2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 主題08 化學(xué)平衡常數(shù)及相關(guān)計(jì)算補(bǔ)差試題 新人教版選修4

2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 主題08 化學(xué)平衡常數(shù)及相關(guān)計(jì)算補(bǔ)差試題 新人教版選修41下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法中，正確的是（     ）A在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)是一個(gè)定值B改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會(huì)改變平衡常數(shù)KC平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)濃度、壓強(qiáng)無關(guān)D兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變【答案】C2在2L的密閉容器中，起始時(shí)均投入2mol CO，在不同條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) H 0。有關(guān)信息如圖所示，下列說法正確的是AT1T2BT1時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為4.0 L2·mol2C同一溫度下，n(H2)/n(CO)越大，平衡常數(shù)也越大D同條件下n(H2)/n(CO)越大，CO和H2的轉(zhuǎn)化率也越大【答案】B【解析】A、此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，即T1>T2，故A錯(cuò)誤；B、CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)起始： 2 3 0變化： 1 2 1平衡： 1 1 1 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=，代入數(shù)值，得出K=4，故B正確；C、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，則化學(xué)平衡常數(shù)不變，同一溫度下，n(H2)/n(CO)增大，平衡常數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；D、同條件下，n(H2)/n(CO)越大，可以認(rèn)為n(H2)增大，n(CO)不變，即氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故D錯(cuò)誤。3碘水溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)=I3-(aq)。測得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示，下列說法正確的是t/515253550K1100841689533409A反應(yīng)I2(aq)I(aq)I3-(aq)的H>0B25時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于689C其他條件不變，升高溫度，溶液中c( I3-)減小D該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為Kc（I-）/c（I3-）【答案】C4已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2(g)+S(s)H2S(g)平衡常數(shù)為K1 S(s)+O2(g)SO2(g)平衡常數(shù)為 K2，則相同溫度下，反應(yīng)H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)為AK1+K2 BK1K2 CK1K2 DK1/K2【答案】D【解析】試題分析：H2+SH2S，K1=c(H2S)/c(H2)；S+O2SO2，K2=c(SO2)/c(O2)；則反應(yīng)H2+SO2O2+H2S的平衡常數(shù)K=c(O2)c(H2S)/c(H2)c(SO2)=K1/K2；故選D?？键c(diǎn)：考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算分析5羰基硫（COS)可用于合成除草劑、殺草丹等農(nóng)藥。H2S與CO2在高溫下反應(yīng)可制得COS: H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g) H > 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2發(fā)生上述反應(yīng)，數(shù)據(jù)如下： 下列判斷不正確的是AK1=l/81 BK2=K3 且n3=2n2C初始反應(yīng)速率：實(shí)驗(yàn)3 >實(shí)驗(yàn)2 >實(shí)驗(yàn)1 D實(shí)驗(yàn)2中平衡時(shí)的c(COS)約為0.0286 mol·L-1【答案】D6某溫度下的4 L密閉容器中，X、Y、W 3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量如下表所示。下列說法正確的是氣體XYWn(起始狀態(tài))/mol210n(平衡狀態(tài))/mol10.51.5A此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=B達(dá)到平衡后，升高溫度，W的體積分?jǐn)?shù)減小，則此反應(yīng)的H>0C達(dá)到平衡后，將容器體積壓縮為2 L，W的物質(zhì)的量濃度變?yōu)?.75mol·L-1D達(dá)到平衡后，增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)【答案】C7下列對化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)(K)的敘述正確的是A僅升髙溫度，K可能增大，也可能減小 B僅加入催化劑，K可能增大C僅增大壓強(qiáng)，K可能減小 D僅減小濃度，K值可能減小【答案】A【解析】A、升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，則對于吸熱反應(yīng)，升高溫度K增大，對于放熱反應(yīng)，升高溫度K減小，選項(xiàng)A正確；B、催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能使平衡，則加入催化劑，K不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、K只與溫度有關(guān)，而與濃度、壓強(qiáng)無關(guān)，改變壓強(qiáng)K不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、K只與溫度有關(guān)，而與濃度、壓強(qiáng)無關(guān)，減小濃度K不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選A。