《2018-2019學年高中化學 主題08 化學平衡常數(shù)及相關計算補差試題 新人教版選修4.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中化學 主題08 化學平衡常數(shù)及相關計算補差試題 新人教版選修4.doc（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

主題08 化學平衡常數(shù)及相關計算 1．下列關于平衡常數(shù)K的說法中，正確的是（ ） A．在任何條件下，化學平衡常數(shù)是一個定值 B．改變反應物濃度或生成物濃度都會改變平衡常數(shù)K C．平衡常數(shù)K只與溫度有關，與反應濃度、壓強無關 D．兩種物質反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)不變 【答案】C 2．在2L的密閉容器中，起始時均投入2mol CO，在不同條件下發(fā)生反應：CO(g) ＋2H2(g) CH3OH(g) △H ＜0。有關信息如圖所示，下列說法正確的是 A．T1＜T2 B．T1℃時該反應的平衡常數(shù)為4.0 L2mol－2 C．同一溫度下，n(H2)/n(CO)越大，平衡常數(shù)也越大 D．同條件下n(H2)/n(CO)越大，CO和H2的轉化率也越大 【答案】B 【解析】A、此反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，即T1>T2，故A錯誤； B、CO(g) ＋2H2(g) CH3OH(g) 起始： 2 3 0 變化： 1 2 1 平衡： 1 1 1 根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，K=，代入數(shù)值，得出K=4，故B正確；C、化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則化學平衡常數(shù)不變，同一溫度下，n(H2)/n(CO)增大，平衡常數(shù)不變，故C錯誤；D、同條件下，n(H2)/n(CO)越大，可以認為n(H2)增大，n(CO)不變，即氫氣的轉化率降低，CO的轉化率增大，故D錯誤。 3．碘水溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)=I3-(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數(shù)K如表所示，下列說法正確的是 t/℃ 5 15 25 35 50 K 1100 841 689 533 409 A．反應I2(aq)＋I－(aq)I3-(aq)的ΔH>0 B．25℃時，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689 C．其他條件不變，升高溫度，溶液中c( I3-)減小 D．該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝c（I-）/c（I3-） 【答案】C 4．已知下列反應的平衡常數(shù)：①H2(g)+S(s)?H2S(g)平衡常數(shù)為K1 ②S(s)+O2(g)?SO2(g)平衡常數(shù)為 K2，則相同溫度下，反應H2(g)+SO2(g)?O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)為 A．K1+K2 B．K1﹣K2 C．K1﹒K2 D．K1/K2 【答案】D 【解析】試題分析：①H2+SH2S，K1=c(H2S)/c(H2)；②S+O2SO2，K2=c(SO2)/c(O2)；則反應H2+SO2?O2+H2S的平衡常數(shù)K=c(O2)c(H2S)/c(H2)c(SO2)=K1/K2；故選D。 考點：考查了化學平衡常數(shù)的計算分析 5．羰基硫（COS)可用于合成除草劑、殺草丹等農藥。H2S與CO2在高溫下反應可制得COS: H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g) △H > 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2發(fā)生上述反應，數(shù)據(jù)如下： 下列判斷不正確的是 A．K1=l/81 B．K2=K3 且n3=2n2 C．初始反應速率：實驗3 >實驗2 >實驗1 D．實驗2中平衡時的c(COS)約為0.0286 molL-1 【答案】D 6．某溫度下的4 L密閉容器中，X、Y、W 3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質的量如下表所示。下列說法正確的是 氣體 X Y W n(起始狀態(tài))/mol 2 1 0 n(平衡狀態(tài))/mol 1 0.5 1.5 A．此反應的平衡常數(shù)表達式為K= B．達到平衡后，升高溫度，W的體積分數(shù)減小，則此反應的△H>0 C．達到平衡后，將容器體積壓縮為2 L，W的物質的量濃度變?yōu)?.75molL-1 D．達到平衡后，增大壓強，正、逆反應速率均增大，平衡向正反應方向移動 【答案】C 7．下列對化學反應平衡常數(shù)(K)的敘述正確的是 A．僅升髙溫度，K可能增大，也可能減小 B．僅加入催化劑，K可能增大 C．僅增大壓強，K可能減小 D．僅減小濃度，K值可能減小 【答案】A 【解析】A、升高溫度，平衡向吸熱反應的方向移動，則對于吸熱反應，升高溫度K增大，對于放熱反應，升高溫度K減小，選項A正確；B、催化劑只能改變化學反應速率，不能使平衡，則加入催化劑，K不變，選項B錯誤；C、K只與溫度有關，而與濃度、壓強無關，改變壓強K不變，選項C錯誤；D、K只與溫度有關，而與濃度、壓強無關，減小濃度K不變，選項D錯誤。答案選A。 8．往2L密閉容器中充入NO2，在三種不同條件下發(fā)生反應2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)，實驗測得NO2的濃度隨時間的變化如下表（不考慮生成N2O4） 濃度/mol/L 0 10 20 30 40 50 實驗1/800℃ 1.00 0.80 0.65 0.55 0.50 0.50 實驗2/800℃ 1.00 0.70 0.50 0.50 0.50 0.50 實驗3/850℃ 1.00 0.50 0.40 0.15 0.15 0.15 下列說法正確的是 A．實驗2使用了比實驗1效率更高的催化劑 B．實驗2的反應容器體積比實驗1的小 C．通過實驗2和實驗3可判斷該反應是放熱反應 D．實驗2的平衡常數(shù)比實驗3的大 【答案】A 點睛：注意對比實驗數(shù)據(jù)，把握影響化學平衡移動的因素是解題的關鍵。