2020届高三化学一轮复习 专题4 第21讲 化学平衡 化学平衡常数及计算练习（含解析）苏教版

第21讲化学平衡化学平衡常数及计算一、单项选择题1.一定温度下,对可逆反应A(g)+2B(g)3C(g)的下列叙述能说明反应已达到平衡的是()A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内消耗amolA,同时生成3amolCC.容器内的压强不再变化D.混合气体的物质的量不再变化2.在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物理量不再变化时,不能表明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()A.B的物质的量浓度B.混合气体的密度C.混合气体的平均相对分子质量D.混合气体的压强3.(2017·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键断裂的同时,有3个H—H键生成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)4.(2018·湖南新化模拟)在一定条件下,可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到化学平衡时()A.各物质的质量分数不再改变B.反应立即停止C.SO2完全转化为SO3D.消耗2molSO2的同时消耗2molO25.(2018·河南周口模拟)在一定条件下,恒容的密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应达到平衡时,可能出现的数据是()A.c(O2)=0.3mol·L-1B.c(SO3)+c(SO2)=0.4mol·L-1C.c(SO3)=0.4mol·L-1D.c(SO3)+c(SO2)=0.15mol·L-16.K为化学平衡常数,下列说法正确的是()A.从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度B.K值越大,反应物的转化率越小C.对同类型的反应,K值越大,反应物的转化率越大D.温度越高,K值越大7.(2018·江苏苏锡常镇二模)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2000℃时,电石生产原理如下:①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1平衡常数K1②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)ΔH2=bkJ·mol-1平衡常数K2以下说法不正确的是()A.K1=c(Ca)·c(CO)B.反应12Ca(g)+C(s)12CaC2(s)平衡常数K=√2C.2000℃时增大压强,K1减小,K2增大D.反应2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJ·mol-18.(2017·郑州三模)汽车尾气脱硝脱碳主要原理如下:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH0在一定条件下的密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:时间/s01234c(NO)/mol·L-19.50×10-34.50×10-32.50×10-31.50×10-31.50×10-3c(CO)/mol·L-19.00×10-34.00×10-32.00×10-31.00×10-31.00×10-3下列说法正确的是()A.一定温度下,从开始到平衡,该反应的平衡常数逐渐增大B.前2s内的平均反应速率v(N2)=1.75×10-3mol·L-1·s-1C.达到平衡时,CO的转化率为11.11%D.3s时NO和CO的浓度都不再变化,反应停止进行9.炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列说法正确的是()A.升高温度,反应速率减慢B.当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)=0C.提高炼铁高炉的高度可减小尾气中CO的浓度D.某温度下达到平衡时,CO的体积分数不变10.将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g)。2min时达到平衡,生成0.8molZ,测得Q的浓度为0.4mol·L-1。下列叙述错误的是()A.a的值为2B.平衡时X的浓度为0.8mol·L-1C.Y的转化率为60%D.反应速率v(Y)=0.2mol·L-1·min-1二、非选择题11.(1)(2018·中原名校第五次联考)CO2可在一定条件下转化为CH3OH。已知向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂和T1温度下,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)ΔH0,10min时达到平衡状态。10min后改变温度为T2,生成物全部为气体,20min时达到平衡状态。反应过程中部分数据见下表:反应时间CO2H2CH3OHH2O0min2mol6mol0010min4.5mol20min1mol①前10min内的平均反应速率v(CO2)=,20min时H2的转化率为。②在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度为T3,达平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T2(填“”“”或“=”)T3,在温度T2时,反应的化学平衡常数为。(2)(2016·四川卷)磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案,制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2。已知:4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO↑+18CaSiO3+3P4。在一定条件下CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1∶5,达平衡时,CO转化了5。若akg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿,在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4,将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1∶3混合,则相同条件下达平衡时能产生H2kg。12.(2017·江西九江十校第二次联考)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如下图所示。