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[课时跟踪训练]
(时间45分钟 总分值60分)
一、选择题(此题包括7小题,每题5分,共35分)
1.对于反响3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,以下说法正确的
是( )
A.K=
B.K=
C.增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度,会使平衡常数减小
D.改变反响的温度,平衡常数不一定变化
解析:固体、纯液体的浓度视为常数,不写入平衡常数的表达式中,故该反响的平
衡常数K=,K只与温度有关,与浓度、压强无关。
答案:B
2.在5 L的密闭容器中充入2 mol A气体和1 mol B气体,在一定条件下发生反响:2A(g)+B(g)2C(g),到达平衡时,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反响前的,那么A的转化率为( )
A.67% B.50%
C.25% D.5%
解析:在同温度、同容积时,反响前后的压强之比等于反响前后气体的物质的量
之比,所以反响后气体的总物质的量为×(2 mol+1 mol)=2.5 mol,设A转化了
x mol
2A(g) +B(g)2C(g)
初始/mol 2 1 0
转化/mol xx
平衡/mol 2-x 1-x
(2-x)mol+(1-)mol+x mol=2.5 mol得x=1
转化率α(A)=×100%=50%。
答案:B
3.以下关于平衡常数的说法中,正确的选项是( )
A.在平衡常数表达式中,反响物浓度用初始浓度,生成物用平衡浓度
B.在任何条件下,化学平衡常数是一个恒定值
C.平衡常数的大小只与浓度有关,而与温度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反响可以进行的程度
解析:平衡常数计算中,无论是反响物还是生成物,均用其平衡浓度;对于给定的
反响方程式来说,平衡常数只与温度有关,与其他条件无关。
答案:D
4.[双选题]将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中,发生如下反响:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),5 s后反响到达平衡状态,生成2 mol D和2 mol C,那么以下结论中正确的选项是( )
A.该温度下反响的化学平衡常数为
B.n值等于1
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:生成C、D的物质的量相等,C、D的计量数也相等,n=2,那么有
3A(g)+B(g)2 C(g)+2 D(g)
初/mol 6 5 0 0
转/mol 3xx 2x 2x
平/mol 6-3x 5-x 2x 2x
2x=2 mol,x=1
平衡时B的浓度为[B]==1 mol·L-1,转化率为α(B)=×100%=
20%。
K==。
答案:AC
5.在一定温度下,反响H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10。假设将1.0 mol的
HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度下HX(g)的最大分解率接近
于( )
A.5% B.17%
C.25% D.33%
解析:反响HX(g)H2(g)+X2(g)在该温度下的平衡常数为,设分解的HX的物质的量浓度为x mol·L-1
HX(g)H2(g)+X2(g)
初/mol·L-11.000
转/mol·L-1xxx
平/mol·L-11.0-xxx
K===,
x=mol·L-1。
α(HX)=×100%=17%。
答案:B
6.在一固定容积的密闭容器中,参加2 L X和3 L Y气体,发生如下反响nX(g)+
5Y(g)4R(g)+6Q(g),反响到达平衡时,测知X和Y的转化率分别为60%和
50%,那么化学方程式中的n值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
解析:转化的X为2 L×60%=1.2 L,转化的Y为3 L×50%=1.5 L,二者转化的
物质的量之比等于方程式中系数之比,即=,所以n=4。
答案:C
7.[双选题]I2在KI溶液中存在以下平衡:
I2(aq)+I-(aq)I(aq)
某I2、KI混合溶液中,I的物质的量浓度[I]与温度T的关系如下列图(曲线上任何
一点都表示平衡状态)。以下说法正确的选项是( )
A.反响I2(aq)+I-(aq)
I(aq)的ΔH>0
B.假设温度为T1、T2,反响的平衡常数分别为K1、K2,那么K1>K2
C.假设反响进行到状态D时,一定有v正>v逆
D.状态A与状态B相比,状态A的[I2]大
解析:由图象可知[I]随温度升高而减小,故升温时反响逆向进行,说明升温时K
减小,Q>K,因此正反响为放热反响,ΔH<0;由于T2>T1,所以K1>K2;曲线
下方的D点还未达平衡,由于c(I)小于平衡时的浓度,故反响向正反响方向进行,
所以v正>v逆;B点[I]比A点小,说明从A到B反响向逆向进行,故B点的[I2]
比A点的大。
答案:BC
二、非选择题(此题包括2小题,共25分)
