《2019年高考化學大一輪復習 7.2 化學平衡 化學平衡常數(shù)實效精練(含解析).doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019年高考化學大一輪復習 7.2 化學平衡 化學平衡常數(shù)實效精練(含解析).doc(11頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
2019年高考化學大一輪復習 7.2 化學平衡 化學平衡常數(shù)實效精練(含解析)
一、選擇題:本大題共10小題,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1.為了探究FeCl3溶液和KI溶液的反應是否存在一定的限度,取5 mL 0.5 molL-1 KI溶液,滴加0. 1 molL-1 FeCl3溶液5~6滴,充分反應。下列實驗操作能驗證該反應是否存在限度的是( )
A.再滴加AgNO3溶液,觀察是否有黃色沉淀產生
B.再加入CCl4振蕩后,觀察下層液體顏色是否變?yōu)樽霞t色
C.再加入CCl4振蕩后,取上層清液,滴加AgNO3溶液,觀察是否有白色沉淀產生
D.再加入CCl4振蕩后,取上層清液,滴加KSCN溶液,觀察溶液是否變成血紅色
解析:發(fā)生反應:2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,由于KI過量,主要檢驗是否存在Fe3+。
答案:D
2.汽車尾氣凈化中的一個反應為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJmol-1。在恒容的密閉容器中,反應達到平衡后,當改變其中一個條件x,y隨x的變化符合圖中曲線的是( )
A.當x表示溫度時,y表示平衡常數(shù)K
B.當x表示溫度時,y表示CO的轉化率
C.當x表示N2的物質的量時,y表示NO的轉化率
D.當x表示NO的物質的量時,y表示平衡常數(shù)K
解析:溫度升高,平衡向逆反應方向移動,平衡常數(shù)減小,CO的轉化率降低,A、B錯誤。增大N2的濃度,平衡向逆反應方向移動,NO的轉化率降低,C錯誤。平衡常數(shù)僅與溫度有關,D正確。
答案:D
3.將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g)。2 min時達到平衡,生成0.8 mol Z,測得Q的濃度為0.4 molL-1,下列敘述錯誤的是( )
A.a的值為2
B.平衡時X的濃度為0.8 molL-1
C.Y的轉化率為60%
D.反應速率v(Y)=0.2 molL-1min-1
解析:生成Q的物質的量為0.8 mol,a=2,A正確。
X(g)+3Y(g)2Z(g)+2Q(g)。
n(始) 2 2 0 0
n(變) 0.4 1.2 0.8 0.8
n(2 min) 1.6 0.8 0.8 0.8
X的平衡濃度為0.8 molL-1,Y的轉化率為60%,B、C正確。v(Y)=0.3 molL-1min-1,D項錯誤。
答案:D
4.恒溫、恒壓下,將1 mol O2和2 mol SO2氣體充入一體積可變的容器中(狀態(tài)Ⅰ),發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),狀態(tài)Ⅱ時達平衡,則O2的轉化率為( )
A.60% B.40%
C.80% D.90%
解析:恒溫、恒壓下,氣體的體積比等于物質的量之比。設O2的轉化率為x。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
n(始)/mol 2 1 0
n(變)/mol 2x x 2x
n(平)/mol 2-2x 1-x 2x
有(2-2x)+(1-x)+2x=3,解得x=0.6。
答案:A
5.在300 mL的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的CO氣體,一定條件下發(fā)生反應:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如下表:
溫度/℃
25
80
230
平衡常數(shù)
5104
2
1.910-5
下列說法不正確的是( )
A.上述生成Ni(CO)4的反應為放熱反應
B.25 ℃時反應Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常數(shù)為210-5
C.在80 ℃時,測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 molL-1,則此時v(正)>v(逆)
D.80 ℃達到平衡時,測得n(CO)=0.3 mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL-1
解析:溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應方向移動,正反應為放熱反應,A正確。Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)為題給反應的逆反應,兩個反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關系,B正確。C項中該時刻Q==8>K,反應逆向進行,v(逆)>v(正),C錯誤。D項中CO的平衡濃度為1 molL-1,由K=2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL-1。
