高中化学选修4化学平衡习题与答案解析.doc

第三节 化学平衡练习题一、选择题 1在一个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分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）ASO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LBSO2为0.25mol/LCSO2、SO3(g)均为0.15mol/LDSO3(g)为0.4mol/L 2在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（ ）A. C生成的速率与C分解的速率相等 B. A、B、C的浓度不再变化C. 单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB D. A、B、C的分子数之比为1:3:23可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡时的标志是（ ）A. 混合气体密度恒定不变B. 混合气体的颜色不再改变C. H2、I2、HI的浓度相等D. I2在混合气体中体积分数不变4在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡的是（ ）A混合气体的压强B混合气体的密度CC、D的物质的量的比值D气体的总物质的量5在一真空密闭容器中，通入一定量气体A在一定条件下，发生如下反应：2A(g) B(g) + xC(g)，反应达平衡时，测得容器内压强增大为P，若此时A的转化率为a，下列关系正确的是（ ）A若x=1，则Pa B若x=2，则PaC若x=3，则P=a D若x=4，则Pa6密闭容器中，用等物质的量A和B发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为（ ）A40 B50%C60 D707在1L的密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3N2+3H2，达到平衡时，容器内N2的百分含量为a%。若维持容器的体积和温度都不变，分别通入下列初始物质，达到平衡时，容器内N2的百分含量也为a的是（ ）A3molH2+1molN2 B2molNH31molN2C2molN2+3molH2 D0.1molNH30.95molN2+2.85molH28在密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为20mol 和 10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为（ ）A 10mol 10% B 20mol 20% C 20mol 40% D 30mol 80%9X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，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的转化率为（ ）A BC D10一定条件下，在一密闭容器中通入一定量SO2和O2的混合气体，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q(Q0)。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为346，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O2和SO3的物质的量分别是1.1 mol和2.0 mol，此时容器内SO2的物质的量应是( A )A. 0.7 molB. 0.9 mol C. 1.1 molD. 1.3 mol 11在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q达平衡后，SO2、O2、SO3的物质的量之比为324。其它条件不变，升温达到新平衡时，SO2为1.4 mol，O2为0.9 mol，则此时SO3的物质的量为 ( ) A. 1.4 mol B. 1.6 mol C. 1.8 mol D. 2.0 mol12某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件发生反应A+3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%，下列推断正确的是（ ）原混合气体的体积为1.2VL原混合气体的体积为1.1VL反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL反应达到平衡时气体B消耗掉0.05VL A、B、C、D、13在一定温度时，将1mol A和2mol B放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)+2B(g) C(g)+2D(g)，经5min后，测得容器内B的浓度减少了0.2mol/L。下列叙述不正确的是（ ） A在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol/(Lmin)B5min时，容器内D的浓度为0.2mol/LC当容器内压强保持恒定时，该可逆反应达到平衡状态D5min时容器内气体总的物质的量为3mol14把6molA和5molB两气体通入容积为4L的密闭容器中，一定条件下反应： 3A（气）+B（气）2C（气）+xD（气）+Q，5min达平衡，此时生成2molC，测得D的平均反应速率为0.1mol（Lmin）1。