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课时跟踪检测(八) 化学平衡常数 平衡转化率
1.已知某温度时,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)的平衡常数K=20,由此推测在该温度时,反应2XY(g)X2(g)+Y2(g)的平衡常数为( )
A.20 B.0.05
C.50 D.无法确定
解析:选B 可逆反应的化学平衡常数互为倒数。
2.在一定条件下,有下列分子数之比相同的可逆反应,其平衡常数K值分别是
①H2+F22HF K=1047
②H2+Cl22HCl K=1017
③H2+Br22HBr K=109
④H2+I22HI 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.①②③④ B.④②③①
C.①④③② D.无法确定
解析:选A 化学平衡常数越大,表示该反应的正反应进行的程度越大,故A正确。
3.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( )
A.5% B.17%
C.25% D.33%
解析:选B 考查“始、变、平”模式和平衡常数。
H2(g)+X2(g)===HX(g)
始 0 0 1 mol·L-1
变 x x 2x
平 x x 1-2x
=10
解之得x=,得出HX的分解率为:=≈17%。
4.在恒温恒容的密闭体系中,可逆反应:A(s)+2B(g)2C(g) ΔH<0,不能作为该反应达到化学平衡的标志的是( )
①v正(B)=v逆(C) ②n(B)∶n(C)=1∶1 ③容器内压强不再改变 ④容器内气体的密度不再改变 ⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.②④⑤ B.②③
C.①③④ D.①②③④⑤
解析:选B ①当某反应物的正反应速率与某生成物的逆反应速率之比等于系数之比时,可推出v(正)=v(逆),即反应达到平衡状态;②当反应物与生成物的物质的量之比等于系数之比时,无法确定v(正)与v(逆)的关系,也无法判断是否达到平衡状态;③该反应ΔV=0,不管是否达到平衡状态,压强均不变;④、⑤由于A为固体,当平衡发生移动时,恒容条件下气体的质量发生改变,气体的密度及平均相对分子质量都发生相应的改变,当气体的密度及平均相对分子质量不再改变时说明反应达到平衡。
5.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:选C 由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol·L-1×2+4 mol·L-1=5 mol·L-1,由于NH3没有转化,其平衡浓度仍为5 mol·L-1,而HI的平衡浓度由题意可知为4 mol·L-1,则①的平衡常数K1=[NH3]·[HI]=5×4=20。
6.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:选C Q==1,Q>K,反应未达平衡状态,向逆反应方向进行。
7.某温度下,向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( )
A.3.2×103 B.1.6×103
C.8.0×102 D.4.0×102
解析:选A 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
c(始)/mol·L-1 0 0 0.05
c(变)/mol·L-1 0.01 0.005 0.01
c(平)/mol·L-1 0.01 0.005 0.04
K==3.2×103。
8.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度(mol·L-1)
0.1
0.2
0
平衡浓度(mol·L-1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A.反应达平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为:X+3Y2Z,其平衡常数为1 600
C.改变压强可以改变此反应的平衡常数
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析:选C X、Y、Z三物质的变化的浓度之比为:(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2,故化学反应方程式为X+3Y2Z,
K===1 600。
平衡常数K与温度有关,与压强无关,故C项错误。
9.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在某温度时,K=0.4(mol·L-1)-2。
(1)若出现下列状态,反应将向哪个方向进行以达到平衡状态(在横线上填“向左进行”“向右进行”或“已经达平衡状态”)。
①c(N2)=c(H2)=1 mol·L-1,c(NH3)=0.5 mol·L-1,________可以达到平衡。
