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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡随堂练习题
展开2.2.2化学平衡常数同步练习-人教版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列关于反应,下列说法正确的是
A.反应的平衡常数可表示为
B.平衡时升高温度,v(正)减小,v(逆)增大
C.反应物所含化学键键能总和小于生成物所含化学键键能总和
D.使用催化剂能提高平衡时的产率
2.向一容积为2L的密闭容器中充入2mol,发生反应: ,的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.反应至某一时间,反应体系中可能存在
D.保持温度不变,反应达到平衡后,再向此容器中通入2mol,K不变
3.下列关于化学平衡常数的说法中错误的是
A.某特定反应的平衡常数只与温度有关
B.催化剂不能改变平衡常数的大小
C.平衡常数发生改变,化学平衡必发生改变
D.化学平衡移动时,平衡常数必改变
4.已知下列反应的平衡常数:
①SO2(g) + O2(g) SO3(g) K1 ;
②NO(g) + O2(g) NO2(g) K2。
则反应SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g)的平衡常数为
A.K1 + K2 B.K2﹣K1 C. D.K1 × K2
5.高炉炼铁的主要反应为CO(g)+Fe2O3(s) CO2(g)+Fe(s)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
下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B.增加Fe2O3固体可以提高CO的转化率
C.减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率
D.容器内气体密度恒定时,不能标志反应达到平衡状态
6.团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物,我国科学家通过将和反应,测定笼内的浓度,计算取代反应的平衡常数,反应示意图和所测数数据如下。有关说法错误的是
A.
B.离子半径:
C.团簇对于具有比大的亲和力
D.由于团簇表面的孔具有柔性因而可容许比它直径大的通过
7.下列关于平衡常数的说法中,正确的是( )
A.平衡常数表达式中,可以是物质的任意浓度
B.催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数
C.平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动
D.平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度
8.向一300 mL的恒容密闭容器中加入一种多孔粉块状物质R,并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:R(s)+4CO(g)R(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表。
温度/℃
25
80
230
平衡常数
5×104
2
1.9×10-5
下列说法不正确的是
A.物质R做成多孔状可增大接触面积,加快化学反应速率
B.25℃时反应R(CO)4(g) R(s)+4CO(g)的平衡常数为 2×10-5
C.80℃时,测得某时刻R(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1,则此时v(正)>v(逆)
D.80℃时反应达到平衡,测得n(CO)=0.3 mol,则R(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1
9.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)⇌2C(g) ΔH<0。t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图。下列说法正确的是
A.0~t2时,v正>v逆
B.t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数Ⅰ>Ⅱ
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I<Ⅱ
10.化学平衡常数、电离常数(Ka、Kb)、溶度积常数等常数是表示、判断物质性质的重要常数,下列关于这些常数的说法中,正确的是
A.当温度升高时,弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)和溶度积常数一定均变大
B.说明相同物质的量浓度时,氢氰酸的酸性比醋酸的强
C.向氯化钡溶液中加入等体积同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液,先产生沉淀,则
D.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关
二、填空题
11.高炉炼铁的一个反应如下: CO(g)+FeO(s)CO2(g)+Fe(s),△H>0已知1100℃时K=0.263
(1)其平衡常数的表达式为K= 。温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值 (填“增大”“减小”或“不变”下同),平衡常数K的变化是 。如果温度不变,在原平衡体系中继续加入一定量CO,达新平衡时,CO的体积分数和原平衡相比 。
(2)1100℃时,若测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应 (填“已经”或“没有”)处于化学平衡状态,此时化学反应速率是v(正) (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
12.短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化,这利用了SO2的 性。自来水中含硫量约70mg/L,它只能以 (填微粒符号)形式存在。
