2015年高中化学星级题库 第二章 第三节 化学平衡三星题(填空题)(含解析)新人教版选修4

第二章 第三节 化学平衡三星题（填空题） 1．(12分)恒温下，将a mol O2与bmol SO2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应： O2 (g) + 2SO2(g)2SO3(g) （一）①若反应达平衡时，n (O2) = 4mol，n(SO3) = 4mol,计算a的值为 。 ②平衡时总体积在标准状况为313.6L，原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)∶n(平) = 。 ③达到平衡时，O2和SO2的转化率之比，α(O2)∶α (SO2)= 。 （二）若起始将6mol O2、b mol SO2和1 molSO3通入上反应容器中，起始反应向正方向进行，使反应达到平衡时容器中气体的物质的量为12mol。则b的取值范围是 。 【答案】（一）①6mol; ②8:7; ③5:6 （二）5﹤b﹤10 【解析】 试题分析：根据“三段式”得 O2 (g) + 2SO2(g) 2SO3(g) n初(mol) a b 0 △ n(mol) x 2x 2x n末(mol) 4 b-2x 4 ①2x=4 x=2 a-x=4 a=6(mol) ②n(平)=313.6/22.4=14(mol) 据上式 4+b-2x+4=14 b=10(mol) 所以 n(始)∶n(平)=16/14=8/7 ③由“三段式”知：α(O2)=x/a=2/6=1/3,同理α (SO2)=2/5，所以α(O2)∶α (SO2)=5：6 ㈡将1mol的SO3进行“一边倒”，转化到化学方程式的左侧，再利用“三段式”法，分别假设o2和SO2全部反应掉，分别求出b值即可（由于是可逆反应，不取等号）。 考点：化学平衡有关计算。 2．（12分）在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表： 时间(s) 0 1 2 3 4 n(NO)(mol) 0.020 0.01 0.008 0.007 0.007 （1）写出该反应的平衡常数表达式：K= 。

已知：300CK＞350CK，则该反应是 热反应。 （2）图中表示NO2的变化的曲线是 ；用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= ；

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。 a．v(NO2)=2v(O2) b．容器内压强保持不变

c．v逆(NO)=2v正(O2) d．容器内密度保持不变 （4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。 a．及时分离除NO2气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂 【答案】（1）K=C(NO2)²/C(NO)²•C([O2] 放热 （2）b 1.5×10-3mol•L－1•s－1 （3）bc （4）c 【解析】 试题分析：（1）平衡常数表达式等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积, K=C(NO2)²/C(NO)²•C(O2) 由K300℃＞K350℃ 知，温度越高K越小，说明正反应是放热反应；（2） 2s内用NO表示的平均反应速率v（NO）=△n/(v.△t)=(0.02-0.008)/(2*2)= 3.0×10-3mol•L-1•s-1 速率之比等于化学计量数之比，所以v（O2）=1/2v（NO）=1.5×10-3mol•L－1•s－1 （3）a、NO2速率无论是否达到平衡都等于2倍的O2速率，错误；

b、此反应化学计量数前后不相等，所以压强不变说明反应达到平衡了，正确；c、v逆

(NO)=2v正(O2) 中 NO和O2速率之比等于化学计量数之比且为正逆双向，正确；d、由于该反应体积2L不变，且均为气体，所以密度不变，不能说明达到化学平衡状态，错误。（4）a、分离出NO2气体速率减小，平衡向正反应方向移动，错误；b、升高温度反应速率增大，该反应为放热反应，平衡向左移动，错误；c、增大O2的浓度，反应速率增大，平衡向右移动，正确；d、选择高效催化剂反应速率增大，但是平衡不移动，错误。 考点：用化学平衡常数进行计算；反应速率的定量表示方法 3．（7分）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下： 浓度 0 10 20 30 40 50

