7.2.4化学平衡状态(4)习题课

7.2.4化学平衡状态（4）习题课1下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中有平衡：Br2H2OHBrHBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅B合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取相对较低温度的措施C氯气在水中的溶解度大于在饱和食盐水中的溶解度D对CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)平衡体系增大压强可使颜色变深解析：选D加入AgNO3溶液后，生成AgBr沉淀，c(Br)降低，平衡向右移动，c(Br2)降低，溶液颜色变浅，可以用勒夏特列原理解释，A不符合题意；对N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0)，达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是()A缩小体积加压B扩大体积减压C增加E的浓度 D降温解析：选D缩小体积加压，平衡逆向移动，A的浓度增大，但正反应速率也增大，A错误；扩大体积减压，平衡正向移动，正反应速率降低，但A的浓度也减小，B错误；增加E的浓度，平衡逆向移动，A的浓度增大，但正反应速率增大，C错误；降温，正反应速率降低，且平衡逆向移动，A的浓度增大，D正确。3用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJmol1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是()A气体的质量不再改变B氯化氢的转化率不再改变C断开4 mol HCl键的同时生成4 mol HO键Dn(HCl)n(O2)n(Cl2)n(H2O)4122解析：选B反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高；反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol HCl键和生成4 mol HO键均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。4一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)达到平衡，下列说法正确的是()A将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，CO2的浓度为原来的2倍B增加CaCO3(s)的量，平衡正向移动，CO2的浓度增大C将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变D保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行解析：选C该反应的化学平衡常数Kc(CO2)，改变容器容积，平衡常数K不变，即达到平衡时c(CO2)不变，故A错误，C正确；CaCO3是固体，增加固体的量，平衡不移动，CO2的浓度不变，B错误；保持容器的容积不变，充入He，气体的浓度不变，则平衡不移动，D错误。5(2018亳州第二次联考)在t 时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)I2(g)H0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是()A平衡时，I2蒸气的体积分数为25%B若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行C平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小D平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小解析：选A该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)0.4 mol，则有n(I2)0.4 mol，故I2蒸气的体积分数为100%25%，A正确；1.5 min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B错误；平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，C错误；平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，D错误。6在容积均为1 L的三个密闭容器中，分别放入铁粉并充入1 mol CO，控制在不同温度下发生反应：Fe(s)5CO(g)Fe(CO)5(g)，当反应进行到5 min时，测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是()A反应进行到5 min时，b容器中v(正)v(逆)B正反应为吸热反应，平衡常数：K(T1)K(T2)Cb中v(正)大于a中v(逆)D达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bca解析：选C根据图像可知，随着温度的升高，(CO)先减小后增大，若三个容器都未达到平衡状态，则应该是随着温度的升高，(CO)一直减小，但b容器中(CO)小于c容器，所以可以确定反应在T2到T3之间，先达到了平衡状态，然后随着温度升高，平衡向逆反应方向移动，所以可知该反应的正反应为放热反应，B项错误。若三个容器都达到平衡状态，因为是放热反应，a容器的(CO)应小于b容器，但实际上a容器的(CO)大于b容器，所以确定a容器还未达到平衡状态，b容器不确定，所以v(正)、v(逆)不一定相等，A项错误。a容器中反应还没达到平衡，反应向正反应方向进行，所以va(正)va(逆)；因b容器的温度高于a容器的温度，所以相同时间内，vb(正)va(正)，所以vb(正)va(逆)，C项正确。因为该反应是放热反应，所以三容器达到平衡时，CO的转化率为abc，D项错误。7(2018淮北一模)已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H0。将一定量的NO2充入注射器中并密封，改变活塞位置的过程中，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法不正确的是()Ab点达到平衡状态Bb点与a点相比，c(NO2)、c(N2O4)均减小Cd点：v(正)v(逆)D若在c点将温度降低，其透光率将增大解析：选B曲线ab段透光率不变，说明c(NO2)保持不变，故b点达到平衡状态，A正确；a、b两点的透光率相等，说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等，且保持不变，B错误；由图可知，d点后透光率逐渐下降，说明c(NO2)逐渐增大，即平衡逆向移动，则有v(正)0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是()选项xyA通入A气体B的转化率B加入催化剂A的体积分数C增大压强混合气体的总物质的量D升高温度混合气体的总物质的量解析：选AA项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。9(2018大庆一模)一定量的混合气体在密闭容器中发生反应xA(g)yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A的浓度为0.5 molL1，保持温度不变，将密闭容器的容积压缩为原来的一半再次达到平衡后，测得A的浓度为0.8 molL1，则下列叙述正确的是()A平衡向正反应方向移动 Bxyz，平衡向正反应方向移动，C的体积分数增大，因为压缩了容器的容积，则B的物质的量浓度增大，故A项正确，B、C、D项错误。