2019-2020学年高中化学人教版选修4同步跟踪训练：2.3.3 化学平衡常数 .doc

2019-2020学年高中化学人教版选修4同步跟踪训练2.3.3 化学平衡常数1、已知下列反应的平衡常数:H2(g)+S(s)H2S(g),K1;S(s)+O2(g)SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )A.K1+K2B.K1-K2C.K1K2D.2、已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是（ ）A反应的平衡常数K1=c(CO2)c(Cu)/c(CO)c(CuO)B反应的平衡常数KK1 / K2C对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的H0D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小3、某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+m Y(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1mol 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=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的两次平衡转化率之比均为1:1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4molL-14、恒温下，V升容器中加入a mol HI使之分解：2HI(g)H2(g)+I2(g)，反应达到平衡状态后，下列推测正确的是（ ）A. 减压时，v(逆)增大，v(正)减小，平衡向逆反应方向移动B. 若加入2a mol HI，则平衡常数变为2倍C. 加压时，v(逆)、v(正)均不变，平衡不移动D. 若保持压强不变，通入氦气，则v(逆)、v(正)均减小，平衡不移动5、一定温度下,密闭容器中进行反应: ，。测得随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )A. 时改变的条件是:只加入一定量的B.在时平衡常数大于时平衡常数C. 时平衡混合气的大于时平衡混合气的D. 时平衡混合气中的体积分数等于时平衡混合气中的体积分数6、常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)4CO(g) Ni(CO)4(g) H<0，230时，该反应的平衡常数K210-5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯镍。下列判断错误的是（ ）A第一阶段，选择反应温度应高于42.2B第一阶段增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数不变C第二阶段，Ni(CO)4几乎完全分解D第二阶段，及时分离出Ni，有利于平衡移动7、氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互反应：4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g) +Cl2(g) ，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.4mol NO2和0.2mol NaCl，10min反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1mol，NO2的转化率为。下列叙述中正确的是( )A10min内NO浓度变化表示的速率(NO)=0.01molL-1min-1B若升高温度，平衡逆向移动，则该反应的C若起始时向该容器中充入0.1mol NO2(g)、0.2mol NO(g)和0.1mol Cl2(g)（固体物质足量），则反应将向逆反应方向进行D若保持其他条件不变，在恒压下进行该反应，则平衡时NO2的转化率小于8、化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数数值如下：2NO（g）N2（g）+O2（g） K1=110302H2（g）+O2（g）2H2O（g） K2=210812CO2（g）2CO（g）+O2（g） K3=41092以下说法正确的是（ ）A常温下，NO分解产生的反应的平衡常数表达式B常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为51080C常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D以上说法都不正确9、在KI溶液中存在下列平衡：。某、KI混合溶液中，的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。下列说法都正确的是( ) 反应的H0 若温度为，反应的平衡常数分别为，则 若反应进行到状态D时，一定有 状态A与状态B相比，状态A的c()大 保持温度不变，在该混合液中加水，c()/c()将变大A. 只有 B. 只有 C. D. 10、在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料，一定条件下发生反应（起始温度和起始体积相同）：A2(g)+3B2(g)2AB3(g) H<0，相关数据如下表所示：容器甲乙丙相关条件恒温恒容绝热恒容恒温恒压反应物投料1mol A2、3mol B22mol AB32mol AB3反应物的转化率a甲a乙a丙反应的平衡常数K甲K乙K丙平衡时AB3的浓度/molL-1c甲c乙c丙平衡时AB3的反应速率/molL-1 min-1v甲v乙v丙下列说法正确的是( )Av甲=v丙Bc乙 c丙Ca甲 +a乙1DK乙K丙11、在1 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.100.100.098000.200.200.108000.200. 30a9000.100.15b下列说法错误的是（ ）A实验中，若5 min时测得n(M) =0.05 mol，则05 min时间内， v(N) =0.01 mol/( Lmin)B实验中，该反应的平衡常数K=1.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b>0.0612、催化重整不仅可以得到合成气CO和，还对温室气体的减排具有重要意义。