2023年高考化学一轮复习课时练22《化学平衡 化学平衡常数》(含答案)

2023年高考化学一轮复习课时练22

《化学平衡 化学平衡常数》

一 、选择题

1.下列有关平衡常数的说法中,正确的是(　　)

A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大

B.反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0,升高温度,该反应平衡常数增大

C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等

D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

2.下列说法正确的是(　　)

A.ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行

B.NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)　ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向

C.焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可单独作为反应自发性的判据

D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向

3.某温度下，反应2A(g)B(g)　ΔH>0在密闭容器中达到平衡，平衡后=a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时=b，下列叙述正确的是(　　)

A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a<b

B．若a=b，则容器中可能使用了催化剂

C．若其他条件不变，升高温度，则a<b

D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b

4.某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应2A(g)B(g)＋2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是(　　)

A．充入1 mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动

B．充入A、B、C各1 mol，平衡将向正反应方向移动

C．将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变

D．加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动

5.下列能用勒夏特列原理解释的是(　　)

A．溴水中存在下列平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入AgNO3溶液后，溶液颜色变浅

B．工业上由氢气和氮气合成氨是在较高温度下进行的

C．SO2催化氧化成SO3的反应，需要使用催化剂 

D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深

6.425 ℃时，在1 L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

7.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.50           B.0.02         C.100           D.无法确定

8.在1 L定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(　　)

A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2

B.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)

9.恒温、恒压下，将1 mol O2和2 mol SO2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%

10.为了探究FeCl3溶液和KI溶液的反应是否存在一定的限度，取5 mL 0.5 mol·L－1 KI溶液，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3溶液5～6滴，充分反应。下列实验操作能验证该反应是否存在限度的是(　　)

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

11.在t ℃时，向a L密闭容器中加入1.6 mol HI(g)，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列有关说法中正确的是(　　)

A．平衡时，I2蒸气的体积分数为25%

B．若在1.5 min时降低温度，则反应将向左进行

C．平衡后若升高温度，v正增大，v逆减小

D．平衡后向容器中加入一定量的H2后，平衡向左移动，H2的体积分数减小

12.某温度时,在容积为2 L的密闭容器中,气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化如图甲所示,在一定条件下达到平衡,反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示,在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是(　　)

A.t2时刻一定是增大压强

B.平衡状态①和②,平衡常数K一定相同

C.平衡状态①、②和③中,状态③中F的浓度最大

D.t4时刻改变的条件是降低温度

二 、非选择题

13.研究氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:

2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)　K1　ΔH<0　Ⅰ

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)　K2　ΔH<0　Ⅱ

请回答下列问题:

(1)4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=　　　　(用K1、K2表示)。 

(2)若反应Ⅰ在绝热密闭容器中进行,实验测得NO2(g)的转化率随时间变化的示意图如图所示,t3~t4时刻,NO2(g)的转化率降低的原因是　　　　　　　　　　。 

(3)若反应Ⅱ在恒温、恒容条件下进行,下列能判断该反应一定达到平衡状态的是　　　。 

A.容器内压强不再变化

B.n(ClNO)=n(NO)

C.混合气体密度不变

D.v正(NO)=v逆(ClNO)

(4)在一定温度和压强下,反应Ⅱ达到平衡,当NO和Cl2的比例不同时,对Cl2的转化率及平衡混合物中ClNO的体积分数都有影响。设NO和Cl2起始物质的量之比为x,平衡时Cl2的转化率为a,平衡混合物中ClNO的体积分数为y,判断a、x、y三者的相互关系,用含a和x的代数式表示y,

y=　　　　　　　　。 

14.甲醇脱氢可制取甲醛：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示，请回答下列问题：

(1)下列叙述不能说明该脱氢反应已达到平衡状态的是________(填序号)。

a．v正(CH3OH)=v逆(HCHO)

b．c(HCHO)=c(CH3OH)

c．消耗1 mol CH3OH同时生成1 mol HCHO

d．CH3OH的体积分数保持不变

(2)该脱氢反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”)，

判断依据是____________________________________________________________________。

(3)600 K时，Y点甲醇的v正________v逆(填“>”“<”或“=”)，

判断依据是_____________________________ ______________________。

(4)若t1 K时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断依据是_________________________________________________。

