学年高二鲁科版化学选修4练习册222化学平衡状态与平衡转化率.docx

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学年高二鲁科版化学选修4练习册222化学平衡状态与平衡转化率

第2课时　化学平衡状态与平衡转化率

1．在一密闭容器中进行反应：

2SO2（g）＋O2（g）

SO3（g），已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。

当反应达到平衡时，可能存在的数据是（　　）

A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1

B．SO2为0.25mol·L－1

C．SO3为0.4mol·L－1

D．SO2、SO3均为0.15mol·L－1

2.在一定温度下，反应A2（g）＋B2（g）⇌2AB（g）达到平衡的标志是（NA代表阿伏加德罗常数）（　　）

A．单位时间生成NA个A2同时生成NA的AB

B．容器内的总压不随时间变化

C．单位时间生成2NA个AB同时生成NA的B2

D．单位时间生成NA个A2同时生成NA个B2

3.下列说法中可以说明反应：

P（g）＋Q（g）⇌R（g）＋S（g）在恒温下已经达到平衡的是（　　）

A．反应容器内的压强不随时间变化

B．反应容器内P、Q、R、S四者共存

C．P和S的生成速率相等

D．P和Q的生成速率相等

4．对可逆反应：

2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g），下列判断中正确的是（　　）

A．若单位时间内生成xmolSO3的同时，消耗xmolSO2，则反应达到平衡状态

B．达到化学平衡时，2v正（O2）＝v逆（SO3）

C．平衡时，SO2的浓度必定等于O2的浓度的2倍

D．达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大

5．已知碘蒸汽为紫红色，H2、HI均为无色气体。

在一定温度和固定容积的密闭容器中进行的反应：

H2（g）＋I2（g）⇌2HI（g），下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是（　　）

A．H2、I2、HI的浓度相等

B．容器内颜色不再改变

C．H2、I2、HI在容器中共存

D．正、逆反应速率均等于零

6．实验室用4molSO2与2molO2进行下列反应：

2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）；ΔH＝－196.64kJ/mol，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为（　　）

A．40%　　　　　　　　B．50%

C．80%D．90%

7．一定温度下，可逆反应X（g）＋3Y（g）⇌2Z（g）达到平衡的标志是（　　）

A．Z生成的速率与Z分解的速率相等

B．单位时间内生成nmolX，同时生成3nmolY

C．X、Y、Z的浓度相等

D.X、Y、Z的分子数之比为1∶2∶3

8．在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：

A（g）＋2B（g）⇌2C（g），反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则A的转化率为（　　）

A．40%B．50%C．60%D．70%

9．在一密闭容器中，反应mA（g）⇌nB（g）＋nC（g）达平衡后，保持温度不变，将容器容积压缩到原来的一半，当达到新的平衡时，B和C的浓度均是原来的1.8倍，则：

（　　）

A．平衡向正反应方向移动

B．物质A的转化率增加

C．物质C的质量分数增加

D．m＜2n

10．将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应：

X（g）＋3Y（g）⇌2Z（g）＋aQ（g），2min达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4mol·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0.2mol·L－1

