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1、1 化学平衡状态化学平衡常数一、选择题(本题共 10 个小题，每小题5 分，共 50 分)1下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是()A开启啤酒后，瓶中马上泛起大量泡沫B钢铁在潮湿的空气中容易生锈C实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气D工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率解析：钢铁生锈是发生了电化学腐蚀，与勒夏特列原理无关，A中 CO2H2OH2CO3，减压后平衡逆移，产生大量CO2；C中 Cl2 H2OHClHClO，饱和食盐水中含有大量Cl，故平衡逆移，减小Cl2的溶解；D中增大 O2的量，提高SO2的转化率。答案：B 2(2013铁力模拟)在 5 L的密闭容器中，
2、一定条件下发生化学反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。起始反应时NO和 CO各为 3 mol，保 持密闭容器体积不变，10秒钟达到化学平衡，测得N2为 1 mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是()A达到平衡后，若将容器体积压缩为2 L，则正反应速率将增大，逆反应速率将减小B反应前5 秒钟内，用CO表示的平均反应速率为0.04 mol L1s1C当v正(CO)2v逆(N2)时，该反应中NO的物质的量不再改变D保持压强不变，往容器中充入1 mol He，正、逆反应速率都不改变解析：达到平衡后，若将容器体积压缩，则正反应速率和逆反应速率均增大，A项错。10 s 内，v(N2
3、)151100.02(mol L1s1)，v(NO)0.04 mol L 1s 1，所以 5 s 内的速率大于0.04 mol L1s 1，B项错。由方程式知，v正(CO)2v正(N2)，结合 C项中的关系，可说明v正(N2)v逆(N2)，即为平衡状态，C项正确。保持压强不变，充入He，体积增大，则正反应速率和逆反应速率均减小，D项错。答案：C 3某温度下，在一个2 L 的密闭容器中，加入4 mol A和 2 mol B进行如下反应：3A(g)2B(g)4C(s)2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列说法正确的是()A该反应的化学平衡常数表达式是Kc4(C)c2
4、(D)c3(A)c2(B)B此时，B的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，化学平衡常数增大D增加 B，B的平衡转化率增大解析：化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体，而物质C是固体，A错误；根2 据化学方程式可知，平衡时减少的B的物质的量是1.6 mol 0.5 0.8 mol，所以 B的转化率为 40%，B正确；增大压强时平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，C 错误；增加B后平衡右移，A的转化率增大，而B的转化率减小，D错误。答案：B 4实验室用4 mol SO2与 2 mol O2进行下列反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H 196.64 kJ/mol，当放出314.624
5、 kJ热量时，SO2的转化率为()A40%B 50%C80%D 90%5对可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述中正确的是()A达到化学平衡时4v正(O2)5v逆(NO)B若单位时间内生成x mol NO 的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增大容器的体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D化学反应速率的关系是2v正(NH3)3v正(H2O)解析：由 4v正(O2)5v逆(NO)可得15v正(O2)14v逆(NO)，而14v逆(NO)15v逆(O2)，即v正(O2)v逆(O2)，正、逆反应速率相等，A正确；B 项都表示正反应速率
6、，错误；C 项，若增大容器体积，正、逆反应速率都减小，错误。D项应为 3v(NH3)2v(H2O)。答案：A 6在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，不能说明反应A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡状态的是()A混合气体的压强B混合气体的密度CB的物质的量浓度D气体的平均相对分子质量解析：解答该题，首先明确：反应条件定温定容，反应特点A为固体，气体体积不变。气体的体积不变，则反应过程中压强始终不变，A不能说明；气体的密度mV，气体的相对分子质量Mrmn，V、n不变，反应未达到平衡时气体的m发生变化，、Mr随之发生变化，平衡时m不变，、Mr不变，B、D能说明；C项属于
7、根本标志，能说明。3 答案：A 7某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是()A该反应为吸热反应B当反应达到平衡时，降低温度，A的转化率减小C升高温度平衡常数K增大；压强增大，平衡向正反应方向移动D加入催化剂，反应速率增大，E1减小，E2减小，反应热不变解析：由图中的信息可知反应后能量降低，故为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，A的转化率提高，升高温度，平衡向逆反应方向移动，K减小，故 A、B、C项错误；加入催化剂，可以降低反应的活化能，故D项正确。答案：D 8(2013临川模拟)对于反应N2O4(g)2NO2(g)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数(NO2)随
8、压强的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应压强下的平衡点)，下列说法正确的是()AA、C两点的正反应速率的关系为ACBA、B、C、D、E各状态中，v(正)v(逆)的是状态EC维持p1不变，EA所需时间为x；维持p2不变，DC所需时间为y，则xyD使E状态从水平方向到达C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选用的条件是从p1突然加压至p2，再由p2无限缓慢降压至p1解析：A、C两点正反应速率应相等，A项错；五点中v(正)v(逆)的是状态D，B项错；因为p2p1，故所需时间xy，C项错。答案：D 9已知某化学反应的平衡常数表达式为Kc(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，在不
9、同的温度下该反应的4 平衡常数如表所示：t700 800 830 1 000 1 200 K1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是()A该反应的化学方程式是：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)B上述反应的正反应是放热反应C如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和 H2各 1 mol，5 min 后温度升高到830，此时测得CO2为 0.4 mol时，该反应达到平衡状态D某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：c(CO2)3c(CO)c(H2O)5c(H2)解析：根据平衡常数的表达式可知A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应
