2020-2021學(xué)年高中化學(xué)蘇教版選修4課時(shí)作業(yè) 2-3-2 化學(xué)平衡圖像和等效平衡 Word版含解析

1、課時(shí)作業(yè)17化學(xué)平衡圖像和等效平衡時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2 l的密閉容器中，x、y、z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判斷，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(c)a該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3xy2zb2 min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到最大限度，但化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行c前2 min內(nèi)z的反應(yīng)速率為0.10 mol·l1·min1d反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，壓強(qiáng)是開始時(shí)的解析：根據(jù)各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知x、y、z的系數(shù)為3、1、2，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，a正確；2 min時(shí)達(dá)到平衡，但化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行，b正

2、確；反應(yīng)開始至2 min，z的反應(yīng)速率為0.05 mol·l1·min1，c錯(cuò)誤；壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，由知反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的壓強(qiáng)是開始時(shí)的，d正確。答案選c。2有一反應(yīng)2ab2c，其中a、b、c均為氣體，如圖中的曲線是該反應(yīng)在不同溫度下的平衡曲線，x軸表示溫度，y軸表示b的轉(zhuǎn)化率，則下列描述正確的是(b)a該反應(yīng)是放熱反應(yīng)bb點(diǎn)時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化ct1溫度下，a點(diǎn)若要達(dá)到平衡，可以采取增大壓強(qiáng)的方法dc點(diǎn)時(shí)，v(正)<v(逆)解析：由題給圖像可知，隨溫度的升高b的轉(zhuǎn)化率增大，說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；b點(diǎn)為平衡點(diǎn)，所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再

3、變化，b項(xiàng)正確；t1溫度下，a點(diǎn)時(shí)b的轉(zhuǎn)化率大于同溫度下平衡點(diǎn)時(shí)b的轉(zhuǎn)化率，所以要使a點(diǎn)達(dá)到平衡應(yīng)使反應(yīng)逆向進(jìn)行，而增大壓強(qiáng)反應(yīng)正向進(jìn)行，c項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)時(shí)b的轉(zhuǎn)化率小于同溫度下平衡點(diǎn)時(shí)b的轉(zhuǎn)化率，所以反應(yīng)正向進(jìn)行，即v(正)>v(逆)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。3一定溫度下將1 mol a和2 mol b置于2 l密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)a(g)b(g)c(g)d(g)，并達(dá)到平衡。c的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線如圖1所示，反應(yīng)過程中的能量變化如圖2所示(e1、e2均為正)，下列說法不正確的是(c)a達(dá)到平衡后，其他條件不變，降低溫度，v正、v逆均減小，c的體積分?jǐn)?shù)增大b該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)約為7.36c

4、一段時(shí)間后，若氣體的密度不變，則可以判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)d在上述反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，e1和e2均減小解析：根據(jù)圖2可知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，平衡正向移動，c的體積分?jǐn)?shù)增大，a項(xiàng)正確；4 s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則由題意得×100%30%，則x0.9 mol，則平衡常數(shù)k7.36，b項(xiàng)正確；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，若容器的體積不變，氣體的密度始終不變，所以氣體的密度不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，c項(xiàng)錯(cuò)誤；加入催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，則e1和e2均減小，同時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率增大，d項(xiàng)正確。4在相同溫度下，有相同容積的

5、甲、乙兩容器，甲容器中充入1 g n2和1 g h2，乙容器中充入2 g n2和2 g h2。下列敘述中，錯(cuò)誤的是(d)a化學(xué)反應(yīng)速率：乙>甲b平衡后n2的濃度：乙>甲ch2的轉(zhuǎn)化率：乙>甲d平衡混合氣中h2的體積分?jǐn)?shù)：乙>甲解析：容器中發(fā)生反應(yīng)為n2(g)3h2(g)2nh3(g)，相同容積的容器中充入不同量的反應(yīng)物，乙容器中壓強(qiáng)大，化學(xué)反應(yīng)速率：乙>甲，a項(xiàng)正確；根據(jù)勒夏特列原理可知，平衡時(shí)乙容器中n2的濃度應(yīng)大于甲容器，但會小于甲容器中n2濃度的2倍，b項(xiàng)正確；乙容器中壓強(qiáng)較大，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以h2的轉(zhuǎn)化率：乙>甲，c項(xiàng)正確；平衡混合氣中h2