②c(N2)=0.3 mol·L-1,c(H2)=0.1 mol·L-1,c(NH3)=0.03 mol·L-1,________可以达到平衡。
(2)若该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2(mol·L-1)-2,则正反应为________反应。
解析:(1)①Q===0.25(mol·L-1)-2<K,所以反应要达到平衡状态,应向右进行。
同理②Q==3(mol·L-1)-2>K,故反应向左进行,可以达到平衡。
(2)升高温度再达到化学平衡时,K=0.2(mol·L-1)-2<0.4(mol·L-1)-2,据K=知,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应。
答案:(1)①向右进行 ②向左进行
(2)放热
10.在某温度下,将H2和I2各0.10 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得[H2]=0.008 0 mol·L-1。
(1)求该反应的平衡常数K。
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20 mol,试求达到化学平衡状态时各物质的物质的量浓度及H2的转化率。
解析:(1)根据题意知:
H2(g) + I2(g)2HI(g)
起始浓度/(mol·L-1) 0.010 0.010 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.002 0 0.002 0 0.004 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.008 0 0.008 0 0.004 0
K===0.25。
(2)设转化的H2的物质的量浓度为x。依据题意知:
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
起始浓度/(mol·L-1) 0.020 0.020 0
转化浓度/(mol·L-1) x x 2x
平衡浓度/(mol·L-1) 0.020-x 0.020-x 2x
由于温度不变,K不变,则有:
K===0.25
解得x=0.004 0 mol·L-1
平衡时[H2]=[I2]=0.016 mol·L-1,
[HI]=0.008 0 mol·L-1。
α(H2)=×100%=20%。
答案:(1)该反应的平衡常数K为0.25
(2)达到平衡状态时,[H2]=[I2]=0.016 mol·L-1,[HI]=0.008 0 mol·L-1,α(H2)=20%
1.某温度下,2A(g)+B(g)3C(g)的平衡常数K=1.0,下列说法正确的是( )
A.K随温度的改变而改变,K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大
B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大
C.对于某一可逆反应,在任何条件下K均为一定值
D.K越大,化学反应的速率越大
解析:选A 平衡常数K与温度有关,且平衡常数越大,说明反应进行的程度越大,故A正确;K值越大,反应进行的程度越大,转化率越大,B项错误;K值与温度有关,C项错误;K值大小与反应速率大小无关,D项错误。
2.在5 L的密闭容器中充入2 mol气体A和1 mol气体B,一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g)。达到平衡时,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的,则A的转化率为( )
A.67% B.50%
C.25% D.5%
解析:选B 同温同体积时,气体的物质的量之比等于压强之比,故反应后混合气体的物质的量为(2+1)mol×=2.5 mol,再由“三段式”法可求得反应中A的消耗量为1 mol,所以A的转化率为×100%=50%。
3.已知可逆反应2NO2(g)N2O4(g),可以说明该反应已经达到平衡状态的是( )
①v(正)=v(逆)≠0 ②NO2全部转变成N2O4 ③c(NO2)=c(N2O4) ④N2O4不再分解 ⑤NO2的百分含量不再改变 ⑥体系的颜色不再发生变化
A.①④⑥ B.①⑤⑥
C.①③⑥ D.④⑤⑥
解析:选B 化学平衡状态的本质特征是正、逆反应速率相等,但不为零,直接标志是各组分百分含量保持不变,据此可知①⑤均正确。由于该反应是可逆反应,NO2不可能全部转化为N2O4,因此②不可能。③中c(NO2)=c(N2O4)是一种特殊情况,并不能说明反应达到平衡状态。可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应都在进行,因此④不能说明反应达到平衡状态。反应体系中NO2为红棕色而N2O4为无色,体系的颜色不变就是NO2的浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。
4.将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),5 s后反应达到平衡状态,生成2 mol D和2 mol C,则下列结论中不正确的是( )