已知：催化重整反应为： K(其中为焓变，K为平衡常数)下列说法正确的是( )ABC若平衡时，则K一定等于D减小压强可增大和的平衡转化率13、温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g) >0。实验测得:v正=v消耗(NO2)=k正c2(NO2),v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是( )容器编号物质的起始浓度(mol/L)物质的平衡浓度(mol/L)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35A.达平衡时,容器与容器中的总压强之比为4:5B.达平衡时,容器中比容器中的大C.达平衡时,容器中NO的体积分数小于50%D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2<T114、下列图示与对应的叙述不相符的是( )A图甲表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，相同时间后测得NO2含量的曲线，则该反应的H0B图乙表示的反应是吸热反应，该图表明催化剂不能改变化学反应的焓变C图丙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影响，则P乙>P甲D图丁表示反应：4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) H0，在其他条件不变的情况下，改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响，则有T1T2，平衡常数K1K215、在2 L恒容密闭容器中充入2mol、1 mol CO，在一定条件下发生如下反应：, ；CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）A. 工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好B. 图象中X代表温度，C. 图象中P点代表的平衡常数K为4L2/mol2D. 温度和容积不变，再充入2mol、1 mol CO，达到平衡时CO的转化率减小16、某化学小组研究在其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件对A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)下列判断正确的是( )A.若T2>T1,则正反应一定是放热反应B.在T2和n(A2)不变时达到平衡,AB3的物质的量大小为c>b>aC.若T2>T1,达到平衡时b,d两点的反应速率:vd>vbD.达到平衡时A2的转化率:b>a>c17、利用辉钼矿冶炼钼的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) H。在压强为0.1MPa的条件下,测得达到平衡时的有关气体体积分数的变化如图中实线所示:下列判断正确的是( )A.通过图象曲线变化规律无法判断H正负B.a为CO变化曲线,b为水蒸气变化曲线C.压强为0.5MPa时,虚线可能为H2的变化曲线D.M点H2的转化率为75%18、在容积一定的密闭容器中，可逆反应A(g)+B(g)x C(g)，有如图所示的关系曲线，根据如图下列判断正确的是( )A.p3>p4，y轴表示A的物质的量分数B.若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，C一定是有颜色的气体C.p3<p4，y轴表示平衡常数KD.p3>p4，y轴表示混合气体的平均摩尔质量19、中国政府承诺, 到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降 40% 50%。减少CO2排放是一项重要课题.1.以CO2为原料制取碳(C)的太阳能工艺如图1所示。过程1中每生成1mol FeO转移电子数为_(设NA为阿伏加德罗常数的值)。过程2中发生反应的化学方程式为_.2.碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、 70120和催化剂条件下合成DMC.已知:CO的燃烧热为H1=-283.0kJmol-1H2O(I)H2O(g) H2=+44.0kJmol-12CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) H3=-15.5kJmol-1则 H=_.3.在恒容密闭容器中按n(CH3OH):n(CO2)=2:1投料直接合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率()如图所示,则:v(A)、v(B)、v(C)的速率大小比较_K(A)、K(B)、K(C)的大小关系_下列选项能说明在此条件下反应达到平衡状态的是_A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)B.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变C.容器内气体的密度保持不变D.各组分物质的量分数保持不变20、氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质,某科研小组进行如下研究。1.已知:写出SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式_。2.向容积为1L密闭容器中分别充入0.10mol NO2和0.15mol SO2,在不同温度下测定同一时刻NO2的转化率,结果如图所示。a、c两点反应速率大小关系:(a)_(c)。(填“>”、“<”或“=”)温度为T2时从反应开始经过2min达到b点,用SO3表示这段时间的反应速率为_,此温度下该反应的平衡常数为_,若在此温度下,保持容器的容积不变,再向容器中充入0.20mol NO2和0.30mol SO2,NO2的转化率_。(填“增大”、“减小”或“不变”)NO2的转化率随温度升高先增大后减小的原因是:_。3.常温下用NaOH溶液吸收SO2,在吸收过程中,溶液pH随n():n()变化关系如下表:n()n()91:91:19:91pH8.27.26.2当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小排列顺序为_。