C．Y的转化率为60%

D．反应速率v（Y）＝0.3mol·（L·min）－1

11．在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入amolA，发生反应：

2A（g）⇌B（g）；ΔH<0。

达平衡后再向容器中充入amolA，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是（　　）

A．平均相对分子质量增大

B．A的转化率提高

C．A的质量分数增大

D．反应放出的总热量大于原来的2倍

12．在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：

物质

X

Y

Z

初始浓度/mol·L－1

0.1

0.2

0

平衡浓度/mol·L－1

0.05

0.05

0.1

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（g）＋3Y（g）⇌2Z（g），其平衡常数为1600

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

13．反应：

①PCl5（g）⇌PCl3（g）＋Cl2（g）

②2HI（g）⇌H2（g）＋I2（g）

③2NO2（g）⇌N2O4（g）

在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率是a%。

若保持各反应的温度和容器的体积不变，分别再加入一定量的各自反应物，则转化率（　　）

A．均不变

B．①增大，②不变，③减小

C．均增大

D．①减小，②不变，③增大

14．某温度下，H2（g）＋CO2（g）⇌H2O（g）＋CO（g）的平衡常数K＝

。

该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如下表所示。

起始浓度

甲

乙

丙

c（H2）/mol/L

0.010

0.020

0.020

c（CO2）/mol/L

0.010

0.010

0.020

下列判断不正确的是（　　）

A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%

C．平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.012mol/L

D．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

15．利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H2（g）＋CO（g）⇌CH3OH（g）

ΔH＝－90.8kJ·mol－1

②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）＋H2O（g）

ΔH＝－23.5kJ·mol－1

③CO（g）＋H2O（g）⇌CO2（g）＋H2（g）

ΔH＝－41.3kJ·mol－1

总反应：

3H2（g）＋3CO（g）⇌CH3OCH3（g）＋CO2（g）的ΔH＝__________；

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。

A．高温高压

B．加入催化剂

C．减少CO2的浓度

D．增加CO的浓度

E．分离出二甲醚

16．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。

（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：

Fe2O3（s）＋3CO（g）⇌2Fe（s）＋3CO2（g）。

①该反应的平衡常数表达式为K＝__________；

②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11.2g．则10min内CO的平均反应速率为______________。

（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：

①___________；②___________________。

17．一定温度下的密闭容器中存在如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）

已知c始（SO2）＝0.4mol·L－1，c始（O2）＝1mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断：

（1）当SO2转化率为50%时，该反应是否达到平衡？

若未达到平衡，向哪个方向进行？

（2）达到平衡时，SO2的转化率应为多少？

第2课时　化学平衡状态与平衡转化率

1．B　[解析]若SO2、O2完全反应，c（SO3）最高可达0.4mol·L－1；SO3完全分解，c（SO2）、c（O2）最高可达0.4mol·L－1、0.2mol·L－1。

但反应为可逆反应，不可能进行到底。

所以0.4mol·L－1＞c（SO2）＞0，0.2mol·L－1＞c（O2）＞0，0.4mol·L－1＞c（SO3）＞0。

D项表示平衡时反应物SO2和生成物SO3均减少，这是不可能的，违反了质量守恒定律。

2．C　[解析]单位时间生成NA个A2同时生成2NA个AB，才能达到平衡，A项错误；该反应是一个气体不变的反应，容器内的总压保持不变，B项错误；单位时间生成2NA个AB同时生成NA个B2，反应达到平衡，C项正确；任意时刻生成NA个A2就会生成NA个B2，D项错误。

3．C　[解析]该反应是一个气体体积不变的反应，压强不随反应的进行而改变，A项错误；可逆反应中反应物与产物是共存的，但是不能说明反应达到平衡了，B项错误；P与S的系数比值为1︰1，且P为反应物，S为产物，P和S的生成速率相等，可以说明反应达到平衡状态，C项正确；P与S的系数比值为1∶1，且P与Q同为反应物，P和Q的生成速率不论是否达到平衡都是相等的，不能说明反应达到平衡状态，D项错误。

4．B　[解析]A项从物质的生成和消耗的角度分析，应该是单位时间内生成xmolSO3的同时，生成xmolSO2，则反应达到平衡状态；B项从速率的角度分析，用不同物质表示化学反应速率，则：

2v正（O2）＝v逆（SO3），说明v逆（SO3）＝v正（SO3），所以达到平衡；C项说法不一定正确；D项增大容器体积，即容器内压强减小，无论正、逆反应速率都减小，只是减小的倍数不一样。

5．B　[解析]平衡状态是反应混合物的浓度保持不变，不是各物质的浓度相等，A项错误；该反应中只有I2有颜色，若颜色不再改变，则I2的浓度保持不变，反应达到平衡，B项正确；可逆反应中反应物与产物是共存的，但是不能说明反应达到平衡了，C项错误；化学平衡状态是动态平衡，速率不等于0，D项错误。

6．C　[解析]根据放出314.624kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为：

×2＝3.2mol，故SO2的转化率为：

×100%＝80%。

7．A　[解析]判断可逆反应是否达到平衡的标志是：

（1）反应混合物中各组分的浓度随时间的改变而不发生改变；

（2）v正＝v逆，A正确，C项错误。

对于B，因为在任何时刻，有nmolA产生时必有3nmolB产生，二者表示的都是逆反应速率，因此无法判断是否达到平衡状态。

而D只是反应的一种特定情况，不一定是平衡状态。

8．A　[解析]可设A、B起始的物质的量各1mol，A的转化率为x，由题意知：

　　　　A（g）　＋　2B（g）===2C（g）

初始/mol:

