人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡第3课时课时练习

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B．与反应的温度有关，还与反应本身有关
C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响
D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数
【解析】 K与反应温度有关，表达式与方程式的书写有关，但与起始浓度、压强无关。
【答案】 B
2．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 ml·L－1，则反应进行的方向是 ( )
A．向右进行 B．向左进行
C．处于平衡状态 D．无法判断
【解析】 Q＝eq \f(c（Sn2＋）,c（Pb2＋）)＝eq \f(0.10 ml·L－1,0.10 ml·L－1)＝1【答案】 A
3．(2014·安徽高考)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
【解析】 A．从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确。B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)＝eq \f(（1.0－0.4） ml·L－1,3 s)＝0.2 ml·L－1·s－1，单位不对，B错误。C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误。D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。
【答案】 A
4．一定条件下，体积为2 L的密闭容器中，1 ml X和3 ml Y进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，经12 s达到平衡，生成0.6 ml Z。下列说法正确的是( )
A．以X浓度变化表示的反应速率为eq \f(1,8) ml/(L·s)
B．12 s后将容器体积扩大为10 L，Z的平衡浓度变为原来的eq \f(1,5)
C．若增大X的浓度，则物质Y的转化率减小
D．若该反应的ΔH<0，升高温度，平衡常数K减小
eq \a\vs4\ac\hs10\c6(【解析】 ,X（g）,＋,3Y（g）,,2Z（g）, 起始量（ml）,1,,3,,0, 转化量（ml）,0.3,,0.9,,0.6, 平衡量（ml）,0.7,,2.1,,0.6)
v(X)＝eq \f(\f(0.3 ml,2 L),12 s)＝eq \f(1,80) ml/(L·s)，所以A错误；12 s后将容器体积扩大为10 L，平衡逆向移动，Z的浓度小于原来的eq \f(1,5)，所以B错误；若增大X的浓度，Y的转化率增大，X的转化率减小，所以C错误；若ΔH<0，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小。
【答案】 D
5.实验室中配制碘水，往往是将I2溶于KI溶液中，这样就可以得到浓度较大的碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)＋I－===Ieq \\al(－,3)，上述平衡体系中，Ieq \\al(－,3)的物质的量浓度c(Ieq \\al(－,3))与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态)。
(1)通过分析上图，该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在T1、D状态时，v(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“＝”)。
若在T1时某状态c(I－)/c(Ieq \\al(－,3))＝eq \f(1,100)，________平衡状态(填“是”、“不是”或“不一定是”)。
(3)写出该平衡常数的表达式K＝________。若升高温度，K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；若向溶液中加入少量的溴水，K值将________。
【解析】 (1)由题意及图象知，I2(aq)＋I－Ieq \\al(－,3)，升高温度，c(Ieq \\al(－,3))减小，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。
(2)在T1、D点时，要达到平衡状态A点，T1不变，c(Ieq \\al(－,3))增大，反应向右进行，故v(正)>v(逆)。
K＝eq \f(c（Ieq \\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)，而eq \f(c（I－）,c（Ieq \\al(－,3)）)＝eq \f(1,100)，但不知c(I2)的大小，故无法确定是否达平衡状态。
(3)K＝eq \f(c（Ieq \\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）)，升高温度，平衡逆移，故K值减小；若加入少量的溴水，改变了物质的浓度，但K值不变。
【答案】 (1)放热
(2)> 不一定是
(3)eq \f(c（Ieq \\al(－,3)）,c（I2）·c（I－）) 减小 不变
eq \a\vs4\al([能力提升层次（B）])
6．(2014·四川高考)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：
下列说法正确的是( )
A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 ml，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 ml/(L·min)
B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0
C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%
D．实验④中，达到平衡时，b>0.060
【解析】 A．根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)＝eq \f(0.050 ml,10 L×5 min)＝1×10－3 ml/(L·min)，该项错误；B.根据表格中数据可知平衡时c(X)＝0.002 ml/L、c(Y)＝0.032 ml/L、c(N)＝c(M)＝0.008 ml/L，则平衡常数K＝eq \f(c（M）·c（N）,c（X）·c（Y）)＝eq \f(0.008×0.008,0.002×0.032)＝1.0，该项错误；C.因该反应在800 ℃时平衡常数为1，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12 ml，X的转化率为eq \f(0.12 ml,0.20 ml)×100%＝60%，该项正确；假设在900 ℃时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验④中的数据可知b＝0.060 ml，由①中数据可知在700 ℃时平衡常数约为2.6，结合800 ℃时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，该项错误。
【答案】 C
7．(2014·新课标全国卷Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________ml·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
a：T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是
__。
b：列式计算温度T时反应的平衡常数K2________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__。
【解析】 (1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 ml的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 ml·L－1－0.040 ml·L－1＝0.060 ml·L－1，根据v＝eq \f(Δc,Δt)可知：v(N2O4)＝eq \f(0.060 ml·L－1,60 s)＝0.001 0 ml·L－1·s－1；求平衡常数可利用三段式：
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(ml·L－1) 0.100 0
转化量/(ml·L－1) 0.060 0.120
平衡量/(ml·L－1) 0.040 0.120
K1＝eq \f(c2（NO2）,c（N2O4）)＝eq \f(（0.12 ml·L－1）2,0.04 ml·L－1)＝0.36 ml·L－1
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃，由c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s＝0.020 ml·L－1，由三段式：
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/(ml·L－1) 0.040 0.120
转化量/(ml·L－1) 0.020 0.040
平衡量/(ml·L－1) 0.020 0.160
K2＝eq \f(c2（NO2）,c（N2O4）)＝eq \f(（0.160 ml·L－1）2,0.020 ml·L－1)≈1.3 ml·L－1
(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。
【答案】 (1)大于 0.001 0 0.36 ml·L－1
(2)大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高
平衡时，c(NO2)＝0.120 ml·L－1＋0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 ml·L－1
c(N2O4)＝0.040 ml·L－1－0.002 0 ml·L－1·s－1×10 s＝0.020 ml·L－1
K2＝eq \f(（0.160 ml·L－1）2,0.020 ml·L－1)≈1.3 ml·L－1
(3)逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
A
B
升高温度，平衡常数减小
0～3 s内，反应速率为：v(NO2)＝0.2 ml·L－1
C
D
t1时仅加入催化剂，平衡正向移动
达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/ml
平衡时物质的量/ml
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b