人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学平衡第3课时复习练习题

这是一份人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学平衡第3课时复习练习题，共11页。试卷主要包含了在某温度下,将H2和I2各0等内容，欢迎下载使用。


题组一 化学平衡常数及其影响因素
1.当把晶体N2O4放入密闭容器中使之变为气态,并建立了N2O4(g) 2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入若干N2O4气体,待反应达到新的平衡时,则新平衡与旧平衡相比,c2(NO2)c(N2O4)的值( )

A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
2.下列有关平衡常数的说法中,正确的是( )
A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大
B.反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,升高温度该反应平衡常数增大
C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数
D.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数表达式为K=c(CO)c(CO2)·c(H2)
题组二 化学平衡常数与转化率的基本计算
3.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s) NH3(g)+HI(g);②2HI(g) H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5 ml·L-1,c(HI)=4 ml·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为( )
A.9 B.16 C.20 D.25
4.(2020湖南株洲醴陵四中高二月考)在密闭容器中,给A和B的气体混合物加热,在催化剂存在下发生反应:A(g)+B(g) C(g)+D(g)。在500 ℃时,平衡常数K=9。若反应开始时,A和B的浓度都是0.02 ml·L-1,则在此条件下A的转化率为( )
A.25% B.50%C.75% D.80%
题组三 化学平衡常数的综合考查
5.(2020江苏启东中学高二月考)1 000 K时,反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的K=8.28×107,当体系中c(H2)=0.7 ml·L-1、c(CH4)=0.2 ml·L-1时,上述反应( )
A.向正反应方向进行B.向逆反应方向进行
C.达到平衡D.无法判断进行方向
6.(2020黑龙江鹤岗一中高二月考)一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),甲醇的物质的量与温度的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.反应达到平衡时,平衡常数表达式K=c(CH3OH)c(CO)·c2(H2)
B.升高温度,K增大
C.在500 ℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=3tB2nB ml·(L·min)-1
D.其他条件不变,E点的体积压缩到原来的12,重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
7.在某温度下,将H2和I2各0.1 ml的气态混合物充入10 L的密闭容器中,发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),连续测定c(I2)的变化,5 s时测定c(I2)=0.008 0 ml·L-1并保持不变。则:
(1)反应的平衡常数的表达式是K= 。
(2)此温度下,平衡常数值为 。
(3)若在此温度下,在10 L的密闭容器中充入0.2 ml HI气体,达到平衡时,HI的转化率为 。
8.(2020福建南安第一中学高二上月考)合成甲醇的反应2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·ml-1,t ℃时此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如下:
(1)写出该反应的平衡常数表达式K= 。
(2)该时间段内反应速率v(H2)= 。
(3)比较t ℃时正、逆反应速率的大小:v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
(4)反应达到平衡后,保持其他条件不变,若将容器的体积扩大一倍,v正 (填“增大”“减小”或“不变”),v逆 (填“增大”“减小”或“不变”),平衡向 (填“逆向”“正向”或“不”)移动,平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
能力提升练

1.(2019山东泰安一中高二上期中,疑难1,★★☆)放热反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,平衡时c1(CO)=c1(H2O)=1.0 ml/L,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O),平衡常数为K2,则( )
A.K1和K2的单位均为ml/L B.K1C.c2(CO)=c2(H2O) D.c1(CO)>c2(CO)
2.(2020安徽滁州定远中学高二素质检测,疑难1、2,★★☆)一定条件下,体积为5 L的密闭容器中,1 ml X和1 ml Y进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g),经20 s达到平衡,生成0.1 ml Z。下列说法正确的是( )