三 、非选择题

15.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＝＋120 kJ·mol－1。某温度下，将0.40 mol苯乙烷充入2 L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：

(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是__________________。

(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0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ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”)。

(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2 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH1，另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH2，则ΔH2＝2ΔH1

0.参考答案

1.答案为：D；

解析：A项,当温度不变时,平衡常数不变;B项,反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,该反应平衡常数变小;C项,对于给定的可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数互为倒数;D项,可以根据平衡常数的表达式写出反应物和生成物以及各物质的化学计量数。

2.答案为：B；

解析：ΔH<0、ΔS>0的反应,ΔH-TΔS<0,在任何温度下都能自发进行,A项错误;ΔH>0、ΔS>0,反应能自发进行说明ΔH-TΔS<0,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向,B项正确;反应能否自发进行需要由焓变、熵变和温度共同决定,C项错误;在其他条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变化学平衡状态和化学反应的方向,D项错误。

3.答案为：B；

解析：A项中增加B气体，平衡逆向移动，但B转化的比增加的幅度小，则b<a，A错误；

升高温度，平衡正向移动，则b<a，C错误；

若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，各组分分压减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，则a<b，D错误。

4.答案为：C；

解析：保持温度和压强不变的条件下，充入1 mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，平衡正向移动，A错误；

充入A、B、C各1 mol，相当于先充入A、B、C分别为1 mol、0.5 mol、1 mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5 mol B，平衡逆向移动，B错误；

将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确；

加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D错误。

5.答案为：A；

解析：溴水中加入AgNO3溶液后生成溴化银沉淀，促使平衡Br2＋H2OHBr＋HBrO正向移动，溶液颜色变浅，与平衡移动有关，A正确；

合成氨反应是放热反应，从平衡角度分析，较高温度不利于提高产率，B错误；

加入催化剂，平衡2SO2＋O22SO3不移动，不能用勒夏特列原理分析，C错误；

H2与I2生成HI的反应是反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不发生移动，颜色变深是因为加压后碘蒸气浓度变大，不能用勒夏特列原理解释，D错误。

6.答案为：D

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×100%＝79%，图乙中HI的转化率为×100%＝21%，故A、B、C三项正确。

7.答案为：B

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＝0.02。

8.答案为：B

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＝，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。

9.答案为：A

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。

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

n(始)/mol  2        1       0

n(变)/mol  2x       x       2x

n(平)/mol  2－2x   1－x     2x

有(2－2x)＋(1－x)＋2x＝3×，解得x＝0.6。

10.答案为：D

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＋。

11.答案为：A；

解析：该反应反应前后气体体积不变，由图可知，平衡时n(H2)=0.4 mol，则有n(I2)=0.4 mol，故I2蒸气的体积分数为×100%=25%，A正确；

1.5 min时反应未达到平衡状态，降低温度，反应速率减慢，但反应仍向右进行，直至平衡，B错误；

平衡后若升高温度，v正、v逆均增大，但v正增大的程度大于v逆，平衡向右移动，C错误；

平衡后加入H2，平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，达到新平衡后，c(H2)仍比原来大，则新平衡后H2的体积分数增大，D错误。

12.答案为：A；

解析：由图甲分析可知,根据变化的量等于化学方程式的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)。该反应前后体积不变,若改变压强,平衡不会发生移动,故t2时刻不可能是增大压强,A项错误;平衡常数K只与温度有关,平衡状态①和②的温度相同,故K相等,B项正确;平衡状态①、②和③中,状态③向正向反应进行最彻底,F的浓度最大,C项正确;根据方程式知,反应前后气体体积不变,故不可能是压强的变化,t4时刻速率减小,且变化的点不连续,因此是降低温度的结果,D项正确。

