高三化学每天练习20分钟——“基于三段式法”的化学反应速率与平衡的计算（有答案和详细解析）

这是一份高三化学每天练习20分钟——“基于三段式法”的化学反应速率与平衡的计算（有答案和详细解析），共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2020·苏州调研)NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 ml NH3和3 ml O2，4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A．v(N2)＝0.125 ml·L－1·min－1
B．v(H2O)＝0.375 ml·L－1·min－1
C．v(O2)＝0.225 ml·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.250 ml·L－1·min－1
2．将2 ml X和2 ml Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)，2 min后达到平衡时生成0.8 ml Z，测得Q的浓度为0.4 ml·L－1，下列叙述错误的是( )
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2 ml·L－1
C．Y的转化率为60%
D．反应速率v(Y)＝0.3 ml·L－1·min－1
3．在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 ml N2和3 ml H2，发生反应：N2＋3H22NH3。经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，H2平均反应速率为0.1 ml·L－1·min－1，则所经过的时间为( )
A．2 min B．3 min
C．4 min D．5 min
4．(2019·烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)。现将5 ml A和10 ml B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是( )
A．在0～5 min内，正反应速率逐渐减小
B．反应从起始至5 min时，B的转化率为50%
C．5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等
D．第15 min时，B的体积分数为25%
5．将4 ml CO(g)和a ml H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 ml·L－1。经测定v(H2)＝0.1 ml·L－1·min－1。下列说法正确的是( )
A．平衡常数K＝2
B．H2起始投入量为a＝6
C．CO的平衡转化率为66.7%
D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 ml·L－1
二、非选择题
6．向体积为2 L的固定密闭容器中通入3 ml X气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g)Y(g)＋3Z(g)。经5 min 后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y表示的化学反应速率为____________，X的转化率为__________，Z的平衡浓度为_________________________。
7．[2017·全国卷Ⅰ，28(3)①]H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g) COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 ml CO2与0.40 ml H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。
8．[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 ml CH4、1 ml CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为____________ ml2·L－2。
9．[2018·全国卷Ⅰ，28(2)④]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)

2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
25 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
答案精析
1．C 2.B
3．B [设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：
N2 ＋ 3H2  2NH3
起始物质的量/ml 1 3 0
反应的物质的量/ml x 3x 2x
测定时物质的量/ml 1－x 3－3x 2x
反应后总物质的量为：1－x＋3－3x＋2x＝4－2x
根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式可得：eq \f(4 ml,4 ml－2x)＝eq \f(1,0.9)，解得：x＝0.2 ml。参加反应的H2的物质的量：n(H2)＝3x＝0.6 ml，可得H2的浓度变化为0.3 ml·L－1，由v(H2)＝eq \f(Δc,Δt)＝0.1 ml·L－1·min－1，故可得反应时间为3 min。]
4．AB
5．B [用三段式法计算：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始物质的量/ml 4 a 0
转化物质的量/ml x 2x x
平衡物质的量/ml 4－x a－2x x
2x ml＝0.1 ml·L－1·min－1×10 min×4 L＝4 ml，x＝2，a－2x＝0.5×4，a＝6。平衡时，c(CO)＝0.5 ml·L－1，c(H2)＝0.5 ml·L－1，c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1。平衡常数K＝eq \f(cCH3OH,cCO·c2H2)＝eq \f(0.5,0.5×0.52)＝4，A项错误；经上述计算，B项正确；CO的平衡转化率为50%，C项错误；平衡时c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1，D项错误。]
6．0.03 ml·L－1·min－1 20% 0.45 ml·L－1
7．2.5 2.8×10－3
解析 设平衡时H2S转化的物质的量为x ml。
H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)
初始/ml 0.40 0.10 0 0
转化/ml x x x x
平衡/ml 0.40－x 0.10－x x x
由题意得：eq \f(x,0.40－x＋0.10－x＋x＋x)＝0.02
解得：x＝0.01
H2S的平衡转化率α1＝eq \f(0.01 ml,0.40 ml)×100%＝2.5%
K＝eq \f(cCOS·cH2O,cH2S·cCO2)＝eq \f(\f(0.01,2.5)×\f(0.01,2.5),\f(0.40－0.01,2.5)×\f(0.10－0.01,2.5))＝eq \f(1,351)≈2.8×10－3。
8.eq \f(1,3)
9．13.4
解析 时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时生成的pNO2＝2pN2O5＝2×35.8 kPa＝71.6 kPa，pO2＝0.5×35.8 kPa＝17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa－17.9 kPa＝45.2 kPa，设N2O4的压强为x kPa，则
N2O4(g)2NO2(g)
初始压强/kPa 0 71.6
转化压强/kPa x 2x
平衡压强/kPa x 71.6－2x
则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6 kPa－26.4 kPa×2＝18.8 kPa，Kp＝eq \f(p2NO2,pN2O4)＝eq \f(18.8 kPa2,26.4 kPa)≈13.4 kPa。
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1