2017-2018学年高中化学课后提升作业十2.3.化学平衡4

1 课后提升作业 十 化学平衡常数 (45分钟 100分) 一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分) 1.(2016·成都高二检测)下列关于平衡常数K的说法中,正确的是 ( ) ①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关,与反应的本身及浓度、压强无关 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 【解析】选D。平衡常数K是一个温度函数,只与反应本身及温度有关,催化剂不能改变化学平衡,故加入催化剂不改变平衡常数K。 【易错提醒】使用催化剂,只能改变化学反应速率,化学平衡不发生移动,化学平衡常数K不发生变化。

2.电镀废液中Cr2可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):Cr2(aq)+ 2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0。该反应达平衡后,改变条件,下列说法正确的是 ( )

A.移走部分PbCrO4固体,Cr2转化率升高 B.升高温度,该反应的平衡常数K增大 C.加入少量NaOH固体,自然沉降后,溶液颜色变浅 D.加入少量K2Cr2O7固体后,溶液中c(H+)不变

【解析】选C。移走部分PbCrO4固体,各物质的浓度不发生变化,平衡不移动,Cr2转化率不变,A错误;正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数K减小,B错误;加入少量NaOH固体,消耗了溶液中的H+,平衡向正反应方向移动,Cr2(aq)浓度降低,溶液颜色变浅,C正确;加入少量K2Cr2O7固体后,增大了Cr2(aq)的浓度,平衡向正反应方向移动,溶液中c(H+)增大,D错误。 3.已知有反应:I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH<0,该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中x的值,则y随x变化趋势合理的是 ( ) 2

选项 x y A 温度 容器内混合 气体的密度 B I2的物质的量 H2的转化率 C H2的浓度 平衡常数K

D 加入Ar的 物质的量 逆反应速率 【解析】选B。该反应为体积守恒且正反应为放热的可逆反应。升高温度,平衡逆向移动,但密度不改变,A错误;增加I2的量,平衡正向移动,H2的转化率增大,B正确;平衡常数只与温度有关,C错误;反应体系为恒容,增加Ar的物质的量,对反应物的浓度没有影响,逆反应速率不变,D错误。 4.(2016·曲靖高二检测)等物质的量的X(g)与Y(g)在密闭容器中进行反应: X(g)+2Y(g)3Z(g)+Q(s) ΔH>0,下列叙述正确的是 ( ) A.当容器中X与Y的物质的量之比满足1∶2时反应达到平衡 B.达到平衡时X的转化率为25%,则平衡常数K为9/4 C.达到平衡后,反应速率2v正(Y)=3v逆(Z) D.达到平衡后,加入Q,平衡逆向移动 【解析】选B。反应中X、Y按照物质的量之比1∶2进行反应,而容器中两者物质的量之比为1∶2时不一定达到平衡,A项错误;设X、Y起始的物质的量都为 1 mol,容器的体积为VL,达到平衡时X的物质的量是1 mol×(1-25%)=0.75 mol,消耗X的物质的量是0.25 mol,则Y的物质的量为1 mol-0.25 mol×2=0.5 mol,生成Z的物质的量为

0.25 mol×3=0.75 mol,则平衡常数K==,B项正确;达到平衡后3v正(Y)=2v逆

(Z),C项错误;由于Q为固体,加入Q后平衡不移动,D项错误。 【方法规律】对于一个确定的可逆反应,温度一定,平衡常数只有一个,平衡常数与平衡转化率之间存在一定关系,用平衡常数可以计算转化率,也可以用平衡转化率计算平衡常数。 5.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),700℃时平衡常数为1.47,900℃时平衡常数为2.15。下列说法正确的是 ( ) A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小 3

