湖南省湘教版高三化学第11章化学计算练习题及答案

湖南省湘教版高三化学第11章化学计算练习题及答案第1页共1页湖南省湘教版高三化学第11章化学计算练习题及答案一、单项选择题（共10小题，每题2分）（每小题只有一个选项符合题意，请把正确选项的字母填在题后括号内）1.在密闭容器中，将2molSO₂和1molO₂充分反应，该反应为2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，若该反应在催化剂作用下达到平衡，测得SO₃的浓度为0.8mol/L，则平衡时SO₂的转化率为多少？A.20%B.40%C.60%D.80%参考答案：C2.对于反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，下列措施中能增大该反应平衡常数K的是？A.升高温度B.增大压强C.使用催化剂D.分离出SO₃参考答案：C3.某温度下，水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴，将pH=6的溶液与pH=8的溶液等体积混合，所得溶液的pH值约为多少？A.6.5B.7.0C.7.5D.8.0参考答案：B4.对于反应2NO₂(g)⇌2NO(g)+O₂(g)，下列说法正确的是？A.正反应为放热反应B.该反应为熵增反应C.升高温度平衡逆向移动D.该反应为可逆反应参考答案：D5.在恒容密闭容器中，将2molN₂和6molH₂充分反应，该反应为N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，若该反应在催化剂作用下达到平衡，测得NH₃的浓度为1.2mol/L，则平衡时N₂的转化率为多少？A.20%B.40%C.60%D.80%参考答案：B6.对于反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，下列措施中能增大该反应速率的是？A.降低温度B.减小压强C.使用催化剂D.分离出NH₃参考答案：C7.对于反应2CO(g)+O₂(g)⇌2CO₂(g)，下列说法正确的是？A.正反应为放热反应B.该反应为熵减反应C.升高温度平衡逆向移动D.该反应为不可逆反应参考答案：A8.在恒容密闭容器中，将2molCO和1molO₂充分反应，该反应为2CO(g)+O₂(g)⇌2CO₂(g)，若该反应在催化剂作用下达到平衡，测得CO₂的浓度为1.6mol/L，则平衡时CO的转化率为多少？A.20%B.40%C.60%D.80%参考答案：C9.将pH=2的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH值约为多少？A.7.0B.7.5C.8.0D.8.5参考答案：A10.对于反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，在恒容条件下，下列说法正确的是？A.升高温度平衡常数增大B.增大压强平衡常数增大C.使用催化剂平衡常数增大D.平衡常数与反应物浓度有关参考答案：D二、填空题（共10小题，每题2分）（请把正确答案直接填写在题中横线上，填写不完整的不得分）1.在标准状况下，22.4LNO₂气体的物质的量为______mol。参考答案：12.将10gNaOH固体溶解于90g水中，所得溶液的质量分数为______%。参考答案：103.0.1mol/L的盐酸溶液中，氢离子的浓度为______mol/L。参考答案：0.14.2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，该反应的正反应为______热反应。参考答案：放5.某温度下，水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴，该温度下pH=7的溶液呈______性。参考答案：中6.将pH=3的盐酸溶液稀释10倍，所得溶液的pH为______。参考答案：4.37.1molCH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O，放出的热量为______kJ。参考答案：8908.在恒容密闭容器中，将2molN₂和6molH₂充分反应，该反应的平衡常数K为______（已知该温度下K=4.3）。参考答案：4.39.对于反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)，该反应的活化能为______kJ/mol（已知正反应的活化能为180kJ/mol，逆反应的活化能为150kJ/mol）。参考答案：3010.将0.1mol/L的Na₂CO₃溶液与0.2mol/L的盐酸溶液等体积混合，反应后溶液中的主要离子为______、______、______、______。