6、的體積分?jǐn)?shù)：乙<甲，d項(xiàng)錯(cuò)誤。5一定條件下，發(fā)生反應(yīng)：2so2(g)o2(g)2so3(g)h<0。圖中容器甲、丙的體積都是v，容器乙、丁的體積都是；向甲、丙兩容器中都充入2a mol so2和a mol o2并保持恒溫；向乙、丁兩容器中都充入a mol so2和0.5a mol o2并保持絕熱(即與外界無熱量交換)。四個(gè)容器中的物質(zhì)在一定溫度下開始反應(yīng)，下列說法正確的是(d)a圖1容器中的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(so2)：甲乙b圖1容器中的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)k：甲<乙c圖2容器中的反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間t：丙<丁d圖2容器中的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，體積分?jǐn)?shù)(so3)：丙&g

7、t;丁解析：若在恒溫恒壓狀態(tài)下，則甲、乙兩容器中的平衡就是等效平衡，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度和平衡常數(shù)都相等。因?yàn)榧兹萜髦斜３趾銣兀胰萜髦斜３纸^熱，而該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以乙容器中的溫度不斷升高，相對于甲平衡逆向移動，則平衡時(shí)c(so2)：甲<乙，平衡常數(shù)k：甲>乙。同理，若在恒溫恒容狀態(tài)下，丙、丁兩容器中的平衡就是等效平衡。因?yàn)楸萜髦斜３趾銣兀∪萜髦斜３纸^熱，而該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以丁容器中的溫度不斷升高，相對于丙平衡逆向移動，則平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)(so3)：丙>丁；丁容器中的溫度高，反應(yīng)速率快，則達(dá)到平衡所需時(shí)間t：丙>丁。6在某密閉容器中，可逆反應(yīng)：a(g)b(g)x

8、c(g)h符合圖()所示關(guān)系。由此判斷，對圖像()說法不正確的是(b)ap3>p4，y軸表示a的轉(zhuǎn)化率bp3>p4，y軸表示b的質(zhì)量分?jǐn)?shù)cp3>p4，y軸表示混合氣體的密度dp3>p4，y軸表示混合氣體的平均分子量解析：據(jù)圖像()知，在壓強(qiáng)不變時(shí)，曲線b的斜率比c的大，故t1>t2。降溫(t1t2)時(shí)，c%增大，即平衡正向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。當(dāng)溫度不變時(shí)，曲線b的斜率比a的大，故壓強(qiáng)p2>p1，增大壓強(qiáng)(p1p2)時(shí)，c%增大，即平衡正向移動，故x<2即x1。由圖像()知，保持體系壓強(qiáng)不變，升高溫度，平衡逆向移動，c%、a、b的轉(zhuǎn)化率、混合氣體

9、的平均分子量、密度均減小，而a、b的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要增大。故正確答案為b。7.在容積均為1 l的三個(gè)密閉容器中，分別放入鐵粉并充入1 mol co，控制在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)：fe(s)5co(g)fe(co)5(g)，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，測得co的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法中一定正確的是(c)a反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，b容器中v正v逆b正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則平衡常數(shù)：k(t1)>k(t2)cb中v正大于a中v逆d達(dá)到平衡時(shí)，a、b、c中co的轉(zhuǎn)化率為b>c>a解析：反應(yīng)進(jìn)行到5 min時(shí)，b容器中的反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，則v(正)、v(逆)不一定相等，故a錯(cuò)誤；溫

