2020届一轮复习鲁科版第7章第22讲化学平衡常数及转化率的计算作业

2020届一轮复习鲁科版第7章第22讲化学平衡常数及转化率的计算作业

‎1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是(　　)‎ A．K值不变，平衡可能移动 B．平衡向右移动时，K值不一定变化 C．K值有变化，平衡一定移动 D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍 答案　D 解析　因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K，D项错误。‎ ‎2．(2018·天津重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)??H2(g)＋I2(g)，则下列判断正确的是(　　)‎ A．后一反应的平衡常数为1‎ B．后一反应的平衡常数为0.5‎ C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L－1‎ D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5 mol·L－1‎ 答案　B 解析　前一反应达平衡时[H2]＝[I2]＝0.5 mol·L－1，[HI]＝1 mol·L－1，则平衡常数K1＝＝＝4，而后一反应的平衡常数K2＝＝＝0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时[H2]＝x mol·L－1，则平衡时[I2]＝x mol·L－1，[HI]＝(0.5－2x) mol·L－1，K2＝＝0.5，解得x＝0.125，故平衡时[HI]＝0.25 mol·L－1，C、D项错误。‎ ‎3．(2019·衡水调研)某温度下，反应2A(g)??B(g)　ΔH＞0在密闭容器中达到平衡，平衡后＝‎ a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时＝b，下列叙述正确的是(　　)‎ A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a＜b B．在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a＝b C．若其他条件不变，升高温度，则a＜b D．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a＞b 答案　B 解析　A项，充入B后平衡时压强变大，正向移动程度变大，变小，即a＞b；B项，充入B，新平衡状态与原平衡等效，不变，即a＝b；C项，升温，平衡右移，变小，即a＞b；D项，相当于减压，平衡左移，变大，即a＜b。‎ ‎4．放热反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，[CO]1＝[H2O]1＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为[CO]2和[H2O]2，平衡常数为K2，则(　　)‎ A．K2和K1的单位均为mol·L－1‎ B．K2＞K1‎ C．[CO]2＝[H2O]2‎ D．[CO]1＞[CO]2‎ 答案　C 解析　升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数之间的关系为K2＜K1，K1、K2的单位均为1，[CO]1＜[CO]2，故C项正确。‎ ‎5．某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则(　　)‎ A．a＝3 B．a＝2‎ C．B的转化率为40% D．B的转化率为60%‎ 答案　C 解析　温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a＝1，A、B两项均错误；假设达到平衡时，B的转化量为x mol，则A、B、‎ C、D平衡时的物质的量分别为(2－x)mol、(3－x)mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K＝＝1，解得x＝1.2，B的转化率为×100%＝40%，所以C项正确、D项错误。‎ ‎6．某1 L恒容密闭容器中，CH4、H2O(g)的起始浓度分别为1.8 mol·L－1和3.6 mol·L－1，二者反应生成CO2和H2，该反应的部分物质的浓度随时间变化的关系如图所示(部分时间段的浓度变化未标出)，其中第6 min开始升高温度。下列有关判断正确的是(　　)‎ A．X是H2‎ B．增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小 C．第一次平衡时的平衡常数约为0.91‎ D．若5 min时向容器中再加入0.7 mol的CH4和0.7 mol的CO2，则平衡正向移动 答案　C 解析　根据图像0～4 min CH4减少0.5 mol·L－1，X增加0.5 mol·L－1，则X为CO2，A项错误；温度不变时，增大压强，平衡常数不变，B项错误；4 min时，反应第一次达到平衡状态：‎ CH4(g)＋2H2O(g)??CO2(g)＋4H2(g)‎ 起始/mol·L－1 1.8 3.6 0 0‎ 转化/mol·L－1 0.5 1.0 0.5 2.0‎ 平衡/mol·L－1 1.3 2.6 0.5 2.0‎ 平衡常数K＝ mol2·L－2≈0.91 mol2·L－2，C项正确；若5 min时向容器中再加入0.7 mol的CH4和0.7 mol的CO2，则浓度商Q＝ mol2·L－2≈1.42 mol2·L－2＞0.91 mol2·L－2，反应逆向移动，D项错误。‎ ‎7．CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg 与温度(t)的关系曲线如图。下列说法正确的是(　　)‎ A．通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量 B．CO不适宜用于工业冶炼金属Cr C．CO还原PbO2的反应ΔH＞0‎ D．工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率 答案　B 解析　A项，增高反应炉的高度，增大CO与铁矿石的接触时间，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，错误；B项，由图像可知用CO冶炼金属铬时，lg 一直很大，说明CO转化率很低，不适宜，正确；C项，由图像可知CO还原PbO2的温度越高lg 越大，说明CO转化率越低，平衡逆向移动，故ΔH＜0，错误；D项，由图像可知用CO冶炼金属铜时，温度越高lg 越大，故CO转化率越低，错误。‎ ‎8．已知：乙二醛可被催化氧化为乙醛酸，其反应为2OHC—CHO(g)＋O2(g)??2OHC—COOH(g)　ΔH。一定条件下，按照＝的投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A．ΔH＞0‎ B．b点时，乙二醛的体积分数为33.33%‎ C．生成乙醛酸的速率：v(a)＞v(b)＞v(c)‎ D．a、b、c三点中，a点乙醛酸的体积分数最小 答案　B 解析　A项，随着温度的升高，转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH ‎＜0，错误；B项，b点时转化率是60%，则根据方程式可知 ‎2OHC—CHO(g)＋O2(g)??2OHC—COOH(g)‎ 起始量/mol 2 1 0‎ 转化量/mol 1.2 0.6 1.2‎ 平衡量/mol 0.8 0.4 1.2‎ 因此乙二醛的体积分数为×100%≈33.33%，正确；C项，温度越高，催化效率越高，化学反应速率越快，而b点的温度低、催化效率高，c点的温度高、催化效率低，所以无法比较速率大小，错误；D项，a、b、c三点中，a点转化率最大，则乙醛酸的体积分数最大，错误。‎ ‎9．已知T1温度下在容积为10 L的密闭容器中发生可逆反应X(g)＋Y(g)??2Z(g)＋2W(s)　ΔH，起始时充入15 mol X与15 mol Y,10 min时反应达到平衡状态，测得平均速率v(Z)＝0.12 mol·L－1·‎ min－1。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．T1温度下该反应的平衡常数为2.56‎ B．平衡时再充入一定量的X，平衡正向移动，X的转化率增大 C．若T2＞T1，T2时K＝1.52，则该反应的ΔH＞0‎ D．若其他条件不变，T3温度下，K＝1.96，则Y的平衡转化率约为41.3%‎ 答案　D 解析　根据Z的反应速率可知平衡时[Z]＝1.2 mol·L－1，则平衡时，[X]＝0.9 mol·L－1，c(Y)＝0.9 mol·L－1，W为固体，平衡常数K＝＝≈1.78，A项错误；平衡时，再充入一定量的X，平衡正向移动，但X的转化率减小，Y的转化率增大，B项错误；温度升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0，C项错误；T3温度下，K＝1.96，则 X(g)＋Y(g)??2Z(g)＋2W(s)‎ 起始(mol·L－1) 1.5 1.5 0‎ 转化(mol·L－1) x x 2x 平衡(mol·L－1) 1.5－x 1.5－x 2x 平衡常数K＝＝1.96，解得x≈0.62，则Y的平衡转化率为×100%≈41.3%，D项正确。‎ ‎10．(2018·重庆市田坝中学月考)一定条件下，反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)　ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．压强：p1>p2‎ B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2)‎ D．a点：NH3的转化率为 答案　B 解析　该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1Kb，故B正确；反应速率之比等于化学计量数之比，3v正(NH3)＝2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)，假设反应前氨的物质的量为1 mol，反应的氨的物质的量为x mol，则＝0.1，解得x＝，因此氨的转化率为，故D错误。‎ ‎11．已知：MgCO3(s)??MgO(s)＋CO2(g)　ΔH>0，在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度T下达到平衡，p(CO2)＝4 MPa。‎ ‎(1)该平衡常数表达式K＝________。‎ ‎(2)若反应体系的体积不变，升高温度，则p(CO2)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(3)若反应温度T不变，将反应体系的体积缩小至原来的一半，则p(CO2)变化范围为________。‎ 答案　(1)[CO2]　(2)增大　(3)4 MPa≤p(CO2)<8 MPa 解析　(1)只有CO2是气体，其他物质为固体，固体不列入平衡常数表达式。(2)碳酸镁分解反应是吸热反应，升高温度，平衡向右移动，p(CO2)增大。(3)体积缩小至原来的，若平衡不移动，则气体压强为原来的2倍，p(CO2)＝8 MPa ‎。增大压强，平衡向左移动，气体压强逐渐减小，温度不变，平衡常数K＝[CO2]不变，达到新平衡时p(CO2)＝4 MPa。