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版高考化学练习刷题小卷练24
刷题小卷练24 化学平衡常数、转化率及相关计算
小题保分练
1.[2019·湖南长沙中学月考]已知:
反应mX(g)+nY(g)qZ(g) ΔH<0,m+n>q,在密闭容器中反应达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.恒容时通入稀有气体使压强增大,平衡不移动
B.增大压强,反应速率加快且可以提高Z的产率
C.恒压时,增加一定量Z(g),混合气体的平均相对分子质量变大
D.恒容时增加X的物质的量,Y的转化率增大
答案:
C
解析:
恒容时通入稀有气体,体系的压强增大,但反应混合物的浓度不变,则平衡不移动,A正确。
由于m+n>q,增大压强,平衡正向移动,则Z的产率提高,B正确。
恒压时,增加一定量Z(g),达到的新平衡与原平衡等效,各物质的浓度不变,则混合气体的平均相对分子质量不变,C错误。
恒容时增大X(g)的物质的量,平衡正向移动,则Y的转化率增大,D正确。
2.研究发现,液态苯是优质储氢材料:
C6H6(l)+3H2(g)C6H12(l)。
一定温度下,在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气,经反应达到平衡后,测得c(H2)=2mol·L-1。
保持温度不变,将容积体积压缩至原来一半,达到新平衡时c(H2)为( )
A.1mol·L-1
B.2mol·L-1
C.3mol·L-1
D.4mol·L-1
答案:
B
解析:
该可逆反应只有一种气体,平衡常数K=
,温度不变,则平衡常数K不变,氢气浓度不变。
3.在密闭容器中充入一定量X、Y气体,发生反应:
aX(g)+bY(l)cZ(g),达到平衡时,测得c(X)=1mol·L-1。
温度不变时,将容器体积缩小至原来的一半,达到新平衡时c(X)=1.5mol·L-1。
下列推断正确的是( )
A.上述反应中有a B.平衡向左移动 C.X的转化率减小 D.混合气体的平均相对分子质量增大 答案: D 解析: 体积缩小至原来的一半,即增大压强,温度不变。 若平衡不移动,则c(X)=2mol·L-1,大于1.5mol·L-1,推知: 加压时平衡向右移动,X的浓度减小。 增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,又因为Y为液态,故a>c,A项错误,B项错误。 X的转化率增大,C项错误。 平衡向右移动时,气体总质量增大,气体总物质的量减小,故混合气体的平均相对分子质量增大,D项正确。 4.环己基甲醛是有机合成、药物合成的重要中间体。 在合适的催化剂作用下,用环己烯可制备环己基甲醛,反应原理如下: 在恒压密闭容器中加入一定比例的反应物,测得反应过程中产物含量随温度变化的曲线如图所示。 下列判断正确的是( ) A.b点反应达到平衡状态 B.ΔH>0 C.c、d、f三点的反应速率逐渐减小 D.升高温度,平衡向生成环己烯的方向移动 答案: D 解析: 从图像看出,c点对应的体系达到平衡状态,c点前的a、b点均未达到平衡,A项错误;达到平衡之后,随着温度升高,产物的百分含量降低,说明正反应是放热反应,B项错误;c、d、f三点对应的温度依次升高,它们的反应速率依次增大,C项错误;该可逆反应的逆反应是吸热反应,升高温度,平衡逆向移动,D项正确。 5.向Ⅰ、Ⅱ两个体积相同的恒容密闭容器中各充入2molNO2气体,发生反应: 2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1,达到平衡后,Ⅰ、Ⅱ两个容器中NO2的转化率分别为α1和α2。 下列推断正确的是( ) A.转化率大小: α1<α2 B.Ⅱ中混合气体颜色较浅 C.Ⅰ中混合气体密度较大 D.Ⅱ中相对分子质量较小 答案: D 解析: 开始只投入NO2气体,NO2显红棕色,N2O4呈无色,该反应的正反应是放热反应。 在容器Ⅱ中,随着反应进行,容器内温度升高,相当于容器Ⅰ达到平衡之后进行加热,上述平衡向左移动,故容器Ⅰ中NO2的转化率较大,A项错误;容器Ⅱ中NO2的浓度较大,颜色较深,B项错误;两个容器的体积相同,气体总质量相等,故密度相等,C项错误;混合气体中,NO2的体积分数越大,混合气体的相对分子质量越小,相对于Ⅰ容器,Ⅱ容器中NO2的体积分数较大,故Ⅱ中混合气体的相对分子质量较小,D项正确。 6.[2019·河北衡水中学调研]汽车发动机中生成NO的反应为N2(g)+O2(g)2NO(g),T℃时,K=0.09。 