高中化学选修化学平衡习题及答案解析.docx
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高中化学选修化学平衡习题及答案解析
第三节化学平衡练习题
一、选择题
1.在一个密闭容器中进行反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
已知反应过程中某一时刻,SO2、O2、SO3分别是L、L、L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()
A.SO2为L,O2为L
B.SO2为L
C.SO2、SO3(g)均为L
D.SO3(g)为L
2.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)达到平衡的标志是()
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.A、B、C的浓度不再变化
C.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
D.A、B、C的分子数之比为1:
3:
2
3.可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)达到平衡时的标志是()
A.混合气体密度恒定不变
B.混合气体的颜色不再改变
C.H2、I2、HI的浓度相等
D.I2在混合气体中体积分数不变
4.在一定温度下的定容密闭容器中,取一定量的A、B于反应容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:
A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达平衡的是()
A.混合气体的压强B.混合气体的密度
C.C、D的物质的量的比值D.气体的总物质的量
5.在一真空密闭容器中,通入一定量气体A.在一定条件下,发生如下反应:
2A(g)
B(g)+xC(g),反应达平衡时,测得容器内压强增大为P%,若此时A的转化率为a%,下列关系正确的是()
A.若x=1,则P>aB.若x=2,则P<a
C.若x=3,则P=aD.若x=4,则P≥a
6.密闭容器中,用等物质的量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,则这时A的转化率为()
A.40%B.50%
C.60%D.70%
7.在1L的密闭容器中通入2molNH3,在一定温度下发生下列反应:
2NH3
N2+3H2,达到平衡时,容器内N2的百分含量为a%。
若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是()
A.3molH2+1molN2B.2molNH3+1molN2
C.2molN2+3molH2D.++
8.在密闭容器中发生反应2SO2+O2
2SO3(g),起始时SO2和O2分别为20mol和10mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%。
若从SO3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为()
A10mol10%B20mol20%C20mol40%D30mol80%
9.X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X+2Y
2Z。
达到平衡时,若它们的物质的量满足:
n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为()
A.
B.
C.
D.
10.一定条件下,在一密闭容器中通入一定量SO2和O2的混合气体,发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q(Q>0)。
反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3∶4∶6,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,O2和SO3的物质的量分别是11mol和20mol,此时容器内SO2的物质的量应是A
A07molB09molC11molD13mol
11.在一定温度下,某密闭容器中发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q达平衡后,SO2、O2、SO3的物质的量之比为3∶2∶4。
其它条件不变,升温达到新平衡时,SO2为mol,O2为mol,则此时SO3的物质的量为()
A.molB.molC.molD.mol
12.某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件发生反应A+3B
2C,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为VL,其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是()
①原混合气体的体积为
②原混合气体的体积为
③反应达到平衡时气体A消耗掉
④反应达到平衡时气体B消耗掉
A、②③B、②④C、①③D、①④
13.在一定温度时,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生如下反应:
A(s)+2B(g)
C(g)+2D(g),经5min后,测得容器内B的浓度减少了L。
下列叙述不正确的是()
A.在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为(L·min)
B.5min时,容器内D的浓度为L
C.当容器内压强保持恒定时,该可逆反应达到平衡状态
D.5min时容器内气体总的物质的量为3mol
14.把6molA和5molB两气体通入容积为4L的密闭容器中,一定条件下反应:
3A(气)+B(气)
2C(气)+xD(气)+Q,5min达平衡,此时生成2molC,测得D的平均反应速率为·(L·min)-1。
下列说法中正确的是()
A.降低平衡体系的温度,逆反应速率最小,正反应速率增大,平衡正向移动
B.恒温下达到平衡的标志是C和D的生成速率相等
C.A的平均反应速率为·(L·min)
D.B的转化率为25%
15.一定温度下,向一固定容积的容器中放入1molA和1molB,待反应A(s)+B(g)
C(g)+2D(g)达到平衡时,C的质量分数是M%,在相同的条件下,若按以下配比开始反应,平衡时C的质量分数比为M%的是()
