平衡常数、简单等效平衡综合练.doc

1．在相同温度和压强下，对反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量如表：

物质的量
实验
CO2
H2
CO
H2O(g)
甲
a mol
a mol
0 mol
0 mol
乙
2a mol
a mol
0 mol
0 mol
丙
0 mol
0 mol
a mol
a mol
丁
a mol
0 mol
a mol
a mol
上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是(　　)
A．乙＝丁＞丙＝甲　　　 B．乙＞丁＞甲＞丙
C．丁＞乙＞丙＝甲 D．丁＞丙＞乙＞甲
解析：选A　根据所给数据，甲、丙为等效平衡，则其中n(CO)相等。乙相当于甲平衡后，再加入a mol CO2，平衡右移，n(CO)增大，丁把CO、H2O折合成反应物相当于2a mol CO2、a mol H2，和乙等效，所以乙＝丁＞丙＝甲。
2.在等温、等容条件下，有反应：2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ、A和B的起始浓度均为2 mol/L； Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L。下列叙述正确的是( )
A、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同
B、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同
C、达平衡时， Ⅰ、Ⅱ两途径的反应速率相等
D、达平衡时， 途径Ⅰ的混合气体密度大于途径Ⅱ混合气体密度的1/2
答案：A 【解析】按照气体系数将Ⅱ中投入转化为4mol/LA和4mol/LB，恒温恒容，气体系数和相等的可逆反应，投入物质的初始量比值相等，互为等效平衡，所以A正确。反应物浓度不等，反应速率不等，C错误。由于体积不变，又互为等效平衡，投入量加倍，密度也加倍，因该是途径Ⅰ的混合气体密度等于途径Ⅱ混合气体密度的1/2，D错误。
3．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是(　　)
A．向右进行 B．向左进行
C．处于平衡状态 D．无法判断
【答案】A 解析：Q＝＝＝1<K＝2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。
4．在温度t1和t2(t2>t1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：

化学方程式
K(t1)
K(t2)
①
Br2(g)＋H2(g)2HBr(g)
5.6×107
9.3×106
②
I2(g)＋H2(g)2HI(g)
43
34
下列说法不正确的是(　　)
A．①和②均是放热反应
B．相同条件下，平衡体系中HX所占的比例：①>②
C．其他条件不变时，增大压强可提高X2的平衡转化率
D．其他条件不变时，升高温度可加快HX的生成速率
解析：选C。A.根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，化学平衡常数只受温度影响，根据表中数据，反应①②的平衡常数随温度的升高而减小，因此①和②均为放热反应，故说法正确；B.平衡常数越大，说明反应进行的程度越大，因此平衡体系中HX所占的比例大小为①＞②，故说法正确；C.因为反应前后气体体积相等，压强对化学平衡无影响，故说法错误；D.升高温度，反应速率加快，故说法正确。
5．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　
ΔH＝－373.4 kJ·mol－1。在恒容密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是(　　)

解析：选C。该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与反应物的物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。
6．在1 100 ℃时，一定容积的密闭容器中发生反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝a kJ/mol(a>0)，该温度下K＝0.263，下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．达到化学平衡状态时，若c(CO)＝0.100 mol/L，则c(CO2)＝0.026 3 mol/L
B．若要提高CO的转化率，则可以加入过量FeO
C．若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态
D．若生成56 g Fe，则吸收的热量小于a kJ
解析：选A。1 100 ℃时，反应的平衡常数K＝＝0.263，故达到平衡时，若c(CO)＝0.100 mol/L，则c(CO2)＝0.026 3 mol/L，A正确；加入FeO对平衡移动无影响，B错误；因反应前后气体的物质的量不变，故反应过程中，容器内压强始终保持不变，C错误；根据热化学方程式的意义可知，若生成56 g Fe，则吸收的热量为a kJ，D错误。
7．在20 ℃、5.05×105 Pa条件下，密闭容器中进行反应2A(g)＋xB(g)4C(g)，达到平衡时c(A)＝1.00 mol·L－1，现将压强减小到1.01×105 Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　)
A．x>2
B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小
C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变
D．反应的平衡常数表达式为K＝
解析：选D。由题意假设平衡不移动，则c(A)＝0.20 mol·L－1，而实际c(A)＝0.18 mol·L－1，故减小压强，平衡向正反应方向移动，则正反应为气体总体积增大的反应，x＝1，A错误；压强对化学平衡常数无影响，改变压强，化学平衡常数不变，B错误；增大该体系的压强，平衡向左移动，C错误；反应的化学平衡常数表达式是K＝，D正确。8．(2020·郑州高二检测)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：

