1、 1 （人教版选修（人教版选修 4 4）第三节化学平衡常数及图像过关训练试题）第三节化学平衡常数及图像过关训练试题 （满分：（满分：100100 分，考试时间：分，考试时间：4040 分钟）分钟） 一、单项选择题：本题包括一、单项选择题：本题包括 1010 小题，每小题小题，每小题 5 5 分，共分，共 5050 分。分。 1下列关于化学平衡常数的叙述正确的是( ) A化学平衡常数表示反应进行的程度，与温度无关 B两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数均不变 C化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D温度一定，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数
2、答案 D 解析 一个确定的化学反应，其化学平衡常数只与反应体系的温度有关。 2某温度时，反应 SO2(g)1 2O2(g) SO3(g)的平衡常数 K50。在同一温度下，反应 2SO3(g)2SO2(g)O2(g)的平衡常数 K1应为( ) A2 500 B100 C410 4 D210 2 答案 C 解析 K cSO3 cSO2c1 2 O2 ，K1c 2 SO2cO2 c 2 SO3 ，K11 K 2410 4。 3下列有关平衡常数的说法中，正确的是( ) A改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大 B反应 2NO2(g)=N2O4(g) H0，升高温度该反应平衡常数增大 C对于给
3、定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D平衡常数为Kc COcH2 cCO2cH2 的反应，化学方程式为 CO2H2 催化剂 加热 COH2O 答案 D 2 4.如图是温度和压强对反应 XY2Z 影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标 表示平衡混合气体中 Z 的体积分数。下列叙述正确的是 A.上述可逆反应的正反应为放热反应 B.X、Y、Z 均为气态 C.X 和 Y 中最多只有一种为气态，Z 为气态 D.上述反应的逆反应的 H0 答案 C 解析 从图像可以知道：随着温度升高，Z 的体积分数增大，平衡正移，说明正反应吸 热，A、D 错误。取一相同温度，增大压强，Z 的体积分数减小，
4、说明平衡逆移。说明逆反应 方向是气体总物质的量减小的方向，故：Z 一定为气体，X、Y 二者不可能同时为气体，B 错 误，C 正确。 5 已知下列反应的平衡常数： H2(g)S(s)H2S(g)， K1； S(s)O2(g)SO2(g)， K2；则反应 H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是( ) AK1K2 BK1K2 CK1K2 D.K1 K2 答案：D 解析： K1cH2S cH2 ，K2cSO2 cO2 第三个反应的平衡常数 K3cH2S cO2 cH2 cSO2 cH2S cH2 1 cSO2 cO2 K1 1 K2 K1 K2。 6在淀粉- KI 溶液中存在下列平衡
5、：I2(aq)I (aq) I 3(aq)。测得不同温度下该反应 的平衡常数 K 如表所示： T/ 5 15 25 35 50 K 1 100 841 689 533 409 下列说法正确的是( ) A反应 I2(aq)I (aq) I 3(aq)的 H0 B其他条件不变，升高温度，溶液中 c(I 3)减小 3 C该反应的平衡常数表达式为 KcI2 cI cI 3 D25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡常数 K 大于 689 答案 B 解析 根据题中提供的数据知温度升高，平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，逆 反应为吸热反应，故正反应为放热反应，H0，A 错；其他条件不变，升高温度，
6、平衡向 逆反应方向移动， 溶液中c(I 3)减小， B 对； 该反应的平衡常数表达式为K cI 3 cI2cI ， C 错；平衡常数只与温度有关，25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，虽然平衡向正方向移 动，但平衡常数不变，D 错。 7汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g) 1 2N2(g)CO2(g) H373.4 kJ mol 1。 在恒容的密闭容器中， 反应达到平衡后， 改变某一条件， 下列示意图正确的是( ) 答案：C 解析： 该反应为气体体积减小的放热反应， 升高温度， 平衡逆向移动， 生成物浓度减小， 反应物浓度增大，平衡常数减小，A 项错误；同理，升高温度，平衡逆向
7、移动，CO 的转化 率减小，B 项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C 项正确；增加 N2的物质 的量，平衡逆向移动，NO 的转化率减小，D 项错误。 8.一定温度下,在三个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器 编号 温度 () 超始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) 387 0.20 0.080 0.080 387 0.40 4 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是 ( ) A.该反应的正反应为吸热反应 B.达到平衡时,容器中的
8、 CH3OH 体积分数比容器中的小 C.容器中反应到达平衡所需时间比容器中的长 D.若起始时向容器中充入 CH3OH 0.15 mol、CH3OCH30.15 mol 和 H2O 0.10 mol,则反应 将向正反应方向进行 答案：D 解析：从表中数据知,容器相对于容器,温度降低,产物 CH3OCH3和 H2O 的量增多,平 衡正向移动,说明该反应的正反应为放热反应,A 项不正确;该反应为等体积变化,容器投 入量为容器的两倍,所以相当于加压,但是平衡不移动,所以两容器中的 CH3OH 体积分数相 等,B 项错误;容器的温度低,反应速率慢,达到平衡的时间长,C 项错误;对于容器中,平 衡时 c(