T℃下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入N2(g)和O2(g)模拟反应,起始浓度如下表所示: 起始浓度 甲 乙 丙 c(N2)/(mol·L-1) 0.46 0.46 0.92 c(O2)/(mol·L-1) 0.46 0.23 0.92 下列判断不正确的是( ) A.起始时,反应速率: 丙>甲>乙 B.平衡时,c(NO): 甲=丙>乙 C.平衡时,N2的转化率: 甲>乙 D.平衡时,甲中c(N2)=0.40mol·L-1 答案: B 解析: 起始反应物的浓度越大,反应速率越快,则起始时反应速率: 丙>甲>乙,A正确。 丙中起始c(N2)、c(O2)分别是甲中起始量的2倍,则丙中c(NO)是甲中c(NO)的2倍,B错误。 甲与乙相比,甲可看作是在乙平衡基础上增大c(O2),而增大c(O2),平衡正向移动,N2的转化率增大,故平衡时N2的转化率: 甲>乙,C正确。 T℃时,K=0.09,甲中起始c(N2)=c(O2)=0.46mol·L-1,则有 则平衡常数K= =0.09,解得x=0.06,故平衡时甲中c(N2)=0.46mol·L-1-0.06mol·L-1=0.40mol·L-1,D正确。 7.[2019·天津静海一中调研]一定温度下,将1molA和1molB气体充入2L密闭容器中,发生反应A(g)+B(g)xC(g)+D(s) ΔH>0,t1时达到平衡。 在t2~t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是( ) A.反应方程式中的x等于1 B.t2时刻改变的条件是使用催化剂 C.t3时刻改变的条件是移去少量物质D D.t1~t3间该反应的平衡常数均为4 答案: D 解析: t2时刻C的浓度增大,t2~t3时间内C的浓度不变,说明平衡不移动,应是增大压强引起的,压强不影响该平衡体系,则有x=1+1=2,A错误。 使用催化剂,平衡不移动,C的浓度不变,B错误。 由图可知,t3时刻后,C的浓度逐渐增大,而移去少量D,平衡不移动,C的浓度不变,C错误。 t1~t3时间内温度相同,则平衡常数相同,由图可知,t1时刻C的平衡浓度为0.50mol·L-1,则有 A(g)+B(g)2C(g)+D(s) 起始浓度/(mol·L-1)0.50.50 转化浓度/(mol·L-1)0.250.250.50 平衡浓度/(mol·L-1)0.250.250.50 故该反应的平衡常数为K= = =4,D正确。 8.已知X(g)+Y(g)Z(g)+G(g) ΔH的平衡常数与温度的关系如表所示。 温度/℃ 600 700 830 1000 1200 平衡常数K 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 在830℃时,向2L密闭容器中投入amolX、bmolY气体,反应并达到平衡状态。 下列说法不正确的是( ) A.600℃和1200℃时该反应平衡常数的表达式相同 B.该可逆反应的正反应是吸热反应 C.上述反应达到平衡时X的最大转化率为50% D.上述反应达到平衡时密度、相对分子质量都不变 答案: B 解析: 根据数据表知,升高温度,平衡常数减小,说明正反应是放热反应。 9.[2019·北京朝阳区模拟]将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据: 实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min CO H2O CO2 1 650 4 2 1.6 5 2 900 2 1 0.4 3 3 2 1 0.4 1 下列说法不正确的是( ) A.该反应的正反应为放热反应 B.实验1中,前5min用CO表示的反应速率为0.16mol·L-1·min-1 C.实验2中,平衡常数为K= D.实验3与实验2相比,改变的条件可能是温度 答案: D 解析: 由表中数据计算可知,650℃和900℃时CO的转化率分别为40%、20%,说明温度越高,CO的转化率越小,则该反应的正反应是放热反应,A正确。 实验1中前5min生成1.6molCO2,同时消耗1.6molCO,则有v(CO)= =0.16mol·L-1·min-1,B正确。 实验2中达到平衡时,n(CO2)=0.4mol,则有 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 10.500 0.20.20.20.2 0.80.30.20.2 则900℃时该反应的平衡常数K= = = ,C正确。 实验2和3CO、H2O的起始量相等,实验3达到平衡所需时间比实验2短,则实验3的反应速率快,达到平衡时实验2和3中n(CO2)均为0.4mol,而升高温度,平衡逆向移动,平衡时n(CO2)减小,故改变的条件可能是使用了催化剂,D错误。 10.已知可逆反应3X(g)+2Y(s)nC(g) ΔH。 