发布时间 : 星期四 文章同步测控 优化设计高二人教版化学选修四练习：2.3.4化学平衡常数 Word版含答案[ 高考]更新完毕开始阅读faf0cd2afc0a79563c1ec5da50e2524de518d095
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A.平衡后CO的体积分数为40% B.平衡后CO的转化率为25% C.平衡后水的转化率为50%
D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24 解析:设达到平衡时,反应掉CO的体积为x。
CO(g) + H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始: 30 mL 20 mL 0 0 变化: x x x x 平衡: 30 mL-x 20 mL-x x x 由题意知:20 mL-x=x,故x=10 mL 故平衡后CO的体积分数为×100%=40%,CO的转化率为×100%≈33.3%,H2O的转化率为×100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为=24。 答案:B
2.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-1) 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/(mol·L-1) 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0.012 mol·L-1
D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢 解析:由三段式:
H2 + CO2 H2O+CO 甲始态/(mol·L-1): 0.010 0.010 0 0 甲反应/(mol·L-1): x x x x 甲终态/(mol·L-1): 0.010-x 0.010-x x x
,所以x=0.006,甲中H2的转化率为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A项正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡不移动,丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004 mol·L-1,B项正确、C项错误;B、C项也可以用三段式来求解。由浓度可知D项正确。 答案:C
3.某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后的压强之比为5∶4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是( ) A.该反应的化学平衡常数表达式是K= B.此时,B的平衡转化率是35%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大 D.增加C,B的平衡转化率不变
解析:平衡时容器内混合气体总的物质的量为(4 mol+2 mol)×=4.8 mol,生成C的物质的量为1.6 mol,则:
3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)
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初始量 4 mol 2 mol 0 0 转化量 1.2 mol 0.8 mol 1.6 mol 0.8 mol 平衡量 2.8 mol 1.2 mol 1.6 mol 0.8 mol
分析可知D为气体,C为固体或液体,该反应的化学平衡常数表达式是K=,A项错;平衡时B的转化率是×100%=40%,B项错;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度不变,故化学平衡常数不变,C项错;由于C为固体或液体,增加C对平衡没有影响,B的平衡转化率不变,D项正确。 答案:D
4.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/℃ 1 000 1 150 1 300 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 0(填“>”“<”或“=”);
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)= 、CO的平衡转化率= ;
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是 。 A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2 D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
解析:(1)注意物质的状态,随着温度升高K逐渐减小,所以此反应是放热反应。
(2)由三段式: Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 始态/(mol·L-1): 0.1 0.1 终态/(mol·L-1): 0.1-x 0.1+x 反应/(mol·L-1): x x
温度为1 000 ℃,所以K==4.0,所以x=0.06,v(CO2)==0.006 mol·(L·min)-1。
(3)Fe2O3、Fe均是固体,改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化学平衡,故A、B项反应速率、化学平衡均不改变;C项移出部分CO2,平衡右移,正确;D项此反应为放热反应,升高温度,平衡左移,错误;E项减小容器容积,相当于加压,平衡不移动,错误;F项催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,错误。 答案:(1) <
(2)0.006 mol·(L·min)-1 60% (3)C
5.在一定温度下,向一个5 L的密闭容器中通入2 mol N2和8 mol H2及固体催化剂,使之反应。已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1,平衡时容器内气体压强为起
始时的80%。
(1)计算平衡时容器内NH3的体积分数为 ,该温度下反应的平衡常数为 。
(2)加入2 mol N2和8 mol H2,达到平衡时,放出热量为 (填序号)。
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A.大于92.2 kJ B.等于92.2 kJ C.小于92.2 kJ
D.可能大于或小于或等于92.2 kJ
(3)在相同容器中,降低温度,通入2 mol NH3和1 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数是否为25%,下列判断正确的是 (填序号)。 A.一定等于25% B.一定大于25% C.一定小于25%
D.可能大于或小于或等于25%
解析:(1)平衡时容器内混合气体总的物质的量为(2 mol+8 mol)×80%=8 mol,则: N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
初始量 2 mol 8 mol 0 转化量 x 3x 2x 平衡量 2 mol-x 8 mol-3x 2x
(2 mol-x)+(8 mol-3x)+2x=8 mol,x=1 mol。平衡时,N2、H2、NH3的物质的量分别为1 mol、5 mol、2 mol,浓度分别为0.2 mol·L-1、1 mol·L-1、0.4 mol·L-1。氨气的体积分数即物质的量分数为×100%=25%;K==0.8。
(2)因反应生成的NH3为2 mol,根据热化学方程式的意义可知,放出的热量为92.2 kJ。 (3)通入2 mol NH3和1 mol H2与相同条件下通入1 mol N2和4 mol H2建立的平衡等效。在相同温度下,若在2.5 L容器中,通入2 mol NH3和1 mol H2达到平衡时NH3的体积分数为25%,然后将体积扩大到5 L,平衡左移,NH3的体积分数小于25%,又因降低温度,平衡右移,则NH3的体积分数增大,因降温幅度大小不同,NH3的体积分数不能确定。 答案:(1)25% 0.8 (2)B (3)D
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