9、CH3OH)=0.040 molL -1, K=0.0800.080 0.0402 =4,Q=0.150.10 0.152 =0.670)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下 列分析正确的是 A图研究的是 t1时刻增大 O2的浓度对反应速率的影响 B图研究的是 t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响 C图研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高 D图研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低 答案 B 解析 A.增大氧气的浓度， 平衡破坏的瞬间逆反应速率应不变， 图中条件变化应为增大 5 压强，A 项错误；B.图中正、逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移
10、动，应为催化剂 对反应速率的影响，B 项正确；C.催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但平衡不移动，图 中条件变化应为温度对平衡的影响，C 项错误；D.图像中乙首先到达平衡状态，则乙的温 度高于甲的温度，D 项错误。 10已知图一表示的是可逆反应 CO(g)H2(g)C(s)H2O(g) H0 的化学反应 速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应 2NO2(g)N2O4(g) H0 的浓度(c) 随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是（ ） A若图一 t2时改变的条件是增大压强，则反应的 H 增大 B图一 t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强 C图二 t1时改变的条件可能是
11、升高了温度或增大了压强 D若图二 t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小 答案 B 解析 A. 反应的焓变只和反应物以及生成物的能量有关，反应的H 不变，A 项错误； B. 反应 CO(g)+H2(g) C(s)+H20(g) H0，正反应是气体体积减小吸热反应，升高温度 或增大压强，正逆速率均增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率增大更多，图一与实际 相符合，B 项正确；C. 反应 2NO2(g) N2O4(g) H0，正反应是气体体积减小放热反应， 增大压强，改变体积的瞬间都浓度增大，平衡向正反应方向移动，但升高温度，平衡向逆反 应方向移动，改变条件的瞬间，浓度不变
12、，图二与实际不相符，C 项错误；D. 若图二 t1时 刻改变的条件是增大压强，平衡向正反应方向移动，反应混合气体总的物质的量减小，混合 气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量将增大，D 项错误。 二、非选择题二、非选择题：本题包括本题包括 4 4 小题，共小题，共 5050 分分。 11 （10 分） 在某温度下， 将 H2和 I2各 0.1 mol 的气态混合物充入 10 L 的密闭容器中， 发生反应 H2(g)I2(g)2HI(g)，连续测定 c(I2)的变化，5 s 时测定 c(I2)0.008 0 mol L 1 并保持不变。则： (1)反应的平衡常数的表达式是 K_。 (2)此温
13、度下，平衡常数值为_。 6 (3)若在此温度下，在 10 L 的密闭容器充入 0.2 mol HI 气体，达到平衡时，HI 的转化率 为_。 答案 (1) c 2 HI cH2cI2 (2)0.25 (3)80% 解析 (2)c(I2)0.008 0 molL 1 c(H2)0.008 0 molL 1 c(HI)0.004 0 molL 1 K 0.004 0 2 0.008 00.008 00.25。 (3)设生成的 H2的浓度为x molL 1， 2HI(g) H2(g)I2(g) 起始(molL 1) 0.02 0 0 平衡(molL 1) 0.022x x x K x 2 0.022
14、x 2 1 0.25 x0.008 (HI)0.008 molL 12 0.02 molL 1100%80%。 12 （13 分）一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料。有机物加氢反应中镍是常用的 催化剂。但 H2中一般含有微量 CO 会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除 CO 的理想做法是 投入少量 SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下： 则：(1) 不用通入 O2氧化的方法除去 CO 的原因是 _。 SO2(g)2CO(g)=S(s)2CO2(g) H_。 (2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)， 已知420 7 时，该反应的化学平衡
15、常数K9。如果反应开始时，在 2 L 的密闭容器中充入 CO 和 H2O 的 物质的量都是 0.60 mol,5 min 末达到平衡，则此时 CO 的转化率为_，H2的平均生成 速率为_ molL 1min1。 (3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量， 研究机动车尾气中 CO、NOx及 CxHy的排放 量意义重大。 机动车尾气污染物的含量与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意 图如图所示： 随空/燃比增大， CO和CxHy的含量减少的原因是_。 当空/燃比达到 15 后， NOx减少的原因可能是_。 答案：(1) Ni 会与氧气反应 270.0 kJmol 1 (2)75% 0.