(2)实验室可用浓氨水与氢氧化钠固体作用制取氨气,试用平衡原理分析氢氧化钠的作用: 。
(3)如图是向5mL0.1mol·L-1氨水中逐滴滴加0.1mol·L-1醋酸,测量其导电性的数字化实验曲线图,请你解释曲线变化的原因 。
甲硫醇(CH3SH)是一种重要的有机合成原料,用于合成染料、医药、农药等。工业上可用甲醇和硫化氢气体制取:CH3OH+H2SCH3SH+H2O。
熔点(℃)
沸点(℃)
甲醇
-97
64.7
甲硫醇
-123
7.6
完成下列填空:
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式 。该反应的温度为280~450℃,选该反应温度可能的原因是:①加快反应速率;② 。
(5)已知在2L密闭容器中,只加入反应物,进行到10分钟时达到平衡,测得水的质量为5.4g,则v(CH3SH)= mol/(L•min)。
(6)常温常压下,2.4g甲硫醇完全燃烧生成二氧化硫和其他稳定产物,并同时放出52.42kJ的热量,则甲硫醇燃烧的热化学方程式为 。
13.和是工业排放的对环境产生影响的废气,充分利用(例如合成尿素)既可以降低成本,也可以减少对环境的污染。
(1)以与为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①;
②;
③;。
则a为
(2)写出反应②的平衡常数的表达式K= 。
(3)下列说法正确的是_______
A.某恒温恒容的容器中仅发生反应①,若混合气体平均相对分子质量保持不变,说明反应达到了平衡
B.某恒温恒压的容器中仅发生反应②,达到平衡后,充入少量He,继续反应足够时间,则会被完全反应
C.对于反应③,反应开始后的一段时间内,适当升温可提高单位时间内的转化率
D.对于反应③,在容器中加入CaO,(可与反应),提高产率
(4)在一个初始体积为VL的恒温恒压的容器中,起始充入14mol和13mol,发生反应③,经过20min后,氨气的转化率达到50%,则用尿素来表示这个反应在20min内的平均反应速率为 mol/min。并将0-30min内体系内气体的密度随时间的变化趋势画在下图中。
14.25℃时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图所示,已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大。
(1)根据图中数据,写出该反应的化学方程式 ;此反应的平衡常数表达式K= 。
(2)0~3min,
(3)在5~7min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是 。
(4)如图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,各阶段的平衡常数如下表所示:
、、、由大到小的排序为 ;A的转化率最大的一段时间是 。
15.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
已知反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;
反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。
在不同温度时K1、K2的值如下表:
温度(绝对温度)
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
(1)推导反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K与K1、K2的关系式: 。
(2)通过K值的计算,(1)中的反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)在一体积为10L的密闭容器中,加入一定量的CO2和H2O(g),在1173开时发生反应并记录前5min的浓度,第6min时改变了反应的条件。各物质的浓度变化如下表:
时间/min
CO2
H2O
CO
H2
0
0.2000
0.3000
0
0
2
0.1740
0.2740
0.0260
0.0260
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
5
0.0727
0.1727
0.1273
0.1273
6
0.0350
0.1350
0.1650
①前2min,用CO表示的该化学反应的速率是: 。
②在3~4min之间,反应处于 状态(填“平衡”或“非平衡”)。
③第6min时,平衡向 方向移动,可能的原因是 。
16.某温度时,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后,反应达到平衡,此时H2的转化率为60%。
(1)该反应的平衡常数为 ,v(CH3OH)= mol·L-1·min-1。若保持体积不变,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此时v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)在一定压强下,容积为VL的容器充入amol CO与2amol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则ΔH 0,p1 p2(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)能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.及时分离出CH3OH气体 b.适当升高温度 c.增大H2的浓度 d.选择高效催化剂
17.氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且的杀菌能力比强。时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:
已知该体系中,、和在三者中所占分数随变化的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)该体系中,所占分类随变化的关系是 。(曲线1、曲线2或曲线3)
(2)在氯水中,下列有关说法正确的是 (选填编号)。
a.
b.
c.
d.