若p1 表格中数据为X的转化率)( ) p1MPa p2MPa 400℃ 99.6 99.7 500℃ 96.9 97.8 A.其他条件不变,升高温度,ΔH减小 B.n可能等于2、1 C.200℃的平衡常数大于600℃的平衡常数 D.加入高效催化剂,不改变C的体积分数 答案: A 解析: 化学反应的焓变与化学计量数有关,与反应温度无关,A项错误;Y为固体,增大压强时X的转化率增大,说明n<3,n=1或2,B项正确;温度升高,X的转化率降低,说明正反应是放热反应,所以,温度升高,平衡常数减小,C项正确;加入催化剂,只改变反应速率,能缩短达到平衡所需的时间,但平衡不发生移动,C的体积分数不变,D项正确。 11.[2019·天津一中月考]一定条件下,在体积为2L的密闭容器中,3molX和3molY发生反应3X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH>0,经60s达到平衡状态,生成0.4molZ。 下列说法正确的是( ) A.60s内平均反应速率为v(X)=0.005mol·L-1·s-1,X的转化率为80% B.其他条件不变,将容器体积变为4L,X的平衡浓度增大 C.其他条件不变,若降低温度,逆反应速率减小,X的体积分数也减小 D.其他条件不变,若初始投入2molX和2molY,则物质Y的转化率减小 答案: D 解析: 60s达到平衡,生成0.4molZ,则有v(Z)= = ×0.01mol·L-1·s-1,根据反应速率与化学计量数的关系可得v(X)= v(Z)= × ×0.01mol·L-1·s-1=0.005mol·L-1·s-1;消耗X的物质的量为0.005mol·L-1·s-1×2L×60s=0.6mol,则X的转化率为 ×100%=20%,A错误。 将容器体积变为4L,平衡逆向移动,但X的平衡浓度减小,B错误。 降低温度,正、逆反应速率均减小,平衡逆向移动,则X的体积分数增大,C错误。 其他条件不变,初始投入2molX和2molY,当将原容器容积扩大为原来的1.5倍时,可与新的平衡等效,由于容器扩大,压强减小,平衡向逆反应方向移动,X、Y的转化率均减小,D正确。 12.在VL恒容密闭容器中充入2molCO,2molNO,发生反应: 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH,测得在温度T1、T2时,不同时刻CO的浓度(mol·L-1)如表所示: 时间/min 温度/K 0 2 4 6 8 10 T1 1 0.70 0.60 0.55 0.50 0.50 T2 1 0.80 0.65 0.50 0.45 0.45 下列说法正确的是( ) A.由此推知,T1>T2,ΔH>0 B.T1时NO的平衡转化率大于T2 C.T1时上述反应的平衡常数K=1.0 D.平衡时再充入1molCO和1molNO,CO的平衡转化率减小 答案: C 解析: A项,从数据表看出,T1时反应较快,说明T1大于T2;从平衡时CO浓度看出,T1时CO浓度较大,说明正反应是放热反应,错误;B项,T1时NO的平衡转化率为50%,T2时NO的平衡转化率为55%,错误;C项,平衡时c(CO)=c(NO)=0.50mol·L-1,c(CO2)=0.50mol·L-1,c(N2)=0.25mol·L-1,K= = L·mol-1=1.0,正确。 D项,再充入等物质的量的CO和NO,相当于对原平衡体系加压,该可逆反应的正反应为气体分子总数减小的反应,故平衡向右移动,CO、NO的平衡转化率都增大,错误。 13.[2019·黑龙江哈尔滨三中模拟]在一定温度下,将H2和I2(g)各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表: t/min 2 4 7 9 n(I2)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法不正确的是( ) A.反应前4min的平均速率v(HI)=2.5×10-3mol·L-1·min-1 B.当体系压强不再改变时可以判断反应达到平衡状态 C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44 D.再充入0.05molH2、0.05molI2(g)和0.06molHI,平衡不移动 答案: B 解析: 反应前4minn(I2)由0.16mol减少到0.11mol,则有v(HI)=2v(I2)=2× =2.5×10-3mol·L-1·min-1,A正确。 该反应是反应前后气体总分子数不变的反应,恒容时气体总压强不变,故不能根据压强判断是否达到平衡状态,B错误。 