2014届高考化学一轮 7.2化学平衡状态、化学平衡常数指导活页作业

1 7 27 2 化学平衡状态 化学平衡常数化学平衡状态 化学平衡常数 一 选择题 本题共 10 个小题 每小题 5 分 共 50 分 1 下列事实中 不能用勒夏特列原理解释的是 A 开启啤酒后 瓶中马上泛起大量泡沫 B 钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 解析 钢铁生锈是发生了电化学腐蚀 与勒夏特列原理无关 A 中 CO2 H2O H2CO3 减压后平衡逆移 产生大量 CO2 C 中 Cl2 H2O HCl HClO 饱和 食盐水中含有大量 Cl 故平衡逆移 减小 Cl2的溶解 D 中增大 O2的量 提高 SO2的转化 率 答案 B 2 2013 铁力模拟 在 5 L 的密闭容器中 一定条件下发生化学反应 2NO g 2CO g N2 g 2CO2 g 起始反应时 NO 和 CO 各为 3 mol 保持密闭容器体积不变 10 秒钟达到化学平衡 测得 N2为 1 mol 下列有关反应速率的说法中 正确的是 A 达到平衡后 若将容器体积压缩为 2 L 则正反应速率将增大 逆反应速率将减小 B 反应前 5 秒钟内 用 CO 表示的平均反应速率为 0 04 mol L 1 s 1 C 当v正 CO 2v逆 N2 时 该反应中 NO 的物质的量不再改变 D 保持压强不变 往容器中充入 1 mol He 正 逆反应速率都不改变 解析 达到平衡后 若将容器体积压缩 则正反应速率和逆反应速率均增大 A 项错 10 s 内 v N2 0 02 mol L 1 s 1 v NO 0 04 mol L 1 s 1 所以 5 1 5 1 10 s 内的速率大于 0 04 mol L 1 s 1 B 项错 由方程式知 v正 CO 2v正 N2 结合 C 项中的关系 可说明v正 N2 v逆 N2 即为平衡状态 C 项正确 保持压强不变 充入 He 体积增大 则正反应速率和逆反应速率均减小 D 项错 答案 C 3 某温度下 在一个 2 L 的密闭容器中 加入 4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应 3A g 2B g 4C s 2D g 反应一段时间后达到平衡 测得生成 1 6 mol C 则下 列说法正确的是 A 该反应的化学平衡常数表达式是K c4 C c2 D c3 A c2 B B 此时 B 的平衡转化率是 40 C 增大该体系的压强 化学平衡常数增大 D 增加 B B 的平衡转化率增大 2 解析 化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体 而物质 C 是固体 A 错误 根据化学方程式可知 平衡时减少的 B 的物质的量是 1 6 mol 0 5 0 8 mol 所以 B 的 转化率为 40 B 正确 增大压强时平衡常数不变 平衡常数只与温度有关 C 错误 增加 B 后平衡右移 A 的转化率增大 而 B 的转化率减小 D 错误 答案 B 4 实验室用 4 mol SO2与 2 mol O2进行下列反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64 kJ mol 当放出 314 624 kJ 热量时 SO2的转化率为 A 40 B 50 C 80 D 90 5 对可逆反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 下列叙述中正确的是 A 达到化学平衡时 4v正 O2 5v逆 NO B 若单位时间内生成x mol NO 的同时 消耗x mol NH3 则反应达到平衡状态 C 达到化学平衡时 若增大容器的体积 则正反应速率减小 逆反应速率增大 D 化学反应速率的关系是 2v正 NH3 3v正 H2O 解析 由 4v正 O2 5v逆 NO 可得v正 O2 v逆 NO 而v逆 NO v逆 O2 即 1 5 1 4 1 4 1 5 v正 O2 v逆 O2 正 逆反应速率相等 A 正确 B 项都表示正反应速率 错误 C 项 若增大容器体积 正 逆反应速率都减小 错误 D 项应为 3v NH3 2v H2O 答案 A 6 在一定温度下的定容密闭容器中 当物质的下列物理量不再变化时 不能说明反应 A s 2B g C g D g 已达平衡状态的是 A 混合气体的压强 B 混合气体的密度 C B 的物质的量浓度 D 气体的平均相对分子质量 解析 解答该题 首先明确 