A.0~20 s内,X的反应速率为0.01 ml·L-1·s-1
B.将容器体积变为10 L,Y的平衡浓度大于原来的12
C.其他条件不变,若增大压强,则该反应的平衡常数增大
D.若该反应的ΔH>0,升高温度,X的体积分数增大
3.(2019福建平和一中、南靖一中等五校高二上第一次联考,疑难1、2,★★☆)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2 O2+HbCO,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。下列结论错误的是( )
A.反应CO+HbO2 O2+HbCO的平衡常数K=c(O2)·c(HbCO)c(CO)·c(HbO2)
B.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
C.人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
4.(2020吉林东北师大附中高二阶段验收,疑难1、2,★★☆)将2 ml A和1 ml B充入V L密闭容器中,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。平衡时C的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:
下列判断正确的是( )
A.b>e
B.415 ℃、2.0 MPa时B的转化率为60%
C.该反应的ΔH>0
D.平衡常数K(550 ℃)>K(350 ℃)
5.(2019吉林省实验中学高二上期中,疑难3,★★☆)在一个1 L的密闭容器中加2 ml A和1 ml B发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s),达到平衡时C的浓度为1.2 ml/L,C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2 ml/L,C的体积分数仍为a%的是( )
A.6 ml C+2 ml D
B.4 ml A+2 ml B
C.1 ml A+0.5 ml B+1.5 ml C
D.3 ml C+5 ml D
6.(疑难1、2,★★☆)已知Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ/ml,平衡常数为K;测得在不同温度下,K值如下:
(1)若500 ℃时进行上述反应,CO2起始浓度为2 ml/L,CO的平衡浓度为 。
(2)方程式中的a 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
7.(2020湖北十堰竹山一中等三校高二月考联考,疑难1,★★☆)已知二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=+23.5 kJ·ml-1。
在T1 ℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。请回答下列问题:
(1)该条件下反应平衡常数表达式K= ,在t1时,反应的平衡常数为 ,用CH3OH表示的化学反应速率为 。
(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.6 ml·L-1、c(H2O)=0.6 ml·L-1、c(CH3OCH3)=1.2 ml·L-1,此时正、逆反应速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
答案全解全析
基础过关练
1.B 温度不变,K值不变。
2.C 对于给定的可逆反应,平衡常数只受温度影响,与反应物的转化率无关,A项错误;该反应正反应为放热反应,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,B项错误;可逆反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数,C项正确;根据反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)可知平衡常数K=c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2),D项错误。
3.C 平衡时c(HI)=4 ml·L-1,HI分解生成H2的浓度为0.5 ml·L-1,NH4I分解生成的HI的浓度为4 ml·L-1+2×0.5 ml·L-1=5 ml·L-1,所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5 ml·L-1,故反应①的平衡常数K=c(NH3)·c(HI)=5×4=20。
4.C 依据化学平衡,设A消耗的浓度为x ml·L-1,列“三段式”计算:
A(g) + B(g) C(g)+D(g)
起始量(ml·L-1)0.02 0.02 0 0
变化量(ml·L-1)x x x x
平衡量(ml·L-1)0.02-x 0.02-x x x
平衡常数K=c(C)·c(D)c(A)·c(B)=x2(0.02-x)2=9,解得:x=0.015;A的转化率=0.015ml·L-10.02ml·L-1×100%=75%。
5.A 对于该反应,当H2的物质的量浓度为0.7 ml·L-1、CH4的物质的量浓度为0.2 ml·L-1时,此时浓度商Qc=<8.28×107,反应向正反应方向进行。A项正确。
6.A 根据题中反应方程式可写出K=c(CH3OH)c(CO)·c2(H2),A项正确;结合题图可知升高温度,n(CH3OH)减小,即平衡逆向移动,则正反应为放热反应,升温K减小,B项错误;根据题图可知500 ℃时0~tB时间段内v(CH3OH)=nBml3 L×tB=nB3tB ml·L-1·min-1,则v(H2)=2nB3tBml·L-1·min-1,C项错误;将E点压强变为原来的2倍,平衡正向移动,n(H2)/n(CH3OH)减小,D项错误。
