2020高考化学总复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 高考作业22 化学平衡 化学平衡常数课件

高考作业(二十二)化学平衡化学平衡常数A组全员必做题1．为了探究FeCl3溶液和KI溶液的反应是否存在一定的限度，取5mL0.5mol·L－1KI溶液，滴加0.1mol·L－1FeCl3溶液5～6滴，充分反应。下列实验操作能验证该反应存在限度的是()A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生B．再加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色是否变为紫红色C．再加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生D．再加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变成血红色解析发生反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，由于KI过量，主要检验是否存在Fe3＋。答案D2．已知450℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的K＝50，由此推测在450℃时，反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为()A．50B．0.02C．100D．无法确定解析题中两反应互为逆反应，相同温度下，其化学平衡常数互为倒数，故所求反应的化学平衡常数为150＝0.02。答案B3．425℃时，在1L密闭容器中充入下列气体物质进行反应达到平衡，分析下图所示的示意图，从下列选项中选出不能从示意图中读出的相关信息是()甲乙A．同温同压下，只要物质比例适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态B．图甲表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)C．图甲中H2的转化率＋图乙中HI的转化率＝100%D．相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同解析比较图甲和图乙可知，两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同；图甲中化学反应方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)，图乙中化学反应方程式为2HI(g)H2(g)＋I2(g)；图甲中H2的转化率为1.00－0.211.00×100%＝79%，图乙中HI的转化率为2.00－1.582.00×100%＝21%，故A、B、C三项正确。答案D4．(2019·广州模拟)在1L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是()A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B．一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变D．v正(N2)＝2v逆(NH3)解析c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2等于化学方程式各物质的计量数之比，但不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A项错误；一个N≡N断裂的同时，有3个H—H生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡，B项正确；混合气体的密度ρ＝mV，质量在反应前后是守恒的，体积不变，密度始终不变，所以密度不变的状态不一定是平衡状态，C项错误；v正(N2)＝2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D项错误。答案B5．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应①O3O2＋[O]ΔH＞0平衡常数为K1；反应②[O]＋O32O2ΔH＜0平衡常数为K2；总反应：2O33O2ΔH＜0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A．降低温度，K减小B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．压强增大，K2减小解析降温，总反应平衡右移，K增大，A项错误；K1＝cO2·c[O]cO3、K2＝c2O2c[O]·cO3、K＝c3O2c2O3＝K1·K2，B项错误；升温，反应①右移，c([O])增大，提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。答案C【方法技巧】化学方程式的书写形式不同，化学平衡常数的表达式也不同，但对于一个具体的可逆反应，化学平衡常数只与温度有关。6.恒温、恒压下，将1molO2和2molSO2气体充入一体积可变的容器中(状态Ⅰ)，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，状态Ⅱ时达平衡，则O2的转化率为()A．60%B．40%C．80%D．90%解析恒温、恒压下，气体的体积比等于物质的量之比。设O2的转化率为x。有(2－2x)＋(1－x)＋2x＝3×1.62，解得x＝0.6。答案A7．(2019·厦门质检)一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是()A．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C．250℃，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D．当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低解析化学反应速率随温度的升高而加快，由图可得，催化剂的催化效率随温度的升高而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，故A项错误；设开始投料n(H2)为4mol，则n(CO2)为1mol，如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列三段式得：所以乙烯的体积分数为0.25÷(2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，故B项正确；催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，故C项错误；根据图象，当温度高于250℃，升高温度，二氧化碳的平衡转化率降低，则说明平衡逆向移动，但催化剂与化学平衡没有关系，并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低，故D项错误。答案B8．