鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度第2课时课堂检测

第2课时　平衡转化率

课时作业巩固

选题表

基础题组

1.(2021·黑龙江哈尔滨月考)已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98.32 kJ·mol-1,向容器中充入4 mol SO2和4 mol O2,当放出157.15 kJ热量时,SO2的转化率最接近于(　A　)

A.40%    B.50%    C.80%    D.90%

解析:由1 mol SO2反应放出98.32 kJ能量,物质的量与放出的能量成正比,放出157.15 kJ热量时消耗SO2的物质的量为 mol≈1.60 mol,

SO2的转化率约为×100%=40%,故选A。

2.(2021·甘肃静宁月考)在5 L的密闭容器中充入2 mol A气体和

1 mol B气体,在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),达平衡时,在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的,则A的转化率为(　B　)

A.67%    B.50%    C.25%    D.5%

解析:设平衡时A转化了2x mol,列三段式进行解答:

　　　　　　　2A(g)+B(g)2C(g)

初始量/mol   2   1    0

变化量/mol   2x   x    2x

平衡量/mol   2-2x  1-x    2x

在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的,=,解得x=0.5,则A的转化率为×100%=50%,故选B。

3.25 ℃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所示:

下列说法正确的是(　C　)

A.反应达到平衡时,X的转化率为60%

B.增大压强,平衡常数增大

C.该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600 L2·mol-2

D.改变浓度可以改变该反应的平衡常数

解析:反应开始时c(X)=0.1 mol·L-1,当反应达到平衡时c(X)=0.05 mol·L-1,

则X的平衡转化率为×100%=50%,A错误;化学平衡常数只与温度有关,而与压强、浓度无关,因此在温度不变时,增大压强、改变浓度,平衡常数不变,B、D错误;在相同时间内X、Y、Z浓度改变值分别是0.05 mol·L-1、0.15 mol·L-1、0.1 mol·L-1,X、Y、Z改变的浓度之比为1∶3∶2。由于X、Y浓度减小,Z浓度增大,所以X、Y是反应物,Z是生成物,该反应为可逆反应,故该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),根据化学平衡常数的含义,可得其平衡常数K==1 600 L2·mol-2,C正确。

4.(2021·浙江台州月考)在2 L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和4 mol B气体,在一定条件下发生反应A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol·L-1,下列判断正确的是(　D　)

A.x=2

B.B的转化率为20%

C.平衡时c(A)=0.5 mol·L-1

D.温度一定,平衡时容器内混合气体的压强是反应前的110%

解析:达到平衡时,生成了2 mol C,D的物质的量为2 L×

0.5 mol·L-1=1 mol,Δn(C)∶Δn(D)=2∶1,则x=1,A错误;平衡时

Δn(C)=2 mol,根据化学方程式可知Δn(B)=1 mol,所以B的转化率

为×100%=25%,B错误;平衡时Δn(C)=2 mol,根据化学方程式可知

Δn(A)=1 mol,则平衡时c(A)==2.5 mol·L-1,C错误;平衡时容器内A、B、C、D的物质的量分别为5 mol、3 mol、2 mol、1 mol,恒容密闭容器内压强之比等于气体的物质的量之比,所以平衡时容器内混合气体的压强是反应前的×100%=110%,D正确。

能力题组

5.(2021·天津期中)一定温度下,在一体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol SO2、1 mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　

ΔH=-196 kJ· mol-1,达到平衡后放出热量156.8 kJ,下列说法不正确的是(　A　)

A.相同条件下,初始若向容器中只充入2 mol SO3,达到平衡时吸收热量156.8 kJ

B.若升高温度,该反应的平衡常数将减小

C.反应过程中转移3.2 mol e-

D.平衡时SO2的转化率为80%

解析:在一体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol SO2、1 mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ· mol-1,若消耗

2 mol SO2,放出的热量是196 kJ,达到平衡后放出热量156.8 kJ,所以平衡时消耗的SO2的物质的量为1.6 mol。相同条件下,初始若向容器中只充入2 mol SO3,则和初始时充入2 mol SO2、1 mol O2达到相同的平衡状态,所以平衡时SO3的物质的量为1.6 mol,则消耗的SO3为0.4 mol,所以吸收的热量为=39.2 kJ,故A错误;该反应的正反应是放热的,所以升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故B正确;该反应中,若消耗2 mol SO2,则转移4 mol电子,由以上分析可知,反应消耗了1.6 mol SO2,所以转移了3.2 mol电子,故C正确;由以上分析可知,反应消耗了1.6 mol SO2,所以平衡时SO2的转化率为×100%=80%,故D正确。

6.(2021·山东招远月考)一定温度下,在容积为2 L的恒容密闭容器中充入4 mol N2O3,发生反应N2O3(g)N2O(g)+O2(g)　K1;N2O3(g)+

O2(g)N2O5(g)　K2。达到平衡时,测得c(N2O5)为0.7 mol·L-1,c(O2)为0.5 mol·L-1,则(　C　)