10、是放热反应，B项正确；利用化学反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式得值不等于该温度时的平衡常数，可知该反应没有达到平衡，C 项不正确；将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数Kc(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)35，所以D项正确。答案：C 10一定条件下，将3 mol A和 1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(s)。2 min 末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得 C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是()A该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91(L/mol)3BA的平均反
11、应速率为0.3 mol/(Ls)CB的转化率为60%D若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态解析：v(D)0.8 mol/2 L2 min0.2 mol/(Lmin)，则v(A)32v(D)0.3 mol/(Lmin)，B项错；B转化的物质的量n(B)12n(D)0.4 mol，则 B的转化率为0.4 mol1 mol100%40%，C项错；由于平衡时c(C)c(D)0.2 mol/L 0.4 mol/L x2，则x1，平衡时A、B、C的浓度分别为0.9 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，则平衡常数K0.20.930.30.91(L/mol)3，A项对；该反应前
12、后气体分子数不相等，且气体质量也不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D项错。5 答案：A 二、非选择题(本题共 4 个小题，共50 分)11(10 分)高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)Q其平衡常数可表达为：Kc(CO2)c(CO)(已知：1100时K 0.263)。(1)温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和 CO的体积比值 _，平衡常数K值_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)1 100 时测得高炉中c(CO2)0.025 mol/L，c(CO)0.1 mol/L，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡
13、状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是v(正)_v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_ _。12(12 分)已知可逆反应CO H2O(g)CO2H2，(1)在 830 K 时，若起始时：c(CO)2 mol/L，c(H2O)3 mol/L，平衡时CO的转化率为 60%，水蒸气的转化率为_；K值为 _。(2)830 K，若只将起始时c(H2O)改为 6 mol/L，则水蒸气的转化率为_。(3)若 830 K时，起始浓度c(CO)amol/L，c(H2O)bmol/L，H2的平衡浓度c(H2)cmol/L，则a、b、c之间的关系式是_；当ab时，a_c。解析：(1)CO 的
14、转化率为60%，即转化1.2 mol/L，则水蒸气也转化1.2 mol/L，转化率1.2 mol/L3 mol/L100%40%，平衡时 各物质的浓度分别为CO：0.8 mol/L，H2O：1.8 mol/L，CO2：1.2 mol/L，H2：1.2 mol/L，平衡常数Kc(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)1.2 1.20.8 1.8 1。6(2)若c(H2O)改为 6 mol/L，平衡常数不变，则有：COH2O(g)CO2H2起始 2 6 0 0 转化xxxx平衡 2 x 6 xxxKc(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)x2(2 x)(6 x)1，解得x1.5 mol/L，
15、水蒸气的转化率1.56100%25%。(3)c(H2)的平衡浓度与CO2的平衡浓度相等，即有：CO H2O(g)CO2H2起始ab0 0 转化cccc平衡acbcccKc(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c2(ac)(bc)1，得出cabab；当ab时，a2c。答案：(1)40%1(2)25%(3)cabab213(14 分)在一体积不变的密闭容器中进行如下反应：2X(g)Y(g)2W(g)；反应前按n(X)n(Y)31 加入反应物，反应过程中W的物质的量随时间的变化如图所示。(1)分析曲线A和 B的不同，可能是以下_原因造成的。A是否使用催化剂B反应温度不同C外界的压强不同D初始充入
16、的反应物的物质的量不同7(2)该反应的化学平衡常数K的表达式为 _，并比较K500_K600(填“”、“8(3)曲线如图所示0.16 mol L1s180%能(4)BD 14(14 分)研究 NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H 196.6 kJ/mol 2NO(g)O2(g)2NO2(g)H 113.0 kJ/mol 则反应 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的 H_ kJ/mol。一定条件下，将 NO2与 SO2以体积比12 置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是_。a体系压强保持不变b混
17、合气体颜色保持不变cSO3和 NO的体积比保持不变d每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2测得上述反应平衡时NO2与 SO2体积比为16，则平衡常数K_。(2)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应H_0(填“”或“”)。实际生 产 条 件 控 制 在250、1.3 104kPa左 右，选 择 此 压 强 的 理 由 是_。解析：(1)设所给的两个反应方程式分别标注为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1 196.6 kJ/mol、2NO(g)O2(g)2NO2(g)H2 113.0
18、 kJ/mol，所求总反应方程式的H为 H3，H3H1H229 196.6 kJ/mol113.0 kJ/mol2 41.8 kJ/mol。第 2 问，由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，故体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断标志，a 错误；SO3与 NO的体积比始终保持11，C错误；根据“异方向，量相当”的原理可知d 错误。设 NO2和 SO2的起始加入量分别为1 mol 和 2 mol，容器体积为V。则有：(设 NO2的转化量为x)NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)起始 1 2 0 0 转化xxxx平衡 1 x 2 xxx据题意有1x2x16，则x0.8 mol，平衡常数K0.8V0.8V0.2V1.2V83或 2.67。(2)从图像来看，随着温度的升高，CO的转化率变小，故H0，综合温度、压强对CO转化率的影响来看，在题给压强下，CO的转化率已经很大。答案：(1)41.8 b 2.67 或83(2)在 1.3 104 kPa 下，CO的转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失