08第八单元03第30讲化学平衡及影响因素【答案】

第30讲化学平衡及影响因素1.D[解析]由题意知,该反应是气体分子数不变的放热反应。达到化学平衡状态时,Y的正反应速率和Z的逆反应速率不相等,应为3v正(Y)=2v逆(Z),A错误;达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不变,但X、Y、Z的浓度之比不一定是1∶2∶3,B错误;不知道反应物的投料量和反应物的转化率,无法判断达到化学平衡状态时反应放出的总热量,C错误;可逆反应的反应物不能完全转化为生成物,所以0.2molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol,D正确。2.D[解析]Ⅰ中加入NaCl固体,与Ag+反应生成AgCl,使Ag+(aq)+Fe2+(aq)Fe3+(aq)+Ag(s)平衡逆向移动,A正确;酸性溶液中NO3-可氧化Ag,则Ⅱ中不能用Fe(NO3)3溶液代替Fe2(SO4)3溶液,B正确;K为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,纯固体不能代入K的表达式中,则该反应平衡常数K=c(Fe3+)c(Ag+)·c(Fe2+),C正确;Ⅱ中Fe3.C[解析]该反应前后气体的化学计量数之和相等,故恒温恒容密闭容器中,压强是不变量,压强不变不能判断是否达到平衡状态,A不符合题意;化学反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,故v(A2)∶v(B2)∶v(AB)=1∶1∶2,v(A2)=v(B2)=12v(AB),与反应是否平衡无关,B不符合题意;单位时间内生成nmolA2同时生成2nmolAB,说明v正=v逆,可以判定反应达到平衡状态,C符合题意;反应前后质量守恒,因此m不变,容积恒定,因此V不变,根据ρ=mV,ρ为定值,不能判定反应是否平衡,4.D[解析]由图知25min后SO2、SO3的物质的量均不再变化,说明反应达到平衡,恰好达平衡过程中,SO3的平均反应速率为1.4mol2L×25min=0.028mol·L-1·min-1,A错误;10min后,SO2和SO3的物质的量还在变化,说明10min时反应未达到平衡,B错误;反应过程中容器内原子总数是定值,当容器内原子总数不再发生变化,不能判断该反应达到平衡状态,C错误;在实际工业生产中,SO2和O2反应生成SO35.D[解析]Fe3+与SCN-反应生成的络合物不是沉淀,离子方程式应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,A错误;E点为反应起点,混合溶液体积为50mL,此时溶液中c(Fe3+)=0.04L×0.05mol·L-10.05L=0.04mol·L-1,故E点对应的坐标为(0,0.04),B错误;t4min时向溶液中加入50mL0.1mol·L-1KCl溶液,相当于稀释溶液,平衡逆向移动,C错误;由图知,平衡时Fe3+的浓度为mmol·L-1,则Fe(SCN)0.01L×0.15mol·L-10.05L-3×(0.04-m)mol·L-1=(3m-0.096.D[解析]b点仍处于从正反应建立平衡的过程中,则b点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率,b点处NO和O2的浓度大于a点处的,则a点处的逆反应速率小于b点处的逆反应速率,更小于b点处的正反应速率,A正确;0~10min内,O2的平均反应速率v(O2)=12v(NO2)=12×0.3×2mol2L×(10-0)min=0.015mol·L-1·min-1,B正确;其他条件不变,若在恒压条件下发生反应2NO2(g)O2(g)+2NO(g)起始浓度/(mol·L-1)100转化浓度/(mol·L-1)0.50.250.5平衡浓度/(mol·L-1)0.50.250.5则K=c(O2)·c2(NO)c2(NO2)=0.25×0.520.52Q=c(O2)·c2(NO)c7.D[解析]速率之比等于化学计量数之比,反应到20s时,消耗1.0molM,v(M)=|Δc(M)|Δt=1mol2L×20s=0.025mol·L-1·s-1,则用P(g)表示的平均反应速率为12v(M)=0.0121molM(g),相当于加压,平衡不移动,M(g)的平衡转化率不变,B错误;由2M(g)P(g)+Q(g)知,M分解和P生成均为正反应,速率之比为化学计量数之比,该反应在30s时,v分解(M)=2v生成(P),C错误;由题中数据知,500℃反应到30s时,P为0.6mol,则消耗1.2molM、剩余0.8molM,剩余M与40s时相等,则30s时已处于平衡状态,列出三段式知2M(g)P(g)+Q(g)起始/mol200转化/mol1.20.60.6平衡/mol0.80.60.6K=0.62×0.620.822=0.5625,若在600℃时反应8.B[解析]焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应发生的途径无关,A错误;温度升高,正、逆反应速率均增大,因该反应的正反应是吸热反应,故平衡正向移动,H2S分解率增大,B正确;该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆反应是放热反应,会使体系温度升高,C错误;若体系恒容,向体系中注入H2,平衡将向H2浓度减小的方向移动,但最终H2的浓度比原来大,D错误。