课时提升作业(二十一)第七章第三节.doc

河北省衡水市景县梁集高中2015年度高三测试
课时提升作业(二十一)
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B．在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
C．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关
D．从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
2.(2013·嘉兴模拟)已知碳酸钙的分解①CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)仅在高温下自发进行；氯酸钾的分解
②2KClO3(s)====2KCl(s)+3O2(g)在任何温度下都自发进行，下面有几组焓变数据，其中可能正确的是( )
A．ΔH1=-178.32 kJ·mol-1 ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
B．ΔH1=+178.32 kJ·mol-1 ΔH2=-78.3 kJ·mol-1
C．ΔH1=-178.32 kJ·mol-1 ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
D．ΔH1=+178.32 kJ·mol-1 ΔH2=+78.3 kJ·mol-1
3．(2013·青岛模拟)随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是( )
A．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
D．570 K时及时抽走CO2、N2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳
4．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡，已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则( )
A．a＝3 B．a＝2
C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%
5.在密闭容器中反应A(g)+2B(g)C(g)分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol·L-1，c(B)=0.200 mol·L-1，c(C)
=0 mol·L-1。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是( )
A.若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2
B.反应A+2BC的ΔH>0
C.实验②平衡时B的转化率为60%
D.减小反应③的压强，可以使平衡时c(A)=0.060 mol·L-1
6.(2013·杭州模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表：
温度℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法正确的是( )
A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B．25 ℃时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为0.5
C．在80 ℃时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO浓度均0.5 mol·L-1，则此时v(正)>v(逆)
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
7.一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，在该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)H2(g)＋I2(g)，则下列判断正确的是( )
A．后一反应的平衡常数为1
B．后一反应的平衡常数为0.5
C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L-1
D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L-1
8.化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：
2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10-92
以下说法正确的是( )
A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)
B．常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10-80
C．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2
D．以上说法都不正确
9.已知:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25 kJ·mol-1某温度下的平衡常数为400。此温度下，在1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/(mol·L-1)
0.8
1.24
1.24
下列说法正确的是( )
①平衡后升高温度，平衡常数＞400
②平衡时，c(CH3OCH3)=1.6 mol·L-1
③平衡时，反应混合物的总能量减少20 kJ
④平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大
⑤此时刻反应达到平衡状态
⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08 mol·L-1
A.①②④⑤ B.②⑥ C.②③④⑥ D.②④⑥
10.(能力挑战题)(2013·珠海模拟)某同学在三个容积相同的密闭容器中，分别研究三种不同条件下化学反应2X(g)Y(g)+W(g)的进行情况。其中实验Ⅰ、Ⅱ控温在T1，实验Ⅲ控温在T2，它们的起始浓度均是c(X)=1.0 mol·L-1，c(Y)=c(W)=0，测得反应物X的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ可能使用了催化剂
B．与实验Ⅰ相比，实验Ⅲ若只改变温度，则温度T1<T2，该反应是吸热反应
C．在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，达到平衡状态时X的体积百分含量相同