下列说法中正确的是（ ） A降低平衡体系的温度，逆反应速率最小，正反应速率增大，平衡正向移动B恒温下达到平衡的标志是C和D的生成速率相等CA的平均反应速率为0.15mol（Lmin）DB的转化率为25%15一定温度下，向一固定容积的容器中放入1molA和1molB，待反应A(s)+B(g) C(g)+2D(g)达到平衡时，C的质量分数是M%，在相同的条件下，若按以下配比开始反应，平衡时C的质量分数比为M%的是（ ）A2molA+2molBB2molD+1molCC2molD+1molA+1molBD0.5molA+0.5molB+0.5molC+1.0molD16在密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为30mol和15mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%，若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率为（ ）A15mol和10%B30mol和20%C30mol和40%D45mol和80%二、填空题17写出下列化学反应的化学平衡常数表达式：N2+3H22NH3 K= N2+H2 NH3 K= Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 K= 18在1L密闭容器中，充入amolN2和bmolH2，在一定温度下N2+3H22NH3，达到平衡，容器中还剩余CmolN2，则平衡时N2的转化率是 ，H2的转化率是 ，生成NH3是 mol，容器中H2的平衡浓度是 。19一定温度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2，当反应达到平衡时，有3molSO2发生了反应，则：（1）生成了 molSO3，SO2的转化率为 。（2）平衡时容器内气体的总物质的量为 。（3）平衡时SO2的浓度是 ，O2的浓度是 ，SO3的浓度是 。20一定条件下，可逆反应：A2+B2 2C达到平衡。经测定，平衡时c(A2)=0.5mol/L，c(B2)=0.1mol/L，c(C)=1.6mol/L，若A2、B2和C的起始浓度分别为amol/L，bmol/L，cmol/L。请回答： （1）a、b应满足的关系是 _（2）a的取值范围是 _21在温度830K时，下列可逆反应及其平衡有某些特殊性：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)若 c(CO)始为2 mol / L，c(H2O)始为3 mol / L，反应达平衡时，CO的转化率为60%，如果c(H2O)始为6 mol / L，c(CO)始为2 mol / L，反应达到平衡时，则CO的转化率为75%。(1) 计算上述两种情况下H2O的转化率 、 ，CO和H2O的转化率之间的关系可表示为 。(2) 设830K时，c(CO)始a mol / L，c(H2O)始b mol / L，达平衡时c(H2)平c mol / L。 当a5，c时，b ； 当ab时， ； 用以表示a、b、c之间关系的式子是 。22将2mol H2O和2mol CO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：2H2O（g）2H2O2 2COO22CO2（1）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是 和 ，或 和 。（填它们的分子式）（2）若平衡时O2和CO2的物质的量分别为 n（O2）平a mol， n（CO2）平b mol。试求n（H2O）平 。（用含a、b的代数式表示）三、计算题23amolN2和bmolH2反应，在一定条件下达到平衡，生成cmolNH3NH3在平衡混合物中的质量分数是多少？241体积SO2和3体积空气混合后，在450以上通过V2O5催化剂，发生如下反应： 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) 若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.91，则反应掉的SO2是原有SO2的百分之几？答案及解析:1C项反应物、生成物浓度不可能同时减小。因是可逆反应，不可能反应物或生成物变为0，A、D不正确。答案：B。2判断一个反应是否处于平衡状态的主要依据为：看v(正)与v(逆)是否相等；反应物和生成物的浓度是否不随时间的变化而变化。A选项说明v(正)=v(逆)，B选项说明反应体系各物质的浓度不再改变，应选A、B。D很明显是错误，C选项不能确保已达平衡（在任何时刻，有nmolA产生时必有3nmolB同时产生，两者表示的都是逆反应速率）。答案为AB。3对于氢气与碘蒸气合成碘化氢反应来说，它反应前后气体体积没有发生变化。因此在一固定容积的密闭容器中，不管该可逆反应是从正反应开始还是从逆反应开始，不管该反应是否达到平衡状态，容器中混合气体的密度始终是不变的，显然A项不是平衡时的标志；在H2、I2、HI气体中只有I2蒸气具有颜色是紫红色的，当混合气体的颜色不变时，实质上就意味着I2的浓度不再变化，也就是反应混合物各组成成分的含量保持不变。故B选项正确；C选项中H2、I2、HI的浓度相等时，并不表示各物质的浓度保持不变，故C项错误；D选项I2在混合气体中体积分数不变就表示各物质的浓度不再发生变化，故D选项正确。答：BD。4题给反应是一个反应前后气体体积不变的反应，故不管平衡是否移动，混合气体的压强与气体的总物质的量均不变；而平衡生成C、D的物质的量相等，故比值不变。答案：B。5转化率=100%。A项根据已知压强增大P，则 x+12，x1，排除A。设通入的一定量气体A为1mol， 2A(g) B(g) + xC(g)始态（mol） 1 0 0转化（mol） a% a% a%平衡（mol） 1- a% a% a%依据压强增大 P，则应满足： 1- a% + a% + a% =1 + P% x=+1当x=2时a=2PPa B选项正确当x=3时P=aC选项正确当x=4时D选项排除答案为B、C。6【知识点拨】化学平衡的一般计算要采用平衡计算模式，模式中的三种量可用物质的量，物质的量浓度，对于气体，还可用体积。对于气体的相关计算，可涉及压强、体积、相对密度和平均相对分子量，故可用到相关规律，如压强比等于物质的量之比，气体体积比等于物质的量之比，质量守恒定律。