實驗1和實驗2在相同的溫度下反應，平衡時NO2的濃度相同，說明達到相同平衡狀態(tài)；實驗3在850℃反應，達到平衡時NO2的濃度較800℃小，說明溫度升高，平衡向正反應方向移動，則正反應應為吸熱反應。 9．在25 ℃時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表： 物質 X Y Z 初始濃度(molL－1) 0.1 0.2 0 平衡濃度(molL－1) 0.05 0.05 0.1 下列說法錯誤的是(　　) A．反應達平衡時，X的轉化率為50% B．反應可表示為：X＋3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600 C．改變壓強可以改變此反應的平衡常數(shù) D．改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù) 【答案】C 點睛：本題考查基于圖表數(shù)據(jù)的化學平衡計算問題，主要涉及轉化率、平衡常數(shù)、可逆反應方程式的書寫、影響化學平衡常數(shù)的因素等，重在考查學生運用基礎知識解決問題的能力和分析利用圖表數(shù)據(jù)的能力。 10．為倡導“低碳”，減小CO2對環(huán)境的影響，需對CO2進行創(chuàng)新利用研究。T1℃使，將將9 mol CO2和12 mol H2充入3 L密閉容器中,發(fā)生反應CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0，容器中CH3OH的物質的量隨時間變化如曲線Ⅰ所示,平衡時容器內壓強為p0。改變某一條件重新進行上述反應，CH3OH的物質的量隨時間變化如曲線Ⅱ所示。下列說法錯誤的是 A．曲線Ⅱ對應的條件改變是增大壓強 B．T2℃時,上述反應平衡常數(shù)為0.52，則T2>T1 C．在T1℃，若起始時向容器充入4.5 mol CO2、6 mol H2，平衡時容器內壓強P1>P0/2 D．在T1℃,若起始時向容器中充入4.5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH(g)和5 mol H2O(g)，則達平衡前v(正)>v(逆) 【答案】B 【解析】A、增大壓強，化學反應速率增大，達到平衡所用時間較短，增大壓強，平衡向正反應方向進行，甲醇的物質的量增大，故A說法正確；B、 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 起始： 9 12 0 0 變化： 3 9 3 3 平衡： 6 3 3 3 根據(jù)化學平衡常數(shù)的表達式，K=c(CH3OH)c(H2O)/[c3(H2)c(CO2)]=(11)/(132)=0.5， 0.5<0.52，說明反應是向正反應方向進行，此反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向進行，有T2P0/2，故C說法正確；D、此時的濃度商Qc= =0.4<0.5，說明反應向正反應方向移動，即v(正)>v(逆) ，故D說法正確。 11．2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。 汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線,如圖所示。 據(jù)此判斷: （1）該反應的ΔH____(填“>”或“<”)0。 （2）在T2溫度下,0~2 s內的平均反應速率v(N2)=____。 （3）當固體催化劑的質量一定時,增大其表面積可提高化學反應速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。___________________ （4）若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是____(填代號)。 【答案】 < 0.025 molL-1s-1 bd 12．（1）在一定條件下，x A＋y Bz C的反應達到平衡。 ①已知A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應方向移動，則x、y、z之間的關系是__________________； ②已知C是氣體，且x＋y＝z，在增大壓強時，如果平衡發(fā)生移動，則平衡一定向_____________（填“正反應方向”或“逆反應方向”）移動； ③已知B、C是氣體，當其他條件不變，增大A的物質的量時，平衡不發(fā)生移動，則A是_________（填“固”或“液”或“氣”）態(tài)物質； ④若加熱后C的質量分數(shù)減少，則正反應是_________（填“放熱”或“吸熱”）反應。 （2）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內容之一。硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3的原理為：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 某溫度下，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如下圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題： ①將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa。該反應的平衡常數(shù)等于______________。 ②平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】 x＋y>z 逆反應方向 固或液 放熱 800Lmol－1 ＝ （2）① 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始量（mol） 2 1 0 轉化量（mol） 1.6 0.8 1.6 平衡量（mol） 0.4 0.2 1.6 所以平衡常數(shù)K＝ ②平衡常數(shù)只與溫度有關系，平衡狀態(tài)由A變到B時壓強增大，但溫度不變，所以平衡常數(shù)K(A)＝K(B)。 13．研究和深度開發(fā)CO、CO2的應用對構建生態(tài)文明社會具有重要的意義?；卮鹣铝袉栴}： I.CO可用于高爐煉鐵，已知 Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2(g) △H1 =a kJ/ mol 3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4 (s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol 則反應Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=_________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示) Ⅱ.