版《试吧》高中全程训练计划化学 课练24 化学平衡常数转化率及相关计算.docx
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版《试吧》高中全程训练计划化学课练24化学平衡常数转化率及相关计算
课练24 化学平衡常数、转化率及相关计算
小题狂练
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
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