反应条件 定温定容 反应特点 A 为固体 气体 体积不变 气体的体积不变 则反应过程中压强始终不变 A 不能说明 气体的密度 气体的相对分子质量 r V n不变 反应未达到平衡时气体的m发生变化 m VM m n r随之发生变化 平衡时m不变 r不变 B D 能说明 C 项属于根本标志 能 MM 3 说明 答案 A 7 某可逆反应正向反应过程中能量变化如图所示 下列说法正确的是 A 该反应为吸热反应 B 当反应达到平衡时 降低温度 A 的转化率减小 C 升高温度平衡常数K增大 压强增大 平衡向正反应方向移动 D 加入催化剂 反应速率增大 E1减小 E2减小 反应热不变 解析 由图中的信息可知反应后能量降低 故为放热反应 降低温度 平衡向正反应 方向移动 A 的转化率提高 升高温度 平衡向逆反应方向移动 K减小 故 A B C 项错 误 加入催化剂 可以降低反应的活化能 故 D 项正确 答案 D 8 2013 临川模拟 对于反应 N2O4 g 2NO2 g 在温度一定时 平衡体系中 NO2的 体积分数 NO2 随压强的变化情况如图所示 实线上的任何一点为对应压强下的平衡点 下列说法正确的是 A A C两点的正反应速率的关系为A C B A B C D E各状态中 v 正 v 逆 的是状态E C 维持p1不变 E A所需时间为x 维持p2不变 D C所需时间为y 则x y D 使E状态从水平方向到达C状态后 再沿平衡曲线到达A状态 从理论上来讲 可 选用的条件是从p1突然加压至p2 再由p2无限缓慢降压至p1 解析 A C两点正反应速率应相等 A 项错 五点中v 正 v 逆 的是状态D B 项 错 因为p2 p1 故所需时间x y C 项错 答案 D 4 9 已知某化学反应的平衡常数表达式为K 在不同的温度下该反应 c CO2 c H2 c CO c H2O 的平衡常数如表所示 t 7008008301 0001 200 K1 671 111 000 600 38 下列有关叙述不正确的是 A 该反应的化学方程式是 CO g H2O g CO2 g H2 g B 上述反应的正反应是放热反应 C 如果在一定体积的密闭容器中加入 CO2和 H2各 1 mol 5 min 后温度升高到 830 此时测得 CO2为 0 4 mol 时 该反应达到平衡状态 D 某温度下 如果平衡浓度符合下列关系式 c CO2 3c CO c H2O 5c H2 解析 根据平衡常数的表达式可知 A 项正确 由表中数据可知该反应的平衡常数随着 温度的升高而降低 故该反应是放热反应 B 项正确 利用化学反应方程式确定各种物质 的物质的量 代入平衡常数表达式得值不等于该温度时的平衡常数 可知该反应没有达到 平衡 C 项不正确 将所给关系式进行变化 可知该条件下平衡常数 K 所以 D 项正确 c CO2 c H2 c CO c H2O 3 5 答案 C 10 一定条件下 将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为 2 L 的密闭容器 中 发生如下反应 3A g B g xC g 2D s 2 min 末该反应达到平衡 生成 0 8 mol D 并测得 C 的浓度为 0 2 mol L 下列判断正确的是 A 该条件下此反应的化学平衡常数约为 0 91 L mol 3 B A 的平均反应速率为 0 3 mol L s C B 的转化率为 60 D 若混合气体的密度不再改变时 该反应不一定达到平衡状态 解析 v D 0 2 mol L min 则v A v D 0 3 mol L min 0 8 mol 2 L 2 min 3 2 B 项错 B 转化的物质的量n B n D 0 4 mol 则 B 的转化率为 1 2 100 40 C 项错 由于平衡时c C c D 0 2 mol L 0 4 mol L x 2 0 4 mol 1 mol 则x 1 平衡时 A B C 的浓度分别为 0 9 mol L 0 3 mol L 0 2 mol L 则平衡常数 K 0 91 L mol 3 A 项对 该反应前后气体分子数不相等 且气体质量也 0 2 0 93 0 3 5 不相等 因此混合气体的密度不再改变时 该反应一定达到平衡状态 D 项错 答案 A 二 非选择题 本题共 4 个小题 共 50 分 11 10 分 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下 FeO s CO g Fe s CO2 g Q其平衡常数可表达为 K 已知 1100 时 