NO 1.00 0.68 0.50 0.50 0.60 0.60 N2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 CO2 0 0.16 0.25 0.25 0.30 0.30 ①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝ ，T1℃时，该反应的平衡常数表达式K＝ 。 ②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡， 根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。 a．加入合适的催化剂 b．加入一定量的活性炭 c．通入一定量的NO d．适当缩小容器的体积 ③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，Q 0(填“>”或“<”)。 ④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 (填选项编号)。 a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g) b.混合气体的平均相对分子质量不再改变 c.反应体系的压强不再发生改变 d.混合气体的密度不再发生改变 【答案】（1）①0.032mol·L－1·min－1 c(N2)c(CO2)/c2(NO) ②cd ；③<； ④bd 【解析】 试题分析：（1）①分析图表数据，0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=(1mol·L—1- 0.68 mol·L—1)/10min=0.032mol·L－1·min－1 化学平衡常数表达式为K= c(N2)c(CO2)/c2(NO) ②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，图表数据分析可知一氧化氮，氮气，二氧化碳浓度都增大； a．加入合适的催化剂，只能改变化学反应速率，不能改变平衡，浓度不变，不符合； b．加入一定量的活性炭是固体，对平衡无影响，不符合； c．通入一定量的NO，反应正向进行，达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度增大，符合； d．适当缩小容器的体积，反应前后是气体体积不变的反应，平衡不动，但是物质浓度增大，符合； 答案为：ad； ③若30min后，达到平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比2：1：1，升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正反应方向是放热反应Q＜0；答案为：＜； ④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是正逆反应速率相同，各组分含量不变，C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）； a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g），说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，不符合； b．根据M=m/n，平衡移动时反应前后气体的质量不相等，气体的物质的量相等，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，则说明达到化学平衡状态，符合； c.由于反应前后气体的物质的量相等，反应体系的压强不再发生改变，不能说明达到化学平衡状态，不符合； d．碳是固体．当平衡发生移动，气体质量会发生变化，容器体积不变，所以混合气体的密度不再发生改变可以说明反应达到平衡状态，符合； 故答案为：bd； 考点：化学平衡的计算； 化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断

4．(10分) 高炉炼铁过程中发生的主要反应为13Fe2O3(s)＋CO(g) 23Fe(s)＋CO2(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 请回答下列问题： （1）该反应的平衡常数表达式K＝____________，ΔH______0(填“>”、“<”或“＝”)； （2）在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000℃ 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝__________________、CO的平衡转化率＝__________； （3）欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是__________。 A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2 D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 【答案】（1）c(CO2) / c(CO) <（2）0.006mol/(L·min) 60﹪（3）C 【解析】 试题分析：（1）固体的浓度看成是一个常数，不写在平衡常数表达式中，故K=c(CO2) / c(CO)，根据表格给出的数据知道温度升高K减小，说明温度升高平衡向逆向移动，逆反应方向就是吸热反应，那么正反应就是放热反应，ΔH < 0（2）先比较浓度商和平衡常数的关系Q=c(CO2) / c(CO)=0.1 mol/L /0.1 mol/L =1 行，设CO浓度变化了x，有： 13Fe2O3(s)＋CO(g) 23Fe(s)＋CO2(g)

起始浓度（mol/L） 0. 1 0. 1 变化浓度（mol/L） x x 平衡浓度（mol/L） 0.1-x 0.1+x (1+x)/(1-x)=4.0 得x=0.06 mol/L, v(CO2)＝0.06 mol/L÷10min=0.006mol/(L·min)，CO的平衡转化率=0.06 mol/L÷0.1mol/L=0.6=60﹪（3）要提高CO的转化率，就要让平衡向正向移动， Fe和Fe2O3 都是固体，改变它们的量对反应体系的浓度没有影响，故平衡不发生移动，A、B 不可行； 移出部分CO2，使生成物的浓度减小，平衡向正向移动，C对；反应时放热反应，提高反应温度平衡向逆向移动，D错；减小容器的容积，增大压强，但反应两边气体的化学计量数相等，平衡不移动，E错；催化剂不能让平衡发生移动，F错，选C。 考点：平衡常数和转化率的计算、化学平衡的移动。 5．（4分）下列反应在210℃时达到平衡： ①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)； △H1>0 K1=1mol·L—1 ②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)；△H1<0 K2=5×104L·mol—1 ③COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) （1）反应③的平衡常数K3 = 。 （2）要使反应①和反应②的K数值相等，可采取的措施是 （填序号）。 A．降低反应①、②体系中Cl2浓度 B．反应①、②选择不同的催化剂 C．反应①、反应②同时升高温度 D．反应①、反应②同时降低温度 E．反应①降低温度，反应②维持210℃ 【答案】（1）2×10-5mol/L（2）C 【解析】 试题分析：（1）②与③是反应物和生成物进行了对调，那么③的平衡常数等于②的倒数，K3 =1/K2 =1/(5×104)=2×10-5mol/L（2）使反应①和反应②的K数值相等，可以让K1增大或K2减小，让K1增大平衡向正反应方向移动，平衡常数只和温度有关，所以只能改变温度，A、B错误；升高温度①向正向移动，K1增大，②向逆向移动，K2减小，可达到K1= K2，C对；降低温度，①向逆向移动，K1变小，②向正向移动，K2增大，不可能有K1= K2，D错；降低温度，①向逆向移动，K1变小，反应②维持210℃，K2不变，也不可能达到K1= K2，E错。 考点：平衡常数的计算和外界条件对平衡常数的影响。 6．（10分）一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：