1、1考点规范练 20 化学平衡状态 化学平衡常数(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.对于可逆反应 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )A.达到化学平衡时,4 v 正 (O2)=5v 逆 (NO)B.若单位时间内生成 x mol NO 的同时,消耗 x mol NH3,则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时,若增加容器容积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D.化学反应速率关系是 2v 正 (NH3)=3v 正 (H2O)2.只改变一个影响因素,平衡常数 K
2、 与化学平衡移动的关系叙述正确的是( )A.K 值有变化,平衡一定移动B.平衡向正反应方向移动时, K 值一定增大C.K 值不变,平衡不可能移动D.相同条件下,同一个反应其化学方程式的计量数增大到原来的 2 倍, K 值也增大到原来的 2 倍3.已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g),其他条件不变,平衡时 c(CO2)与温度 t 的关系如图所示。下列说法错误的是( )A.平衡状态 A 与 C 相比,平衡状态 A 的 c(CO)较小B.在 t2时, D 点的反应速率: v(逆) v(正)C.反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的 H
3、0D.若 t1、 t2时的平衡常数分别为 K1、 K2,则 K1p2B.F、 G 两点对应的平衡常数: KF v(第二步反应)B.反应的中间产物只有 NO3C.第二步中 NO2与 NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高12.(16 分)研究氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:2NO2(g)+NaCl(g) NaNO3(g)+ClNO(g) K1 Hp1,A 项错误;由图像可知该反应为吸热反应,所以温度越高, K 越大,B 项正确; E 点为平衡点,应为 3v 正 (NH3)=2v 逆 (H2),C 项错误;假设 E 点反应后气体总体积为 1L,则 N2为 0.1L、
4、H 2为 0.3L,未反应的 NH3为 0.6L,参加反应的 NH3为 0.2L,所以氨气的转化率为 100%=25%,D 项错误。0.20.6+0.28.C 反应的 K 值随温度升高而减小,反应是放热反应,反应的 K 值随温度升高而增大,反应是吸热反应,A 项错误;升高温度,两个反应的反应速率都增大,B 项错误;在标准状况下,反应 K10 10,反应 K10 -30,相差很大,故利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大,C 项正确;在 1000时,反应、反应的 K 值相等,即 ,而体系中 N2的浓度不一c2(NH3)c(N2)c3(H2)= c2(NO)c(N2)c(O2)定相等,D 项错
5、误。9.C 从图像可知,温度越高氢气的含量越高,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,温度升高平衡常数减小,则平衡常数 A 点大于 B 点,A 项错误; B 点只能说明该温度下,CO 2和 H2O 的浓度相等,不能说明 v 正 (CO2)=v 逆 (H2O),B 项错误;从图像可知, A 点 H2和 H2O 的物质的量百分数相等,故物质的量相等,C 项正确;其他条件恒定,充入更多 H2,反应物浓度增大,正反应速率增大, v(CO2)也增大,D 项错误。10.A 由图甲分析可知,根据变化的量等于化学方程式的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为 2A(g)+E(g) 2B(g)+F(g)。该反
6、应前后体积不变 ,若改变压强,平衡不会发生移动,故 t2时刻不可能是增大压强,A 项错误;平衡常数 K 只与温度有关,平衡状态和的温度相同,故 K 相等,B项正确;平衡状态、和中,状态向正向反应进行最彻底,F 的浓度最大,C 项正确;根据方程式知,反应前后气体体积不变,故不可能是压强的变化, t4时刻速率减小,且变化的点不连续,因此是降低温度的结果,D 项正确。11.答案(1)+53.1 30.0 6.010 -2 大于 温度升高,体积不变,总压强增大;NO 2二聚为放热反应,温度升高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强增大 13.4 (2)AC6解析(1)由盖斯定律可知,(第一个已知反应2)
7、-(第二个已知反应)可得反应:N 2O5(g) 2NO2(g)+ O2(g),则该反应的 H=-4.4kJmol-12-(-55.3kJmol-1)=+53.1kJmol-1。依据反应:12N2O5(g) 2NO2(g)+ O2(g)及气体的物质的量与其形成的压强成正比,生成的 O2的压强 p(O2)12=2.9kPa,则剩余 N2O5形成的压强 p(N2O5)=35.8kPa-2.9kPa2=30.0kPa。则 N2O5的分解速率v=210-330.0kPamin-1=6.010-2kPamin-1。若升高反应温度至 35,由于体积不变,但温度升高,总压强增大,且 2NO2(g) N2O4(