当向NaOH溶液中通入足量的SO2时,得到NaHSO3溶液,在pH为47之间电解,硫元素在阴极上被还原为Na2S2O4,这是电化学脱硫技术之一,写出该阴极的电极反应式_。21、研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。(1)CO可用于炼铁，已知：Fe2O3(s)3C(s)2Fe (s)3CO(g) H 1489.0kJmol1，C(s) CO2(g)2CO(g) H 2 172.5kJmol1， 则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_。 (2)CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。该电池的负极反应式为_。(3)CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g) H2O(g) 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图。 反应H_0(填“大于或小于”)，曲线I、对应的平衡常数大小关系为K_K (填“、或”)。一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。容 器甲乙反应物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、3a mol H2、b mol CH3OH(g)、b mol H2O(g)若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为_。(4)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(I、II、III)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图。在015小时内，CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为_(填序号)。(5)以TiO2Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图。当温度在_范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素。Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，稀硝酸还原产物为NO，写出有关的离子方程式_ 答案以及解析1答案及解析：答案：D解析： 2答案及解析：答案：B解析： 3答案及解析：答案：D解析：A向平衡体系中再加入1mol Z，重新建立平衡时X、Y、Z的体积分数不变，说明压强不影响该平衡，则反应前后总计量数相等，则1+m=3，m=2，故A正确；B温度不变，平衡常数不变，两次平衡的温度相同，平衡常数相同，故B正确；C参与反应的X与Y的物质的量之比等于化学计量数之比等于加入的X与Y的物质的量之比，因此X与Y的平衡转化率相等，故C正确；D再加入1mol Z后总物质的量为4mol，重新达到平衡时Z的体积分数仍然为10%，则重新建立平衡时Z的浓度为：=0.2mol/L，故D错误；故选D。 4答案及解析：答案：D解析： 5答案及解析：答案：D解析： 6答案及解析：答案：D解析： 7答案及解析：答案：C解析：A.10min反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1mol，则n(NO)=0.1mol， =0.005molL1min1，A项错误；B. 升高温度，平衡逆向移动，则该反应的H<0，B项错误；C. 根据上述条件，向2L恒容密闭容器中加入0.4mol NO2和0.2mol NaCl，10min反应达到平衡时n(NaNO3)=0.1mol，则NO2的转化率为=50%，可知列出三段式如下：4NO2(g) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)起始浓度(mol/L)：0.2 0 0变化浓度(mol/L): 0.1 0.05 0.025平衡浓度(mol/L): 0.1 0.05 0.025则平衡常数K=0.625，若起始时向该容器中充入0.1mol NO2(g)、0.2mol NO(g)和0.1mol Cl2(g)，则各物质的浓度分别为：0.05mol/L NO2(g)、0.1mol/L NO(g)和0.05mol/L Cl2(g)，其浓度商Qc=80>K，平衡向逆向移动，C项正确；D. 该反应体系是气体分子数减小的反应，若保持其他条件不变，在恒温恒容条件下NO2的转化率为，正反应气体体积减小，恒温恒压时，容器体积减小，相当于加压，平衡正向移动，平衡时NO2的转化率大于，D项错误；答案选C。 8答案及解析：答案：C解析：A常温下，NO分解产生的反应的平衡常数表达式式，故A错误；B2H2（g）+O2（g）2H2O（g） K2=21081，所以2H2O（g）2H2（g）+O2（g） ，故B错误；C常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减少，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，故C正确；D因C正确，故D错误；故选：C 9答案及解析：答案：B解析： 10答案及解析：答案：C解析： 11答案及解析：答案：D解析： 12答案及解析：答案：D解析： 13答案及解析：答案：C解析：由容器中反应可以求出平衡常数。在平衡状态下,v正=v逆,k正C2(NO2)=k逆c2(NO)c(O2),。容器中,初始时c总=1.0mol/L,容器的平衡压强与容器的初始压强之比为4:5。容器中初始时,即反应向正反应方向进行,使总物质的量浓度增加,压强增大,所以达平衡时,容器与容器中的总压强之比小于4:5,A错误。容器达到平衡时,。当容器n中c(NO2)=c(O2)时,假设NO2的变化量为2x mol/L,则则0.3-2x=0.2+x,即,此时,反应向逆反应方向进行,使c(NO2)>c(O2),即,B错误。若容器在某时刻,NO的体积分数为50%,设O2的变化量为y mol/L,则,解得y=0.05.此时,反应向逆反应方向进行,NO进一步减少。而每消耗1mol NO,总物质的量减少0.5mol,即NO的变化幅度大于总物质的量的变化幅度,所以平衡时容器中NO的体积分数小于50%,C正确。