10(2017荆门调研)一定温度下，将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入2 L密闭容器中发生反应A(g)B(g)xC(g)D(s)，在t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是()A反应方程式中x2Bt2时刻改变的条件是使用催化剂Ct3时刻改变的条件是移去少量DDt1t3间该反应的平衡常数不相同解析：选At2时刻改变条件，浓度增大而平衡不移动，催化剂只改变反应速率，不影响平衡，则只能是改变容器的体积，使浓度增大且平衡不移动，所以反应前后气体体积不变，故x2，A项正确，B项错误；由于D是固体，D的多少不影响反应速率和化学平衡，故C项错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故D项错误。11中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。(1)从3 min到9 min，v(H2)_molL1min1。(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_(填字母)。A反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11(即图中交叉点)B混合气体的密度不随时间的变化而变化C单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2ODCO2的体积分数在混合气体中保持不变(3)平衡时CO2的转化率为_。(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是_。(5)一定温度下，第9 min时v逆(CH3OH)_(填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。解析：(1)从3 min到9 min消耗CO2是0.25 molL1，根据方程式可知消耗氢气是0.75 molL1，则v(H2)0.75 molL16 min0.125 molL1min1。(2)反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为11(即图中交叉点)时反应速率仍然发生变化，没有达到平衡状态，A错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，B错误；单位时间内消耗3 mol H2，同时一定生成1 mol H2O，不能说明反应达到平衡状态，C错误；CO2的体积分数在混合气体中保持不变说明反应达到平衡状态，D正确。(3)平衡时消耗CO2是0.75 molL1，则CO2的转化率为100%75%。(4)平衡时剩余氢气是0.75 mol，生成水蒸气是0.75 mol，则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是100%30%。(5)第9 min时反应达到平衡状态，则v逆(CH3OH)小于第3 min时v正(CH3OH)。答案：(1)0.125(2)D(3)75%(4)30%(5)小于12当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_。(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是_。a体系压强不再改变bH2的浓度不再改变c气体的密度不随时间改变d单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为31(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。根据图中数据分析：降低温度，平衡向_方向移动。在700 K、起始投料比1.5时，H2的转化率为_。在500 K、起始投料比2时，达到平衡后H2的浓度为a molL1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为_。解析：(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO26H2C2H5OH3H2O。(2)该反应为气体分子数减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为31。(3)由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。700 K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比1.5时，由图像可知二氧化碳的转化率为20%，由化学方程式：2CO26H2C2H5OH3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。设起始时c(CO2)x molL1，则起始时c(H2)2x molL1，有2CO26H2C2H5OH3H2O起始(molL1)： x2x 0 0转化(molL1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x平衡(molL1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x02xa molL1，则0.3x1.5a molL1。答案：(1)2CO26H2C2H5OH3H2O (2)ab(3)正反应(或右)40%1.5a molL113醋酸由于成本较低，在生产中被广泛应用。(1)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛作中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：CH2=CH2(g)CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是_(填字母)。A乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同B酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等C乙烯断开1 mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1 molD体系中乙烯的质量分数一定(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：温度在6080 范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是_用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率，分析其原因：_。压强为p1、温度为60 时，若乙酸乙酯的产率为30%，则此时乙烯的转化率为_。在压强为p1、温度超过80 时，分析乙酸乙酯产率下降的原因：_。根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是_(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有_(任写出一条)。解析：(1)浓度相同不能说明浓度保持不变，A项不能说明反应达到平衡；酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明正、逆反应速率相等，B项可以说明反应达到平衡；乙烯断开1 mol碳碳键与乙酸恰好消耗1 mol均表示正反应方向，C项不能说明反应达到平衡；体系中乙烯的质量分数一定，说明乙烯的浓度不变，D项可以说明反应达到平衡。(2)由题图知，在6080 范围内，v(p1)v(p2)v(p3)。该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，乙酸乙酯的产率增大，故p1p2p3，对于有气体参与的反应，其他条件相同时，压强越大，反应速率越快。乙烯与乙酸乙酯的化学计量数相等，故乙烯的转化率与乙酸乙酯的产率相等。根据题图，p1、80 时乙酸乙酯的产率最大，为较适宜的生产条件。根据平衡移动原理，通入乙烯气体或增大压强，均可提高乙酸乙酯的合成速率和产率。答案：(1)BD(2)v(p1)v(p2)v(p3)其他条件相同时，对于有气体参与的反应，压强越大化学反