110

转化/mol:

x2x2x

平衡/mol:

1－x1－2x2x

因为平衡时，n（A）＋n（B）＝n（C）

（1－x）＋（1－2x）＝2x

解之，得：

x＝

＝40%。

9．D　[解析]由于c＝

，当V变成原来的一半时，如果平衡不发生移动，则n不变，c为原来的2倍，现在B和C的浓度均为原来的1.8倍，则证明n（B）、n（C）均减小了，则平衡左向移动，A项错误；C的质量分数减小，物质A的量增加，所以A的转化率减小，B、C项错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以m<2n，D项正确。

10．B　[解析]

　　　　　　　　　X（g）＋3Y（g）⇌2Z（g）＋aQ（g）

始态/mol·L－11100

反应的量/mol·L－10.20.60.40.4

终态/mol·L－10.80.40.40.4

根据反应的物质的量之比与化学计量数之比相等，知a＝2，A项正确；平衡时X的浓度为0.8mol·L－1，B项错误；Y的转化率为60%，C项正确；反应速率v（Y）＝0.3mol·（L·min）－1，D项正确。

11．C　[解析]由题意可知正反应为气体分子数减小的放热反应。

在原平衡的状态下再充入等量的反应物，相当于在原平衡的基础上压缩体积为原来的一半，原平衡向正反应方向移动，物质的量减少，故平均相对分子质量增大，A的转化率提高，A的质量分数减小，反应放出的热量比原来的2倍还大。

12．C　[解析]题中有一明显的错误，就是C选项中平衡常数增大，增大压强不可能使平衡常数增大。

其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据（0.1－0.05）︰（0.2－0.05）︰（0.1－0）＝1︰3︰2可推导出：

X（g）＋3Y（g）⇌2Z（g）。

13．D　[解析]对于反应物只有一种的反应来说，保持温度和体积一定的条件下，增大反应物的量相当于增大压强，故平衡向气体体积缩小的方向移动，即①向左移动，③向右移动，而②气体体积不变，平衡不移动。

14．C　[解析]设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为x，则有

＝

，解得x＝60%。

乙容器在甲容器的基础上c（H2）增大了一倍，故乙中CO2的转化率大于60%，A项正确；丙容器中H2和CO2的浓度是甲容器中H2和CO2的浓度的2倍，但所给反应是反应前后气体分子数不变的反应，因此甲和丙属于等效平衡，故平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%，B项正确；平衡时，甲中c（CO2）是0.040mol/L，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.080mol/L,C项错误；在其他条件相同的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢，D项正确。

15．－246.4kJ·mol－1　c、e

[解析]观察目标方程式，应是①×2＋②＋③，故ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－246.4kJ·mol－1。

正反应是放热反应，升高温度平衡左移，CO转化率减小；加入催化剂，平衡不移动，转化率不变；减少CO2的浓度、分离出二甲醚，平衡右移，CO转化率增大；增大CO浓度，平衡右移，但CO转化率降低；故选c、e。

16．

（1）

　0.015mol/（L·min）

（2）①CO（或CO2）的生成速率与消耗速率相等

②CO（或CO2）的质量不再改变　

[解析]

（1）中①书写表达式时固体不需写入。

②n（Fe）为0.2mol，n（CO）为0.3mol，v（CO）＝

＝0.015mol/（L·min）。

（2）这是一个等体积反应，不能从压强考虑，Fe、Fe2O3为固体，也不影响平衡，所以应从CO、CO2浓度、反应速率去考虑。

17．

（1）反应未达到平衡状态，因Q＜K，反应向正反应方向进行。

（2）80%

[解析]

（1）　　　　　2SO2（g）＋O2（g）===2SO3（g）

起始浓度/mol·L－1:

0.410

转化浓度/mol·L－1:

0.20.10.2

剩余浓度/mol·L－1:

0.20.90.2

此时：

Q＝

＝

＝1.11＜19。

可知当SO2转化率为50%时，反应未达到平衡状态，反应向正反应方向进行。

（2）设达到平衡时，SO2转化的物质的量浓度为xmol·L－1，则O2转化的物质的量浓度为

mol·L－1，生成SO3的物质的量浓度为xmol·L－1。

所以K＝

＝19，解得x＝0.32，故SO2的转化率为

×100%＝80%。