由表中数据可知,达到平衡时n(I2)=0.10mol,此时c(I2)=0.010mol·L-1,则有 H2(g)+I2(g)2HI(g) 起始浓度/(mol·L-1)0.0160.0160 转化浓度/(mol·L-1)0.0060.0060.012 平衡浓度/(mol·L-1)0.0100.0100.012 则该温度下平衡常数为K= = =1.44,C正确。 再充入0.05molH2、0.05molI2(g)和0.06molHI,由于该反应为气体分子数不变的反应,充入气体的物质的量之比与原平衡状态相应气体的物质的量之比相等,相当于增大压强,则平衡不移动,D正确。 14.[2019·辽宁师大附中模拟]T1℃时,向容器为2L的密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生如下反应A(g)+2B(g)C(g)。 反应过程中测定的部分数据如下表: 反应时间/min n(A)/mol n(B)/mol 0 1.00 1.20 10 0.50 30 0.20 下列说法错误的是( ) A.前10min内反应的平均速率为v(C)=0.0250mol·L-1·min-1 B.其他条件不变,起始时向容器中充入0.50molA(g)和0.60molB(g),达到平衡时n(C)<0.25mol C.其他条件不变时,向平衡体系中再充入0.50molA,与原平衡相比,达到平衡时B的转化率增大,A的体积分数增大 D.温度为T2℃时(T1>T2),上述反应的平衡常数为20,则该反应的正反应为放热反应 答案: D 解析: 前10min内消耗0.50molA,同时生成0.50molC,则有v(C)= =0.0250mol·L-1·min-1,A正确。 10min时,反应的n(B)=2n(A)=2×(1.00mol-0.50mol)=1.00mol,则10min时,B的物质的量为0.20mol,与30min时B的物质的量相等,则反应10min时已达到平衡状态;其他条件不变,若起始时向容器中充入0.50molA(g)和0.60molB(g),将容积缩小为原来的 时与原平衡等效,达到平衡时n(C)=0.25mol,但扩大容积,恢复到原体积,压强减小,平衡逆向移动,故达到平衡时n(C)<0.25mol,B正确。 其他条件不变时,向平衡体系中再充入0.50molA,平衡正向移动,与原平衡相比,达到平衡时B的转化率增大,A的体积分数增大,C正确。 由上述分析可知,10min时n(A)=0.50mol,此时达到平衡状态,A、B、C的浓度(mol·L-1)分别为0.25、0.10和0.25,则有K(T1)= = =100>K(T2)=20,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,D错误。 15.[2019·江西临川二中、莲塘一中联考]在2L恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应A(g)+B(g)2C(g)+D(s),所得实验数据如下表: 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) ① 600 0.30 0.20 0.30 ② 700 0.20 0.30 0.24 ③ 800 0.10 0.10 a 下列说法不正确的是( ) A.实验①中,若5min时测得n(B)=0.050mol,则0~5min时间内平均反应速率为v(A)=0.015mol·L-1·min-1 B.实验②中达到平衡后,增大压强,A的转化率不变,平衡常数K不变 C.700℃时该反应的平衡常数K=4.0 D.实验③中,达到平衡时,a>0.10 答案: D 解析: 实验①中,5min时测得n(B)=0.050mol,则消耗的n(A)=n(B)=0.20mol-0.050mol=0.15mol,故有v(A)= =0.015mol·L-1·min-1,A正确。 反应前后气体分子总数不变,故增大压强,平衡不移动,则A的转化率不变,温度不变,平衡常数K不变,B正确。 700℃时,n(C)=0.24mol,则有 A(g)+B(g)2C(g)+D(s) 起始浓度/(mol·L-1)0.100.150 转化浓度/(mol·L-1)0.060.060.12 平衡浓度/(mol·L-1)0.040.090.12 则700℃时该反应的平衡常数K= = =4.0,C正确。 ①600℃时,n(C)=0.30mol,则有 A(g)+B(g)2C(g)+D(s) 起始浓度/(mol·L-1)0.150.100 平衡浓度/(mol·L-1)0.0750.0250.15 则有600℃时该反应的平衡常数K= = =12,对比实验①和②可知,升高温度,平衡常数减小,故实验③中K<4.0,因此K= = <4.0,推知a<0.10,D错误。 16.