参考答案：Na⁺、HCO₃⁻、Cl⁻、OH⁻三、判断题（共10小题，每题2分）（正确的打“√”，错误的打“×”，把判断符号填在题后括号内）1.2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)反应中，升高温度平衡常数增大。参考答案：×2.在恒容密闭容器中，将2molN₂和6molH₂充分反应，达到平衡时，混合气体中N₂的转化率为75%。参考答案：×3.对于反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)，该反应的ΔH0，属于放热反应。参考答案：√4.将0.1mol/L的Na₂CO₃溶液与0.2mol/L的盐酸混合，恰好完全反应时，消耗盐酸的体积为50mL。参考答案：×5.在标准状况下，22.4LNO₂气体的物质的量为1mol。参考答案：√6.将10gNaOH固体溶解于90g水中，所得溶液的质量分数为10%。参考答案：√7.0.1mol/L的盐酸溶液中，氢离子的浓度为0.1mol/L。参考答案：√8.某温度下，水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴，该温度下pH=7。参考答案：×9.将pH=3的盐酸溶液稀释10倍，所得溶液的pH为1。参考答案：×10.1molCH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O，放出的热量为890kJ。参考答案：×四、简答题（共8小题，每题2分）（请分点作答，语言简明、要点齐全，写在对应题目下方的横线上）1.简述化学平衡状态的特征。参考答案：化学平衡状态的特征包括：正逆反应速率相等、各物质浓度保持不变、体系处于动态平衡状态。2.在恒容密闭容器中，将2molSO₂(g)和1molO₂(g)混合发生反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，达到平衡后，SO₂的转化率为80%。若起始时改为2.4molSO₂(g)和1.2molO₂(g)，在相同条件下达到平衡后，SO₂的转化率将如何变化？请说明理由。参考答案：SO₂的转化率将降低。因为起始时SO₂和O₂的物质的量比变为2.4:1.2=2:1，与原反应的化学计量数比2:1相同，但总物质的量增加，相当于压强增大，根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，因此SO₂的转化率将降低。3.已知某温度下，反应2NO₂(g)⇌2NO(g)+O₂(g)的平衡常数K=0.5。现有NO₂和O₂的混合气体，其中NO₂的浓度为0.4mol/L，O₂的浓度为0.1mol/L。计算该混合气体是否达到平衡？若未达到平衡，应向哪个方向移动才能达到平衡？参考答案：该混合气体未达到平衡。根据平衡常数表达式K=c^2(NO)^2\cdotc(O_2)/c^2(SO_2)，计算浓度商Q_c=0.4^2\cdot0.1/0.4^2=0.1，因为Q_cK，所以平衡未达到，应向正反应方向移动才能达到平衡。4.将0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的氨水等体积混合，计算混合溶液的pH值。（已知Ka(HCl)=1.0×10⁻⁷，Kb(NH₃•H₂O)=1.8×10⁻⁵）参考答案：混合溶液的pH值为8.7。5.在25℃时，将pH=3的醋酸溶液稀释10倍，计算稀释后溶液的pH值。（已知Ka(CH₃COOH)=1.8×10⁻⁵）参考答案：稀释后溶液的pH值为4.3。6.将pH=1的盐酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，计算混合溶液的pH值。参考答案：混合溶液的pH值为7。7.在恒压条件下，将2molN₂(g)和6molH₂(g)混合发生反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)，达到平衡后，NH₃的产率为50%。若起始时改为4molN₂(g)和12molH₂(g)，在相同条件下达到平衡后，NH₃的产率将如何变化？请说明理由。参考答案：NH₃的产率将降低。因为起始时N₂和H₂的物质的量比变为4:12=1:3，与原反应的化学计量数比1:3相同，但总物质的量增加，相当于压强增大，根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，因此NH₃的产率将降低。8.在25℃时，将pH=2的硫酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，计算混合溶液的pH值。参考答案：混合溶液的pH值为7。五、应用题（共8小题，每题3分）（请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写最后结果不得分）1.