答案:C
6.用CO合成甲醇(CH3OH)的化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,按照相同的物質的量投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.溫度
T1>T2>T3
B.正反應速率
v(a)>v(c)
v(b)>v(d)
C.平衡常數(shù)
K(a)>K(c)
K(b)=K(d)
D. 平均摩爾質量
M(a)
M(d)
解析:溫度升高時平衡逆向移動,CO的平衡轉化率降低,所以溫度:T11
C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉化率
D.從Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 =1
解析:本題考查化學平衡,意在考查考生對平衡移動的理解和對圖象的識別能力。溫度升高,達到平衡所用的時間縮短,因此b曲線對應的溫度為20 ℃,A選項錯誤;溫度升高,速率加快,B選項速率之比應小于1;由圖象可知,達到平衡時b曲線丙酮的轉化率較低,C選項錯誤;在兩曲線交點處,兩種溫度下轉化的丙酮量相等,D選項正確。
答案:D
10.一定條件下可逆反應:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),在體積固定的密閉容器中達到平衡狀態(tài)的標志是( )
①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)
④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)
⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦
C.①③④⑤ D.全部
解析:化學平衡狀態(tài)的根本標志是:①v(正)=v(逆),②各組分含量不變。本題不僅考查了化學平衡的直接標志,也要求對化學平衡的間接標志進行分析,判斷。解答本題時,要牢牢抓住兩個根本標志,并明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質量的變化與根本標志間的關系,才能全面分析,順利解答。單位時間內生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2時,必消耗n mol O2,易知①能說明反應達到平衡,而②不能說明。③中無論達到平衡與否,化學反應速率都等于各物質化學計量數(shù)之比。④有色氣體的顏色不變,則表示物質的濃度不再變化,說明反應已達到平衡。⑤對于體積固定、氣體質量反應前后守恒的反應,混合氣體密度始終不變。⑥壓強不變,意味著各物質的含量不再變化。⑦由于氣體的質量不變,氣體的平均相對分子質量不變時,說明氣體中各物質的物質的量不變,該反應前后體積變化,能說明反應達到平衡。
答案:A
二、非選擇題:本大題共4小題,將答案填在題中橫線上。
11.氫氣是一種清潔能源。用甲烷制取氫氣的兩步反應的能量變化如下圖所示:
(1)甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是________________________________________________________________________。
(2)第Ⅱ步反應為可逆反應。在800 ℃時,若CO的起始濃度為2.0 mol/L,水蒸氣的起始濃度為3.0 mol/L,達到化學平衡狀態(tài)后,測得CO2的濃度為1.2 mol/L,則此反應的平衡常數(shù)為________,CO的平衡轉化率為________。
解析:(1)由兩圖象可分別寫出熱化學方程式:CH4(g)+H2O(g)===3H2(g)+CO(g) ΔH=-103.3 kJ/mol(1)、CO(g)+H2O(g)===H2(g)+CO2(g) ΔH=-33.2 kJ/mol(2),(1)+(2)即得所求熱化學方程式:CH4(g)+2H2O(g)===4H2(g)+CO2(g) ΔH=-136.5 kJ/mol。
(2) CO(g) + H2O(g)H2(g)+CO2(g)
2.0 3.0 0 0
x x x x
(2.0-x) (3.0-x) x x
由題意x=1.2,則CO平衡濃度為0.8 mol/L,H2O的平衡濃度為1.8 mol/L,反應的平衡常數(shù)==1,CO的平衡轉化率=100%=60%。
答案:(1)CH4(g)+2H2O(g)===4H2(g)+CO2(g)
ΔH=-136.5 kJ/mol
(2)1 60%
12.恒溫恒容下2 mol A氣體和2 mol B氣體通入體積為2 L的密閉容器中發(fā)生如下反應:2A(g)+B(g)===xC(g)+2D(s)。2 min時反應達到平衡狀態(tài),此時剩余1.2 mol B,并測得C的濃度為1.2 mol/L。
(1)從開始反應至達到平衡狀態(tài),生成C的平均反應速率為__________。
(2)x=__________。
(3)A的轉化率與B的轉化率之比為________。
(4)下列各項可作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是__________(填各項代號)。
