1,B 项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,正反应为放热反应,故平衡逆向移动,C 项错误;由于该反应为可逆反应,2 mol A和 1 mol B不可能完全反应,放出的热能小于a kJ,D项错误。8.C 反应的K值随温度
11、升高而减小,反应是放热反应,反应的K值随温度升高而增大,反应是吸热反应,A 项错误;升高温度,两个反应的反应速率都增大,B 项错误;在标准状况下,反应K1010,反应K10-30,相差很大,故利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大,C 项正确;在 1 000 时,反应、反应的K值相等,即,而体系中 N2的浓度不一定相等,D 项错误。9.C 从图像可知,温度越高氢气的含量越高,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,温度升高平衡常数减小,则平衡常数A点大于B点,A 项错误;B点只能说明该温度下,CO2和 H2O 的浓度相等,不能说明v正(CO2)=v逆(H2O),B项错误;从图像可知,A点 H2和
12、 H2O 的物质的量百分数相等,故物质的量相等,C 项正确;其他条件恒定,充入更多 H2,反应物浓度增大,正反应速率增大,v(CO2)也增大,D 项错误。10.A 由图甲分析可知,根据变化的量等于化学方程式的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为 2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)。该反应前后体积不变,若改变压强,平衡不会发生移动,故t2时刻不可能是增大压强,A 项错误;平衡常数K只与温度有关,平衡状态和的温度相同,故K相等,B 项正确;平衡状态、和中,状态向正向反应进行最彻底,F 的浓度最大,C 项正确;根据方程式知,反应前后气体体积不变,故不可能是压强的变化,t4时刻速率减小,
13、且变化的点不连续,因此是降低温度的结果,D 项正确。11.答案(1)bcd(2)a=1.60(或b=0.80),说明在一定条件下,t1t2 min时各组分的浓度(或物质的量)均不再发生改变,则t1 min时反应已经达到化学平衡状态(3)ade 解析(1)v消耗(SiF4)和v生成(HF)都表示正反应速率,不能根据二者判断反应是否达到平衡状态。(2)0t1 min,反应消耗的 SiF4为 0.40 mol,根据已知反应可确定消耗的 H2O 为 0.80 mol,故a=1.60;t2 min时,H2O 仍为 1.60 mol,故b=0.80。由此可判断t1 min时该反应已经达到化学平衡状态。(3
14、)若只改变一个条件使反应的化学平衡常数变大,即K=变大,该反应一定向正反应方向移动,K随温度变化而变化,正反应为吸热反应,平衡向正反应方向移动,则应升高温度,SiF4的平衡转化率一定增大。12.答案(1)(2)反应为放热反应且反应容器为绝热容器,随着反应的进行,体系的温度升高,故再次达平衡时的转化率会降低(3)AD(4)100%解析(1)反应 4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由 2-得到,则K=/K2。(2)根据反应2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)H0,因该反应为放热反应且反应容器为绝热容器,所以随着反应的进行,体系
15、的温度升高,故再次达到平衡时的转化率会降低。(3)根据反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)H0,在恒温、恒容条件下进行。容器的容积不变,但气体的物质的量发生变化,因此压强不再变化,能判断反应达到平衡状态,A 正确;平衡时各物质物质的量之间没有必然联系,n(ClNO)=n(NO)不能判断反应达到平衡状态,B 错误;容器的容积和气体的质量均不变,因此混合气体密度始终不变,不能判断反应达到平衡状态,C 错误;v正(NO)=v逆(ClNO)能判断反应达到平衡状态,D 正确。(4)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)起始(mol)x 1 0 反应(mol)2a a 2a 平衡(mol)x
16、-2a 1-a 2a 平衡混合物中 ClNO的体积分数等于物质的量分数,即 y=100%。13.答案(1)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4 kJmol-1 (2)K=67.6%或 0.676 或 0.68 p1p2p3(3)H2+C-2e-H2O+CO2 O2(或空气)和 CO2 解析(1)已知反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1;反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+90.6 kJmol-1;由 CO 的燃烧热为 283.0 kJmol-1可知:CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-
17、283.0 kJmol-1。由盖斯定律,+得反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.4 kJmol-1;1 mol甲醇在反应、中产生氢气的物质的量分别为 3 mol、2 mol、2 mol,产生 H2最多的是反应。(2)反应甲醇水蒸气重整制氢:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H1=+49.4 kJmol-1的平衡常数表达式为K=。CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)起始/mol 1 1 0 0 反应/mol 0.82 0.82 0.82 30.82 平衡/mol 0.18 0.18 0.82 2.46 反应达平衡时 H2的体积分数为 100%=67.6%。由反应方程式 CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)可知,相同温度时,减小压强,平衡正向移动,CH3OH 转化率增大。由图像可以看出,温度一定,从p3到p1,CH3OH 转化率增大,故压强由小到大的顺序是p1p2p3。(3)燃料电池中通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,负极是 H2作还原剂,电极反应式为 H2+C-2e-H2O+CO2,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为O2+2CO2-4e-2C,故正极要不断通入 O2(或空气)和 CO2。