A.c平(N2O)=0.5 mol·L-1

B.c平(N2O3)=0.8 mol·L-1

C.K1=6 mol·L-1

D.K2= L· mol-1

解析:由c(N2O5)为0.7 mol·L-1可得三段式:

　　　　　　　　　N2O3(g)+O2(g)N2O5(g)

起始量/(mol·L-1)      1.2    0

变化量/(mol·L-1) 0.7  0.7    0.7

平衡量/(mol·L-1)      0.5    0.7

可知产生的氧气浓度为1.2 mol·L-1,

　　　　　　　　　 N2O3(g)N2O(g)+O2(g)

起始量/(mol·L-1)  2        0     0

变化量/(mol·L-1) 1.2    1.2  1.2

平衡量/(mol·L-1)        1.2 

c平(N2O3)=0.1 mol·L-1、c平(N2O)=1.2 mol·L-1,K1==6 mol·L-1,

K2==14 L· mol-1,故选C。

7.(2021·河北石家庄月考)X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z,达到平衡时,若它们的物质的量满足n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为(　B　)

A.×100%      B.×100%

C.×100%   D.×100%

解析:根据三段式进行计算:

　　　　　　X　+　2Y　　2Z

初始/mol    a  b     0

转化/mol    m  2m     2m

平衡/mol    a-m b-2m  2m

若n(X)+n(Y)=n(Z),即a-m+b-2m=2m,m=,Y的转化率为×

100%=×100%,故选B。

8.(2021·湖南常德月考)一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol X(g)和1 mol Y(g),发生反应X(g)+Y(g)2Z(g),

经充分反应达到平衡后,生成的Z(g)占气体体积的50%,该温度下,

在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol Z(g)发生反应

Z(g)X(g)+Y(g),则下列判断正确的是(　B　)

A.后一反应的平衡常数为1

B.后一反应的平衡常数为0.5

C.后一反应达到平衡时,X的平衡浓度为0.25 mol·L-1

D.后一反应达到平衡时,Z的分解率为25%

解析:一定温度下,将X和Y各1 mol的气态混合物充入1 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,生成的Z(g)占气体总体积的50%,设转化的X为x mol,依据化学平衡三段式列式为

　　　　　　　　　　X(g)+Y(g)2Z(g)

起始物质的量/mol   1  1      0

变化物质的量/mol   x  x      2x

平衡物质的量/mol  1-x 1-x   2x

则=50%,解得x=0.5;该温度下化学平衡常数为K===4;该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol Z(g)发生反应Z(g)X(g)+Y(g),等效为充入X(g)和Y(g)各0.5 mol,又该反应为气体体积不变的反应,则与原平衡成比例等效,则新反应平衡时X(g)为0.5 mol×=0.25 mol,Z(g)为1 mol×=0.5 mol。根据平衡常数只与温度有关,结合正反应与逆反应的平衡常数成倒数关系,则2Z(g)X(g)+Y(g)的平衡常数为K=,又同一反应平衡常数与系数成幂次方关系,故后一反应的平衡常数为K==0.5,故A错误,B正确;由以上分析可知,后一反应达到平衡时,X(g)为0.25 mol,X的平衡浓度为c(X)==0.125 mol·L-1,故C错误;由以上分析可知,后一反应达到平衡时,Z(g)为0.5 mol,则Z的分解率为×100%=×100%=50%,故D错误。

9.(2021·山东商河月考)(1)CuBr2分解的热化学方程式为

2CuBr2(s)2CuBr(s)+Br2(g)　ΔH=+105.4 kJ·mol-1。在密闭容器中将过量CuBr2于487 K下加热分解,平衡时p(Br2)为4.66×103 Pa;如果反应体系的容积不变,提高反应温度,则p(Br2)将会　　　  　

(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(2)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生反应TaS2(s)+

2I2(g)TaI4(g)+S2(g)　ΔH>0。

①反应的平衡常数表达式K=　　　　　          　　　。若K=1,向某恒容密闭容器中加入1 mol I2(g)与足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为　　　      　(结果精确到0.1%)。 

②如图所示,上述反应在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末与少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1　　  　(填“>”“<”或“=”)T2。上述反应体系中循环使用的物质是　　　     　　　。 

解析:(1)升高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,使气体的物质的量增大,因而p(Br2)将会增大。(2)①化学反应的平衡常数等于生成物浓度的幂次方之积除以反应物浓度幂次方之积,故该反应的平衡常数表达式K=;设该容器体积为V L,生成物TaI4、S2为x mol

(两者物质的量相等),根据反应比例知I2转化了2x mol,则平衡时I2还剩(1-2x) mol,由平衡常数表达式得K===1,解得x=(x=1不符合题意,舍去),则I2的转化率为×100%≈66.7%。

②由ΔH>0可知该反应为吸热反应,因在温度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,可知温度T2端利于反应正向进行,为高温,温度T1端利于反应逆向进行,为低温,所以T1<T2,I2是此反应中循环使用的物质。

答案:(1)增大　(2)①　66.7%　②<　I2