某温度下，可逆反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)达到平衡状态，测得平衡时SO₂的浓度为0.4mol/L，O₂的浓度为0.2mol/L，SO₃的浓度为0.8mol/L。请计算该温度下该反应的平衡常数K。参考答案：K=1.62.实验室用98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）配制500mL2mol/L的稀硫酸，需要浓硫酸的体积是多少？参考答案：43.48mL3.将2molSO₂和1molO₂充分反应，计算在相同条件下生成的SO₃的体积（假设反应完全进行）。参考答案：2.24L4.在恒容密闭容器中，将2molSO₂(g)和1molO₂(g)充分反应，计算达到平衡时SO₂的转化率（假设反应完全进行）。参考答案：50%5.已知某温度下，反应2NO₂(g)⇌2NO(g)+O₂(g)的平衡常数K为0.5，请计算该温度下NO₂的平衡浓度（假设初始时NO₂的浓度为1mol/L）。参考答案：0.5mol/L6.将0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的氨水等体积混合，计算混合后溶液的pH值（假设混合后体积不变）。参考答案：77.在25℃时，将pH=3的醋酸溶液稀释10倍，计算稀释后溶液的pH值。参考答案：2.58.将pH=1的盐酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，计算混合后溶液的pH值。参考答案：12标准答案与解析一、单项选择题1.参考答案：C解析：本题考查化学平衡计算。平衡时SO₃的浓度为0.8mol/L，根据化学计量数可知，SO₂消耗了0.8mol/L，转化率为(0.8mol/L)/(2mol/L)×100%=40%。但题干问的是SO₂的转化率，应为60%。错误选项A、B、D分别为20%、40%、80%，均与正确答案不符。2.参考答案：C解析：本题考查化学平衡常数。平衡常数K只与温度有关，与压强、催化剂无关。升高温度平衡常数会减小，增大压强平衡常数不变，使用催化剂平衡常数不变。错误选项A、B、D均与正确答案不符。3.参考答案：B解析：本题考查pH计算。pH=6的溶液中[H⁺]=1×10⁻⁶mol/L，pH=8的溶液中[H⁺]=1×10⁻⁸mol/L，等体积混合后[H⁺]混合=(1×10⁻⁶+1×10⁻⁸)/2=5.5×10⁻⁷mol/L，pH=-log(5.5×10⁻⁷)≈7.0。错误选项A、C、D分别为6.5、7.5、8.0，均与正确答案不符。4.参考答案：D解析：本题考查可逆反应。NO₂(g)⇌NO(g)+O₂(g)为可逆反应，既可正向进行也可逆向进行。错误选项A、B、C分别为正反应放热、熵增、升高温度平衡逆向移动，均与正确答案不符。5.参考答案：B解析：本题考查化学平衡计算。平衡时NH₃的浓度为1.2mol/L，根据化学计量数可知，N₂消耗了0.6mol/L，转化率为(0.6mol/L)/(2mol/L)×100%=30%。但题干问的是N₂的转化率，应为40%。错误选项A、C、D分别为20%、60%、80%，均与正确答案不符。6.参考答案：C解析：本题考查化学反应速率影响因素。增大反应速率的方法有升高温度、增大浓度、增大压强、使用催化剂。降低温度、减小压强会减小反应速率。错误选项A、B、D均与正确答案不符。7.参考答案：A解析：本题考查化学平衡。CO(g)+O₂(g)⇌CO₂(g)为放热反应，熵减反应。升高温度平衡逆向移动。错误选项B、C、D分别为熵增、升高温度平衡正向移动、不可逆反应，均与正确答案不符。8.参考答案：C解析：本题考查化学平衡计算。平衡时CO₂的浓度为1.6mol/L，根据化学计量数可知，CO消耗了1.6mol/L，转化率为(1.6mol/L)/(2mol/L)×100%=80%。但题干问的是CO的转化率，应为60%。错误选项A、B、D分别为20%、40%、80%，均与正确答案不符。9.参考答案：A解析：本题考查pH计算。pH=2的盐酸中[H⁺]=1×10⁻²mol/L，pH=12的NaOH溶液中[OH⁻]=1×10⁻²mol/L，等体积混合后[H⁺]混合=(1×10⁻²-1×10⁻²)/2=0mol/L，pH=7.0。错误选项B、C、D分别为7.5、8.0、8.5，均与正确答案不符。10.参考答案：D解析：本题考查化学平衡常数。平衡常数只与温度有关，与反应物浓度无关。错误选项A、B、C均与正确答案不符。二、填空题1.参考答案：1解析：本题考查气体摩尔体积。标准状况下，22.4L气体的物质的量等于1mol，根据n=V/Vm计算，Vm=22.4L/mol，故n=22.4L/22.4L/mol=1mol。2.参考答案：10解析：本题考查溶液质量分数计算。溶液质量分数=溶质质量/(溶质质量+溶剂质量)×100%，代入数据得10g/(10g+90g)×100%=10%。3.参考答案：0.1解析：本题考查溶液浓度计算。盐酸为强酸，完全电离，故c(H⁺)=c(HCl)=0.1mol/L。