9.D[解析]恒温恒压下通入惰性气体,相当于减压,反应向气体分子数增大的方向进行,但是反应物浓度下降,反应速率减慢,A错误;反应体系中固体视为浓度不变,加入后无影响,B错误;无论反应是否平衡,氢气的生成速率始终是甲烷消耗速率的2倍,C错误;反应焓变大于零,说明生成物总能量大于反应物总能量,正反应活化能大于逆反应活化能,D正确。10.B[解析]由平衡常数表达式可知该反应的化学方程式为2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。温度改变,平衡常数K的变化与反应的热效应有关,题中条件不能确定反应是放热还是吸热,故温度升高时K的变化不能确定,A项错误;混合气体的质量不变,平均相对分子质量变小,则混合气体的物质的量增大,即升高温度,反应逆向进行,故逆反应是吸热反应,B项正确;增大压强,平衡正向移动,W(g)体积分数减小,C项错误;增大X(g)浓度,平衡逆向移动,D项错误。11.D[解析]由图可知,升高温度,二氧化氮的平衡浓度减小,平衡向逆反应方向移动,则该正反应为放热反应,ΔH<0,故A错误;由图可知,T1K反应达到平衡时二氧化氮浓度为0.2mol·L-1,由题意可建立如下三段式:SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s)起/(mol·L-1)0.50.60变/(mol·L-1)0.10.20.2平/(mol·L-1)0.40.40.2则由三段式数据可知,T1K时,该反应的平衡常数为K=c2(NO2)c(100%=40%,由表格数据可知,与容器Ⅰ相比,T1K时容器Ⅲ相当于起始加入1mol二氧化硫和1.2mol一氧化氮,则容器Ⅲ相当于容器Ⅰ增大压强,该正反应为气体分子数减小的放热反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,一氧化氮的体积分数小于40%,若T2<T1,降低温度,平衡向正反应方向移动,一氧化氮的体积分数还会减小,则容器Ⅲ中平衡时一氧化氮的体积分数一定小于40%,故B错误,D正确;容器Ⅰ中平衡时气体的总物质的量为1mol,容器Ⅱ中气体的物质的量为2mol,浓度商Q=0.520.5×12=0.5<58,反应向正反应方向进行,平衡时气体的物质的量小于2mol,则容器12.(1)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-166kJ·mol-1(2)①BCE②625③>(3)①<②p1>p2>p3[解析](1)已知CH4与H2的燃烧热分别为890kJ·mol-1、286kJ·mol-1,故有热化学方程式:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1,②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1,③H2O(l)H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,根据盖斯定律知,由②×4-①+③×2得热化学方程式CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-286kJ·mol-1×4+890kJ·mol-1+44kJ·mol-1×2=-166kJ·mol-1。(2)由反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)知,①v(CO2)=v(CH4)中没有说明反应的方向,不能确定是否达到平衡,A错误;该反应前后气体的总物质的量不相等,故容器内压强一定说明反应达到平衡,B正确;该反应前后气体总物质的量不相等,气体平均相对分子质量一定能说明反应达到平衡,C正确;该反应体系全是气体,且容器的容积不变,气体密度始终不变,故气体密度一定不能说明反应达到平衡,D错误;CH4的体积分数一定能说明反应达到平衡,E正确。② CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始物质的量/mol0.20.600改变物质的量/mol0.10.40.10.2平衡物质的量/mol0.10.20.10.2则该反应的平衡常数为0.15×0.2520.15×0.254=625。③温度不变,再加入CO2(g)、H2(g)、CH4(g)、H2O(g)各0.2mol,则Q=0.35×0.4520.35×0.454=6254<625,说明反应正向进行,则v正>v逆。(3)①13.(1)2-甲基-2-丁烯D(2)0.9α1-α2[解析](1)由平衡常数Kx与温度T变化关系曲线可知,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数的自然对数随温度升高(要注意横坐标为温度的倒数)而减小,说明3个反应均为放热反应,即ΔH1<0、ΔH2<0、ΔH3<0,因此B的总能量低于A的总能量,能量越低越稳定,A和B中相对稳定的是B,其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯;由盖斯定律可知,Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,则ΔH1-ΔH2=ΔH3<0,因此ΔH1<ΔH2,由于放热反应的ΔH越小,其绝对值越大,则ΔH1Δ(2)向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为α,则平衡n(TAME)=(1-α)mol,n(A)+n(B)=n(CH