高中化学知识点归纳《化学平衡状态的判断》高频考点强化练习(2017年最新版)(三)

时间:2018-03-17 07:15:36

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1、选择题  一定温度下,在2 L密闭容器中发生下列反应:4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g);已知该反应的平衡常数:K300 ℃>K350 ℃,且n(NO2)(单位:mol)随时间变化如下表:

时间(s)
0
500
1000
1500
t1℃
20
13.96
10.08
10.08
t2℃
20
a
b
c
?
下列说法一定正确的是(?)
A.正反应为吸热反应
B.如果t2℃<t1℃,那么a>b=c,且a=10+0.5b
C.如果t2℃<t1℃,那么t2℃达到平衡的时间介于1 000 s至1 500 s之间
D.如果t2℃>t1℃,那么b>10.08


参考答案:D


本题解析:A项,温度越低,平衡常数越大,说明正反应为放热反应,错误;B项,降温,反应速率减慢,1 000 s时未平衡,b与c不相等,错误;C项,t2℃时,由于反应速率减小,达到平衡所用时间长,大于1 000 s,但无法确定达到平衡所需时间;D项,升温,平衡左移,致使b>10.08,正确。


本题难度:一般



2、填空题  在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应应:
A(g)B(g)+C(g)?△H ="+85.1" kJ· mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:

时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
?
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为?
(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为?
平衡时A的转化率为?,列式并计算反应的平衡常数K ?
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),
n总=??mol,n(A)= ?mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=??
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L-1)
0.10
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是?,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为??mol·L-1


参考答案:(1)升高温度、降低压强
(2)α(A)=(-1)×100%;94.1%;K==1.5;
(3)①0.1×;0.1×(2-);
②0.051;每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。0.013


本题解析:(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使A的转化率增大,平衡要正向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。
(2)反应前气体总物质的量为0.10mol,令A的转化率为α(A),改变量为0.10α(A) mol,根据差量法,气体增加0.10α(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系:
=α(A)=(-1)×100%;α(A)=(-1)×100%=94.1%
平衡浓度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L,K==1.5
(3)①=? n=0.1×?;其中,n(A)=0.1-(0.1×-0.1)=0.1×(2-
②n(A)=0.1×(2-)=0.051? C(A)=0.051/1=0.051mol/L
每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。当反应12小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L


本题难度:一般



3、填空题  甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。

实验编号
T(°C)
n(CO)/n(H2)
p(MPa)

150
?
0.1

________
________
5

350
________
5
?


参考答案:(1)①0.0030 mol·L-1·min-1 ②< 2.25×10-4 ③减小 (2)④< < ⑤B、D

实验编号
T(°C)
n(CO)/n(H2)
p(MPa)

?
?
?

150
1/3
?

?
1/3
?


本题解析:(1)在100°C时,CH4的转化率为0.5,则有
   CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始:? 1.0 mol? 2.0 mol? 0? 0
变化:? 0.5 mol? 0.5 mol? 0.5 mol? 1.5 mol
平衡:? 0.5 mol? 1.5 mol? 0.5 mol? 1.5 mol
v(H2)=(1.5 mol/100 L)/5 min=0.0030 mol/(L·min)。
K=[c(CO)×c3(H2)]/[c(CH4)×c(H2O)]=0.005×0.0153/(0.005×0.015)=2.25×10-4。
在其他条件不变的情况下降低温度,正逆化学反应速率都减小。
(2)④因反应自发进行,故ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH<0,反应前后分子数减小,故ΔS<0。⑤由于ΔH<0,则升高温度,平衡逆向移动,甲醇产率降低,A不合题意;将CH3OH(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,甲醇产率增加,B符合题意;充入He,使体系总压强增大,但各物质的浓度不变,平衡不移动,C不合题意;再充入1 mol CO和3 mol H2,相当于增大反应物浓度,平衡正向移动,D符合题意。⑥显然该同学通过“控制变量法”探究温度、压强对化学平衡的影响,探究的前提只能是改变一个条件,而其他条件不变,故实验ⅱ的温度是150°C,n(CO)/n(H2)=1/3,同样 实验ⅲ中n(CO)/n(H2)=1/3。


本题难度:一般



4、填空题  (Ⅰ)已知在448℃时,反应H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为______;反应

1
2
H2(g)+
1
2
I2(g)?HI(g)的平衡常数K3为_______.
(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
t/℃70080083010001200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=______.
(2)该反应为______反应(填“吸热”或“放热”).
(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______.
A.容器中压强不变?B.混合气体中C(CO)不变
C.V(H2)正=V(H2O)逆? D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:C(CO2)?C(H2)=c(CO)?c(H2O),判断此时温度为______℃.


参考答案:(Ⅰ)448℃时,反应H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K1为49,
则温度下反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为1K1=149,
反应12H2(g)+12I2(g)?HI(g)的平衡常数K3为


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  在醋酸中存在电离平衡:CH3COOH ?CH3COO-+H+,要使溶液中的c(CH3COO-)提高,应采取的措施是(?)
A.加水 
B.加热
C.加CH3COONa固体
D.加很稀的NaOH溶液


参考答案:BC


本题解析:在醋酸中存在电离平衡:CH3COOH ?CH3COO-+H+,要使溶液中的c(CH3COO-)提高,可以加入可以提供CH3COO-的盐,故选C,加热可以使平衡向吸热方向移动,故选B,加水会稀释使浓度降低;加很稀的NaOH溶液,同样相当于稀释;故选BC。
点评:以下列表归纳了外界条件变化对电离平衡及c(H+)的影响,这里假设弱电解质AB可以电离成(A+)和(B-),且电离过程吸热,

电离方程式
AB=(可逆反应)=(A+)+(B-)
条件改变内容
v(正),v(逆)关系
平衡移动方向
增大c(AB)
v(正)>v(逆)
向右
减小c(AB)
v(正)<v(逆)
向左
增大c(A+)
v(正)<v(逆)
向左
减小c(A+)
v(正)>v(逆)
向右
增大c(B—)
v(正)<v(逆)
向左
减小c(B—)
v(正)>v(逆)
向右
稀释溶液
v(正)>v(逆)
向右
升高温度
v(正)>v(逆)
向右
降低温度
v(正)<v(逆)
向左
为了便于理解,可以参考醋酸(CH3COOH)的电离平衡,将CH3COOH代入上表的AB,将H+代入A+,将CH3COO-代入B—。


本题难度:简单




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