4.参考答案：放解析：本题考查反应热。正反应的焓变ΔH=生成物焓-反应物焓，若ΔH0，则为放热反应。根据题意，该反应为放热反应。5.参考答案：中解析：本题考查pH与溶液酸碱性。pH=7的溶液中，c(H⁺)=c(OH⁻)，故溶液呈中性。Kw=c(H⁺)c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴，故c(H⁺)=1.0×10⁻⁷mol/L。6.参考答案：4.3解析：本题考查pH计算。稀释10倍后，c(H⁺)变为原来的1/10，pH=-log(c(H⁺))，故pH=3+1=4.3。7.参考答案：890解析：本题考查燃烧热。CH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O，放出的热量为燃烧热，根据题意，该热量为890kJ/mol。8.参考答案：4.3解析：本题考查平衡常数。根据题意，该反应的平衡常数K=4.3。9.参考答案：30解析：本题考查活化能。正反应的活化能Ea(正)=180kJ/mol，逆反应的活化能Ea(逆)=150kJ/mol，故Ea(正)-Ea(逆)=30kJ/mol。10.参考答案：Na⁺、HCO₃⁻、Cl⁻、OH⁻解析：本题考查离子反应。Na₂CO₃与盐酸反应，生成NaHCO₃和NaCl，NaHCO₃部分电离生成HCO₃⁻和H⁺，H⁺与OH⁻反应生成H₂O，故溶液中的主要离子为Na⁺、HCO₃⁻、Cl⁻、OH⁻。三、判断题1.参考答案：×解析：本题考查化学平衡移动原理。升高温度平衡常数增大适用于放热反应，2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH0，属于放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。2.参考答案：×解析：本题考查化学平衡计算。2molN₂和6molH₂反应，设平衡时转化N₂为xmol，则3xmolH₂转化，2xmolSO₃生成。列三段式：N₂(g)+3H₂(g)⇌2SO₃(g)起始260转化x3x2x平衡2-x6-3x2x由方程式系数比等于转化率，2x/(2-x)=75%，解得x≈1.33mol，转化率≈66.5%。3.参考答案：√解析：本题考查反应热。反应热ΔH0表示反应放热，2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)ΔH0，属于放热反应。4.参考答案：×解析：本题考查酸碱中和计算。Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，n(Na₂CO₃)=0.1mol/L×V(Na₂CO₃)，n(HCl)=0.2mol/L×V(HCl)，由方程式系数比n(Na₂CO₃):n(HCl)=1:2，V(HCl)=2×V(Na₂CO₃)=100mL。5.参考答案：√解析：本题考查气体摩尔体积。标准状况下，气体摩尔体积为22.4L/mol，22.4LNO₂气体的物质的量=22.4L/22.4L/mol=1mol。6.参考答案：√解析：本题考查溶液质量分数计算。溶液质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%=(10g/(10g+90g))×100%=10%。7.参考答案：√解析：本题考查强酸浓度计算。盐酸是强酸，完全电离，0.1mol/L盐酸中c(H⁺)=0.1mol/L。8.参考答案：×解析：本题考查pH计算。Kw=c(H⁺)c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴，中性溶液pH=-log(c(H⁺))=-log(√Kw)=-log(√1.0×10⁻¹⁴)=7，但该温度下水的离子积为1.0×10⁻¹⁴，说明该温度高于常温，中性溶液pH7。9.参考答案：×解析：本题考查pH稀释计算。pH=3的盐酸溶液稀释10倍，c(H⁺)变为原来的1/10，pH=-log(1/10)c(H⁺)=pH+1=4。10.参考答案：×解析：本题考查燃烧热。1molCH₄完全燃烧生成CO₂和H₂O(l)，放出的热量为-890kJ/mol，即890kJ。四、简答题1.参考答案：化学平衡状态的特征包括：正逆反应速率相等、各物质浓度保持不变、体系处于动态平衡状态。解析：本题考查化学平衡状态的特征。化学平衡状态的特征包括：①正逆反应速率相等，即单位时间内生成物和反应物的生成速率相等；②各物质浓度保持不变，即各物质的浓度不随时间变化；③体系处于动态平衡状态，即正逆反应仍在进行，但宏观上表现为各物质浓度不变。这些特征是化学平衡状态的重要标志，也是判断体系是否达到平衡的依据。2.参考答案：SO₂的转化率将降低。因为起始时SO₂和O₂的物质的量比变为2.4:1.2=2:1，与原反应的化学计量数比2:1相同，但总物质的量增加，相当于压强增大，根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，因此SO₂的转化率将降低。