(3)反应的化学平衡常数 。
(4)请解释氯处理饮用水时,冬季的杀菌效果比夏季效果好的原因 。
18.在一定温度下的2 L的密闭容器中,加入3 mol A和1 mol B,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+3D(s),5 min达到平衡时,n(B):n(C) =1:3。
(1)0~5 min内用B表示的平均反应速率为 ;达到平衡时,A的转化率为 。
(2)达到平衡时容器内气体压强与反应前容器内气体压强之比 。
(3)维持容器的温度不变,若缩小容器的体积,则平衡将向 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)达到平衡后,若保持温度不变,将C从容器中分离出一部分,则化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
19.某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)。回答问题:
(1)已知:电解液态水制备1molO2(g),电解反应的ΔH=+572kJ•mol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH= kJ•mol-1。
(2)已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
若反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为>Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2) 。
20.一定温度下,在密闭容器中,发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),达到化学平衡时,测得混合气中NO2浓度为0.06 mol·L-1,O2的浓度为0.12 mol·L-1。
求:(1)该可逆反应的平衡常数K= ?
(2)此时NO2的转化率 ?
三、实验题
21.高铁酸盐()具有极强的氧化性和优良的絮凝功能,在水处理方面有一定的发展前景。但是由于存在自催化现象(即分解产物可催化高铁酸盐的分解),限制了它的大规模应用,研究使其稳定的方法尤为关键。
已知:
I.制备高铁酸盐
(1)制备的原理是:
Ⅱ.高铁酸盐稳定性的研究
(2)碱性环境下,久置的溶液中除了产生红褐色外,同时还会产生绿色的。此过程的反应为、 。
为研究使稳定的方法,分别做以下4个实验:
序号
X
现象
a
2滴0.01 mol/L KI
紫色迅速褪去
b
2滴蒸馏水
分别用紫外可见分光光度计测三支试管内溶液的吸光度,结果如下图所示。
c
2滴0.01 mol/L NaF 溶液
d
2滴0.01 mol/L 溶液
资料:吸光度大小与溶液中成正比。
(3)甲同学预测d试管内的实验现象应与a试管相似,预测依据是 。
(4)但吸光度结果图显示甲同学预测并不正确。结合化学用语,从化学反应速率角度解释d试管内的现象与a试管不同的原因是: 。
(5)“—■—”曲线为 (填入“试管c”或“试管d”)的实验结果,理由是 。
(6)综合以上讨论,任意写出一种能稳定的方法 。
22.FeCl3是重要的化工原料,无水氯化铁在300℃以上升华,遇潮湿空气极易潮解
(1)制备无水氯化铁
①仪器X的名称为 。
②装置A中发生反应的化学方程式为
③装置的连接顺序为a→ →j,k→ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)探究FeCl3与SO2的反应
已知反应体系中存在下列两种化学变化:
(i)Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)62+(红棕色);
(ii)Fe3+与SO2发生氧化还原反应,其离子方程式为①
步骤
现象
结论
I.取5mL1mol⋅L−1FeCl3溶液于试管中,通入SO2至饱和
溶液很快由黄色变为红棕色
II.用激光笔照射步骤I中的红棕色溶液
溶液中无明显光路
②红棕色物质不是 (填分散系种类)
III.将步骤I中的溶液静置
1小时后,溶液逐渐变为浅绿色
IV.向步骤III中溶液加入2滴K3[Fe(CN)6]溶液
③
溶液中含有Fe2+
④实验结论:反应(i)、(ii)的活化能大小关系是:E(i) E(ii)(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数大小关系是:K(i) K(ii)。