温度为T1时,温度为T2时,即平衡常数增大,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应,所以T2>T1,D错误。 14答案及解析：答案：D解析： 15答案及解析：答案：C解析： 16答案及解析：答案：B解析：由图可知,T2时AB3的平衡体积分数大于T1时AB3的平衡体积分数,当T2>T1时,说明升高温度平衡正向移动,即正反应为吸热反应,故A错误;在可逆反应中,随着B2量的增加,A2的转化率逐渐增大,生成的AB3的物质的量逐渐增大,故B正确;温度越高,反应速率越快,当T2>T1,时,故C错误;在可逆反应中增加一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率,随着B2的量的增加,A2的转化率逐渐增大,即c>b>a,故D错误 17答案及解析：答案：C解析：选项A,由图象可知,随着温度的升高,平衡时H2所占体积分数减少,即升高温度,平衡正向移动,故H>0,错误。选项B,通过化学方程式中CO和H2O(g)计量数可知,H2O(g)的变化曲线的斜率的绝对值比CO的大,故曲线a为水蒸气变化曲线,曲线b为CO变化曲线,错误。选项C,该反应为气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,H2的体积分数大,故虚线为压强增大时H2的变化曲线,正确。选项D,设起始时H2为x mol,达到平衡时转化了y mol,通过三段式计算:MnS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)2CO(g)+4H2O(g)+Mo(s)+2Na2S(s)始态/mol x 0 0反应/mol y y平衡/mol x-y y则,解得x=2y,因此M点H2的转化率为,错误。 18答案及解析：答案：D解析： 19答案及解析：答案：1.6FeO+CO2C+2Fe3O42.-342.5kJmol-13.v(C)>v(B)>v(A); K(A)=K(B)>K(C); D解析：1.反应2Fe3O46FeO+O2中O元素化合价由-2价升高到0价,由方程式可知.2mol Fe3O4参加反应,生成1mol氧气,转移4mol电子,则每生成1mol FeO转移电子为数为。由示意图可知,过程2中CO2和FeO反应生成Fe3O4和C,反应的化学方裎式为6FeO+CO22Fe3O4+C2.根据CO的燃浇热有,H2O(I)H2(g) H2=+44.0kJmol-1,2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) H3=-15.5kJmol-1根据盖斯定律,+-得目标热化学方程式,则H=H1-H2+H3=-342.5kJmol-13.通过反应2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g) +H2O(g),可知该反应是一个气体体积减小的可逆反应.在同一温度下.反应由AB, 二氧化碳的转化率增大.增大压强,平衡右移,因此p1>p2, B点对应的压强大.反应速率比A点快,温度越高速率越快,C点对应温度最高.所以v(C)最大,因此v(C)>v(B)>v(A)K只是温度的函数,C点对应温度最高.A、B两点对应温度相同, 且低于C点;由图可知温度升高,二氧化碳的转化率减小,该反应为放热反应,温度升高，K减小,所以K(A)=K(B)>K(C).对于反应2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g),根据速率之比等于化学计量数之比,则满足v正(CH3OH)=2v逆(CO2),反应才能达到平衡状态.A错误;CH3OH与CO2均为反应物.二者反应均按化学计量数之比进行,因此CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变不能确定反应达到平衡状态.B错误:反应前后气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度恒为定值,不能判断反应达到平衡状态,C错误;各组分的物质的量分数保持不变.反应达到平衡状态.D正确。 20答案及解析：答案：1.SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) H=-41.8kJmol-12. < 0.025molL-1min-1; 0.5; 不变温度为T2,b点为平衡点,T2以前温度升高,反应速率加快,NO2转化率增大,T2以后,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,转化率减小3. c(Na+)> c()> c()> c(H+)= c(OH-),2+2H+2e-=+2H2O解析： 21答案及解析：答案：(1) Fe2O3 (s)+ 3CO(g)2Fe(s)+ 3CO2 (g)H28.5kJmol1（2）CO +4OH-2e+2H2O（3）> <0.4c1（4）IIIIII（5）3004003Cu2Al2O4+32H+26Cu2+ 6Al3+2NO+16H2O解析：(1) 根据盖斯定律，热化学方程式3，得出Fe2O3 (s)+ 3CO(g)2Fe(s)+ 3CO2 (g)H28.5kJmol1（2）负极失去电子，CO为负极产生，氧气为正极，负极为CO +4OH-2e+ 2H2O（3）由图像判断温度高于I，但I甲醇物质的量多，温度高平衡正向移动，平衡常数大，正反应吸热；该反应的H>0，K<K ，平衡后物质的量为40.8=3.2moln=43.2=0.8mol CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)n=2起始量 1 3转化量0.4 1.2 0.4 0.4 0.8平衡量 0.6 1.8 0.4 0.4该反应与原反应等效平衡，为全等等效，即等效转化为反应物量相等，若保持平衡逆向移动，则C>0.4，C最高为1，所以C的取值范围为0.4c1(4) 由图可知，CH4的平均生成速率顺序为IIIIII（5）从300开始，催化剂对反应基本没有影响，温度升高，生成乙酸速率增大，所以当温度在300400范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素；Cu2Al2O4中铜为+1价，与硝酸反应被氧化为+2价，硝酸被还原为NO。反应的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H+26Cu2+ 6Al3+2NO+16H2O。