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專題33 化學(xué)平衡常數(shù)及化學(xué)平衡相關(guān)計算 （滿分42分 時間20分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應(yīng)：2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) △H>0，T溫度下的部分實(shí)驗數(shù)據(jù)為： t/s 0 50 100 150 c(X2O5) mol/L 4.00 2.50 2.00 2.00 下列說法錯誤的是 A． T溫度下的平衡數(shù)為K=64 (mol/L)3，100s時轉(zhuǎn)化率為50% B． 50s 內(nèi) X2O5分解速率為 0.03 mol/ (L?s) C． T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則Kl>K2 D． 若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，則平衡時X2O5的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)都不變 【答案】D 【解析】 【分析】 2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) 初始 4.00 0 0 改變 2.00 4.00 1.00 平衡 2.00 4.00 1.00 根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析。 【詳解】 A. T溫度下的平衡數(shù)為K= =64 (mol/L)3，100s時轉(zhuǎn)化率為2/4=50%，故正確；B. 50s 內(nèi) X2O5分解速率為= 0.03 mol/ (L?s)，故正確；C. 因為反應(yīng)是吸熱的，所以T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，溫度升高，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，故正確；D. 反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，在恒容條件下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器中的壓強(qiáng)逐漸增大，若壓強(qiáng)恢復(fù)到起始壓強(qiáng)，則該平衡正向移動，則平衡時X2O5的轉(zhuǎn)化率增大，但平衡常數(shù)不變，故錯誤。故選D。 【點(diǎn)睛】 平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度和壓強(qiáng)無關(guān)。 2．T2℃時，將1 mol X和2 mol Y投入2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng):X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH，測得X、Y的量隨時間變化如下表，平衡時物質(zhì)X的體積分?jǐn)?shù)為φ，該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)隨溫度的變化如下圖，則下列判斷正確的是 0 1 2 3 4 5 6 X 1 0.80 0.66 0.58 0.52 0.50 0.50 Y 2 1.60 A． 前5 min用Z表示的平均反應(yīng)速率為1.2mol/(Lmin) B． T2℃時，對于反應(yīng)1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g) △H’ 2ΔH’=ΔH C． T2℃時，若以1mol X、2mol Y和1mol Z充入上述容器中，達(dá)到平衡時X的體積分?jǐn)?shù)比φ大 D． 該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且T1PIV C． 達(dá)到平衡時，逆反應(yīng)速率容器IV中比容器Ⅰ中的大 D． 達(dá)平衡后，再向容器Ⅰ中充入0.16 mol SO2、0.04 mol SO3，則此時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 【答案】C 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查化學(xué)平衡移動的相關(guān)知識。運(yùn)用等效平衡的原理解答，即一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，采用不同的方法改變外界條件，，會導(dǎo)致平衡移動過程中某些方面的等效性，以此推出其他方面的變化進(jìn)行分析判斷選項的合理性。 6．一定溫度下，在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達(dá)到平衡。下列說法正確的是 容器 溫度/K 物質(zhì)的起始濃度（mol/L） 物質(zhì)的平衡濃度（mol/L） c(H+) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A． 該反應(yīng)的逆反應(yīng)放熱 B． 達(dá)到平衡時，容器Ⅰ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器Ⅱ中的大 C． 達(dá)到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D． 達(dá)到平衡時，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題主要是考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)判斷與計算以及外界條件對反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響。化學(xué)平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個平衡理論體系，而化學(xué)平衡則是這一體系的核心，是分析其他平衡移動的基礎(chǔ)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)則是新課標(biāo)地區(qū)的高考命題熱點(diǎn)，并且試題的綜合性強(qiáng)、能力要求高。 7．溫度為T時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)經(jīng)一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是（　　） t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/ mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 A． 相同溫度下，起始時向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20molCl2，達(dá)到平衡時，c(PCl5) > 0.4molL－1 B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(PCl3)=0.11molL－1，則反應(yīng)的△H＜0 C． 反應(yīng)在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.0032molL－1s－1 D． 相同溫度下，起始時向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，達(dá)到平衡時，PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80% 【答案】A 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)計算、平衡移動、等效平衡等，難度中等，注意平衡計算的方法應(yīng)用。 8．在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時，各組分含量都不變，以下推斷正確的是( ) ①a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是4a＋c＝2b ②平衡時HBr為ax mol ③a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系是a＋b＝c ④平衡時HBr為x mol A． ① B． ①② C． ①④ D． ②③ 【答案】C 【解析】 【分析】 在容器中加入1 mol H2和2 mol Br2達(dá)到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)，達(dá)到平衡時，各組分含量都不變，則建立的是等效平衡；由于該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，將所有量按照反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氫氣和溴，只要滿足n(H2)：n(Br2)＝1：2即可。據(jù)此解答。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化——邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。掌握等效平衡的判斷方法及滿足條件，明確恒溫恒容與恒溫恒壓條件下的等效平衡的區(qū)別是解答的關(guān)鍵。 9．