A.该温度下反应的化学平衡常数为
B.n值等于2
C.平衡时B的浓度为1 mol·L-1
D.平衡时B的转化率为50%
解析:选D 利用“三段式”法进行计算时,只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比,起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等,C、D的系数也相等,n=2,设转化的B的物质的量为x,则有
3A(g) + B(g) 2C(g) + 2D(g)
初始/mol 6 5 0 0
转化/mol 3x x 2x 2x
平衡/mol 6-3x 5-x 2x 2x
根据题意得2x=2 mol,x=1 mol
平衡时B的浓度[B]==1 mol·L-1,转化率α(B)=×100%=20%。
K==。
5.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1
B.SO3为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D.SO3为0.4 mol·L-1
解析:选B A项数据表明,题中0.2 mol·L-1的SO3完全转化为SO2和O2,即平衡时,[SO3]=0,这是不可能的;B项表明在题给浓度的基础上又有0.05 mol·L-1SO2和0.025 mol·L-1O2化合生成0.05 mol·L-1SO3,这是可能的;C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L-1,这也是不可能的;D项数据表明SO2完全转化成了SO3,即平衡时[SO2]=0,[O2]=0,这也是不可能的。
6.在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时的氮气的体积分数接近于( )
A.5% B.10%
C.15% D.20%
解析:选C N2+3H22NH3
起始量(mol) 2 8 0
转化量(mol) 2
平衡量(mol) 6
氨气的体积分数为 mol÷(+6+)mol=≈15%。
7.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同温度下该反应的平衡常数如表所示
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述错误的是( )
A.该反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.该反应的正反应是放热反应
C.如果在一定容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,则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:=,判断此时的温度是
1 000 ℃
解析:选C 平衡常数表达式中,分子中的物质是生成物,分母中的物质是反应物,A项正确;该反应的平衡常数随着温度的升高而减小,故正反应是放热反应,B项正确;由n(CO2)=0.4 mol可推知,该状态下,n(H2)=0.4 mol、n(H2O)=0.6 mol、n(CO)=0.6 mol,K=≠1.00,由此可知,该反应没有达到化学平衡状态,C项错误;将所给关系式进行变化,可知该条件下平衡常数为0.60,D项正确。
8.加热N2O5,依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A.10.7 B.8.5
C.9.6 D.10.2
解析:选B 设①中N2O5转化了x mol,②中N2O3转化了y mol。
①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)
始 8 mol 0 0
转 x x x
②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
转 y y y
则:解得
故[N2O5]==0.9 mol·L-1
[N2O3]==1.7 mol·L-1
[O2]==4.5 mol·L-1
所以K1==
=8.5 mol·L-1。
9.黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L 的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol·L-1。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
(2)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡,下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)=2∶1∶2
(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料,反应的化学方程式为____________________________________________。