(1)A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)(填“”“”或“=”)Kc(B)。(2)A、B、C三点中NO2的转化率最低的是(填“A”“B”或“C”)点。(3)计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。13.Ⅰ.(2018·湖北鄂南高中、华师一附中、黄冈中学等八校联考)“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO、NO2-等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。(1)已知:①NO2+COCO2+NO反应的平衡常数为K1;1mol下列物质分解为气态基态原子消耗能量分别如下表。NO2COCO2NO812kJ1076kJ1490kJ632kJ②N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH2=+179.5kJ·mol-1K2③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH3=-112.3kJ·mol-1K3试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式:,此反应的平衡常数K=(用K1、K2、K3表示)。(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在1L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个大气压,5s时反应达到平衡,容器的压强变为原来的230,则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=。Ⅱ.(2018·广东佛山模拟)250℃,一定压强和催化剂条件下,1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反应,平衡时测得H2为2.70mol、CO有0.030mol。已知:反应①(主):CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH1=+49kJ·mol-1反应②(副):H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1试求反应①中CH3OH的转化率为,反应②的平衡常数(结果保留两位有效数字)。14.(2018·广州二模)碳热还原法广泛用于合金及材料的制备。回答下列问题:(1)一种制备氮氧化铝的反应原理为23Al2O3+15C+5N22Al23O27N5+15CO,产物Al23O27N5中氮的化合价为,该反应中每生成1molAl23O27N5,转移的电子数为。(2)下列是碳热还原制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(lna=2.303lga)与温度的关系如下图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g)Kp(Ⅰ)Ⅱ.Mn(s)+CO2(g)MnO(s)+CO(g)Kp(Ⅱ)Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)Kp(Ⅲ)①ΔH0的反应是(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。②1200K时,在一体积为2L的恒容密闭容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2,只发生反应Ⅰ,5min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125mol·L-1,则05min内v(CO2)=。③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是(填字母)。A.容器的体积不再改变B.固体的质量不再改变C.气体的总质量不再改变④向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2,若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡,当容器的总压为akPa时,CO2的转化率为;A点对应温度下的Kp(Ⅲ)=。第21讲化学平衡化学平衡常数及计算1.A解析单位时间内消耗amolA,同时生成3amolC,同为正反应方向,不能说明反应达到平衡状态;反应前后气体体积不变,故容器内的压强和混合气体的物质的量始终不变。2.D解析A项,反应达平衡时,各物质的浓度不变;B项,只要反应未达平衡状态,混合气体的总质量在不断变化中,定容容器,混合气体的密度也在变化;C项,混合气体的平均摩尔质量(其值等于平均相对分子质量)等于总质量除以总物质的量,总物质的量不变,只要反应未达平衡状态,气体的总质量在不断变化中,则平均相对分子质量也在改变;D项,反应前后气体体积不变,混合气体的压强始终不变。3.B解析c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2不能说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,A错误;一个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键生成,说明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡,B正确;混合气体的密度ρ=,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错误;当v正(N2)=12v逆(NH3)时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D错误。4.A解析可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、质量分数及由此引起的一系列物理量不再变化,故A正确;平衡是动态平衡,反应不可能停止,故B错误;该反应是可逆反应,所以二氧化硫不能完全转化为三氧化硫,故C错误;无论反应是否达到平衡状态,都存在消耗2molSO2的同时消耗1molO2,故D错误。5.B解析化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,由于硫元素守恒,c(SO3)+c(SO2)不变,据此分析判断。O2的浓度增大,说明从逆反应方向建立平衡,若SO3完全反应,O2的浓度变化为0.1mol·L-1,实际变化应小于该值,故c(O2)小于0.2mol·L-1,故A错误;由于硫元素守恒,c(SO3)+c(SO2)=0.2mol·L-1+0.2mol·L-1=0.4mol·L-1,故B正确、D错误;SO3的浓度增大,说明从正反应方向建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度变化为0.2mol·L-1,实际变化小于该值,故c(SO3)小于0.4mol·L-1,故C错