B.该反应的化学平衡常数表达式为 K=

C.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态 D.该反应的正反应是放热反应 【解析】选C。升高温度,可逆反应的正、逆反应速率都增大,A项错误;固体物质的浓度是定值,在平衡常数表达式中不出现固体物质的浓度,B项错误;根据题目提供的数据可知,温度升高,K值增大,故该反应的正反应是吸热反应,D项错误。 6.(2015·天津高考)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g)。平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是 ( ) A.m=2 B.两次平衡的平衡常数相同 C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1 【解析】选D。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),在合并瞬间X、Y、Z的体积分数不变,但单位体积内体系分子总数增多,依据勒夏特列原理,平衡应向使单位体积内分子总数减小的方向移动,但再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,则说明m+1=3,故m=2,A项正确;同一化学反应的平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,平衡常数不变,B项正确;m=2,起始量X与Y物质的量之比为1∶2,则反应过程中由方程式可知反应的X与Y物质的量之比为1∶2,故X与Y的平衡转化率之比为1∶1,C项正确;m=2,则该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为(3+1)×10%=0.4(mol),故Z的浓度为0.4 mol÷ 2 L=0.2 mol·L-1,故D项错误。 【补偿训练】 (2016·银川高二检测)一定温度下,在容积为1 L的密闭容器中,存在如下关系:xH2O(g)(H2O)x(g),反应物和生成物的物质的量随时间的变化关系如图。下列说法不正确的是 ( ) 4

A.x=3 B.该温度下,反应的平衡常数为0.125 C.平衡时混合气体的平均摩尔质量是33.3 g·mol-1 D.t1时刻,保持温度不变,再充入1 mol H2O(g),重新达到平衡时,将增大 【解析】选C。根据图象可得如下关系: xH2O(g)(H2O)x(g) 起始 5 mol 0 mol 转化 3 mol 1 mol 平衡 2 mol 1 mol 化学方程式中的化学计量数之比等于参加反应各物质的物质的量之比,则x=3,A项正确;该温度下反应的平衡常数K==0.125,B项正确;平衡时混合气体的平均摩尔质量M==30 g·mol-1,C项错误;t1时刻,保持温变不变,再充入1 mol水蒸气,相当于增大压强,平衡右移,重新达到平衡时,将增大,D项正确。 7.(双选)一定温度下,在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应: 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器 编号 温度 (℃) 超始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol)

CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ 387 0.20 0.080 0.080 Ⅱ 387 0.40 Ⅲ 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是 ( ) A.该反应的正反应为放热反应 5

B.达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C.容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D.若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH30.15 mol和H2O 0.10 mol,则反应将向正反应方向进行 【解析】选A、D。从表中数据知,容器Ⅲ相对于容器Ⅰ,温度降低,产物CH3OCH3和H2O的量增多,平衡正向移动,说明该反应的正反应为放热反应,A项正确;该反应为等体积变化,容器Ⅱ投入量为容器Ⅰ的两倍,所以相当于加压,但是平衡不移动,所以两容器中的CH3OH体积分数相等,B项错误;容器Ⅲ的温度低,反应速率慢,达到平衡的时间长,C项错误;对于容器Ⅰ中,平衡时c(CH3OH)=0.040 mol·L-1, K==4,Q==0.67,说明反应应向正反应方向进行,D项正确。

8.(2016·四川高考)一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g) +3H2(g)。设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )

A.该反应的焓变ΔH>0 B.图中Z的大小为a>3>b C.图中X点对应的平衡混合物中=3 D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 【解析】选A。据图分析,随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小,说明升温平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故A正确;的比值越大,起始时水蒸气浓度越大,则甲烷的转化率越大,甲烷的体积分数越小,故a<3是按等物质的量反应的,所以达到平衡时比值不是3,故C错误;温度不变时,加压,平衡逆向移动,甲烷的体积分数增大,故D错误。 6

【补偿训练】 (2016·乌鲁木齐高二检测)反应aM(g)+bN(g)cP(g)+dQ(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如下图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是 ( )

A.同温同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加 B.同压同z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加 C.同温同z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加 D.同温同压时,增加z,平衡时Q的体积分数增加 【解析】选B。由图象可知M的体积分数随着温度升高而减小,因此正反应是吸热反应。催化剂只能改变反应达到平衡所需的时间,而对化学平衡移动无影响。升高温度平衡正向移动,因此Q的体积分数增加。比较两图可知同温时增加压强,化学平衡逆向移动,Q的体积分数减小。同温同压时增加z,平衡时Q的体积分数不一定增加,因为N的物质的量增加不定,因此A、C、D选项错误,只有B正确。 二、非选择题(本题包括3小题,共52分) 9.(17分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下: 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式K=______,ΔH________(填“<”“>”或“=”)0。 (2)830℃时,向一个5 L密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,则6 s时c(A)=___________ _____mol·L-1,C的物质的量为________mol。 (3)判断该反应是否达到平衡的依据为__________(填正确选项前的字母)。