高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度第1课时当堂检测题

第1课时　化学平衡常数　平衡转化率

A级 必备知识基础练

1.关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　)

A.只与化学反应本身和温度有关

B.只与反应的温度有关

C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到初始浓度的影响

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

2.某温度下,可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K,下列对K的说法正确的是 (　　)

A.K值越大,表明该反应越有利于C的生成,反应物的转化率越大

B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则K增大

C.温度越高,K一定越大

D.如果m+n=p,则K=1

3.对于化学反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0,要使该反应的平衡常数增大,可以采取的措施有(　　)

A.增大N2O4的浓度 B.增大NO2的浓度

C.升高体系的温度 D.减小压强

4.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g),达到平衡时,c平(H2)=0.5 mol·L-1,c平(HI)=4 mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为(　　)

A.9 mol2·L-2 B.16 mol2·L-2

C.20 mol2·L-2 D.25 mol2·L-2

5.在一定温度下,将100 mol N2、H2的混合气体充入密闭的恒压容器中反应,达到平衡时,测得反应后混合气体的密度是反应前混合气体密度的1.25倍,且反应后混合气体的平均式量为15.5,则平衡时N2转化率为(　　)

A.20% B.25%

C.30% D.40%

6.(2022重庆高二期末)在一定温度下的恒容密闭容器中进行反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),下列物理量不发生变化时能说明反应达到平衡状态的是(　　)

A.NH3(g)和CO2(g)的正反应速率之比

B.混合气体的密度

C.混合气体的平均相对分子质量

D.NH3(g)在气体中所占体积分数

7.在298 K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:

下列说法错误的是(　　)

A.反应达到平衡时,X的转化率为50%

B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1 600 mol-2·L2

C.增大压强,平衡常数增大

D.改变温度可以改变此反应的平衡常数

8.某温度下,向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为(　　)

A.3.2×103 mol-1·L 

B.1.6×103 mol-1·L

C.8.0×102 mol-1·L 

D.4.0×102 mol-1·L

9.某硫酸厂的基本反应是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),现将0.05 mol SO2(g)和0.03 mol O2注入容积为1.0 L的密闭容器中,并置于某较高温度的恒温环境中,达化学平衡后,测得反应器中有0.04 mol SO3(g),求:

(1)该温度下反应的平衡常数　　　　　　　　mol-1·L。 

(2)SO2、O2的平衡转化率分别为　　　　、　　　　。 

B级 关键能力提升练

10.在一定温度下,可逆反应2NO22NO+O2在容积固定的密闭容器中进行,反应达到平衡状态的标志是(　　)

①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1

④混合气体的密度不再改变

⑤混合气体的颜色不再改变

A.只有①⑤ B.只有①③⑤

C.只有②④ D.全部

11.一定条件下,将一定量的A、B的混合气体充入密闭容器中发生下列反应:2A(g)+2B(g)C(g)+D(g)　ΔH>0。当由M点平衡到N点平衡过程中,温度与对应变化及M、N平衡混合气中某些气体的物质的量如图所示。则平衡M点到平衡N点过程中B的转化率是(　　)

A.24% B.30%

C.60% D.48%

12.(双选)(2021河南高二期末)在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.0~9 min内,用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.25 mol·L-1·min-1

B.3 min时正逆反应速率相等,反应刚好达到平衡

C.该温度下的平衡常数为4 mol-2·L2

D.9 min时的v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH)

13.一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(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 HI(g)发生反应HI(g)H2(g)+I2(g),则下列判断正确的是(　　)

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,H2的平衡浓度为0.25 mol·L-1

D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度0.5 mol·L-1

14.低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)　ΔH<0,在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是              (　　)

A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大

B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小

C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时,反应达到平衡

D.其他条件不变,使用高效催化剂,可使废气中氮氧化物的转化率增大

15.(双选)(2021甘肃高二期末)某温度时,向容积为1 L的恒容密闭容器中加入1.8 mol X(g),发生反应:2X(g)M(g)。其中M(g)的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.从反应开始到刚达到平衡的时间内,v(X)=0.01 mol·L-1·s-1

B.容器内气体的平均摩尔质量不变,可说明该反应达到化学平衡状态

C.该温度下,该反应的平衡常数K=1

D.a、b两时刻生成X的速率:v(a)<v(b)

C级 学科素养拔高练

16.已知:MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)

ΔH>0,在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度T时反应达到平衡,p平(CO2)=4 MPa。

(1)该平衡常数表达式K=　　　　　。 

(2)若反应体系的体积不变,升高温度,再次达到平衡时p平(CO2)将　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(3)若反应温度T不变,将反应容器的容积缩小至原来的一半,则再次达到平衡时p平(CO2)=　　　　。 

第1课时　化学平衡常数　平衡转化率

A级　必备知识基础练

1.A　化学平衡常数决定于两个方面的因素:化学反应本身和反应体系的温度,与初始浓度等其他外界条件没有任何关系。

2.A　K值越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确;对于一个确定的化学反应,K值只是温度的函数,温度一定,K值一定,与压强无关,B错误;因该反应的热效应不确定,C错误;K=,由m+n=p无法判断K的大小,D错误。

3.C　浓度、压强不影响平衡常数,题给反应正反应为吸热反应,升高温度时平衡正向移动,平衡常数增大。故选C。

4.C　根据反应②2HI(g)H2(g)+I2(g)可知,消耗的c(HI)=2c平(H2)=1 mol·L-1,再结合反应①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)可知,c平(NH3)=c始(HI)=1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1。因此该温度下,反应①的平衡常数K=c平(NH3)·c平(HI)=5 mol·L-1×4 mol·L-1=20 mol2·L-2。

