2019届高考化学课时作业18
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课时作业23 化学平衡常数 化学反应进行的方向 基础巩固 1.(2018·江西九江模拟)已知某化学反应的平衡常数表达式为K
=cCO2·cH2cCO·cH2O,在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为: t ℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是( ) A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) B.上述反应的正反应是放热反应 C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态
D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:cCO23cCO=cH2O5cH2,判断此时的温度是1 000 ℃ 解析 由平衡常数的表达式可知,反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),A正确;随着温度的升高,平衡常数是减小的,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,所以正反应是放热反应,B正确;CO为0.4 mol,则水蒸气也是0.4 mol,CO2和H2都是
0.6 mol,则此时反应没有达到平衡状态,C不正确;将cCO23cCO=cH2O5cH2代入平衡常数表达式可知K=0.6,所以温度是1 000 ℃,D正确。 答案 C 2.(2018·湖南长沙模拟)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示:
下列判断中,正确的是( ) A.甲中反应的平衡常数小于乙 B.该温度下,平衡常数值为400 C.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍 D.平衡时,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率 解析 在反应方程式确定的情况下,平衡常数只与温度有关,甲、乙处于相同温度,平衡常数相同,A项错误。利用甲组数据计算得平衡常数为400,B项正确。丙中SO2(g)、O2(g)的起始浓度为甲的两倍,相当于增压,平衡正向移动,丙中c(SO3)大于甲中的2倍,C项错误。乙相当于在甲中增加0.4 mol SO2(g),平衡正向移动,乙中O2的转化率大,D项错误。 答案 B 3.(2018·北京西城二模)恒温恒容下,向容积为2 L的密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g),发生MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)反应过程中测定的部分数据见下表: 反应时间/min n(MgSO4)/mol n(CO)/mol n(SO2)/mol
0 2.0 2.0 0 2 0.8 4 1.2 6 1.2 2.8 下列说法正确的是( ) A.0~2 min内的平均反应速率为v(CO)=0.6 mol/(L·min) B.4 min后,平衡移动的原因可能是向容器中加入了2.0 mol的SO2 C.若升高温度,反应的平衡常数变为1.0,则正反应为放热反应 D.其他条件不变,若起始时容器中MgSO4、CO均为1.0 mol,则平衡时n(SO2)=0.6 mol 解析 由表中数据可计算出前2 min内的平均反应速率:v(CO)
=2.0 mol-0.8 mol÷2 L2 min=0.3 mol/(L·min),A错误。B项,由表格中数据可知2 min时此反应已达平衡。6 min时,n(CO)增大,平衡左移,通过三段式可求得若加入2.0 mol SO2,即可达到相应的物质的量,B
正确。K=cCO2·cSO2cCO=1.2÷2×1.2÷20.8÷2=0.9,若平衡常数变为1.0,则平衡需要正向移动,升温平衡正向移动,正反应吸热,C错误。D项,温度不变,平衡常数不变,仍为0.9,利用平衡常数可计算出平衡时n(SO2)不为0.6 mol,D错误。 答案 B 4. (2018·江苏常州一中模拟)已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体,且起始时体积相同。发生反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0。一段时间后相继达到平衡状态。下列说法中正确的是( ) A.平衡时NO2的体积分数:甲>乙 B.达到平衡所需时间:甲>乙 C.给甲升温,可以使甲中NO2的体积分数和乙中相等 D.若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态 解析 以乙作参照,甲相当于在乙平衡的基础上缩小体积,平衡右移。A项平衡时,NO2的体积分数甲反应进行体积缩小,各物质浓度始终大于乙,反应速率甲>乙,所需时间甲NO2的体积分数和乙中相等;D项,甲为恒压,不论反应是否达到平衡压强均为定值。 答案 C 综合提升 5.(2018·北京石景山一模)在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g) ΔH<0。反应过程中持续升高温度,测得混合体积X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.升高温度,平衡常数增大 B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率 C.Q点时,Y的转化率最大 D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 解析 A项,ΔH<0,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小;B项,W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率;C项,Q点φ(X)最小,即反应正方向进行的程度最大,Y的转化率最大;D项,该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,平衡时向恒容容器中充入Z,达到新平衡时Z的体积分数不变。 答案 C 6.(2018·浙江余姚中学高三期中)现有甲、乙两个实验,进行反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);丙、丁两个实验,进行反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-a kJ·mol-1,实验条件和起始投料如下表所示。以 下结论正确的是( ) A.甲组中,若平衡时N2和NH3的转化率分别为α1和α2,则α1
+α2=1
B.乙组中,平衡Ⅱ中NH3的浓度是平衡Ⅰ的二倍 C.丙组中,若达平衡时Ⅰ中放热Q1 kJ,Ⅱ中吸热Q2 kJ,则Q1
+Q2=a
D.丁组中,达平衡所需时间:Ⅰ小于Ⅱ 解析 甲是保持恒温恒容,因为4 mol氨气相当于是2 mol氮气和6 mol氢气,所以甲中Ⅰ与Ⅱ的平衡是不等效的,则α1+α2≠1,A不正确;乙组中,压强和温度不变,所以平衡是等效的,平衡Ⅱ中NH3的浓度和平衡Ⅰ中NH3的浓度相等,B不正确;丙组中2 mol HI相当于是1 mol氢气和1 mol碘,因此平衡是等效的,C正确;丁组中,压强和温度不变,则Ⅰ和Ⅱ中反应物的浓度是相同的,达平衡所需时间相同。 答案 C 7.(2018·东北三校二联)在一定条件下,将A和B各0.32 mol充入容积为10 L的恒容密闭容器中,发生反应:A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,反应过程中测定的数据如下表。下列说法正确的是( ) t/min 0 2 4 7 9 n(B)/mol 0.32 0.24 0.22 0.20 0.20 A.反应前2 min的平均速率v(C)=0.004 mol·L-1·min-1 B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正) C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.64 mol A和0.64 mol B,平衡时n(C)<0.48 mol D.其他条件不变,向平衡体系中再充入0.32 mol A,再次平衡 时,B的转化率增大 解析 A项,v(C)=2v(B)=2×0.32 mol-0.24 mol÷10 L2 min=0.008 mol·L-1·min-1。B项,正反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,故达新平衡前v(正)>v(逆)。C项,原平衡时,生成n(C)=(0.32-0.20) mol×2=0.24 mol,若充入0.64 mol A和0.64 mol B相等于把两个反应容器压缩至一个,平衡不移动,故n(C)=0.48 mol。D项,正确。 答案 D 8.(2018·广东广州一模)已知反应:N2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。某温度下,将2 mol SO2和1 mol O2置于容积为10 L的密闭
容器中,反应达到平衡后,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是( )
A.由图甲推断,B点SO2的平衡浓度为0.3 mol·L-1 B.由图甲推断,A点对应温度下的平衡常数为80 C.达平衡后,缩小容器体积,则反应速率变化图像可以用图乙表示 D.压强为0.50 MPa时,不同温度下SO2的平衡转化率与温度关系如图丙所示,则T2>T1 解析 由图甲计算可得B点SO2的平衡浓度为0.03 mol·L-1,A点对应温度下的平衡常数为800,A、B均不正确。达平衡后,缩小容器容积,v(正)、v(逆)均增大,平衡正向移动,v′(正)>v′(逆),故C项正确。D项,题图丙中T1先达到平衡,T1>T2,D项错误。 答案 C 体验高考 9.(2018·浙江卷)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
计算上述反应的ΔH=________ kJ·mol-1。 (2)维持体系总压p恒定,在温度T时,物质的量n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=________(用α等符号表示)。