8往2L密閉容器中充入NO2，在三種不同條件下發(fā)生反應(yīng)2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)，實(shí)驗(yàn)測得NO2的濃度隨時(shí)間的變化如下表（不考慮生成N2O4）濃度/mol/L01020304050實(shí)驗(yàn)1/8001.000.800.650.550.500.50實(shí)驗(yàn)2/8001.000.700.500.500.500.50實(shí)驗(yàn)3/8501.000.500.400.150.150.15下列說法正確的是A實(shí)驗(yàn)2使用了比實(shí)驗(yàn)1效率更高的催化劑B實(shí)驗(yàn)2的反應(yīng)容器體積比實(shí)驗(yàn)1的小C通過實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可判斷該反應(yīng)是放熱反應(yīng)D實(shí)驗(yàn)2的平衡常數(shù)比實(shí)驗(yàn)3的大【答案】A點(diǎn)睛：注意對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，把握影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素是解題的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2在相同的溫度下反應(yīng)，平衡時(shí)NO2的濃度相同，說明達(dá)到相同平衡狀態(tài)；實(shí)驗(yàn)3在850反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)NO2的濃度較800小，說明溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng)。9在25 時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表： 物質(zhì)XYZ初始濃度(mol·L1)0.10.2 0平衡濃度(mol·L1)0.050.050.1下列說法錯(cuò)誤的是()A反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%B反應(yīng)可表示為：X3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600C改變壓強(qiáng)可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)D改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)【答案】C點(diǎn)睛：本題考查基于圖表數(shù)據(jù)的化學(xué)平衡計(jì)算問題，主要涉及轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、可逆反應(yīng)方程式的書寫、影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素等，重在考查學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識解決問題的能力和分析利用圖表數(shù)據(jù)的能力。10為倡導(dǎo)“低碳”，減小CO2對環(huán)境的影響，需對CO2進(jìn)行創(chuàng)新利用研究。T1使，將將9 mol CO2和12 mol H2充入3 L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H0，容器中CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如曲線所示,平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為p0。改變某一條件重新進(jìn)行上述反應(yīng)，CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如曲線所示。下列說法錯(cuò)誤的是A曲線對應(yīng)的條件改變是增大壓強(qiáng)BT2時(shí),上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.52，則T2>T1C在T1，若起始時(shí)向容器充入4.5 mol CO2、6 mol H2，平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)P1>P0/2D在T1,若起始時(shí)向容器中充入4.5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH(g)和5 mol H2O(g)，則達(dá)平衡前v(正)>v(逆)【答案】B【解析】A、增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡所用時(shí)間較短，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，甲醇的物質(zhì)的量增大，故A說法正確；B、CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)起始： 9 12 0 0變化： 3 9 3 3平衡： 6 3 3 3 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式，K=c(CH3OH)×c(H2O)/c3(H2)×c(CO2)=(1×1)/(13×2)=0.5， 0.5<0.52，說明反應(yīng)是向正反應(yīng)方向進(jìn)行，此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，有T2<T1，故B說法錯(cuò)誤；C、在9molCO2和12molH2的基礎(chǔ)上減少一半，假如平衡不移動(dòng)，此時(shí)的壓強(qiáng)是原來的一半，反應(yīng)物的濃度減少，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體物質(zhì)的量增大，即P1>P0/2，故C說法正確；D、此時(shí)的濃度商Qc= =0.4<0.5，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即v(正)>v(逆) ，故D說法正確。112013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:（1）該反應(yīng)的H_(填“>”或“<”)0。 （2）在T2溫度下,02 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=_。 （3）當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。_（4）若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是_(填代號)?！敬鸢浮?< 0.025 mol·L-1·s-1 bd12（1）在一定條件下，x Ay Bz C的反應(yīng)達(dá)到平衡。已知A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則x、y、z之間的關(guān)系是_；已知C是氣體，且xyz，在增大壓強(qiáng)時(shí)，如果平衡發(fā)生移動(dòng)，則平衡一定向_（填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”）移動(dòng)；已知B、C是氣體，當(dāng)其他條件不變，增大A的物質(zhì)的量時(shí)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，則A是_（填“固”或“液”或“氣”）態(tài)物質(zhì)；若加熱后C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，則正反應(yīng)是_（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。（2）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一。硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3的原理為：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率()與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_。平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)_K(B)（填“”、“”或“”）。