二 、非选择题

13.答案为：

(1)

(2)反应为放热反应且反应容器为绝热容器,随着反应的进行,体系的温度升高,故再次达平衡时的转化率会降低

(3)AD

(4)×100%

解析：

(1)反应4NO2(g)+2NaCl(g)2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×Ⅰ-Ⅱ得到,则K=/K2。

(2)根据反应Ⅰ2NO2(g)+NaCl(g)NaNO3(g)+ClNO(g)　ΔH<0,因该反应为放热反应且反应容器为绝热容器,所以随着反应的进行,体系的温度升高,故再次达到平衡时的转化率会降低。

(3)根据反应Ⅱ2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)ΔH<0,在恒温、恒容条件下进行。容器的容积不变,但气体的物质的量发生变化,因此压强不再变化,能判断反应达到平衡状态,A正确;平衡时各物质物质的量之间没有必然联系,n(ClNO)=n(NO)不能判断反应达到平衡状态,B错误;容器的容积和气体的质量均不变,因此混合气体密度始终不变,不能判断反应达到平衡状态,C错误;v正(NO)=v逆(ClNO)能判断反应达到平衡状态,D正确。

(4)　　　　2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)

起始(mol)              x              1              0

反应(mol)              2a              a              2a

平衡(mol)              x-2a              1-a              2a

平衡混合物中ClNO的体积分数等于物质的量分数,即

y=×100%。

14.答案为：

(1)bc

(2)>　温度越高，甲醇的平衡转化率越大，说明升高温度平衡正向移动

(3)<　Y点甲醇的平衡转化率大于X点甲醇的平衡转化率，说明反应逆向进行

(4)逆反应　增大压强平衡向分子数减小的方向移动

解析：

(1)v正=v逆，说明反应达到平衡状态，a正确；c(HCHO)=c(CH3OH)，两者浓度相等不能作为反应达到平衡的判据，b错误；消耗CH3OH和生成HCHO均表示正反应，不能作为判断反应达到平衡的判据，c错误；CH3OH的体积分数不变，说明反应达到平衡状态，d正确。

(2)由图像可知，随温度升高，CH3OH平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应。

(3)由图像可知，600 ℃时，X点为平衡点，Y点向X点移动，甲醇的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动。

(4)压缩体积，气体压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动。

三 、非选择题

15.答案为：(1)0.004 mol·L－1 ·min－1

(2)0.1

(3)50%　否　大于

(4)A

解析：(1)将0.40 mol苯乙烷充入2 L真空密闭容器中发生反应，20 min后，剩余0.24 mol，减少了0.16 mol，则

C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)

起始量/mol  0.40       0       0

变化量/mol  0.16      0.16    0.16

20 min量/mol  0.24    0.16    0.16

v(H2)＝＝＝0.004 mol·L－1·min－1。

(2)由表中数据可知，反应进行到30 min时达到平衡，则

C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)

起始量/(mol·L－1)   0.20      0      0

变化量/(mol·L－1)   0.10     0.10   0.10

30 min量/(mol·L－1)  0.10    0.10   0.10

化学平衡常数K＝＝0.1。

(3)根据C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)　ΔH＝＋120 kJ·mol－1，可知C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)　ΔH＝－120 kJ·mol－1，有30 kJ热量放出时，说明消耗H2的物质的量为0.25 mol，所以氢气转化率为×100%＝50%。由于正、逆反应的平衡常数之积为1，而(2)中计算的平衡常数为0.1，故C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)的平衡常数为10。

C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)

起始量/(mol·L－1)　　0.25　  0.25　　　0

变化量/(mol·L－1)　　0.125　　0.125　　0.125

某时刻量/(mol·L－1)　0.125　　0.125　　0.125

＝8＜10，故反应未达到平衡状态，反应向正方向进行，正反应速率大于逆反应速率。

(4)恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，A项正确；平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变，B项错误；反应热与热化学方程式的书写有关，与实际参加反应的反应物的量无关，C项错误。