采用求平均量的计算公式或三角正弦法等。如果已知平衡时总的物质的量或总体积，或平衡时的物质的量与初始物质的量之比，或平衡时与初始的压强之比，或平衡时的平均相对分子量，则要设未知数写出模式，列代数方程式求解。若是已知平衡时的平均相对分子量，则要根据质量守恒定律列代数式求解。【分析解答】设A物质的转化率为x，A和B起始物质的量都为amol。 A(g) + 2B(g) 2C(g)起始物质的量（mol） a a 0转化物质的量（mol） ax 2ax 2ax平衡物质的量（mol） a-ax a-2ax 2ax根据题意，A和B物质的量之和与C物质的量相等a-axa-2ax=2axx=0.4则A的转化率为40，选项A正确7同温同容下，对于氨的分解反应，我们根据反应的系数关系，将选项的四种情况都换算成反应物（NH3），如果NH3为2mol时，它们都可达到相同的平衡状态，即等效。选项A换算成NH3为2mol，符合题意；选项B、C换算成NH3都不是2mol，故排除。选项D：2NH3N2 + 3H2 2 1 3 x 0.95 2.85 x=1.90mol0.11.9=2.0（mol），等效。答案为：A、D。8某可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只要正反应起始浓度与逆反应起始浓度“相当”，在相同条件下，可达到同一平衡状态。答案：B。9 【分析解答】X + 2Y 2Z 起始 amol bmol 0反应 ba ba平衡 ba根据题意 答案为B选项。10【分析解答】一法：设第一种平衡状态下O2为x，则SO3为，变成第二种平衡时O2变化量为y，2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q x x x2y2.0 解得： x1.2 mol y 2y xy1.1 y0.1 mol1.1 2.0可得：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q 0.9 1.2 1.80.2 0.1 0.20.7 1.1 2.0 二法：用等效平衡办法，将SO3转变为SO2和O2，使原初始量比相同。2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 3 4 6 x 1.1 2.0 ( 5 3 0 ) ( 2.0 1 0 ) x0.7 mol三法：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3( g) 2.1 0 2.1 0 1 2 2.14a 6a 1.1 2 4a 6a ，a0.32SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)2.7 2.1 0 2.7 2.1 01.8 0.9 1.8 2 1 20.9 1.2 1.8 0.7 1.1 2答案为A。11【分析解答】解法一： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) a b 0 a b 0 n变 (mol) 2x x 2x a1.4 b0.9n平 (mol) a2x bx 2x 1.4 0.9 b1.6 mol，a0.82.8 mol。 2SO2(g)O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) 2.8 1.6 0 n变 (mol) 1.4 0.7 1.4 n平 (mol) 1.4 0.9 1.4 解法二： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) n 0 (mol) 3a 2a 4a n变 (mol) 2x x 2x n平 (mol) 3a2x 2ax 4a-2x 由题意知，3a2x1.4，2ax0.9，联立二式得：a0.4 mol，x0.1 mol，4a -2x 40.4 mol -20.1 mol1.4 mol ，故应选A。12 A 13D 14C 15 BD 16 B17（1）； （2）； （3）18；2(a-c)mol；b-3a+3cmol/L19（1）3；60%（2）6.5mol（3）0.2mol/L；0.15mol/L；0.3mol/L20（1）a-b=0.4 （2）0.4a1.3解析：（1）A、B消耗浓度与化学计量数成正比：a-0.5=b-0.1a-b=0.4 （2）若反应从正方向开始，C的起始浓度为0： A2 + B2 2C 0.5mol 1.6mol (0.5+0.8)mol 0 a=1.3mol若反应从逆向反应开始：A、B两物质中必有一种物质的量为0，根据题目数据可知 b=0 A2 + B2 2C 0.5 0.1 1.6mol (0.5-0.1)mol 0 a=0.4mol 则a的取值范围为0.4a1.321(1) 40%；25%；w (CO)w (H2O)1 (2) 4 0.5 1或 acbcab注：此类平衡除上述规律外，还有一规律：生成物的平衡量的分子是两反应物的乘积，分母是两反应物的和。22（1）H2O H2， CO CO2 （2）(22ab) mol23分析 凡化学平衡算题，常用下列计算模式进行计算：（一）常规解法：NH3的质量分数应等于平衡态（即终态）时NH3的质量除以平衡态时各组分的质量和，即为：NH3=17c/28（a-c/2）+2（b-3c/2）17c100=17c/（28a+2b）100（二）巧解：平衡混合气质量守恒，仍为（28a2b）g，其中NH3为17cg，则有NH3=17c（28a2b）100答案 17c/（28a+2b）100%。24分析 同温同压下反应前后气体密度比为0.91，即体积比为10.9，体积差量为（1+3）0.1=0.4设反应掉的SO2为x体积X=0.8则反应掉SO2是原有SO2的80解题方法为差量法答案 80%单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善 教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。.