D．若起始浓度c(X)=0.8 mol·L-1，c(Y)=c(W)=0，其余条件与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c(X)=0.4 mol·L-1
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11．(14分)(2013·南昌模拟)设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)
ΔH=Q1的平衡常数为K1，反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH=Q2的平衡常数为K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：
温度(T)
K1
K2
973
1.47
2.38
1 173
2.15
1.67
(1)从上表可推断，反应①是_______(填“放”或“吸”)热反应；
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=Q的平衡常数为K3。
Ⅰ.根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=______；可推断反应③是______(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有____________________。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用合适的催化剂 D.设法减少CO的量
E.升高温度
Ⅱ.根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=________________。
12.(12分)(能力挑战题)甲醇可通过将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下，发生如下反应制得:CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题：

(1)从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=______，CO的转化率为________。
(2)该反应的平衡常数表达式为______________，温度升高，平衡常数______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则加入各物质后该反应向_____(填“正”“逆”)反应方向移动，理由是______________________
__________________________________________________________________。
13．(14分)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于表中：
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(kPa)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度
(mol·L-1)
2.4×10-3
3.42×10-3
4.8×10-3
6.8×10-3
9.4×10-3
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是______。
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量_______(填“增加”“减小”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0，熵变ΔS____0(填“＞”“＜”或“=”)。
(2)已知：NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示。

⑤计算25 ℃时，0～6 min氨基甲酸铵水解反应的平均速率_______________。
⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大：_____________。

答案解析
1.【解析】选D。在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时浓度，在温度一定时，对一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。
2.【解析】选B。两个反应都是熵增加的反应，即ΔS>0，反应②在任何温度时都自发进行，即ΔH-TΔS<0，则ΔH<0；反应①只有在高温时ΔH-TΔS<0，反应才能自发进行，而ΔS>0，根据ΔH-TΔS知ΔH>0。
3．【解析】选A。提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A正确，B错误；上述反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO或CO，C错误；570 K时及时抽走CO2、N2，尾气净化效率更佳，但平衡常数不变，D错误。
4．【解析】选C。温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a＝1，A错误，B错误；设达平衡时，B的转化量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x) mol、(3-x) mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K＝1＝x2/(2-x)(3-x)，解得：x＝1.2，B的转化率＝1.2÷3＝40%，所以C正确，D错误。
5.【解析】选D。A项错误，平衡常数K值越大，反应的程度就越大，转化率就越高，反应就越完全，由图中数据可知，①和②平衡时A的浓度相同，故转化率也相同，所以K1=K2;B项错误，在该反应中，题目没有透露出平衡与温度的关系，故无法判断ΔH的正负；C项错误，②平衡时B的转化率为40%；D项正确，压强减小，平衡逆向移动。
6.【解析】选D。升高温度，平衡常数减小，说明正反应是放热反应，A错误；25 ℃时，Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数为5×104，则其逆反应的平衡常数为2×10-5，B错误；在80 ℃时测得某时刻Ni(CO)4、CO浓度均为
0.5 mol·L-1，Qc=8>2，则此时v(逆)>v(正)，C错误；80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，根据平衡常数K=2，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1，D正确。
