高中化学-2.2《化学反应的限度》第1课时课堂巩固训练2-鲁科版选修4.doc

高中鲁科版化学2.2《化学反应的限度》第1课时课堂巩固训练2选修4

1．关于化学平衡常数的叙述中，正确的是(　　)
A．只与化学反应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．是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
解析：选A。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。
2．(2012·宿州高二期末检测)一定条件下，下列反应呈平衡状态时的平衡常数：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　K1　2NH3(g) 3H2(g)＋N2(g)　K2，则K1与K2的关系为(　　)
A．K1＝K2　 B．K2＝1/K1
C．K1/2＝K2 D．无法确定
解析：选B。两个反应方程式互为可逆反应，平衡常数互为倒数，即K1·K2＝1。
3．在1000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g) NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应(　　)
A．未达平衡状态，反应逆向进行
B．未达平衡状态，反应正向进行
C．已达平衡状态
D．无法确定
解析：选A。Q＝＝1>K，故反应未达平衡状态且逆向进行。
4．将2.00 mol SO2和2.00 mol O2通入1.00 L的密闭容器中，1500 K时，反应达到平衡，测得SO3的物质的量浓度为0.64 mol·L－1，则平衡时SO2的平衡转化率为(　　)
A．30% B．32%
C．50% D．18%
解析：选B。因平衡时SO3的物质的量浓度为0.64 mol·L－1，则转化的SO2的物质的量浓度为0.64 mol·L－1，即c0(SO2)－[SO2]＝0.64 mol·L－1，而c0(SO2)＝2.00 mol·L－1，所以α(SO2)＝×100%＝×100%＝32%。
5．(2012·淮北高二质检)X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入容积为1 L的密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的平衡转化率为(　　)
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
解析：选B。设Y转化了x mol，
　　　　　X　　＋　　　　2Y　　　2Z
初始物质的量 a mol b mol 0
转化物质的量 mol x mol x mol
平衡物质的量 mol (b－x)mol x mol
据题意：mol＋(b－x)mol＝x mol
x＝
α(Y)＝×100%＝×100%。
6．一定温度下，在一密闭容器中，充入一定量的H2(g)和I2(g)发生如下反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，并达到平衡状态，此时H2的转化率x%，向平衡混合体系中充入一定量的I2(g)，重新达到平衡后H2的转化率将(　　)
A．增大　 B．减小
C．不变 D．无法确定
解析：选A。达到平衡时，浓度商与平衡常数相等，当再充入一定量的I2(g)时，Q小于K，反应又正向进行直到平衡，转化的H2的量增加，转化率增大。
7．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。本题考查化学平衡常数的应用，意在考查学生利用化学平衡常数进行计算的能力。由题中反应和数据可知：HX(g) H2(g)＋X2(g)的平衡常数K＝0.1。设在该温度下HX(g)的分解反应达平衡后其减小的浓度为x mol/L，则平衡时HX、H2、X2的浓度分别为(1.0－x)mol/L、0.5x mol/L、0.5x mol/L，代入K的表达式有：(0.5x)1/2·(0.5x)1/2/(1.0－x)＝0.1，解得x＝0.167，故可知HX的转化率为×100%＝16.7%。
8．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。恒温恒容时，混合气体的压强是反应前的，说明混合气体的物质的量也是反应前的。设A转化了x
　　　　　　2A(g)　＋　B(g)　 　2C(g)
初始物质的量 2 mol 1 mol 0
转化物质的量 x x x
平衡物质的量 2 mol－x 1 mol－x x
则(2 mol－x)＋＋x
＝×(2 mol＋1 mol)
x＝1 mol
A的转化率α(A)＝×100%＝50%。
9．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，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为(　　)
A．9 mol2·L－2　　　　　B．16 mol2·L－2
C．20 mol2·L－2 D．25 mol2·L－2
解析：选C。根据题干信息，可知平衡时c(NH3)＝c(HI)＋2c(H2)＝4 mol·L－1＋2×0.5 mol·L－1＝5 mol·L－1，反应①的平衡常数为K＝[NH3][HI]＝5×4 mol2·L－2＝20 mol2·L－2。
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]＝0.0080 mol·L－1。
(1)H2的转化率为__________；反应的平衡常数为__________。
(2)在上述温度下，该容器中若通入H2和I2各0.20 mol的气态混合物，则达到化学平衡状态时HI的物质的量浓度为__________。
解析：(1)根据题意
　　　　　　　　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) 0.0020 0.0020 0.0040
平衡浓度(mol·L－1) 0.0080 0.0080 0.0040
α(H2)＝0.0020 mol·L－1÷0.010 mol·L－1×100%＝20%，K＝
＝＝0.25。
(2)设转化的H2的物质的量浓度为x mol·L－1，
　　　　　　　　H2　　＋　　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
K＝
＝
＝0.25，
解得x＝0.0040，平衡时，[HI]＝0.0080 mol·L－1。
答案：(1)20%　0.25　(2)0.0080 mol·L－1
11．高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　ΔH<0。
其化学平衡常数可表示为K＝，已知1100 ℃时K＝0.263。化学平衡常数只与温度有关，不随浓度和压强的变化而变化。
(1)当温度升高后，该反应的平衡常数将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)1100 ℃时测得高炉中c(CO2)＝0.025 mol·L－1，c(CO)＝0.1 mol·L－1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态__________(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”)。
解析：(1)该反应ΔH<0，是放热反应，所以温度升高K将减小。
(2)此时反应的Q＝＝0.25<K＝0.263，所以未达平衡状态，反应向右进行，v正>v逆。
答案：(1)减小　(2)否　大于

12．在557 ℃密闭容器中进行反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，若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)求该温度下反应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)设达到平衡的过程中实际转化(消耗)的CO的浓度为c，根据反应方程式计算：
　　　　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
2 2 0 0
c c c c
2－c 2－c c c
由于达平衡后，CO2的浓度为1.2 mol·L－1，故c＝1.2，则平衡后[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)设达到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－1 2 3 0 0
转化浓度/mol·L－1 x x x x
平衡浓度/mol·L－1 2－x 3－x x x
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%
13．(2012·日照高二质检)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)25 ℃时，1.00 g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14 kJ的热量。则反应2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝__________ kJ·mol－1。
(2)17 ℃、1.01×105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，[NO2]＝0.0300 mol·L－1、[N2O4]＝0.0120 mol·L－1。计算反应2NO2(g) N2O4(g)的平衡常数K。
(3)现用一定量的Cu与足量的浓硝酸反应，制得1.00 L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(17 ℃、1.01×105 Pa)，理论上至少需消耗Cu多少克？
解析：(2)根据题意知平衡时：[N2O4]＝0.0120 mol·L－1；[NO2]＝0.0300 mol·L－1
K＝＝＝13.3(mol·L－1)－1。
(3)由(2)可知，在17 ℃、1.01×105 Pa达到平衡时，1.00 L混合气体中：
n(N2O4)＝c(N2O4)×V＝0.0120 mol·L－1×1.00 L＝0.0120 mol
n(NO2)＝c(NO2)×V＝0.0300 mol·L－1×1.00 L＝0.0300 mol
则n总(NO2)＝n(NO2)＋2×n(N2O4)＝0.0540 mol
由Cu＋4HNO3===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可得
m(Cu)＝×64 g·mol－1＝1.73 g。
答案：(1)－1224.96　(2)13.3 mol·L－1　(3)1.73 g