8.(12分)PCl5的热分解反响如下:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。
写出反响的平衡常数表达式________________。
(2)某温度下,在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl5,到达平衡后,
测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L-1,该温度下的平衡常数为________。
解析:(1)K=。
(2)设分解的PCl5的物质的量为x mol,
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
初始物质的量(mol) 2 0 0
转化物质的量(mol) xxx
平衡物质的量(mol) 2-xxx
x=0.15 mol·L-1×10.0 L=1.5 mol,
平衡时PCl5、PCl3、Cl2的浓度分别为0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1、0.15 mol·L-1,
那么平衡常数K== mol·L-1=0.45 mol·L-1。
答案:(1)K=
(2)0.45 mol·L-1
9.(9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)的关系如下列图。根据图示答复以下问题:
(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反响达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反响的平衡常数等于________。
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)________K(B)(填“>〞、“<〞或“=〞)。
解析:(1) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
0
×0.8 ×0.8 0.16
0.04 0.02 0.16
K=
=800 L·mol-1。
(2)平衡状态由A变到B时,条件的改变是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B)。
答案:(1)800 L·mol-1 (2)=
10.(10分)在1000 K恒温下,在密闭容器中放入一定量的A、B气体使之发生反响:A(g)+3B(g)2C(g),并到达平衡。测得其平衡时的浓度分别为c(A)=2 mol·L-1,c(B)=5 mol·L-1,c(C)=3 mol·L-1:
填写以下空白
(1)起始时:A的物质的量浓度________________,B的物质的量浓度________________。
(2)A的转化率________________。
(3)1000 K时,上述反响的平衡常数________________。
解析:A(g)+3B(g)2C(g)
起 3.5 9.5 0
转 1.5 4.5 3
平 2 5 3
c(A)初=3.5 mol·L-1,c(B)初=9.5 mol·L-1,
那么A的转化率为×100%=42.9%
K==。
答案:(1)3.5 mol·L-1 9.5 mol·L-1
(2)42.9% (3)
11.(11分)在557 ℃密闭容器中进行反响CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),假设CO的起始浓度为2 mol·L-1,水蒸气的起始浓度为2 mol·L-1,达平衡后,测得CO2的浓度为1.2 mol·L-1。
(1)求该温度下反响的平衡常数及此状态下CO的平衡转化率。
(2)当起始投料c0(CO)=2 mol·L-1,c0(H2O)=3 mol·L-1时CO的平衡转化率;
(3)当起始投料c0(CO)=2 mol·L-1,c0(H2O)=1 mol·L-1时CO的平衡转化率。
解析:(1)设到达平衡的过程中实际转化(消耗)的CO的浓度为c,根据反响方程式计算:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
2200
cccc
2-c2-ccc
由于达平衡后,CO2的浓度为1.2 mol·L-1,故c=1.2,那么平衡后[H2]=1.2 mol·L-1,[CO]=[H2O]=(2-1.2) mol·L-1=0.8 mol·L-1,
K===2.25,
CO的平衡转化率α(CO)=×100%
=×100%=60%。
(2)设到达平衡的过程中实际转化(消耗)的CO的浓度为x,根据方程式计算:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度/mol·L-12300
转化浓度/mol·L-1xxxx
平衡浓度/mol·L-12-x3-xxx
K===2.25,
解得:x1=1.43 mol·L-1,
x2=7.57 mol·L-1>2 mol·L-1(无意义,舍去)。
CO的平衡转化率α(CO)=×100%=71.5%。
(3)同理可解得当起始投料c0(CO)=2 mol·L-1,
c0(H2O)=1 mol·L-1时,α(CO)=39%。
答案:(1)2.25 60% (2)71.5% (3)39%
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