16、045 (3)空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故 CO、CxHy含量减少 因为反应 N2(g)O2(g)2NO(g)是吸热反应，当空/燃比大于 15 后，由于燃油气含 量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，使该反应不易进行，故 NOx减少 13.（13 分）在 80时,将 0.40 mol 的四氧化二氮气体充入 2 L 已抽空的固定容积的密 闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据: 时间/s 0 20 40 60 80 100 c(N2O4) /molL -1 0.20 a 0.10 c d e c(NO2) /molL -1 0.00 0.12 b 0.22
17、 0.22 0.22 反应进行至 100 s 后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。 (1)该反应的化学方程式为_。 (2)20 s 时,N2O4的浓度为_molL -1,020 s 内 N 2O4的平均反应速率为_。 (3)该反应的平衡常数表达式 K=_,在 80时该反应的平衡常数 K 值为 8 _。 (4)在其他条件相同时,该反应的 K 值越大,表明建立平衡时正反应进行的程度越 _(填“大”或“小”)。 答案 (1)N2O42NO2 (2)0.14 0.003 molL -1s-1 (3)c 2(NO2) c(N2O4) 0.54 (4)大 解析 (1)该反应的化学方程式为 N2O
18、42NO2。 (2)20 s 内 NO2浓度的变化为 0.12 molL -1,则 20 s 内 N 2O4浓度的变化为 0.06 molL -1,20 s 时,N 2O4的浓度为 0.20 molL -1-0.06 molL-1=0.14 molL-1, 020 s 内 N2O4的平均反应速率为 0.06 molL -120 s=0.003 molL-1s-1。 (3)该反应的平衡常数表达式 K=c 2(NO2) c(N2O4),由数据可知 60 s 后达到平衡,同(2)可求得 60 s 时 c(N2O4)=0.09 molL -1,则 K=c2(NO2) c(N2O4)= 0.222 0.
19、090.54。 (4)在其他条件相同时,该反应的 K 值越大,反应进行的程度越大。 14.(12 分)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中 CO2的含量 及有效地开发利用 CO2,引起了普遍的重视。 (1)目前工业上有一种方法是用 CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。如 图表示该反应进行过程中能量(单位为 kJmol -1)的变化。该反应是_(填“吸热”或 “放热”)反应。 (2)某温度下,若将 6 mol CO2和 8 mol H2充入 2 L 的密闭容器中,测得 H2的物质的量随 时间变化的曲线如图实线所示(图中字母后的数字表示对
20、应的坐标)。 在反应进行的 01 min 内,该反应的平均速率 v(H2)=_。 若上述反应体系不改变反应物的物质的量,仅分别改变某一实验条件再进行两次实验, 测得 H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线 I 改变的实验条件是_,曲线 9 改变的实验条件是_。 答案 (1)放热 (2)1 molL -1min-1 升高温度 增大压强(或缩小容器体积) 解析(1)由图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应为放热反应。 (2)由 图可知,1 min 时氢气物质的量变化量=8 mol-6 mol=2 mol,故 v(H2)= 2mol 2 L 1min=1 molL -1min-1; 曲线 I 反应速率增大,但转化的氢气的物质的量少,应是升高温度,因该反应放热,升高温 度平衡逆向移动,不利于氢气的转化,故曲线 I 是升高温度。曲线反应速率增大,转化的氢 气的物质的量多,因压强增大平衡正向移动,故应是增大压强或缩小容器体积。