【答案】 xy>z 逆反應(yīng)方向 固或液 放熱 800L·mol1 （2） 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始量（mol） 2 1 0轉(zhuǎn)化量（mol） 1.6 0.8 1.6平衡量（mol） 0.4 0.2 1.6所以平衡常數(shù)K平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系，平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)壓強(qiáng)增大，但溫度不變，所以平衡常數(shù)K(A)K(B)。13研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義?；卮鹣铝袉栴}：I.CO可用于高爐煉鐵，已知Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) H1 =a kJ/ mol3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4 (s)+CO2(g) H2=bkJ/mol則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的H3=_kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示).一定條件下，CO2和CO可以互相轉(zhuǎn)化。（1）某溫度下，在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%。則015min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)= _，此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_。欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則、x、y、z需滿足的關(guān)系是_，且_ (用含y的等式表示)。（2）研究表明，溫度、壓強(qiáng)對反應(yīng)“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) H”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如下圖所示：則H_ 0(填“>”“<”或“=”)，壓強(qiáng)p1、p 2、p3從大到小的順序是_。（3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO。當(dāng)溫度高于225時(shí)，反應(yīng)速率v正=k正·c(CO)·c(NO2)、v逆=k逆·c(CO2)·c(NO)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi)，k正、k逆與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為_?！敬鸢浮浚╞+2a）/3 0.2mol·L1·min1 1.8 x=2w+y z=y > p1>p2>p3 k=k正/k逆 【解析】【分析】.根據(jù)蓋斯定律H3=（H1+2H2）/3；（1）v(H2)=c/t；由K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·n(H2)計(jì)算平衡常數(shù)；欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則、x、y、z需滿足的關(guān)系(w-y):(x-y)=8:16即x=2w+y且z=y；（2）壓強(qiáng)越大,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率越?。唬?）達(dá)平衡時(shí)v正=v逆，即k正·c(CO)·c(NO2)=k逆·c(CO2)·c(NO)，由此計(jì)算。（3）達(dá)平衡時(shí)v正=v逆，即k正·c(CO)·c(NO2)=k逆·c(CO2)·c(NO)，故k正/k逆=c(CO2)·c(NO)/c(CO)·c(NO2)=k【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)基本概念和基本理論，解題關(guān)鍵：蓋斯定律、平衡原理應(yīng)用。難點(diǎn)（3）：達(dá)平衡時(shí)v正=v逆。14（1）反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H1，平衡常數(shù)為K1反應(yīng)Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) H2，平衡常數(shù)為K2在不同溫度時(shí)K1、K2的值如下表：700900K11.472.15K22.381.67反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H，平衡常數(shù)為K，則H_(用H1和H2表示)，K_(用K1和K2表示)，且由上述計(jì)算可知，反應(yīng)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。（2）一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，發(fā)生反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H0，CO2的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示：該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為_；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0 mol/L，則平衡時(shí)CO2的濃度為_mol/L。下列措施中能使平衡時(shí)CO物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)增大的是_(填序號)。A升高溫度 B增大壓強(qiáng)C再充入一定量的CO2 D再加入一定量鐵粉（3）對于可逆反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2。從圖中看到，反應(yīng)在t2時(shí)達(dá)平衡，在t1時(shí)改變了某種條件，改變的條件可能是_。A升溫 B增大CO2濃度 C使用催化劑如果在t3時(shí)從混合物中分離出部分CO，t4t5時(shí)間段反應(yīng)處于新平衡狀態(tài)，請?jiān)趫D上畫出t3t5的v逆變化曲線_?！敬鸢浮?H1H2 K1/K2 吸熱 2 0.67 A B 【解析】（1）由蓋斯定律，已知中第一個(gè)反應(yīng)減第二個(gè)反應(yīng)可得反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以H=H1H2，K=；由不同溫度時(shí)K1、K2的值可計(jì)算出，700時(shí)K=，900時(shí)K=，所以隨著溫度的升高，K值增大，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。（2）根據(jù)圖1的數(shù)據(jù)列三段式得：所以K=2；若鐵粉足量，CO2的起始濃度為2.0 mol/L，平衡時(shí)CO2的濃度為x，列三段式得：因?yàn)闇囟葲]變，所以K沒變，列式得： =2，解得x=0.67，所以平衡時(shí)CO2的濃度為0.67mol/L。（3）從圖中看出，在t1時(shí)改變了條件，沒有使逆反應(yīng)速率瞬間增大，是在原來基礎(chǔ)上逐漸增大，在t2時(shí)達(dá)平衡，因?yàn)樯郎睾褪褂么呋瘎┒紩?huì)使逆反應(yīng)速率瞬間增大而發(fā)生突變，增大CO2濃度，正反應(yīng)速率瞬間變大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，所以A和C錯(cuò)誤，B正確。如果在t3時(shí)從混合物中分離出部分CO，物質(zhì)的量濃度減小，反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)速率瞬間減小，然后逐漸增大，t4時(shí)不再變化，t4t5時(shí)間段反應(yīng)處于新平衡狀態(tài)，所以t3t5的v逆變化曲線為：。