A.2molA+2molBB.2molD+1molC
C.2molD+1molA+1molBD.+++
16.在密闭容器中发生反应2SO2+O2
2SO3(g),起始时SO2和O2分别为30mol和15mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%,若从SO3开始进行反应,在相同条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率为()
A.15mol和10%B.30mol和20%
C.30mol和40%D.45mol和80%
二、填空题
17.写出下列化学反应的化学平衡常数表达式:
①N2+3H2
2NH3K=
②
N2+H2
NH3K=
③Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2K=
18.在1L密闭容器中,充入amolN2和bmolH2,在一定温度下N2+3H2
2NH3,达到平衡,容器中还剩余CmolN2,则平衡时N2的转化率是,H2的转化率是,生成NH3是mol,容器中H2的平衡浓度是。
19.一定温度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2,当反应达到平衡时,有3molSO2发生了反应,则:
(1)生成了molSO3,SO2的转化率为。
(2)平衡时容器内气体的总物质的量为。
(3)平衡时SO2的浓度是,O2的浓度是,SO3的浓度是。
20.一定条件下,可逆反应:
A2+B2
2C达到平衡。
经测定,平衡时c(A2)=L,c(B2)=L,c(C)=L,若A2、B2和C的起始浓度分别为amol/L,bmol/L,cmol/L。
请回答:
(1)a、b应满足的关系是____________________
(2)a的取值范围是___________________________
21.在温度830K时,下列可逆反应及其平衡有某些特殊性:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
若c(CO)始为2mol/L,c(H2O)始为3mol/L,反应达平衡时,CO的转化率为60%,如果c(H2O)始为6mol/L,c(CO)始为2mol/L,反应达到平衡时,则CO的转化率为75%。
1计算上述两种情况下H2O的转化率、,CO和H2O的转化率之间的关系可表示为。
(2)设830K时,c(CO)始=amol/L,c(H2O)始=bmol/L,达平衡时c(H2)平=cmol/L。
①当a=5,c=
时,b=;②当a=b时,
=;
③用以表示a、b、c之间关系的式子是。
22.将2molH2O和2molCO置于1L容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反应:
2H2O(g)
2H2+O22CO+O2
2CO2
(1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能同时是和,或和。
(填它们的分子式)
(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n(O2)平=amol,n(CO2)平=bmol。
试求n(H2O)平=。
(用含a、b的代数式表示)
三、计算题
23.amolN2和bmolH2反应,在一定条件下达到平衡,生成cmolNH3.NH3在平衡混合物中的质量分数是多少
24.1体积SO2和3体积空气混合后,在450℃以上通过V2O5催化剂,发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为∶1,则反应掉的SO2是原有SO2的百分之几
答案及解析:
1.C项反应物、生成物浓度不可能同时减小。
因是可逆反应,不可能反应物或生成物变为0,A、D不正确。
答案:
B。
2.判断一个反应是否处于平衡状态的主要依据为:
①看v(正)与v(逆)是否相等;②反应物和生成物的浓度是否不随时间的变化而变化。
A选项说明v(正)=v(逆),B选项说明反应体系各物质的浓度不再改变,应选A、B。
D很明显是错误,C选项不能确保已达平衡(在任何时刻,有nmolA产生时必有3nmolB同时产生,两者表示的都是逆反应速率)。
答案为AB。
3.对于氢气与碘蒸气合成碘化氢反应来说,它反应前后气体体积没有发生变化。
因此在一固定容积的密闭容器中,不管该可逆反应是从正反应开始还是从逆反应开始,不管该反应是否达到平衡状态,容器中混合气体的密度始终是不变的,显然A项不是平衡时的标志;在H2、I2、HI气体中只有I2蒸气具有颜色是紫红色的,当混合气体的颜色不变时,实质上就意味着I2的浓度不再变化,也就是反应混合物各组成成分的含量保持不变。
故B选项正确;C选项中H2、I2、HI的浓度相等时,并不表示各物质的浓度保持不变,故C项错误;D选项I2在混合气体中体积分数不变就表示各物质的浓度不再发生变化,故D选项正确。
答:
BD。
4.题给反应是一个反应前后气体体积不变的反应,故不管平衡是否移动,混合气体的压强与气体的总物质的量均不变;而平衡生成C、D的物质的量相等,故比值不变。
答案:
B。
5.转化率=
×100%。
A项根据已知压强增大P%,则x+1>2,x>1,排除A。
设通入的一定量气体A为1mol,
2A(g)
B(g)+xC(g)
始态(mol)100
转化(mol)a%
a%
a%
平衡(mol)1-a%
a%
a%
依据压强增大P%,则应满足:
1-a%+
a%+
a%=1+P%
x=
+1
当x=2时
a=2P
P<aB选项正确
当x=3时
P=a
C选项正确
当x=4时
D选项排除
答案为B、C。
6.【知识点拨】化学平衡的一般计算要采用平衡计算模式,模式中的三种量可用物质的量,物质的量浓度,对于气体,还可用体积。
对于气体的相关计算,可涉及压强、体积、相对密度和平均相对分子量,故可用到相关规律,如压强比等于物质的量之比,气体体积比等于物质的量之比,质量守恒定律。
采用求平均量的计算公式或三角正弦法等。
如果已知平衡时总的物质的量或总体积,或平衡时的物质的量与初始物质的量之比,或平衡时与初始的压强之比,或平衡时的平均相对分子量,则要设未知数写出模式,列代数方程式求解。
若是已知平衡时的平均相对分子量,则要根据质量守恒定律列代数式求解。
【分析解答】设A物质的转化率为x,A和B起始物质的量都为amol。
A(g)+2B(g)
2C(g)
起始物质的量(mol)aa0
转化物质的量(mol)ax2ax2ax
平衡物质的量(mol)a-axa-2ax2ax
根据题意,A和B物质的量之和与C物质的量相等
a-ax+a-2ax=2ax
x=
则A的转化率为40%,选项A正确.
