高考化学一轮复习同步训练：《化学平衡》

【状元之路】2015高考化学大一轮复习 7.22 化学平衡 化学平衡常数题组训练

递进题组 提升素养

最有价值 备考训练

双 基 题 组

题组一 极端假设解化学平衡状态题的应用

1．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋Y2===2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )

A．Z为0.3 mol/L B．Y2为0.4 mol/L

C．X2为0.2 mol/L D．Z为0.4 mol/L

解析：本题考查化学平衡的计算。用极值法：当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2

mol/L、0.4 mol/L；当0.1 mol/L X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol/L，Z为0.4 mol/L，则0

答案：A

题组二 化学平衡状态及其判断

2．在某温度时将2 mol A和1 mol B两种气体通入容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g)xC(g)，2 min时反应达平衡状态，经测定B的物质的量为0.4 mol，C的反应速率为0.45 mol/(L·min)。下列各项能表明该反应达到平衡的是( )

A．vA(正)∶vB(逆)＝2∶1

B．混合气体密度不再变化

C．混合气体压强不再变化

D．A的转化率不再变化

解析：由题意知，平衡时n(C)＝0.45 mol/(L·min)×2 L×2 min＝1.8 mol

根据 2A(g)＋B(g) xC(g)知

开始 2 mol 1 mol 0 mol

平衡 0.4 mol 1.8 mol

变化 0.6 mol 1.8 mol

由变化量与化学计量数成正比可知x＝3。

A中说明反应2 mol A同时生成1 mol B，达平衡状态；B中密度始终不变；C中压强始终不变；D可作为判据。

答案：AD 3．可逆反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )

A．3v正(N2)＝v正(H2)

B．v正(N2)＝v逆(NH3)

C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)

D．v正(N2)＝3v逆(H2)

解析：当正向反应速率等于逆向反应速率时，可逆反应达到平衡状态。根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单位时间内有3 mol H2发生化合反应，必定同时生成2 mol NH3，故有2v正(H2)＝3v正(NH3)。这时逆反应如果同时有2 mol NH3发生分解反应，NH3的物质的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达到平衡状态。所以当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，NH3的正、逆反应速率相等，说明反应已达到平衡状态。

答案：C

题组三 等温、等容条件下等效平衡的应用

4．在一密闭容器中，发生反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，若起始时加入1 mol A和2

mol B，反应达平衡后，C的浓度为w mol/L。若保持温度和体积不变，起始时加入a mol A、b mol B、c mol C和d mol D，要使平衡后C的浓度仍为w mol/L，则a、b、c、d之间应满足的关系是________________________________________________________________________。

解析：由于两平衡状态C的浓度都为w mol/L，这说明两状态为完全相同的平衡状态(与反应的化学计量数无关)。可依据反应物投料量相等来解决，即采用“一边倒”法都转化为A、B，且物质的量分别相等，同时保证C、D都完全转化。

答案：a＋c＝1，b＋c＝2，c＝d

题组四 等温、等压条件下等效平衡的应用

5．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是( )

A．均减半 B．均加倍

C．均增加1 mol D．均减小1 mol

解析：本题考查了等效平衡问题。在等温等压条件下，把加入的物质按照其在反应方程式中的化学计量数转化为反应物或生成物，物质的量之比保持一致即为等效平衡。选项A、B中三者比例为2∶1∶2，与题中比例一致，为等效平衡，平衡不移动。C可设想为两步增加，第一次加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C，此时平衡不移动，第二次再加0.5 mol B(此法与一次性各加入1 mol等效)，增大反应物浓度，平衡向右移动。D中均减少1 mol，也可设想为两步进行，先将A减少1 mol，B减少0.5 mol，C减少1 mol，此时平衡不移动，再将B减少0.5 mol，降低反应物浓度，平衡向左移动。

答案：C

题组五 化学平衡常数

6．已知下列反应在某温度下的平衡常数：

H2(g)＋S(s)H2S(g) K1

S(s)＋O2(g)SO2(g) K2

则在该温度下反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为( )

A．K1＋K2 B．K1－K2

C．K1×K2 D．K1/K2

解析：由平衡常数的定义可知，K1＝cH2ScH2，K2＝cSO2cO2，反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数K＝cO2·cH2ScH2·cSO2，可知K＝K1/K2。

答案：D

7．下列关于平衡常数的说法正确的是( )

A．一定温度下的可逆反应，只有达到平衡状态时才具有平衡常数

B．化学平衡移动时，平衡常数一定改变

C．对于一个确定的反应来说，平衡常数的数值越大，反应限度越大

D．化学平衡常数大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大

解析：本题主要考查化学平衡常数，意在考查考生的理解能力。一定温度下，对于已确定的可逆反应，不论其是否达到化学平衡状态，其化学平衡常数都存在且为定值；如果通过改变反应物的浓度引起化学平衡移动，其化学平衡常数不变；平衡常数的大小与反应物的转化率大小无必然联系。

答案：C

高 考 题 组

[2013·新课标全国卷Ⅱ]在1. 0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：

A(g)B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1

反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：

时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30

总压强p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 回答下列问题：

(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为____________________。

(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________。

(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________mol，n(A)＝________mol。

②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。

反应时间t/h 0 4 8 16

c(A)/(mol·L－1) 0.10 a 0.026 0.0065

分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是______________________________________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。

解析：(2)压强之比等于气体的物质的量之比，依据三部曲进行求解：

A(g) B(g) ＋ C(g)

始态： p0 0 0

反应：p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)

终态：p0－p0·α(A) p0·α(A) p0·α(A)

p＝[p0－p0·α(A)＋p0·α(A)＋p0·α(A)]＝p0＋p0·α(A)求得α(A)＝(pp0－1)×100%；25 h时反应已平衡，α(A)＝(9.534.91－1)×100%＝94.1%；依据三部曲进行求解：

A(g) B(g) ＋ C(g)

始态/(mol·L－1)：0.10 0 0

反应/(mol·L－1)：0.094 1 0.094 1 0.094 1

平衡态/mol·L－1： 0.10－0.094 1 0.094 1 0.094 1

K＝0.094 1 mol·L－120.005 9 mol·L－1＝1.5 mol·L－1；

(3)①依据pp0＝n总0.1 mol可得n总＝pp0×0.1 mol；n(A)＝0.1 mol×[1－α(A)]＝0.1 mol×[1－(pp0－1)]＝0.1 mol×(2－pp0)；②n(A)＝0.1 mol×(2－pp0)＝0.1 mol×(2－7.314.91)＝0.051

mol，体积为1 L，a＝0.051 mol·L－1；0～4 h浓度大约变为0 h时的12，4～8 h浓度又变为4 h的12，从8～16 h经过8个小时浓度变为8 h的14，所以每经过4个小时浓度均降低为原来的12。

答案：(1)升高温度、降低压强

(2)(pp0－1)×100% 94.1%

A(g)

B(g) ＋ C(g)

0．10 0 0

0．10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%

K＝0.094 1mol·L－120.005 9 mol·L－1＝1.5 mol·L－1

(3)①0.10×pp0 0.10×(2－pp0)

②0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半 0.013