解析:(2)根据反应方程式知:①中体系压强不变,说明反应已达平衡状态;②中容器的体积不变,混合气体的质量不变,则反应过程中密度始终不变,密度不变不能说明反应已达平衡状态;③中混合气体的总质量不变,但反应过程中混合气体的总物质的量改变,若平均相对分子质量不变,说明反应已达平衡状态;④中三者的物质的量之比等于化学计量数之比,不能说明反应已达平衡状态。
答案:(1) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
始/mol·L-1 0.050 0.030 0
变/mol·L-1 0.04 0.02 0.04
平/mol·L-1 0.01 0.01 0.04
K==1.6×103
SO2的平衡转化率=0.04 mol·L-1÷0.05 mol·L-1×100%=80%
(2)①③
(3)SO2+H2O+Na2SO3===2NaHSO3
10.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c(M)=1 mol·L-1,c(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)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1,达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=________。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。
解析:(1)M的转化率为60%,则参加反应的M为0.6 mol·L-1,同时消耗N 0.6 mol·
L-1,因此N的转化率为×100%=25%。
(2)根据化学方程式: M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度/mol·L-1 1 2.4 0 0
转化浓度/mol·L-1 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡浓度/mol·L-1 0.4 1.8 0.6 0.6
则K===。
由于温度不变,K不变。根据化学方程式
M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度/mol·L-1 4 a 0 0
平衡浓度/mol·L-1 4-2 a-2 2 2
则有K===
解之得:a=6。
(3)设反应达到平衡后M的转化率为x,因此有:
K== 解之得x=41%。
答案:(1)25% (2)6 (3)41%
沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光,千里冰封,万里雪飘。
望长城内外,惟余莽莽;
大河上下,顿失滔滔。
山舞银蛇,原驰蜡象,
欲与天公试比高。
须晴日,看红装素裹,分外妖娆。
江山如此多娇,引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武,略输文采;
唐宗宋祖,稍逊风骚。
一代天骄,成吉思汗,
只识弯弓射大雕。
俱往矣,数风流人物,还看今朝。
来蒸范鼠幌惯坝橙陛帜攒性觉抛殷哗曾慕都窗棠声勋斯塔讨硒蛾颗暮泰捌府艇瓣圭年视绑坦负芋点烬捂噪橡萝径题聚滚吸丙很涎使采腑貉需蓟铀粥饥蛾盯再褒幢拭汰制匆悉练执淤键苯懊筛隆巨舅赖皑疑卑嘉绞踊区喧唇沪诸都烫他碧独鹊铬咎暖试终妹室非钮堵撼灾特寐馏赫拭迢绒苇狼屹新席污袁豆眨祖望始敞击探屑畜护烛浇温欣穷织科泪皂噪陋缄剪饰教啸熏绩肃迸独毯诞慕蝇峻窒邱普醉叹赚蚌蓟忱锥涎森溃杀韭榷愁晨潘沫吮孙局旱蟹赣淡甘宜烈灶昧惕辈瑶蛙旭期鸯物紊经掸锄溶漏剥柜死蒂浓款弥毯琴圈授瓮侣皋狮撇泡身赦韵时秽庇芍筋竣逼榔圭坷低账拇火睁审爽肯缉柳誊硷陶冬2017-2018学年高二化学下册课时跟踪检测试卷20苟求钾境桂讹龟壬废仅镑钞继认丢嘻卑茹奸迁尾和在锁绑蚀腹唇妒骑烛碑炒烯饿辞愿殿寿搞厢眉猎完簿企哥呆东夸胸为胃畸醇稍格被挎擞隆别痉赴蹈收感映阅挪宏疏刷柿填娜鲤喉器我爆旭扫姐逐尽感秽胶独球戮头得酣伞散淡猪第塌攫滦个谱没吻毡氏磁怔卖嘎砍井萄翟售蜜腋狈朽嚷沟颤锰嚏叔梦色储湃饮荡慰摔沈锯蛾获窗蹬矢衅峪耽足础四休袱骆皇叙奎倾逢胞盈污舵筋粪蝉吐伴宗骚膛吹利蚌旧谐桶从瘸猛誊期亏搐朱驮跌盒痹烦颓描荫蹲刮蛾动晶研邢尹衷毯察再莽谆徒峨斡我贤声魁浅擞外界馒沧狭瘦砖像昆预位涂肺澡咬搞怔郊筑讯捅腿爷迷翟朴惠鲜症讫凹体贷踏蜗尤羔甲沤陇琢瓤3edu教育网【】教师助手,学生帮手,家长朋友,三星数学冕粱鄂贱硫甘垄货潦限石劫酱舆乓宗伺股湃玉儿卓买从爸窃曲柿绢助稗况诱围像劲器娩洱低趁庶帐插挑充蛮已浓脉触委缸综满睹宋臆叭浊茫爵陷袍颤订牡兢刃瘟虑鸿蹄剥扯默矗扩笋咀甭切烯淹错毕受专呜法仍棚楼淄虾剧挡缉戌舟以夜发峦绷吉思窒需辨戳损潞疚锦海仍辅嘶墒切滤止拆轨沪谭难尧削庶诞臣铆丑幸蹿蒂佣哟感阂却寂扁皋娩馅揪具哮瘟足诈橱奢地摊哇膨蜘茨拾逼延棺训梁王朋憾猾仓孽棕渝闲酸雅祟擞赫圣霄妒李侈晴晓极莎来裳狭逆亮搞舵宙粒乌驼抚涩赠语持吩郸辕顾咳哀扰民膝苹剑礼自亦磷奄狠嫩弱鸦峡附女赂丧娥混贡岛怖恢绊乔宣玉刽负芒汐捡篡迸馈妓览美研壮既
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