高中化学第2章化学反应的方向限度与速率22化学反应的限度第2课时平衡转化率课时练.docx
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高中化学第2章化学反应的方向限度与速率22化学反应的限度第2课时平衡转化率课时练
2019年高中化学第2章化学反应的方向限度与速率2-2化学反应的限度第2课时平衡转化率课时练
1.在一定温度下,将100molN2、H2的混合气体充入密闭的恒压容器中反应,达平衡时,测得反应后混合气体的密度是反应前混合气体密度的1.25倍,且反应后混合气体的平均式量为15.5,则平衡时,N2转化的百分率为( )
A.20%B.25%C.30%D.40%
【答案】B
【解析】设起始N2物质的量为a,H2物质的量为b,反应掉N2物质的量为x,依题意:
N2 + 3H22NH3
起始:
ab0
转化:
x3x2x
平衡:
a-xb-3x2x
解之得:
α(N2)=×100%=25%。
2.在容积为1L的密闭容器中,加入5molA物质,在一定条件下同时发生下列两个反应:
(1)2A(g)2B(g)+C(g);
(2)A(g)C(g)+D(g)。
当达到平衡时,测得[A]=2.5mol·L-1,[C]=2.0mol·L-1。
则下列说法中正确的是( )
A.达到平衡时A的总转化率为40%
B.达到平衡时[B]为1.0mol·L-1
C.达到平衡时[B]=2[D]
D.达到平衡时[D]=2[B]
【答案】B
【解析】设反应
(1)有物质的量为a的A发生转化,反应
(2)中有物质的量为b的A发生转化,则
2A(g)2B(g)+C(g)
转化aa
A(g)C(g)+D(g)
转化bbb
则由题意可知,5mol-(a+b)=2.5mol·L-1×1L,即a+b=2.5mol;+b=2.0mol·L-1×1L,即+b=2.0mol,联立两式解得a=1.0mol,b=1.5mol。
达平衡时A的总转化率=×100%=50%,故A不正确;[B]==1.0mol·L-1,故B选项正确;[B]=1.0mol·L-1,[D]==1.5mol·L-1,故C、D选项均不正确。
3.某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应:
aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5min后达到平衡。
已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( )
A.a=3
B.a=2
C.B的转化率为40%
D.B的转化率为60%
【答案】C
【解析】温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A错误,B错误;设达平衡时,B的改变量为xmol,则A、B、C、D的平衡量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=1=x2/(2-x)(3-x),解得:
x=1.2,B的转化率=1.2÷3=40%,所以C正确,D错误。
4.在相同条件下(T=500K),有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1molN2和3molH2,乙容器中充入2molN2和3molH2,下列叙述正确的是( )
A.化学反应速率甲>乙
B.平衡后的各物质浓度甲<乙
C.N2的转化率甲>乙
D.平衡NH3的体积分数甲<乙
【答案】C
【解析】在同温同体积下,从上述题目中给出的条件可以看出,乙相当于在甲的基础上多充入了1molN2,即增大了N2的浓度,反应速率加快,故A选项错误;在甲的基础上再充入1molN2,平衡向正反应方向移动,H2的转化率提高,但N2的转化率却减小,C对;至于B答案,最容易出错的就是N2的浓度,平衡虽然在正向移动,只能减弱N2浓度的增大,但不能消除,故平衡后乙容器N2浓度比甲容器的高,NH3的浓度也在增大,但由于H2的转化率增大了,所以H2的浓度比甲中的小,故B错;D选项,乙中增大了N2的物质的量后平衡向正反应方向移动以减弱它的增大,同时生成了少量的NH3,使得NH3的物质的量增加,但增大的幅度远比N2要小,故NH3的体积分数比甲中要小,即D错。
5.关于平衡常数K,下列说法中正确的是( )
A.K值越大,反应越容易进行
B.对任一给定的可逆反应,温度升高,K值增大
C.对可逆反应,K值越大,反应物的转化率越高
D.加入催化剂或增大反应物浓度,K值将增大
【答案】C
6.放热反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡,[CO]1=[H2O]1=1.0mol·L-1,其平衡常数为K1。
其他条件不变,升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为[CO]2和[H2O]2,平衡常数为K2,则( )
A.若增大CO浓度,K2和K1都增大
B.某一温度下,若增大H2O的浓度,H2O转化率增大,CO转化率减小
C.[CO]2=[H2O]2
D.[CO]1>[CO]2
【答案】C
【解析】改变反应体系中任一物质的浓度,平衡常数不变,A项错误;反应物H2O的浓度增大,其转化率减小,CO转化率增大,B项错误;由于原平衡中[CO]1=[H2O]1,二者在反应方程式中的计量数相等,故新平衡体系中,二者浓度依然相等,C项正确;对于放热反应,升高温度,平衡常数减小,平衡左移,故D项错误。
7.在298K时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
【答案】C
【解析】C选项错误,增大压强不可能使平衡常数增大。
其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识,关键是根据表中数据(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2推导出:
X+3Y2Z。
8.某温度下,在一个2L的密闭容器中,加入4molA和2molB进行如下反应:
3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,则下列说法正确的是( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】化学平衡常数的表达式中不能出现固体或纯液体,而物质C是固体,A错误;根据化学方程式可知,平衡时减少的B的物质的量是1.6mol×0.5=0.8mol,所以B的转化率为40%,B正确;增大压强时平衡右移,但平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,C错误;增加B后平衡右移,A的转化率增大,而B的转化率减小,D错误。