8、g) H2=-55.3kJmol-1为放热反应,温度升高,平衡左移,气体的物质的量增大,总压强增大,所以 N2O5完全分解后体系压强 p 大于 63.1kPa。当 t=时,体系的总压强为 63.1kPa,此时 N2O5完全分解,生成的氧气的压强为 p(O2)= =17.9kPa。若 NO2不35.8kPa2生成 N2O4,则此时的总压强应为 35.8kPa =89.5kPa,而实际压强为 63.1kPa,压强差为 89.5kPa-5263.1kPa=26.4kPa2NO2 N2O4 压强差2 1 126.4kPa 26.4kPa则平衡时 NO2的分压为 63.1kPa-p(O2)-p(N2O4
9、)=18.8kPa由此可求反应 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数为 13.4kPa。(18.8kPa)226.4kPa(2)根据第一步能“快速平衡”及第二步“慢反应”可判断 A 项正确;反应的中间产物有 NO3及 NO,B 项错误;根据第二步反应:NO 2+NO3 NO+NO2+O2可知 ,部分 NO2没有参加反应,C 项正确;第三步为“快反应”,则该步反应的活化能较低,D 项错误。12.答案(1)K21K2(2)反应为放热反应且反应容器为绝热容器,随着反应的进行,体系的温度升高,故再次达平衡时的转化率会降低(3)AD(4) 100%2ax+1-a解析(1)反应 4NO2(g)+2Na
10、Cl(g) 2NaNO3(g)+2NO(g)+Cl2(g)可由 2-得到,则 K= /K2。K21(2)根据反应2NO 2(g)+NaCl(g) NaNO3(g)+ClNO(g) H0,因该反应为放热反应且反应容器为绝热容器,所以随着反应的进行,体系的温度升高,故再次达到平衡时的转化率会降低。(3)根据反应2NO(g)+Cl 2(g) 2ClNO(g) H0,在恒温、恒容条件下进行。容器的容积不变 ,但气体的物质的量发生变化,因此压强不再变化,能判断反应达到平衡状态,A 正确;平衡时各物质物质的量之间没有必然联系, n(ClNO)=n(NO)不能判断反应达到平衡状态,B 错误;容器的容积和气体
11、的质量均不变,因此混合气体密度始终不变,不能判断反应达到平衡状态,C 错误; v 正 (NO)=v 逆 (ClNO)能判断反应达到平衡状态,D 正确。(4) 2NO(g)+Cl 2(g) 2ClNO(g)起始(mol) x 1 0反应(mol) 2a a 2a平衡(mol) x-2a 1-a 2a平衡混合物中 ClNO 的体积分数等于物质的量分数,即y= 100%。2ax+1-a13.答案(1)CH 3OH(g)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g)12 H=-192.4 kJmol-1 (2) K= 67.6%或 0.676 或 0.68 p1p2p3c(CO2)c3(H2)c(CH3O
12、H)c(H2O)(3)H2+C -2e- H2O+CO2 O 2(或空气)和 CO2O2-3解析(1)已知反应CH 3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H1=+49.4kJmol-1;反应CH 3OH(g)CO(g)+2H2(g) H2=+90.6kJmol-1;由 CO 的燃烧热为 283.0kJmol-1可知:CO(g)+ O2(g)12CO2(g) H=-283.0kJmol-1。由盖斯定律,+ 得反应的热化学方程式为 CH3OH(g)7+ O2(g) CO2(g)+2H2(g) H=-192.4kJmol-1;1mol 甲醇在反应、中产生氢气的物质的12量分别为 3
13、mol、2mol、2mol,产生 H2最多的是反应。(2)反应甲醇水蒸气重整制氢:CH 3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H1=+49.4kJmol-1的平衡常数表达式为 K= 。c(CO2)c3(H2)c(CH3OH)c(H2O) CH 3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)起始/mol 1 1 0 0反应/mol 0.82 0.82 0.82 30.82平衡/mol 0.18 0.18 0.82 2.46反应达平衡时 H2的体积分数为100%=67.6%。2.460.18+0.18+0.82+2.46由反应方程式 CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)可知, 相同温度时,减小压强,平衡正向移动,CH3OH 转化率增大。由图像可以看出,温度一定,从 p3到 p1,CH3OH 转化率增大,故压强由小到大的顺序是 p1p2p3。(3)燃料电池中通入燃料的电极是负极,通入氧化剂的电极是正极,负极是 H2作还原剂,电极反应式为 H2+C -2e- H2O+CO2,正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子 ,电极反应式为O2-3O2+2CO2-4e- 2C ,故正极要不断通入 O2(或空气)和 CO2。O2-3
