答案:
A
5.一定温度下,某气态平衡体系的平衡常数表达式为K=
,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K一定增大
B.增大A浓度,平衡向正反应方向移动
C.增大压强,C体积分数增加
D.升高温度,若B的百分含量减少,则正反应是放热反应
5.解析:
K=
表示的可逆反应为2C(g)+2D(g)A(g)+2B(g),该反应的ΔH不知,温度与K之间关系不能确定,A错误;增大A的浓度,平衡向逆反应方向移动,B错误;增大压强,平衡向右移动,C体积分数减小,C错误;升高温度,B的百分含量减少,说明平衡向左移动,逆反应为吸热反应,所以正反应为放热反应,D正确。
答案:
D
6.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),700℃时平衡常数为1.47,900℃时平衡常数为2.15。
下列说法正确的是( )
A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态
D.该反应的正反应是放热反应
6.解析:
升高温度,v正、v逆均增大,A错误;FeO、Fe为固体,不能写入K的表达式中,B错误;温度升高,K增大,说明该反应的ΔH>0,D错误;该反应为吸热反应,随着反应的进行,绝热容器中的温度会降低,因此温度不再变化时,说明达到化学平衡状态,C正确。
答案:
C
7.把amolX和bmolY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( )
A.
×100% B.
×100%
C.
×100%D.
×100%
7.解析:
X + 2Y2Z
起始物质的量/molab0
转化物质的量/molx2x2x
平衡物质的量/mola-xb-2x2x
据题意:
(a-x)+(b-2x)=2x
解得x=
,故Y的转化率为
×100%=
×100%。
答案:
B
8.一定条件下,体积为2L的密闭容器中,1molX和3molY进行反应:
X(g)+3Y(g)2Z(g),经12s达到平衡,生成0.6molZ。
下列说法正确的是( )
A.以X浓度变化表示的反应速率为
mol/(L·s)
B.12s后将容器体积扩大为10L,Z的平衡浓度变为原来的
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
8.解析:
X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始量(mol)130
转化量(mol)0.30.90.6
平衡量(mol)0.72.10.6
v(X)=
=
mol/(L·s),所以A错误;12s后将容器体积扩大为10L,平衡逆向移动,Z的浓度小于原来的
,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;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
9.一定条件下,在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量的A,发生如下反应并建立平衡:
A(g)2B(g),2B(g)C(g)+2D(g),测得平衡时各物质的浓度是c(A)=0.3mol·L-1,c(B)=0.2mol·L-1,c(C)=0.05mol·L-1,最初向容器里加入A的物质的量是( )
A.0.5mol B.0.8mol
C.0.9molD.1.2mol
9.解析:
因为平衡时,n(A)平=0.3mol·L-1×2L=0.6mol,n(B)平=0.2mol·L-1×2L=0.4mol,n(C)平=0.05mol·L-1×2L=0.1mol,所以n(B)转=2n(C)平=0.2mol,n(B)=n(B)平+n(B)转=0.6mol,n(A)转=
n(B)=0.3mol,n(A)=n(A)平+n(A)转=0.9mol。
答案:
C
10.将一定量的Ag2SO4固体置于容积不变的密闭容器中(加入少量V2O5),在某温度下发生反应:
Ag2SO4(s)Ag2O(s)+SO3(g),2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),经10min后反应达到平衡,此时c(SO3)=0.4mol·L-1,c(SO2)=0.1mol·L-1,下列判断正确的是( )
①用SO2表示的反应速率v(SO2)=0.01mol·(L·min)-1
②用O2表示的反应速率v(O2)=0.01mol·L-1·min-1
③SO3的分解率等于10%
④SO3的分解率等于20%
⑤Ag2SO4分解最初生成的c(SO3)=0.5mol·L-1
A.①④⑤B.①③⑤
C.只有②③D.只有③⑤
10.解析:
c(SO2)=0.1mol·L-1为SO2的平衡量也是转化量,v(SO2)=0.01mol·L-1·min-1,v(O2)=
v(SO2)=0.005mol·L-1·min-1,c(SO3)转=c(SO2)=0.1mol·L-1,c(SO3)平=0.4mol·L-1,c(SO3)始=0.4mol·L-1+0.1mol·L-1=0.5mol·L-1,α(SO3)=
×100%=20%,c(SO3)始即为Ag2SO4分解最初生成的SO3量。
答案:
A
11.在一定条件下,有可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),经过2min后达到平衡,平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.04mol·L-1,则下列判断不合理的是( )
A.v(Z)=0.02mol·(L·min)-1
B.平衡时,X与Z的生成速率之比为12
C.c1c2=13
D.X、Y的转化率相等
11.解析:
A中若v(Z)=0.02mol·(L·min)-1,则2min内Z的浓度增加0.04mol·L-1,由起始时Z的浓度不为0,因此A错;B项符合平衡时正、逆反应速率相等及反应速率之比与计量数之间的关系;由于X、Y的变化量之比为13,平衡时X、Y的浓度之比为13,因此C、D正确。
答案:
A
12.在一定温度下,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应:
A(s)+2B(g)C(g)+2D(g),经5min后,测得容器内B的浓度减少了0.2mol·L-1。
则下列叙述不正确的是( )
A.在5min内,该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol·(L·min)-1
B.在5min时,容器内D的浓度为0.2mol·L-1
C.当容器内压强保持恒定时,该可逆反应达到平衡状态
D.5min时容器内气体总的物质的量为3mol
12.解析:
5min时,c(C)=0.1mol·L-1,c(D)=0.2mol·L-1,v(C)=
=0.02mol·(L·min)-1。
此反应是恒温时体积可变的反应,所以压强恒定,即达到了平衡状态。
5min时气体的总物质的量为2.5mol。
答案:
D
二、非选择题(52分)
13.(12分)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),甲醇的物质的量随外界条件的改变而变化的曲线如图所示:
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________,升高温度,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________。
(3)在其他条件不变的情况下,将处于E点的体系体积压缩到原来的