5.B　设起始时N2物质的量为a,H2物质的量为b,反应掉N2物质的量为x,依题意可得:

　　　N2+　3H22NH3

起始: a b 0

转化: x 3x 2x

平衡: a-x b-3x 2x

解得:　α(N2)=×100%=25%。

6.B　根据方程式可知NH3(g)和CO2(g)的正反应速率之比始终是2∶1,不能说明该反应达到平衡状态,故A错误;该容器的容积保持不变,反应物为固体,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量会变化,所以容器内气体的密度会变,当容器中气体的密度不再发生变化时,能表明达到化学平衡状态,故B正确;反应体系中只有氨气和二氧化碳是气体,且二者的物质的量之比始终是2∶1,混合气体的平均相对分子质量是定值,所以容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,不能证明达到了平衡状态,故C错误;反应体系中只有氨气和二氧化碳是气体,且二者的物质的量之比始终是2∶1,NH3(g)在气体中所占体积分数始终不变,所以容器中NH3(g)在气体中所占体积分数不再发生变化,不能证明达到了平衡状态,故D错误。

7.C　首先根据表中数据(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2推导出可逆反应:X+3Y2Z。设平衡时转化的X的物质的量浓度为x mol·L-1,依题意可得:

　　　　　　　　　X(g)+3Y(g)2Z(g)

起始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0

转化浓度/(mol·L-1) x 3x 2x

平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1

则x=0.05,显然X的转化率为50%,A正确。

反应X(g)+3Y(g)2Z(g)的平衡常数K=,代入数据K=1 600 mol-2·L2,B正确;增大压强不可能使平衡常数增大,C错误;K只与温度有关,因此改变温度可以改变此反应的平衡常数,D正确。

8.A　　　　　　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始浓度/(mol·L-1) 0 0 0.05

转化浓度/(mol·L-1) 0.01 0.005 0.01

平衡浓度/(mol·L-1) 0.01 0.005 0.04

则平衡常数K=,代入数据可得K=3.2×103 mol-1·L,A正确。

9.答案 (1)1 600

(2)80%　66.7%

解析 　　　　　　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始浓度/(mol·L-1) 0.05 0.03 0

变化浓度/(mol·L-1) 0.04 0.02 0.04

平衡浓度/(mol·L-1) 0.01 0.01 0.04

(1)K==

=1 600 mol-1·L。

(2)α(SO2)=×100%=80%。

α(O2)=×100%≈66.7%。

B级　关键能力提升练

10.A　①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡;②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO,描述的都是正反应,不能说明反应已达平衡;③化学反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应已达平衡;④容器容积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2浓度不变,反应已达平衡;综上所述,可作为平衡标志的有①⑤,A正确。

11.A　由图像知Δn(A)=Δn(B)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,所以Δn(B)=1.2 mol,α(B)=×100%=×100%=24%,故A正确。

12.BC　从反应开始到平衡生成甲醇0.75 mol·L-1,根据反应方程式可知消耗氢气2.25 mol·L-1,则用H2表示的平均反应速率v(H2)==0.25 mol·L-1·min-1,故A正确;3 min时物质的浓度仍然在发生变化,正逆反应速率不相等,反应没有达到平衡,故B错误;结合题图可以计算,平衡时c平(CH3OH)=c平(H2O)=

0.75 mol·L-1,c平(CO2)=0.25 mol·L-1,c平(H2)=0.75 mol·L-1,因此平衡常数K= mol-2·L2,故C错误;3 min时没有达到平衡状态,反应正向进行,v正(CH3OH)>v逆(CH3OH),9 min时反应达到平衡状态,v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),由于3 min时的v正(CH3OH)大于9 min时的v正(CH3OH),因此9 min时的

v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH),故D正确。

13.B　前一反应达平衡时c平(H2)=c平(I2)=0.5 mol·L-1,c平(HI)=1 mol·L-1,则平衡常数K1==4,而后一反应的平衡常数K2==0.5,A项错误,B项正确;设后一反应达平衡时c平(H2)=x mol·L-1,则平衡时c平(I2)=x mol·L-1,c平(HI)=(0.5-2x) mol·L-1,K2==0.5,代入相关数据解得x=0.125,故平衡时c平(HI)=0.25 mol·L-1,C、D项错误。

14.C　升高温度时平衡向逆反应方向移动,平衡常数的值减小,A错误。增大NH3的浓度时,氮氧化物转化率增大,B错误。当v正(NO)∶v逆(N2)=1∶2时,反应达到平衡,C正确。使用催化剂不能改变化学平衡,故使用高效催化剂时氮氧化物转化率不变,D错误。

15.BD　从反应开始到刚达到平衡的时间内,v(X)=2v(M)=2×=0.02 mol·L-1·s-1,故A错误;根据公式M=m/n,反应过程中混合气体的质量m不变,物质的量n逐渐减小,平均摩尔质量M不变,则说明n不再变化,则反应达到化学平衡状态,故B正确;该温度下,该反应的平衡常数K= mol-1·L,故C错误;a点M的浓度小,生成X的速率小,a、b两时刻生成X的速率:v(a)<v(b),故D正确。

C级　学科素养拔高练

16.答案 (1)c平(CO2)　(2)增大　(3)4 MPa

解析 (1)题给反应中只有CO2是气体,其他物质为固体,固体不列入平衡常数表达式。

(2)碳酸镁分解反应是吸热反应,升高温度,平衡向右移动,p平(CO2)增大。

(3)由于温度不变,平衡常数不变,CO2的浓度不变,则达到新平衡时p平(CO2)=4 MPa。