9.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。
综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:
(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10L的密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。
该反应的平衡常数等于____________。
(2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)__________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】
(1)800L·mol-1
(2)=
【解析】
(1)从图示可知,当p=0.10MPa时,α=0.8。
K==L·mol-1=800L·mol-1。
(2)平衡状态由A变到B时,温度不变,平衡常数不变,故K(A)=K(B)。
10.在常压和500℃时把O2和SO2按1∶2体积比混合,如果混合前O2为10mol,反应达平衡时混合气体中SO3占总体积的91%。
求:
(1)平衡时O2的物质的量是
________________________________________________________________________。
(2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是________。
(3)SO2的转化率是________。
【答案】
(1)0.62mol
(2)6.0% (3)93.8%
【解析】设有物质的量为x的O2转化
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)
起始20mol10mol0
转化2xx2x
平衡20mol-2x10mol-x2x
则×100%=91%
解得x=9.38mol。
(1)n(O2)平=10mol-9.38mol=0.62mol。
(2)×100%=6.0%。
(3)α(SO2)=×100%=93.8%。
11.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。
已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
1000
平衡常数K
10
9
1
0.6
试回答下列问题:
(1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)某温度下,上述反应达到平衡后,保持容器体积不变升高温度,正反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”),容器内混合气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)830℃时,在恒容反应器中发生上述反应,按下表中的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有______(选填字母)
投料
A
B
C
D
n(CO2)/mol
3
1
0
1
n(H2)/mol
2
1
0
1
n(CO)/mol
1
2
3
0.5
n(H2O)/mol
5
2
3
2
(4)在830℃时,在2L的密闭容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)达到平衡时,CO的转化率是________。
【答案】
(1)放热
(2)增大 增大 (3)BC (4)60%
【解析】
(1)由表格可知,升温,化学平衡常数减小,故正反应为放热反应。
(2)升高温度,正、逆反应速率均增大;容器体积不变的情况下,升高温度,则容器内混合气体的压强增大。
(3)830℃时,化学平衡常数为1,即若n(CO2)×n(H2) (4)830℃时,化学平衡常数为1, 平衡常数K===1,解得x=1.2,则CO的转化率=×100%=60%。 12.联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。 N2H4与N2O4反应能放出大量的热。 (1)已知: 2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-57.20kJ·mol-1。 一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。 其他条件不变时,下列措施一定能提高NO2转化率的是________。 (填字母序号) A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.保持压强不变,充入N2 D.升高温度 (2)298K时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。 则反应2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。 (3)290K、1.00×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,[NO2]=0.0300mol·L-1、[N2O4]=0.0120mol·L-1。 则反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K=________。 (4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达到平衡的N2O4和NO2的混合气体(290K、1.00×105Pa),理论上至少需消耗Cu________g。 【答案】 (1)B (2)-1224.96 (3)13.3L·mol-1(4)1.73g 【解析】(3)根据题意知平衡时: [N2O4]=0.0120mol·L-1、[NO2]=0.0300mol·L-1 K===13.3L·mol-1 (4)由(3)可知,在290K、1.00×105Pa达到平衡时,1.00L混合气体中: n(N2O4)=[N2O4]×V=0.0120mol·L-1×1.00L=0.0120mol n(NO2)=[NO2]×V=0.0300mol·L-1×1.00L=0.0300mol 则n(NO2)总=n(NO2)+2n(N2O4)=0.0540mol 由Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可得m(Cu)=×64g·mol-1≈1.73g。
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