,下列有关该体系的说法正确的是________。
a.氢气的浓度减小
b.正反应速率增大,逆反应速率也增大
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
13.解析:
本题考查了平衡常数、化学反应速率的计算和化学平衡移动的问题,只要把握住它们的定义,问题便可以迎刃而解。
(1)
答案:
(1)K=
减小
(2)
mol·L-1·min-1 (3)bc
14.(12分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为
Fe2O3(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下。
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=________________,ΔH________(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol,反应经过10min后达到平衡状态。
则该时间段内的平均反应速率v(CO2)为________,CO的转化率为________。
(3)欲提高
(2)中CO的转化率,可采取的措施是________。
A.减少Fe的量B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2D.升高温度
E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂
14.解析:
(1)因Fe和Fe2O3都为固体,不能写入平衡常数表达式中,所以平衡常数K=
。
由表中数据知,升高温度,平衡常数减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,故ΔH<0。
(2)
Fe2O3(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
起始物质的量(mol)1 1 11
转化物质的量(mol)
x x
x x
平衡物质的量(mol)1-
x 1-x1+
x1+x
由题意得K=
=4.0,解得x=0.6。
所以CO的转化率为
×100%=60%,v(CO2)=
=
=0.006mol/(L·min)。
(3)根据勒夏特列原理,A、B、E、F四项中条件的改变对平衡移动均无影响;移出部分CO2,平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大;升高温度,平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小。
答案:
(1)
<
(2)0.006mol/(L·min) 60%
(3)C
15.(12分)由于温室效应和资源短缺,如何降低大气中CO2的含量并加以开发利用等问题,引起了全世界的普遍重视。
目前工业上用CO为原料生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)图甲是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况。
从反应开始到达到平衡状态,用CO浓度的变化表示反应的平均反应速率v(CO)=________。
(2)如图乙是该反应进行过程中能量的变化。
曲线______(填“a”或“b”)表示不使用催化剂时反应的能量变化,不使用催化剂时该反应的逆反应的活化能为________。
(3)该反应的平衡常数K的表达式为____________,升高温度,平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)恒容条件下,下列措施能使
增大的有________。
A.升高温度
B.充入He
C.再充入1molCO和2molH2
D.使用催化剂
15.解析:
催化剂能加快化学反应速率是因为催化剂降低了反应物的活化能,但它不能改变反应的热效应,也不能改变可逆反应的平衡状态;由题图乙可以看出该反应为放热反应,故升高温度,该反应的平衡常数减小;恒容条件下,升高温度,反应向逆反应方向进行,
减小,充入He不能改变反应的平衡状态,再充入1molCO和2molH2,则相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,
增大,使用催化剂,
不变。
答案:
(1)0.075mol/(L·min)
(2)a 510kJ/mol
(3)K=
减小 (4)C
16.(16分)已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH=________(填“<”、“>”或“=”)0。
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20molA和0.80molB,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003mol·L-1·s-1。
则6s时c(A)=________mol·L-1,C的物质的量为________mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为________,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为________。
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为________。
a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时,反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为________。
16.解析:
(1)因反应中的物质都是气体,根据平衡常数的定义可知,K=
;由表中数据可知,温度升高,K值减小,故正反应为放热反应,ΔH<0。
(2)v(A)=0.003mol·L-1·s-1,则A减少的浓度c(A)=v(A)·t=0.003mol·L-1·s-1×6s=0.018mol·L-1,故剩余的A的浓度为
-0.018mol·L-1=0.022mol·L-1;A减少的物质的量为0.018mol·L-1×5L=0.09mol,根据化学方程式中的化学计量关系知,生成的C的物质的量为0.09mol。
设830℃达到化学平衡时,A的转化浓度为xmol·L-1,则
A(g) + B(g) C(g)+D(g)
起始浓度(mol·L-1)0.040.1600
转化浓度(mol·L-1)xxxx
平衡浓度(mol·L-1)0.04-x0.16-xxx
由
=1.0,解得x=0.032,故A的转化率α(A)=
×100%=80%;由于容器的容积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,化学平衡不移动。
(3)由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,容器中压强、气体的密度都始终不变,故a、b项错误;c(A)随反应的进行不再变化,故c可以说明反应已达到平衡状态;不论是否达到平衡状态,单位时间里生成C和D的物质的量都相等,故d项错误。
(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1200℃时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数K=
=2.5。
答案:
(1)
<
(2)0.022 0.09 80% 80%
(3)c (4)2.5