A.壓強不再變化
B.氣體密度不再變化
C.氣體平均相對分子質量不再變化
D.A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1
(5)若向原平衡混合物的容器中再充入2 mol A氣體和2 mol B氣體,在原溫度下達到新的平衡,此時B的物質的量n(B)=__________。
(6)欲使反應達到平衡時C的物質的量分數(shù)與上述平衡相等,起始加入的A、B物質的量n(A)、n(B)之間應滿足的關系為__________________________________。
解析:(1)v(C)==0.60 mol/(Lmin)。
(2)Δn(C)=1.2 mol/L2 L=2.4 mol,
Δn(B)=2 mol-1.2 mol=0.8 mol,
===,故x=3。
(3)Δn(A)=2Δn(B)=20.8 mol=1.6 mol。
A的轉化率==80%,
B的轉化率==40%,
故A、B的轉化率之比為2∶1。
(4)平衡的實質是v(正)=v(逆),凡能推出此結論的是達到平衡,否則不是達到平衡,由于產物D為固體,故B、C可說明反應達到了平衡。
(5)此反應前后氣體的體積沒發(fā)生變化,壓強對平衡無影響,再充入2 mol A和2 mol B相當于加壓,且與原平衡等效,A、B的轉化率不變,n(B)=21.2 mol=2.4 mol。
(6)同(5)的分析,n(A)=n(B)。
答案:(1)0.6 mol/(Lmin) (2)3
(3)2∶1 (4)BC (5)2.4 mol
(6)n(A)=n(B)(或n(A)∶n(B)=1∶1)
13.[xx上?;瘜W,改編]用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅,其反應如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
完成下列填空:
(1)在一定溫度下進行上述反應,若反應容器的容積為2 L,3 min后達到平衡,測得固體的質量增加了2.80 g,則H2的平均反應速率為________mol/(Lmin);該反應的平衡常數(shù)表達式K=________。
(2)上述反應達到平衡后,下列說法正確的是________。
a.其他條件不變,壓強增大,平衡常數(shù)K減小
b.其他條件不變,溫度升高,平衡常數(shù)K減小
c.其他條件不變,增大Si3N4物質的量平衡向左移動
d.其他條件不變,增大HCl物質的量平衡向左移動
(3)一定條件下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是________。
a.3v逆(N2)=v正(H2)
b.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
c.混合氣體密度保持不變
d.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
(4)若平衡時H2和HCl的物質的量之比為,保持其他條件不變,降低溫度后達到新的平衡時,H2和HCl的物質的量之比________(填“>”“=”或“<”)。
解析:(1)反應達到平衡后,Δn(Si3N4)==0.02 mol,故v(H2)===0.02 mol/(Lmin)。
(2)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù),與壓強無關,故a錯誤;溫度升高,平衡逆向移動,K減小,故b正確;增大固體物質的物質的量,平衡不移動,故c錯誤;增大n(HCl),平衡逆向移動,K減小,故d正確。
(3)a項,表示v正=v逆,故正確;b項,均為v正,故錯誤;c項,由于容器密閉恒容,反應體系中Si3N4為固體,當混合氣體的密度不變時,則氣體物質總質不再變化,說明反應已經達到平衡狀態(tài),故正確;d項,當各物質的濃度比等于化學計量數(shù)之比時,不能表示反應已達到平衡狀態(tài),故錯誤。
(4)溫度降低,平衡正向移動,n(H2)減小,n(HCl)增大,故達到新平衡時<。
答案:(1)0.02
(2)bd (3)ac (4)<
14.在恒溫恒容條件下,將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,反應過程中各物質的物質的量濃度(c)隨時間(t)的變化曲線如圖所示。
(1)該溫度下,該反應的平衡常數(shù)為______________,若溫度升高,K值將__________________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)a、b、c、d四個點中,表示化學反應處于平衡狀態(tài)的是________點。從起點開始首次達到平衡時,以NO2表示的平均反應速率為________。
(3)25 min時,加入了________(填加入物質的化學式及加入的物質的量),使平衡發(fā)生了移動。
(4)d點對應NO2的物質的量濃度________(填“大于”“小于”或“等于”)0.8 molL-1,理由是__________________________。