7.答案 (1)c2(HI)c(H2)·c(I2) (2)0.25 (3)80%
解析 (2)c(I2)=0.008 0 ml·L-1,c(H2)=0.008 0 ml·L-1,c(HI)=0.004 0 ml·L-1,K= 0×0.008 0=0.25。
(3)设生成的H2的浓度为x ml·L-1。
2HI(g) H2(g)+I2(g)
起始/ml·L-1 0.02 0 0
转化/ml·L-1 2x x x
平衡/ml·L-1 0.02-2x x x
K'=x2(0.02-2x)2=10.25,x=0.008,α(HI)=0.008ml·L-1×20.02ml·L-1×100%=80%。
8.答案 (1)c(CH3OH)c(H2)2·c(CO)
(2)0.08 ml/(L·min) (3)> (4)减小 减小 逆向 不变
解析 (1)该反应的平衡常数表达式K=c(CH3OH)c(H2)2·c(CO)。(2)反应过程中v(CH3OH)=Δc(CH3OH)Δt=0.4ml/L10min=0.04 ml/(L·min),v(H2)=2v(CH3OH)=0.08 ml/(L·min)。(3)此时Qc=c(CH3OH)c(H2)2·c(CO)=×0.1=100<160,反应向正反应方向进行,即v正>v逆。(4)反应达到平衡后,其他条件相同时,若将容器的体积扩大一倍,反应向逆反应方向移动,浓度降低,正、逆反应速率都减小;温度不变,平衡常数K保持不变。
能力提升练
1.C 反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数表达式K=c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O),所以K的单位为1,不是 ml/L,故A错误;正反应是放热反应,所以温度升高,平衡向吸热反应方向移动,即平衡逆向移动,K2c1(CO),故D错误。
2.B 根据“三段式”法:2X(g)+Y(g)Z(g)
起始/ml: 1 10
变化/ml: 0.2 0.1 0.1
平衡/ml: 0.8 0.9 0.1
20 s内,v(X)=0.2ml5 L×20 s=0.002 ml·L-1·s-1,A项错误;容器体积变为10 L,若平衡不移动Y的浓度变为原来的12,但减小压强平衡逆向移动,Y增多,即Y的平衡浓度大于原来的12,B项正确;平衡常数只受温度影响,与压强无关,C项错误;若该反应ΔH>0,升温,平衡正向移动,X的体积分数减小,D项错误。
3.B 当吸入的CO与O2浓度之比等于0.02时,根据平衡常数K=c(O2)·c(HbCO)c(CO)·c(HbO2)可知,c(HbCO)0.02×c(HbO2)=220,c(HbCO)c(HbO2)=4.4,4.4>0.02,智力早已受到了损害,故B错误。
4.A 该反应为气体体积减小的反应,加压平衡右移,C的体积分数增加,则b>54.0,e<36.0,据此可知b>e,A项正确;根据415 ℃、2.0 MPa时C的体积分数为40.0%,列“三段式”如下:
2A(g)+B(g) 2C(g)
起始/ml:2 10
变化/ml:2x x 2x
平衡/ml:2-2x 1-x 2x
即2x2-2x+1-x+2x×100%=40.0%,解得x=0.5,则B的转化率为50%,B项错误;结合表格数据可知升温C的体积分数减小,即平衡逆向移动,该反应的ΔH<0,C项错误;升温,平衡逆向移动,K减小,即K(550 ℃)5.D 开始加入6 ml C、2 ml D,按化学计量数全部折算成反应物,相当于加入4 ml A和2 ml B,是原加入A和B的量的2倍,但平衡不移动,平衡时C的浓度是2.4 ml/L,A错误;开始加入4 ml A、2 ml B,相当于在加入2 ml A和1 ml B达平衡后,再加入2 ml A和1 ml B,平衡不移动,平衡时C的浓度大于1.2 ml/L,B错误;开始加入1 ml A、0.5 ml B和1.5 ml C,缺少D物质,无法寻找等效量,故C错误;D为固体不算体积,开始加入3 ml C和5 ml D,按化学计量数把生成物转化为反应物,相当于加入2 ml A和1 ml B,与原平衡为等效平衡,D正确。
6.答案 (1)1 ml/L (2)大于
解析 (1)设500 ℃时CO的平衡浓度为x ml/L,则
Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)
起始(ml/L) 2 0
变化(ml/L) x x
平衡(ml/L) 2-x x
则K=c(CO)c(CO2)=x2-x=1,解得x=1。
故CO的平衡浓度为1 ml/L。
(2)由表格中数据可知,温度越高K值越大,推知温度升高平衡向正反应方向移动,故此反应的正反应为吸热反应,即a大于0。
7.答案 (1)K=c(CH3OCH3)·c(H2O)c2(CH3OH) 5.0 1.6t1 ml·L-1·min-1 (2)>
解析 (1)根据题中信息可写出平衡常数的表达式K=c(CH3OCH3)·c(H2O)c2(CH3OH),在t1时CH3OH(g)、CH3OCH3(g)、H2O(g)的平衡浓度分别为0.4 ml·L-1、1 ml·L-1、0.8 ml·L-1,则K=1ml·L-1×0.8 ml·L-1(0.4ml·L-1)2=5.0;0~t1内v(CH3OH)=(2-0.4)ml·L-1t1min=1.6t1 ml·L-1·min-1。(2)根据题中数据可知浓度商Qc=1.2ml·L-1×0.6 ml·L-1(0.6ml·L-1)2=2.0<5.0,即此时平衡正向移动,v(正)>v(逆)。
物质
H2
CO
CH3OH
浓度(ml/L)
0.2
0.1
0.4
压强/MPa体积分数/%温度/℃
1.0
2.0
3.0
350
54.0
a
b
415
c
40.0
d
550
e
f
36.0
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40