2020-2021学年高中化学每课一练：2.2.2-化学平衡(苏教版选修4).docx

一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．[双选题]下列关于平衡常数的说法正确的是(　　)
A．肯定温度下的可逆反应，只有达到平衡时才具有平衡常数
B．可逆反应的条件转变时，平衡常数不肯定转变
C．对于一个确定的反应来说，平衡常数的数值越大，反应限度越大
D．化学平衡常数大的可逆反应，全部反应物的转化率肯定大
解析：平衡常数是描述化学反应的限度的物理量，只要是确定的化学反应，它只受温度的影响，与反应是否达到平衡无关，对确定的化学反应，平衡常数的数值越大，反应限度越大。
答案：BC
2．(2022·浏阳一中检测)对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)下列叙述正确的是(　　)
A．达到平衡时：4ν正(O2)＝5ν逆(NO)
B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C．达到平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应的速率关系是：2ν正(NH3)＝3ν逆(H2O)
解析：达到化学平衡时ν正＝ν逆，当ν正(O2)∶ν逆(NO)＝5∶4时说明ν正＝ν逆，反应达到平衡，A项正确；单位时间生成x mol NO，必定消耗x mol NH3，B项错误；增加容积，则压强减小，反应速率都减慢，C项错误；ν正(NH3)∶ν正(H2O)＝2∶3，达到平衡时存在3ν正(NH3)＝2ν逆(H2O)，D项错误。
答案：A
3．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
解析：假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2，则SO2、O2的浓度将达到0.4 mol·
L－1、0.2 mol·L－1；而假设该时刻的SO2和O2全部化合生成SO3，则SO3的浓度将达到0.4
mol·L－1。由于该反应是可逆反应，三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不行能100%转化)，因此，体系中的SO3、O2、SO2浓度值的范围应当分别是：0～0.4 mol·L－1、0～0.2 mol·L－1、0～0.4 mol·L－1，很明显，A、D是不行能的。要得到C中的数据必需是SO2和SO3同时消耗而削减，这不符合S原子守恒，也是确定不行能的。
答案：B
4．在肯定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达到平衡状态(　　)
①混合气体的压强　②混合气体的密度　③B的物质的量浓度　④混合气体总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量　⑥ν(C)与ν(D)的比值　⑦混合气体总质量　⑧混合气体总体积　⑨C、D的分子数之比为1∶1
A．①②③⑥　　　　　　 B．①③④⑤
C．①②③⑦ D．②⑥⑦⑧⑨
解析：由于该反应在定容容器中进行，且反应前后气体分子数不相等，所以①混合气体的压强；③B的物质的量浓度；④混合气体总物质的量；⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡。而②中ρ＝始终不变化；⑥中没指明方向；⑦m(气)始终未变化 ；⑧混合气体是在定容容器中，体积始终不变；⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比也为1∶1。
答案：B
5．(2011·全国卷Ⅱ)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在肯定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于(　　)
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析： N2＋3H22NH3
起始量(mol)　　2　　8　　　 0
转化量(mol)　　2/3　2　　　 4/3
平衡量(mol)　　4/3　6　　　 4/3
氨气的体积分数为4/3 mol÷(4/3＋6＋4/3) mol＝2/13≈15%。
答案：C
6．(2022·广州模拟)某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为(　　)
A．3.2×103 B．1.6×103
C．8.0×102 D．4.0×102
解析：　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)　 　2SO3(g)
c(始)/mol·L－1 0 0 0.05
c(变)/mol·L－1 0.01 0.005 0.01
c(平)/mol·L－1 0.01 0.005 0.04
K＝＝3.2×103。
答案：A
7．在25℃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1 600
C．反应可表示为X＋3Y===2Z，平衡常数为1 600
D．转变温度可以转变此反应的平衡常数
解析：X、Y、Z三物质的变化的浓度之比为：(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2，故化学反应方程式为X＋3Y2Z，
K＝＝＝1600。
平衡常数K与温度有关，与压强无关。
答案：C
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(9分)下列反应在210℃达到平衡：
PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　K＝1①
CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)　K＝5×104②
COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)③
(1)依据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是________。
a．c(PCl5)＝c(PCl3)＝c(Cl2)＝1
b．c(PCl5)＝c(PCl3)c(Cl2)＝1
c．c(PCl5)＝c(PCl3)c(Cl2)
反应②和反应③的K值表达式________(填“相同”或“不同”)。
(2)降低Cl2浓度，反应③的K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)由K＝＝1可知，成立的是c；K值表达式与反应的正、逆有关，与化学计量数有关，反应②和反应③互为逆反应，其K值表达式为倒数关系。
(2)浓度不同不影响K值。
答案：(1)c　不同　(2)不变
9．(10分)在肯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：
T/℃
700
800
830
1000
1200
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________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)能推断该反应是否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．ν正(H2)＝ν逆(H2O) 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)，试推断此时的温度为________℃。
解析：(1)依据化学平衡常数的定义式即可写出
K＝。
(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO或H2O(g)的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应为吸热反应。
(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与是否平衡无关。
(4)当c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时，K＝1，此时的温度由表中数据可知为830℃。
答案：(1)　(2)吸热　(3)BC　(4)830
10．(9分)(2011·广东高考节选)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所示。