一定條件下，CO2和CO可以互相轉化。 （1）某溫度下，在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應物發(fā)生反應：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。 甲容器15min后達到平衡，此時CO2的轉化率為75%。則0~15min內平均反應速率v(H2)= _________，此條件下該反應的平衡常數(shù)K=_________。 欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分數(shù)相等，則ω、x、y、z需滿足的關系是_________，且_________ (用含y的等式表示)。 （2）研究表明，溫度、壓強對反應“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) △H”中乙苯的平衡轉化率影響如下圖所示： 則△H_________ 0(填“>”“<”或“=”)，壓強p1、p 2、p3從大到小的順序是_________。 （3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO。當溫度高于225℃時，反應速率v正=k正c(CO)c(NO2)、v逆=k逆c(CO2)c(NO)，k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)。在上述溫度范圍內，k正、k逆與該反應的平衡常數(shù)K之間的關系為_________。 【答案】（b+2a）/3 0.2molL－1min－1 1.8 x=2w+y z=y > p1>p2>p3 k=k正/k逆 【解析】 【分析】 Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律△H3=（△H1+2△H2）/3； Ⅱ（1）v(H2)=△c/△t；由K=c(CO)c(H2O)/c(CO2)n(H2)計算平衡常數(shù)； 欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分數(shù)相等，則ω、x、y、z需滿足的關系(w-y):(x-y)=8:16即x=2w+y且z=y； （2）壓強越大,乙苯的平衡轉化率越小； （3）達平衡時v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，由此計算。 （3）達平衡時v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)， 故k正/k逆=c(CO2)c(NO)/c(CO)c(NO2)=k 【點睛】 本題考查化學基本概念和基本理論，解題關鍵：蓋斯定律、平衡原理應用。難點（3）：達平衡時v正=v逆。 14．（1）反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH1，平衡常數(shù)為K1 反應Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH2，平衡常數(shù)為K2 在不同溫度時K1、K2的值如下表： 700℃ 900℃ K1 1.47 2.15 K2 2.38 1.67 反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH，平衡常數(shù)為K，則ΔH＝_______(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述計算可知，反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)是 _________反應(填“吸熱”或“放熱”)。 （2）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，發(fā)生反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH＞0，CO2的濃度與時間的關系如圖1所示： ①該條件下反應的平衡常數(shù)為___________；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0 mol/L，則平衡時CO2的濃度為________mol/L。 ②下列措施中能使平衡時CO物質的量百分數(shù)增大的是________(填序號)。 A．升高溫度 B．增大壓強 C．再充入一定量的CO2 D．再加入一定量鐵粉 （3）對于可逆反應Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖2。 ①從圖中看到，反應在t2時達平衡，在t1時改變了某種條件，改變的條件可能是______。 A．升溫 B．增大CO2濃度 C．使用催化劑 ②如果在t3時從混合物中分離出部分CO，t4～t5時間段反應處于新平衡狀態(tài)，請在圖上畫出t3～t5的v逆變化曲線_________________________。 【答案】 ΔH1－ΔH2 K1/K2 吸熱 2 0.67 A B 【解析】（1）由蓋斯定律，已知中第一個反應減第二個反應可得反應CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以△H=△H1－△H2，K=；由不同溫度時K1、K2的值可計算出，700℃時K=，900℃時K=，所以隨著溫度的升高，K值增大，正反應是吸熱反應。 （2）①根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)列三段式得： 所以K===2；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0 mol/L，平衡時CO2的濃度為x，列三段式得： 因為溫度沒變，所以K沒變，列式得： =2，解得x=≈0.67，所以平衡時CO2的濃度為0.67mol/L。 （3）①從圖中看出，在t1時改變了條件，沒有使逆反應速率瞬間增大，是在原來基礎上逐漸增大，在t2時達平衡，因為升溫和使用催化劑都會使逆反應速率瞬間增大而發(fā)生突變，增大CO2濃度，正反應速率瞬間變大，逆反應速率逐漸增大，所以A和C錯誤，B正確。②如果在t3時從混合物中分離出部分CO，物質的量濃度減小，反應速率減小，平衡向正反應方向移動，逆反應速率瞬間減小，然后逐漸增大，t4時不再變化，t4～t5時間段反應處于新平衡狀態(tài)，所以t3～t5的v逆變化曲線為： 。