(2019·沧州质量监测)某科研小组利用如下反应消除NO和CO的污染；2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝xkJ/mol。T℃时，在容积为2L的恒容密闭容器中充入2molNO和2molCO，保持温度不变，5min时达到平衡状态，此时c(N2)＝0.4mol·L－1。下列说法中不正确的是()A．x0B．NO转化率α(NO)＝80%C．0～5min内，v(CO)＝0.16mol/(L·min)D．保持温度不变，若再向上述平衡体系中充入2molNO和2molCO，重新达到平衡时，c(N2)＝0.8mol·L－1解析该反应ΔS＜0，若要自发，必须为放热反应，故ΔH＜0，即x＜0，故A项正确；5min时达到平衡状态，c(N2)＝0.4mol·L－1，则n(N2)＝0.4mol·L－1×2L＝0.8mol，根据方程式可知反应中Δn(NO)＝Δn(CO)＝1.6mol，则NO的转化率α(NO)＝1.6mol2mol×100%＝80%，故B项正确；v(NO)＝ΔnNOV·t＝1.6mol2L×5min＝0.16mol/(L·min)，故C项正确；5min时达到平衡状态，n(NO)＝n(CO)＝(2－1.6)mol＝0.4mol，则平衡时c(NO)＝c(CO)＝0.2mol·L－1，又c(N2)＝0.4mol·L－1，可得c(CO2)＝0.8mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝cN2·c2CO2cNO·cCO＝0.4×0.820.2×0.2。保持温度不变，再充入2molNO和2molCO，平衡向右移动，假设重新达到平衡时，c(N2)＝0.8mol·L－1，则平衡转化率不变，各物质的量浓度分别为c(NO)＝c(CO)＝0.4mol·L－1，c(CO2)＝1.6mol·L－1，Qc＝cN2·c2CO2cNO·cCO＝0.8×1.620.4×0.4≠K，故假设不成立，c(N2)＝0.8mol·L－1时，不是平衡状态，此时反应正向进行，达到新平衡时，c(N2)＞0.8mol·L－1，故D项错误。答案D9．(2019·哈尔滨模拟)固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后恒温，容器中发生反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)，测得平衡时c(I2)＝0.5mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是()A．平衡时c(NH3)＝5mol·L－1B．平衡时HI分解率为20%C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变解析设碘化铵生成氨气和碘化氢的浓度为x根据反应①的平衡常数为20，得x(x－1)＝20，解得x＝5mol·L－1，c(NH3)＝5mol·L－1，A项正确；平衡时HI分解率为1mol5mol×100%＝20%，B项正确；反应①固体生成气体，平均摩尔质量始终不变，反应②反应前后物质的量不变，平均摩尔质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C项正确；平衡后缩小容器容积，平衡①逆向移动，NH4I的物质的量增加，HI的物质的量降低，平衡②逆向移动，则I2的物质的量减小，D项错误。答案DB组重点提升题10．随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。完成下列填空：(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为CO2(g)＋4H2(g)RuCH4(g)＋2H2O(g)已知H2的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。(填“增大”“减小”或“不变”)v正v逆平衡常数K转化率α增大增大减小减小(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________________。cd2ab4＝xy2mn4解析(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，反应物的转化率减小。(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为cd2ab4＝xy2mn4。11．(2019·温州十校联考)苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋120kJ·mol－1。某温度下，将0.40mol苯乙烷充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体的物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.24n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.200.20(1)当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是___________________________。0.004mol·L－1·min－1(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是______。(3)若保持其他条件不变，用0.50molH2(g)和0.50molC8H8(g)合成C8H10(g)，当有30kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是__________。此时，该合成反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)，且正反应速率__________逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。0.150%否大于(4)对于反应C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)，下列说法正确的是__________(填选项字母)。A．恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态B．压强增大该反应的平衡常数也增大C．在恒温恒压条件下，有2molC8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH1，另有4molC8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH2，则ΔH2＝2ΔH1A解析(1)将0.40mol苯乙烷充入2L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.24mol，减少了0.16mol，则v(H2)＝ΔcΔt＝0.16mol2L20min＝0.004mol·L－1·min－1。(2)由表中数据可知，反应进行到30min时达到平衡，则化学平衡常数K＝0.10×0.100.10＝0.1。(3)根据C8H1