K 0 263 c CO2 c CO 1 温度升高 化学平衡移动后达到新的平衡 高炉内 CO2和 CO 的体积比值 平衡常数K值 填 增大 减小 或 不变 2 1 100 时测得高炉中c CO2 0 025 mol L c CO 0 1 mol L 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 其原因是 12 12 分 已知可逆反应 CO H2O g CO2 H2 1 在 830 K 时 若起始时 c CO 2 mol L c H2O 3 mol L 平衡时 CO 的转化 率为 60 水蒸气的转化率为 K值为 2 830 K 若只将起始时c H2O 改为 6 mol L 则水蒸气的转化率为 3 若 830 K 时 起始浓度c CO a mol L c H2O b mol L H2的平衡浓度c H2 c mol L 则 a b c之间的关系式是 当a b时 a c 解析 1 CO 的转化率为 60 即转化 1 2 mol L 则水蒸气也转化 1 2 mol L 转化 率 100 40 平衡时各物质的浓度分别为 CO 0 8 mol L H2O 1 8 1 2 mol L 3 mol L mol L CO2 1 2 mol L H2 1 2 mol L 平衡常数K c CO2 c H2 c CO c H2O 6 1 1 2 1 2 0 8 1 8 2 若c H2O 改为 6 mol L 平衡常数不变 则有 CO H2O g CO2 H2 起始 2 6 0 0 转化 x x x x 平衡 2 x 6 x x x K c CO2 c H2 c CO c H2O 1 x2 2 x 6 x 解得x 1 5 mol L 水蒸气的转化率 100 25 1 5 6 3 c H2 的平衡浓度与 CO2的平衡浓度相等 即有 CO H2O g CO2 H2 起始 a b 0 0 转化 c c c c 平衡 a c b c c c K c CO2 c H2 c CO c H2O 1 得出c 当a b时 a 2c c2 a c b c ab a b 答案 1 40 1 2 25 3 c 2 ab a b 13 14 分 在一体积不变的密闭容器中进行如下反应 2X g Y g 2W g 反应 前按n X n Y 3 1 加入反应物 反应过程中 W 的物质的量随时间的变化如图所示 1 分析曲线 A 和 B 的不同 可能是以下 原因造成的 A 是否使用催化剂 B 反应温度不同 7 C 外界的压强不同 D 初始充入的反应物的物质的量不同 2 该反应的化学平衡常数K的表达式为 并比较K500 K600 填 c2 W c2 X c Y 3 曲线如图所示 0 16 mol L 1 s 1 80 能 4 BD 14 14 分 研究 NO2 SO2 CO 等大气污染气体的处理具有重要意义 1 已知 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol 2NO g O2 g 2NO2 g H 113 0 kJ mol 则反应 NO2 g SO2 g SO3 g NO g 的 H kJ mol 一定条件下 将 NO2与 SO2以体积比 1 2 置于密闭容器中发生上述反应 下列能说明 反应达到平衡状态的是 a 体系压强保持不变 b 混合气体颜色保持不变 c SO3和 NO 的体积比保持不变 d 每消耗 1 mol SO3的同时生成 1 mol NO2 测得上述反应平衡时 NO2与 SO2体积比为 1 6 则平衡常数K 2 CO 可用于合成甲醇 反应方程式为 CO g 2H2 g CH3OH g CO 在不同温度下 的平衡转化率与压强的关系如下图所示 该反应 H 0 填 或 实际 生产条件控制在 250 1 3 104 kPa 左右 选择此压强的理由是 解析 1 设所给的两个反应方程式分别标注为 2SO2 g O2 g 2SO3 g H1 196 6 kJ mol 2NO g O2 g 2NO2 g H2 113 0 kJ mol 9 所求总反应方程式的 H为 H3 H3 H1 H2 2 196 6 kJ mol 113 0 kJ mol 2 41 8 kJ mol 第 2 问 由于该反应为反应前后气体体积相等的反应 故体系的压强始终保持不变 故不能以压强不变作为判断标志 a 错误 SO3与 NO 的体积比始终保持 1 1 C 错误 根 据 异方向 量相当 的原理可知 d 错误 设 NO2和 SO2的起始加入量分别为 1 mol 和 2 mol 容器体积为V 则有