‎ ‎12．(2018·济南一模)在一定条件下，将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应为：2CO2(g)＋6H2(g)??CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH。‎ 已知：①CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)‎ ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1‎ ‎②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)‎ ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1‎ ‎③CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)‎ ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1‎ ‎(1)ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(2)某温度下，在体积固定为2 L的密闭容器中进行反应①，将1 mol CO和2 mol H2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：‎ 时间(min)‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ 压强比(p后/p前)‎ ‎0.98‎ ‎0.90‎ ‎0.80‎ ‎0.70‎ ‎0.70‎ ‎0.70‎ 则达到平衡时CO的转化率为________。‎ ‎(3)已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时，CO2的转化率如图所示。从图中可得出三条主要规律：‎ ‎①增大投料比，CO2的转化率增大；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)－122.5　(2)45%　(3)升高温度，CO2的转化率降低　温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著(答案合理即可)‎ 解析　(1)根据盖斯定律可知，①×2＋②－③×2可得所求反应方程式。‎ ‎(2)依据阿伏加德罗定律可知：‎ ＝0.7，则反应后气体的总物质的量n(后)＝3 mol×0.7＝2.1 mol，气体减小的物质的量＝‎ ‎3 mol－2.1 mol＝0.9 mol。‎ 参加反应的CO物质的量为＝0.45 mol，‎ 则CO的转化率为×100%＝45%。‎ ‎13.(2018·江西名校学术联盟质检)为了缓解温室效应，科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。其中一种方案为：‎ 利用CO2制备CH4‎ ‎300 ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8 mol H2，发生反应CO2(g)＋4H2(g)??‎ CH4(g)＋2H2O(g) 　ΔH，混合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。‎ ‎(1)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)＝________________。‎ ‎②300 ℃时，反应的平衡常数K＝________。‎ ‎③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，重新达到平衡时CH4的浓度____________(填字母)。‎ A．等于0.8 mol·L－1‎ B．等于1.6 mol·L－1‎ C．0.8 mol·L－1＜[CH4]＜1.6 mol·L－1‎ D．大于1.6 mol·L－1‎ ‎(2)300 ℃时，如果该容器中有1.6 mol CO2、2.0 mol H2、5.6 mol CH4、4.0 mol H2O(g)，则v正________(填“＞”“＜”或“＝”)v逆。‎ ‎(3)已知200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8 L2·mol－2。则ΔH________(填“＞”“＜”或“＝”)0。‎ 答案　(1)①0.32 mol·L－1·min－1　②25 L2·mol－2‎ ‎③D　(2)＞　(3)＜‎ 解析　(1)①从反应开始到恰好达到平衡时，H2的平均反应速率v(H2)＝4v(CH4)＝×4＝0.32 mol·L－1·min－1。‎ ‎② CO2(g)＋4H2(g)??CH4(g)＋2H2O(g)‎ 起始(mol·L－1) 1 4 0 0‎ 反应(mol·L－1) 0.8 3.2 0.8 1.6‎ 平衡(mol·L－1) 0.2 0.8 0.8 1.6‎ ‎300 ℃时，反应的平衡常数K＝ L2·mol－2＝25 L2·mol－2。‎ ‎③保持温度不变，向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，则重新达到平衡时CH4的浓度大于1.6 mol·L－1。‎ ‎(2)Q＝ L2·mol－2＝14 L2·mol－2＜K＝25 L2·mol－2，反应正向进行，v正＞v逆。‎ ‎(3)200 ℃时，该反应的平衡常数K＝61.8 L2·mol－2，说明升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则ΔH＜0。‎