⑤另取5mLlmol⋅L−1FeCl3溶液,先滴加2滴浓盐酸,再通入SO2至饱和。几分钟后,溶液由黄色变为浅绿色,由此可知:促使氧化还原反应(ii)快速发生可采取的措施是 。
23.某化学项目式学习小组在探究AgNO3溶液与KI溶液的反应时,认为可以发生反应:
i.Ag++I-=AgI(复分解反应)
ii.2Ag++2I-=2Ag+I2↓(氧化还原反应)
对此设计实验探究及进行证据推理如下:
I.实验探究:
(1)实验方案[1]:
装置图
实验步骤及现象
将1mL1mol/LKI溶液滴入1mL1mol/LAgNO3溶液中,出现黄色沉淀,说明发生了反应i.继续滴入 (填试剂), (填现象),说明未发生反应ii。
(2)实验方案[2]:
装置图
实验步骤及现象
取2个洁净的烧杯,分别加入20mL1mol/LAgNO3溶液与KI溶液,插入石墨电极与盐桥,组成原电池装置,电流计指针发生偏转,观察右侧烧杯出现的现象。
①盐桥内溶质可选用 。
a.K2SO4 b.Fe(NO3)3 c.NH4NO3 d.KCl
②左侧石墨为 极,其电极反应式为 。
③通过实验发现电流计指针发生偏转,说明发生了反应ii,可知右侧烧杯的现象为: 。
Ⅱ.证据推理:通过计算两个反应的平衡常数判断反应的可能性。
查阅文献:AgI的溶度积常数Ksp(AgI)=8.5×10-17;
氧化还原反应的平衡常数与标准电动势(Eθ)有关,lgK=,z表示氧化还原反应转移的电子数,为氧化型电极电势,为还原型电极电势。Eθ[Ag/Ag+]=0.79V,Eθ[I2/I-]=0.54V;
(3)复分解反应反应i的平衡常数为 。
(4)氧化还原反应反应ii平衡常数为 。
Ⅲ.得出结论:
(5)通过实验探究及证据推理可知AgNO3溶液与KI溶液混合时主要发生复分解反应,其原因可能是:
参考答案:
1.C
2.D
3.D
4.C
5.A
6.A
7.D
8.C
9.B
10.C
11. c(CO2)/c(CO) 增大 增大 不变 没有 大于
12.(1) 还原性 SO
(2)氢氧化钠是强电解质,溶于水增加了氢氧根浓度,且溶解过程放热,使平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-向逆反应方向移动,有利于氨气逸出
(3)氨水是弱电解质本身导电性差,滴加醋酸后生成强电解质醋酸铵,强电解质完全电离,离子浓度增大,导电性增强,反应完全后继续加醋酸,离子浓度因稀释而减小,导电性减弱
(4) K= 催化剂的最佳活性温度范围
(5)0.015
(6)CH3SH(g)+3O2(g)=SO2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-1048.4kJ/mol
13.(1)+72.49
(2)c(H2O)
(3)C
(4) 0.175
14.(1) A+2B⇌2C
(2)0.1
(3)增大体系的压强(或缩小容器体积)
(4) K1>K2=K3=K4 t2-t3
15. K= 吸热 v(CO)=0.0130mol·L-1·nin-1 平衡 右或正反应 升高温度或降低了H2浓度
16. 3 0.15 > 小于 小于 c
17. 曲线2 ab 夏季相比较冬季温度高,易分解,所以杀菌效果不如冬季
18. 0.06mol·L-1·min-1 60﹪ 7:10 正向移动 不变
19.(1)-286
(2)
20. 1.92 mol·L-1 80%
21.(1)
(2)
(3)碘离子与草酸根离子都有还原性
(4)在碱性条件下,草酸根将高铁酸根还原为三价铁之后,,为可逆反应,无法进行完全,故反应现象不同。
(5) d ; ,所以草酸根与铁离子反应程度更大,速率更快,吸光度变化更快;
(6)在高铁酸根溶液中,加入适量NaF和氢氧化钠的混合溶液
22.(1) 圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O h,i→d,e g,f→b,c
(2) SO2+2Fe3++2H2O=4H++SO42-+2Fe2+ Fe(OH)3胶体 生成蓝色沉淀 < < 增强FeCl3溶液的酸性
23.(1) 淀粉溶液 未变蓝
(2) c 负 2I--2e-=I2 有银白色固体析出
(3)1.18×1016
(4)108.44
(5)复分解反应的平衡常数大于氧化还原反应的平衡常数,反应更彻底(复分解反应活化能更低,氧化还原反应活化能更高)
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