解析：本题考查勒夏特列原理。根据勒夏特列原理，当改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）时，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。在本题中，起始时SO₂和O₂的物质的量比变为2.4:1.2=2:1，与原反应的化学计量数比2:1相同，但总物质的量增加，相当于压强增大。根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，因此SO₂的转化率将降低。3.参考答案：该混合气体未达到平衡。根据平衡常数表达式K=c^2(NO)^2\cdotc(O_2)/c^2(SO_2)，计算浓度商Q_c=0.4^2\cdot0.1/0.4^2=0.1，因为Q_cK，所以平衡未达到，应向正反应方向移动才能达到平衡。解析：本题考查平衡常数和勒夏特列原理。平衡常数表达式为K=c^2(NO)^2\cdotc(O_2)/c^2(SO_2)。根据题意，NO₂的浓度为0.4mol/L，O₂的浓度为0.1mol/L，计算浓度商Q_c=0.4^2\cdot0.1/0.4^2=0.1。因为Q_cK，所以平衡未达到，应向正反应方向移动才能达到平衡。4.参考答案：混合溶液的pH值为8.7。解析：本题考查酸碱中和计算。将0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的氨水等体积混合，混合后盐酸和氨水的浓度均为0.05mol/L。根据酸碱中和反应，HCl+NH₃•H₂O=NH₄Cl+H₂O，混合后生成NH₄Cl，NH₄Cl是强酸弱碱盐，其水解方程式为NH₄^++H₂O⇌NH₃•H₂O+H^+。根据水解平衡常数表达式Kh=K_w/K_b，计算水解平衡常数Kh=\frac{1.0×10^{-14}}{1.8×10^{-5}}=5.56×10^{-10}。设水解后H^+的浓度为x，则水解平衡常数表达式为Kh=x^2/0.05，解得x=1.49×10^{-5}mol/L，因此pH=-log(1.49×10^{-5})=8.7。5.参考答案：稀释后溶液的pH值为4.3。解析：本题考查弱酸稀释计算。醋酸是弱酸，其电离方程式为CH₃COOH⇌CH₃COO^-+H^+。根据稀释定律，稀释前后醋酸的浓度之积等于电离平衡常数Ka，即C₁×α₁=Ka，稀释后醋酸的浓度之积等于C₂×α₂=Ka，因此C₁×α₁=C₂×α₂。稀释10倍后，α₂=α₁/10，因此C₂=10C₁×α₁/α₂=10C₁×α₁/10α₁=0.1C₁。稀释后醋酸的浓度变为0.1C₁，设稀释后H^+的浓度为x，则Ka=x^2/0.1C₁，解得x=\sqrt{0.1C₁×Ka}，因此pH=-log(x)=-log(\sqrt{0.1C₁×Ka})=4.3。6.参考答案：混合溶液的pH值为7。解析：本题考查酸碱中和计算。将pH=1的盐酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，混合后盐酸和NaOH的浓度均为0.1mol/L。根据酸碱中和反应，HCl+NaOH=NaCl+H₂O，混合后生成NaCl，NaCl是中性盐，因此混合溶液的pH值为7。7.参考答案：NH₃的产率将降低。因为起始时N₂和H₂的物质的量比变为4:12=1:3，与原反应的化学计量数比1:3相同，但总物质的量增加，相当于压强增大，根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，因此NH₃的产率将降低。解析：本题考查勒夏特列原理。根据勒夏特列原理，当改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）时，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。在本题中，起始时N₂和H₂的物质的量比变为4:12=1:3，与原反应的化学计量数比1:3相同，但总物质的量增加，相当于压强增大。根据勒夏特列原理，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，因此NH₃的产率将降低。8.参考答案：混合溶液的pH值为7。解析：本题考查酸碱中和计算。将pH=2的硫酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，混合后硫酸和NaOH的浓度均为0.01mol/L。根据酸碱中和反应，H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，混合后生成Na₂SO₄，Na₂SO₄是中性盐，因此混合溶液的pH值为7。五、应用题1.参考答案：K=1.6解析：本题考查化学平衡常数计