7.同温同容下,对于氨的分解反应,我们根据反应的系数关系,将选项的四种情况都换算成反应物(NH3),如果NH3为2mol时,它们都可达到相同的平衡状态,即等效。
选项A换算成NH3为2mol,符合题意;选项B、C换算成NH3都不是2mol,故排除。
选项D:
2NH3
N2+3H2
213
x
x=
+=(mol),等效。
答案为:
A、D。
8.某可逆反应,无论从正反应开始,还是从逆反应开始,只要正反应起始浓度与逆反应起始浓度“相当”,在相同条件下,可达到同一平衡状态。
答案:
B。
9.【分析解答】X+2Y
2Z
起始amolbmol0
反应
baba
平衡
ba
根据题意
∴
答案为B选项。
10.【分析解答】一法:
设第一种平衡状态下O2为x,则SO3为
,变成第二种平衡时O2变化量为y,
2SO2g+O2g
2SO3g+Q
x
x
x+2y=20解得:
x=12mol
y2yx-y=11y=01mol
1120
可得:
2SO2g+O2g
2SO3g+Q
二法:
用等效平衡办法,将SO3转变为SO2和O2,使原初始量比相同。
2SO2g+O2g
2SO3g2SO2g+O2g
2SO3g
346x1120
53010
=
=
x=mol
三法:
2SO2g+O2g
2SO3g2SO2g+O2g
2SO3g
210210
1221-4a6a
1124a6a
=
,a=03
2SO2g+O2g
2SO3g2SO2g+O2g
2SO3g
2721027210
180918212
09121807112
答案为A。
11.【分析解答】解法一:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
n0(mol)ab0ab0
n变(mol)2xx2xa-b-
n平(mol)a-2xb-x2x
b=mol,a=×=mol。
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
n0(mol)0
n变(mol)
n平(mol)
解法二:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
n0(mol)3a2a4a
n变(mol)2xx2x
n平(mol)3a+2x2a+x4a2x
由题意知,3a+2x=,2a+x=,联立二式得:
a=mol,x=mol,4a2x=4×mol2×mol=mol,故应选A。
12.A13.D14.C15.BD16.B
17.
(1)
;
(2)
;(3)
18.
;
;2(a-c)mol;b-3a+3cmol/L
19.
(1)3;60%
(2)(3)L;L;L
20.
(1)a-b=
(2)≤a≤
解析:
(1)A、B消耗浓度与化学计量数成正比:
=
=
(2)若反应从正方向开始,C的起始浓度为0:
A2+B2
2C
+mol0a=
若反应从逆向反应开始:
A、B两物质中必有一种物质的量为0,根据题目数据可知b=0
A2+B2
2C
0a=
则a的取值范围为≤a≤
21.140%;25%;CO+H2O=12①4②05③
+
=1或ac+bc=ab
注:
此类平衡除上述规律外,还有一规律:
生成物的平衡量的分子是两反应物的乘积,
分母是两反应物的和。
22.
(1)H2OH2,COCO2
(2)(2-2a-b)mol
23.分析凡化学平衡算题,常用下列计算模式进行计算:
(一)常规解法:
NH3的质量分数应等于平衡态(即终态)时NH3的质量除以平衡态时各组分的质量和,即为:
NH3%=17c/[28(a-c/2)+2(b-3c/2)+17c]×100%=17c/(28a+2b)×100%
(二)巧解:
平衡混合气质量守恒,仍为(28a+2b)g,其中NH3为17cg,则有NH3%=17c/(28a+2b)×100%
答案17c/(28a+2b)×100%。
24.分析同温同压下反应前后气体密度比为∶1,即体积比为1∶,体积差量为(1+3)×=.
设反应掉的SO2为x体积.
X=
则反应掉SO2是原有SO2的80%.
解题方法为差量法.
答案80%.
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