时间/s
0
500
1 000
1 500
c(N2O5)/(mol·L－1)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法中不正确的是(　　)
A．500 s内，N2O5的分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1
B．T1温度下的平衡常数K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1<K2
D．达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则c(N2O5)>5.00 mol·L－1
解析：选C。A项，500 s内，N2O5的浓度变化量为(5.00－3.52) mol·L－1＝1.48 mol·L－1，v(N2O5)＝1.48 mol·L－1÷500 s＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1；B项，分析如下：
　　　　　　　　 2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)
起始浓度/(mol·L－1) 5.00　　　　0　　　　0
转化浓度/(mol·L－1) 2.50 5.00 1.25
平衡浓度/(mol·L－1) 2.50 5.00 1.25
K1＝＝＝125，平衡时N2O5的转化率为50%；C项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，故K1>K2；D项，达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，相当于增大压强，平衡向左移动，则c(N2O5)>5.00 mol·L－1。
9．某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。

容器
起始浓度
平衡浓度
c(I2)/
(mol·L－1)
c(H2)/
(mol·L－1)
c(HI)/
(mol·L－1)
甲
0.01
0.01
0.004
乙
0.01
0.02
a
丙
0.02
0.01
b
丁
0.02
0.02
c
下列判断不正确的是(　　)
A．HI的平衡浓度：a＝b>0.004，c＝0.008
B．平衡时，H2的转化率：丁>甲
C．平衡时，乙中H2的转化率大于20%
D．丙中条件下，该反应的平衡常数K＝0.25
解析：选B。A.甲、乙比较，乙中碘的浓度大，促进氢气的转化；甲、丙比较，丙中氢气浓度大，促进碘单质转化，乙、丙达到相同平衡状态，则HI的平衡浓度：a＝b＞0.004；反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)前后气体体积不变，丁投料是甲的2倍，则c＝0.008，故A正确；B.甲、丁比较，起始物质的量浓度为2倍关系，增大压强平衡不移动，则平衡时，H2的转化率关系为甲＝丁，故B错误；C.由甲中数据可知，甲中氢气转化率为×100%＝20%，但甲、乙比较，乙中碘的浓度大，促进氢气的转化，故C正确；D.甲、丙温度相同，K相同，结合表格中数据可知，K＝＝0.25，故D正确。
10．将0.4 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生如下反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如下图所示：

(1)T1时，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。
(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(3)改变条件重新达到平衡时，要使的值变小，可采取的措施有______(填字母，下同)。
A．增大N2O4的起始浓度
B．升高温度
C．向混合气体中通入NO2
D．使用高效催化剂
(4)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如下图所示。下列说法正确的是__________________________________________________________。

A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、B两点N2O4的转化率：A>B
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由A点到B点，可以用加热的方法
答案　(1)0.001 25　(2)>　(3)AC　(4)B
解析　(1)T1时，v(N2O4)＝v(NO2)＝×＝0.001 25 mol·L－1·s－1。
(2)由图可知反应在T1比T2先达到平衡状态，所以T1>T2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时的多，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以ΔH>0。
(3)A项，增大N2O4的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小；B项，升高温度，平衡向右移动，增大；C项，通入NO2相当于增大压强，减小；D项，平衡不移动，不变。
(4)A项，由图可知：A、C两点平衡时温度相同，C点对应压强大，反应速率大。B项，由图可知：A、B两点平衡时压强相同，温度不同，A点NO2的体积分数大于B点的，而反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度T4>T3，转化率A>B；C项，由图像可知，A、C两点平衡时温度相同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析知，A点平衡时温度T4高于B点平衡时温度T3，故由A点到B点需要降低温度。