[2019·黄冈调研]已知反应: CH2===CHCH3(g)+Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)+HCl(g)。 在一定压强下,按w= 向密闭容器中充入氯气与丙烯。 图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系,则下列说法错误的是( ) A.图甲中,w2>1 B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C.温度为T1、w=2时,Cl2的平衡转化率为50% D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将增大 答案: C 解析: w增大,CH2===CHCH3的转化率增大,则φ减小,由上述分析可知: w2>w1=1,A项正确;由图甲知,w一定时,温度升高,φ增大,说明正反应为放热反应,故温度升高,正反应平衡常数减小,故图乙中曲线A、B分别表示逆反应的平衡常数、正反应的平衡常数,B项正确;由图乙可知,T1时平衡常数为1,设起始时CH2===CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol,达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol,根据三段式法进行计算: CH2===CHCH3(g)+Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)+HCl(g) 起始/mol a2a00 转化/mol xxxx 平衡/mol a-x2a-xxx 则 =1,解得x= a,则Cl2的平衡转化率为 a÷2a×100%≈33.3%,C项错误;该反应在反应前后气体分子数不变,正反应放热,在恒容绝热装置中进行题述反应,体系内温度升高,根据pV=nRT知,达到平衡时装置内的气体压强将增大,D项正确。 17.[2019·江西临川二中、莲塘一中联考]T℃,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生反应A(g)+B(g)2C(g)+D(s) ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)的物质的量为2.0mol。 下列说法正确的是( ) A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20% B.T℃时该反应的化学平衡常数为K=2 C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡逆向移动 D.相同条件下,若将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样容器,达到平衡后,A(g)的转化率为50% 答案: D 解析: 达到平衡时生成2.0molC,则反应消耗1.0molA和1.0molB,则A(g)的体积分数为 ×100%=25%,A错误。 达到平衡时,A、B、C的物质的量浓度(mol·L-1)分别为1.0、1.0、2.0,则T℃时该反应的平衡常数为K= = =4,B错误。 该反应是反应前后气体总分子数不变的反应,缩小容器的体积,平衡不移动,C错误。 相同条件下,将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样的容器中,达到的平衡与原平衡是等效平衡,A(g)的转化率不变,则A(g)的转化率为 ×100%=50%,D正确。 18.[2019·北京西城区重点中学模拟]在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表: 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 下列说法正确的是( ) A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0~5min时间内,用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10-2mol·L-1·min-1 B.实验②中,该反应的平衡常数为K=2.0 C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60% D.实验④中,达到
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- 高考 化学 练习 刷题小卷练 24
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