(1)在0～30小时内，CH4的平均生成速率νⅠ、νⅡ和νⅢ从大到小的挨次为________；反应开头后的12小时内，在第________种催化剂的作用下，收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋206 kJ·mol－1。
将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
解析：本题主要考查了化学反应速率的有关图像的分析、化学平衡的计算以及热化学方程式的书写以及图像的识别和绘制等。(1)由图像可以看出，0～30小时内，CH4的产量Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ，即反应速率关系为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ；同理由图像也可以看出，反应进行到前12小时，催化剂Ⅱ生成的甲烷最多，因此在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多。
(2)假设CH4和H2O的起始量均为x mol，结合平衡时n(CO)＝0.10 mol，有：
CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
起始浓度(mol·L－1)x　　　　x　　　　0　　　0
变化量(mol·L－1)0.10　　 0.10　　0.10　　0.30
平衡浓度(mol·L－1)x－0.10 x－0.10　0.10　　 0.30
结合K＝＝＝27，解得x＝0.11 mol·L－1，CH4的转化率＝×100%＝91%。
答案：(1)νⅢ>νⅡ>νⅠ　Ⅱ　(2)91%
11．(11分)(2011·福州期末)在一体积为1 L的密闭容器中，通入肯定量的CO和H2O，在850℃发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O浓度变化如下图：

(1)0～4 min的平均反应速率ν(CO)＝______________mol/(L·min)。
(2)850℃时，平衡常数K＝________。
(3)850℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，则CO的平衡转化率为________。
(4)能推断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项序号)。
a．ν正(H2)＝ν逆(H2O)
b．c(CO2)＝c(CO)
c．容器中气体密度不变
d．1 mol H－H键断裂的同时断裂2 mol H－O键
解析：(1)0～4 min的平均反应速率
ν(CO)＝(0.20－0.08)/4＝0.03 mol/(L·min)。
(2)850℃时，平衡时各物质的浓度为：c(CO)＝0.08 mol·L－1，c(H2O)＝0.18 mol·L－1，c(CO2)＝0.12 mol·L－1，c(H2)＝0.12 mol·L－1，
所以平衡常数K＝0.12×0.12/(0.18×0.08)＝1。
(3) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始(mol·L－1)：　 　1.0　　3.0　　 　0　　　0
变化(mol·L－1)：　 　x　　　x　　　　 x　　　 x
平衡(mol·L－1): 1.0－x　3.0－x　 x　　　 x
850℃时，反应的平衡常数是1，
有(1.0－x)×(3.0－x)＝x×x，解得x＝0.075，
则CO的平衡转化率为0.075/0.1＝75%。
(4)该反应是在固定容积的密闭容器中进行的反应，且反应前后气体的物质的量不变，密度不能做为平衡的标志。c(CO2)＝c(CO)是一特定的状态，不肯定达到平衡。
答案：(1)0.03　(2)1　(3)75%　(4)a、d