解析:(1)由題圖可知,平衡時c(NO2)=0.6 mol/L,c(N2O4)=0.4 mol/L,故該溫度下該反應的平衡常數(shù)K=0.62/0.4=0.9;升溫,反應正向進行(正反應為吸熱反應),平衡常數(shù)增大。(2)由題圖知,a、b、c、d四點中只有b、d處于平衡狀態(tài);v(NO2)=(0.6 moL/L-0.2 mol/L)/10 min=0.04 molL-1min-1。(3)利用25 min后的物質的濃度變化可知在25 min時加入了NO2,其加入的物質的量=(1.0 mol/L-0.6 mol/L)2 L=0.8 mol。(4)假設平衡時二氧化氮的濃度為0.8 mol/L,則此時Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移動,使二氧化氮的濃度降低,所以平衡時二氧化氮的濃度小于0.8 mol/L。
答案:(1)0.9 增大
(2)bd 0.04 molL-1min-1 (3)0.8 mol NO2
(4)小于 假設平衡時二氧化氮的濃度為0.8 mol/L,則此時Q=1.28>K=0.9,平衡要逆向移動,使二氧化氮的濃度降低,所以平衡時二氧化氮的濃度小于0.8 mol/L
創(chuàng)新試題 教師備選
教學積累 資源共享
化學平衡常數(shù)是近幾年高考必考的內容,本題是對例題的補充。
1.[xx貴陽模擬]在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如表:
t ℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列問題:
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=________。
(2)該反應為________反應(選填“吸熱”“放熱”)。
(3)某溫度下,各物質的平衡濃度符合下式:
3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),試判斷此時的溫度為________。
(4)若830 ℃時,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反應達到平衡后,其化學平衡常數(shù)K________1.0(選填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃時,容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下,擴大容器的體積。平衡________移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。
(6)若1 200 ℃時,在某時刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 molL-1、2 molL-1、4 molL-1、4 molL-1,則此時上述反應的平衡移動方向為________(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。
解題指南:解答本題時要注意以下3點:
(1)根據K隨溫度的變化可判斷正反應為吸熱反應還是放熱反應。
(2)計算平衡常數(shù),然后與表中所給數(shù)據對比可判斷反應的溫度。
(3)根據Qc與K的關系可以確定平衡移動的方向。
解析:(1)根據反應方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)可知,該反應的平衡常數(shù)表達式為K=。
(2)根據已知題干中的表格可知,隨著溫度的升高,平衡常數(shù)逐漸增大,說明正反應為吸熱反應。
(3)某溫度下,各物質的平衡濃度有如下關系3c(CO2)c(H2)=5c(CO)c(H2O),根據平衡常數(shù)表達式K=可知,K=3/5=0.6,平衡常數(shù)只與溫度有關,溫度一定,平衡常數(shù)為定值,所以此時對應的溫度為700 ℃。
(4)化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與反應物和生成物的濃度無關,所以只要在830 ℃條件下,平衡常數(shù)的數(shù)值都為1.0。
(5)830 ℃達到平衡,擴大容器的體積的瞬間,反應物和生成物的濃度都減小相同的倍數(shù),根據平衡常數(shù)表達式K=可知,反應物和生成物同時改變相同的倍數(shù),Qc=K,平衡不發(fā)生移動。
(6)1 200 ℃時Qc=,將各物質的濃度代入各得Qc=4,而此溫度下的平衡常數(shù)為2.6,因為Qc>K,所以平衡向逆反應方向移動。
答案:(1) (2)吸熱 (3)700 ℃
(4)等于 (5)不 (6)逆反應方向
講評建議:講評本題時強調使用化學平衡常數(shù)應注意的問題:
(1)化學平衡常數(shù)表達式中各物質的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度,不能用任一時刻的濃度值。
(2)化學平衡常數(shù)不表示反應的快慢,即化學反應速率快,K值不一定大。
(3)使用催化劑能改變化學反應速率,但不會改變平衡常數(shù)。
1.書寫平衡常數(shù)表達時:一定要按照平衡常數(shù)的定義去書寫,注意純固體或液體不能出現(xiàn)在表達式中。
2.利用“三段式”進行平衡常數(shù)的計算時:通常的思路是寫出平衡方程式,列出相關量(起始量、變化量、平衡量),確定各量之間的關系,列出比例式或等式或依據平衡常數(shù)求解。
鏈接地址:http://appdesigncorp.com/p-2558862.html