已知熱化學(xué)方程式：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)　ΔH＝－Q kJmol－1(Q＞0)。下列說法正確的是 (　　)。 A． 相同條件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B． 將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后，放出熱量為Q kJ C． 增大壓強(qiáng)或升高溫度，該反應(yīng)過程放出更多的熱量 D． 如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ，則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化 【答案】D 【解析】 【詳解】 10．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋Y(g) ? 2Z(g)，ΔH＜0，一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是。 A． 反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)＝2.010－3molL－1min－1 B． 其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)＞v(正) C． 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1.44 D． 其他條件不變，再充入0.3 mol Z，平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大 【答案】C 【解析】 【詳解】 A、反應(yīng)前2min，消耗Y的物質(zhì)的量(0.16－0.12)mol=0.04mol，則生成Z的物質(zhì)的量為0.042mol=0.08mol，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(Z)=mol/(Lmin)=410－3mol/(Lmin)，故A錯誤；B、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則達(dá)到新平衡之前，v(逆)0,T1溫度下的部分實(shí)驗數(shù)據(jù)如下表所示。 t/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列說法正確的是 A． 該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行 B． T1溫度下的平衡常數(shù)為K1＝125，1 000 s時N2O5(g)轉(zhuǎn)化率為50% C． 其他條件不變時，T2溫度下反應(yīng)到1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L，則T1T2，則K1K1 B． 新平衡時Y的濃度增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動K1>K2 C． 新平衡時，Z的濃度大于原平衡2倍，K1=K2 D． 反應(yīng)過程中，化學(xué)反應(yīng)速率同等程度增大，K1=K2 【答案】C 【解析】 【分析】 保持溫度不變壓強(qiáng)增大至原來的2倍，將容器的容積壓縮到原來容積的一半，假定平衡不移動，Y濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，達(dá)到新平衡時，物質(zhì)Y的濃度是原來的1.6倍，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，則應(yīng)由a+b>c+d，據(jù)此解答。 【詳解】 A．平衡向正反應(yīng)方向移動，溫度不變K值不變，K2=K1，選項A錯誤；B．新平衡時Y的濃度為原來的1.6倍，濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，溫度不變則K1=K2，選項B錯誤；C．新平衡時，平衡正向移動，體積為原來的一半但Z的物質(zhì)的量增大，濃度大于原平衡的2倍，K1=K2，選項C正確；D．反應(yīng)過程中，化學(xué)反應(yīng)速率均增大，未達(dá)平衡前正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率， K1=K2，選項D錯誤；答案選C。 【點(diǎn)睛】 本題考查化學(xué)平衡移動的影響，題目難度不大，本題注意用假定法判斷，如果平衡不移動，則達(dá)到平衡時Y的濃度為原來的2倍，根據(jù)實(shí)際Y的濃度，判斷平衡移動。 13．T K時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol COCl2，反應(yīng)COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)，經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表： t / s 0 2 4 6 8 n(Cl2) / mol 0 0.16 0.19 0. 20 0.20 下列說法正確的是( ) A． 反應(yīng)在前2 s 的平均速率v(CO)= 0.080 molL-1s-1 B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(Cl2) = 0.11 molL-1，則反應(yīng)的ΔH＜0 C． T K時起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，達(dá)到平衡前v正>v逆 D． T K時起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO，達(dá)到平衡時，Cl2的轉(zhuǎn)化率為80% 【答案】C 【解析】A、反應(yīng)在前2s的平均速率，錯誤；B、平衡時 該溫度下，若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，此時＜0.025，則反應(yīng)達(dá)到平衡前正>v逆。正確；D、T K時起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO ，應(yīng)等效于向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2，達(dá)到平衡時Cl2的轉(zhuǎn)化率等于80%，如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO，相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小0.1mol CO，平衡在原來的基礎(chǔ)上向正反應(yīng)方向移動，則Cl2的轉(zhuǎn)化率小于80%，錯誤；故選C。 14．溫度為T1時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng): 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) (正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗測得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗= 2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是 容器編號 物質(zhì)的起始濃度（molL－1） 物質(zhì)的平衡濃度（molL－1） c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A． 設(shè)k為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有k=k逆:k正 B． 達(dá)平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比為20∶17 C． 容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達(dá)平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小 D． 若改變溫度為T2,且T2>T1,則k正:k逆<0.8 【答案】C 【解析】 體的總量小于0.85mol，所以達(dá)平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強(qiáng)之比大于20∶17，B錯誤；針對于容器Ⅰ內(nèi)反應(yīng)可知：NO2的轉(zhuǎn)化率為0.4/0.6=2/3,假設(shè)容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率也為2/3，反應(yīng)正向進(jìn)行，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為： 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 起始量 0.3 0.5 0.2 變化量 0.2 0.2 0.1 平衡量 0.1 0.7 0.3 平衡常數(shù)為k=0.30.72/0.12=14.7>8,所以容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達(dá)平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小，C正確；由于該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度，所以時平衡常數(shù)增大，則k正:k逆>0.8；正確選項C。