7.【解题指南】解答本题时需明确：
(1)“三段式”解题时，三种量的单位应统一；
(2)化学平衡常数与方程式一一对应，对于同一个反应，因方程式书写的不同，平衡常数的表达式也不同。
【解析】选B。由于气体的物质的量不变，n(HI)＝1 mol，则
H2(g)＋I2(g)2HI(g)
初始(mol·L-1) 1 1 0
转化(mol·L-1) 0.5 0.5 1
平衡(mol·L-1) 0.5 0.5 1
K1＝＝4
HI(g)H2(g)+I2(g)
K2＝＝0.5
HI(g)H2(g)＋I2(g)
初始(mol·L-1) 0.5 0 0
转化(mol·L-1) x
平衡(mol·L-1) 0.5-x
＝0.5，求得x＝0.25。
平衡时：c(H2)＝0.125 mol·L-1 ，c(HI)＝0.25 mol·L-1。
8.【解析】选C。K1的表达式应为K1＝常温下，水分解产生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反应，因此其平衡常数的数值应为K2的倒数，数值为5×10-82；根据K值的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2。
9.【解析】选B。因为正反应为放热反应，升高温度平衡常数减小，①错；根据表格数据可知，反应转化生成的CH3OCH3、H2O浓度均为1.24 mol·L-1，此时CH3OH的浓度为0.8 mol·L-1，根据Qc=将各物质的浓度代入可得，Qc=2.4<400，所以此时没有达到平衡，此时反应向正反应方向进行，⑤错；由化学平衡常数计算可知平衡时c(CH3OCH3)=1.6 mol·L-1，②对；生成CH3OCH3的物质的量为1.6 mol，根据方程式可知生成1.6 mol CH3OCH3放出的热量为1.6 mol×25 kJ·mol-1=40 kJ，③错；平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，相当于增大压强，平衡不移动,CH3OH的转化率不变，④错；根据②可知，达到平衡时CH3OH的浓度为0.08 mol·L-1，⑥对。
【方法技巧】恒容条件下增加反应物浓度对反应物转化率的影响
1.对于常见的mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的反应，增加A(或B)的浓度，B(或A)的转化率增大，增加浓度的物质本身的转化率减小。
2.对于反应物只有一种的反应如：
mA(g)pC(g)＋qD(g)。
①若m>p＋q，则增加A的浓度，A的转化率增大。
②若m=p＋q，则增加A的浓度，A的转化率不变。
③若m<p＋q，则增加A的浓度，A的转化率减小。
10.【解析】选C。A项，实验Ⅰ与实验Ⅱ达到平衡时的浓度相同，只是实验Ⅱ反应速率较快，则可能使用了催化剂，正确；B项，实验Ⅲ达到平衡所用时间比实验Ⅰ短，则T2>T1，平衡时实验Ⅲ中X浓度较小，表明升温平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，正确；C项，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中达到平衡时，X的体积百分含量明显是Ⅰ=Ⅱ>Ⅲ，故不正确；D项，实验Ⅰ中，平衡时c(Y)=c(W)=0.25 mol·L-1，K平= =0.25，而反应温度不变，则平衡常数不变，K平==0.25,解得a=0.2 mol·L-1，则平衡时c(X)=0.8 mol·L-1-2a=0.4 mol·L-1，正确。
11．【解析】(1)温度升高，K增大，反应①是吸热反应。
(2)Ⅰ.由①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)和②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+
H2(g)，①-②得③H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)，故K3=K1/K2，反应③是吸热反应；要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有：设法减少CO的量和升高温度。Ⅱ.由盖斯定律得：Q3=Q1-Q2。
答案:(1)吸 (2)Ⅰ.K1/K2 吸 D、E
Ⅱ.Q1-Q2
12.【解题指南】解答该题应该注意下面3点：
(1)根据图一和已知反应方程式计算反应速率及转化率。
(2)根据图二判断反应过程中的能量变化及反应是吸热反应还是放热反应，从而判断平衡常数随温度的变化。
(3)ρ=m/V，质量不变，密度增大，体积减小，从而判断反应方向。
【解析】(1)根据图一可知，反应开始到达到平衡的过程中CO的浓度变化为
0.75 mol·L-1,所以CO的反应速率为v(CO)=0.75 mol·L-1/10 min=
0.075 mol·L-1·min-1，根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(H2)=2v(CO)=2×0.075 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1，CO的转化率为0.75 mol·L-1/1.00 mol·L-1×100%=75%。
(2)该反应的平衡常数表达式为K=根据图二可知，反应物的能量比生成物的能量高，所以正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小。
(3)因为反应物和生成物都是气体，反应过程中质量不变，气体的密度ρ=m/V。密度增大，说明容器的体积减小，因为反应在恒压的条件下进行，容器体积减小，说明反应后气体的物质的量减少，因为正反应方向是气体物质的量减少的反应，所以平衡向正反应方向移动。
答案:(1)0.15 mol·L-1·min-1 75%
(2)K= 减小
(3)正 反应前后气体总质量不变，同温、同压下，达到平衡时，气体密度增大，即气体体积减小，平衡正移
13．【解析】(1)①A项，不能表示正逆反应速率相等；B项，反应正向进行则压强增大；C项，恒容，反应正向进行则气体密度增大；D项，反应物是固体，NH3的体积分数始终为2/3。
②需将25.0 ℃的总浓度转化为NH3和CO2的浓度；K不带单位。
③加压平衡逆移。
④根据表中数据，可知升温平衡正移，则ΔH＞0，固体分解为气体，ΔS＞0。
(2)⑤=0.05 (mol·L-1·min-1)。
⑥25 ℃时反应物的起始浓度较15 ℃时反应物的起始浓度小，但0～6 min的平均反应速率(曲线斜率)比15 ℃的大。
答案：(1)①B、C ②K=c(CO2)·c2(NH3)=1.6×3.22×10-9=1.6×10-8
③增加 ④＞ ＞
(2)⑤0.05 mol·L-1·min-1
⑥25 ℃时反应物的起始浓度较15 ℃时反应物的起始浓度小，但0～6 min的平均反应速率(曲线斜率)比15 ℃的大