高中化学选修4--化学平衡习题及答案解析

第三节第三节 化学平衡练习题化学平衡练习题 一 选择题一 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 A SO2为 0 4mol L O2为 0 2mol L B SO2为 0 25mol L C SO2 SO3 g 均为 0 15mol L D SO3 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 2 3 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 C C 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 P a B 若 x 2 则 P a C 若 x 3 则 P a D 若 x 4 则 P a 6 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 A 40 B 50 C 60 D 70 7 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 A 3molH2 1molN2 B 2molNH3 1molN2 C 2molN2 3molH2 D 0 1molNH3 0 95molN2 2 85molH2 8 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 9 X 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 B 100 5 ba 100 5 2 b ba C D 100 5 2 ba 100 5 a ba 10 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 Q 0 反应达平衡后 SO2 O2和 SO3的物质的量之比为 3 4 6 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 3 2 4 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 mol 12 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 L min B 5min 时 容器内 D 的浓度为 0 2mol L C 当容器内压强保持恒定时 该可逆反应达到平衡状态 D 5min 时容器内气体总的物质的量为 3mol 14 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 L min 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 C A 的平均反应速率为 0 15mol L min D B 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 A 2molA 2molBB 2molD 1molC C 2molD 1molA 1molBD 0 5molA 0 5molB 0 5molC 1 0molD 16 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 A 15mol 和 10 B 30mol 和 20 C 30mol 和 40 D 45mol 和 80 二 填空题二 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 3 1 3 2 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 a 5 c 时 b 当 a b 时 9 20 a c 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 2H2 O2 2CO O22CO2 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 计算题三 计算题 23 amolN2和 bmolH2反应 在一定条件下达到平衡 生成 cmolNH3 NH3在平衡混合物中的质量分数是多少 24 1 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 9 1 则反应掉的 SO2是原有 SO2的百分之几 答案及解析答案及解析 1 C 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 反应物的起始浓度 浓度反应物消耗 反应 的 A 项根据已知压强增大 P 则 x 1 2 x 1 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 2 1 2 x 平衡 mol 1 a a a 2 1 2 x 依据压强增大 P 则应满足 1 a a a 1 P 2 1 2 x x 1 a P2 当 x 2 时a 2PP a 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 ax a 2ax 2ax x 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 90mol 0 1 1 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 baba 2 1 平衡 babaa 2 1 bab 根据题意 bababbaa 2 1 100 5 2 b ba a 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 2 3 2SO2 g O2 g 2SO3 g Q x x x 2y 2 0 解得 x 1 2 mol 2 3 2 3 y 2y x y 1 1 y 0 1 mol 1 1 2 0 可得 2SO2 g O2 g 2SO3 g Q 0 9 1 2 1 8 0 2 0 1 0 2 0 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 x 0 7 mol 43 36 11 1 0 2 x 7 9 1 2 0 2x 三法 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2 1 0 2 1 0 1 2 2 1 4a 6a 1 1 2 4a 6a a 0 3 a a 6 41 2 2 1 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2 7 2 1 0 2 7 2 1 0 1 8 0 9 1 8 2 1 2 0 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 a 1 4 b 0 9 n平 mol a 2x b x 2x 1 4 0 9 b 1 6 mol a 0 8 2 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 3a 2x 2a x 4a 2x 由题意知 3a 2x 1 4 2a x 0 9 联立二式得 a 0 4 mol x 0 1 mol 4a 2x 4 0 4 mol 2 0 1 mol 1 4 mol 故应选 A 12 A 13 D 14 C 15 BD 16 B 17 1 2 3 3 22 2 3 HN NH K 2 3 1 2 3 2 3 HN NH K 4 2 4 2 OH H K 18 2 a c mol b 3a 3cmol L 100 a ca 10