10、度越高，反應(yīng)速率越快，t3>t2>t1，若三個(gè)反應(yīng)均未達(dá)到平衡，則co體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為a>b>c，由題圖可知，c中co的體積分?jǐn)?shù)大于b，則升高溫度，平衡逆向移動，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故b錯(cuò)誤；由b中分析可知，若a、b、c中反應(yīng)均達(dá)平衡狀態(tài)，則co的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)為a<b<c，結(jié)合題圖可知，a中反應(yīng)一定沒有達(dá)到平衡，故v正(a)>v逆(a)，b中反應(yīng)可能達(dá)到平衡，故v正(b)v逆(b)，又t2>t1，故v正(b)>v正(a)>v逆(a)，故c正確；根據(jù)b的分析，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，co的轉(zhuǎn)化率降低，故達(dá)到平衡時(shí)，a、b、

11、c中co的轉(zhuǎn)化率為a>b>c，故d錯(cuò)誤。8.氮?dú)馐侵苽浜衔锏囊环N重要物質(zhì)，而氮的化合物用途廣泛。兩個(gè)常見的固氮反應(yīng)的平衡常數(shù)對數(shù)值(lg k)與溫度的關(guān)系如圖所示，兩個(gè)反應(yīng)為n23h22nh3和n2o22no。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是(c)a反應(yīng)和均為放熱反應(yīng)b升高溫度，反應(yīng)的反應(yīng)速率減小c在常溫下，利用反應(yīng)固氮和利用反應(yīng)固氮反應(yīng)程度相差很大d在1 000 時(shí)，反應(yīng)和反應(yīng)體系中n2的濃度一定相等解析：反應(yīng)的k值隨溫度升高而減小，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)的k值隨溫度升高而增大，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，b項(xiàng)錯(cuò)誤；在常溫下，反應(yīng)的k101

12、0，反應(yīng)的k1030，相差很大，故利用反應(yīng)固氮和利用反應(yīng)固氮反應(yīng)程度相差很大，c項(xiàng)正確；在1 000 時(shí)，反應(yīng)、反應(yīng)的k值相等，即，而體系中n2的濃度不一定相等，d項(xiàng)錯(cuò)誤。9為了探究外界條件對反應(yīng)x(g)y(？)cz(g)的影響，以x和y物質(zhì)的量之比為11開始反應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)得到的不同條件下平衡時(shí)z的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。下列判斷正確的是(b)ah>0，c<2b400 、4×107 pa下，該反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)x的體積分?jǐn)?shù)是25%cy可以是氣體也可以是非氣體 d反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)增大而減小解析：由圖像可知，在相同壓強(qiáng)下，升高溫度，z的體積分?jǐn)?shù)減小，即平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，

13、h<0；在相同溫度下，增大壓強(qiáng)，z的體積分?jǐn)?shù)增大，即平衡正向移動，正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則y一定是氣體且c1，a錯(cuò)誤；由圖可知，400 、4×107 pa下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)z的體積分?jǐn)?shù)為0.5，故x與y的體積分?jǐn)?shù)之和為0.5，x、y開始時(shí)物質(zhì)的量之比為11，轉(zhuǎn)化的x、y的物質(zhì)的量之比為11，平衡時(shí)x、y物質(zhì)的量之比也一定為11，則反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)x的體積分?jǐn)?shù)為25%，b正確；y一定是氣體，c錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)平衡正向移動，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，d錯(cuò)誤。10下圖表示2a(g)b(g)2c(g)h<0這個(gè)可逆反應(yīng)的正確圖像為(a)解析：隨著溫度的升高，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向即逆

14、反應(yīng)方向移動，所以生成物c的體積分?jǐn)?shù)減小。反應(yīng)物的含量增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。增大體系的壓強(qiáng)，由于反應(yīng)的兩邊都是氣態(tài)物質(zhì)，所以正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大。而加入催化劑只能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不能使平衡移動，所以達(dá)到平衡后，各組分的濃度及體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該不變。二、非選擇題(50分)11(20分)如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應(yīng)a(g)b(g)xc(g)的生成物c在反應(yīng)混合物中的百分含量w(c)和反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系。(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則b曲線表示無催化劑時(shí)的情況，原因是b達(dá)到平衡所用時(shí)間長，說明b的反應(yīng)速率小于a。(2)若乙圖表示反應(yīng)

15、達(dá)到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況，則a曲線表示恒溫恒容的情況，原因是a中充入氦氣，w(c)不變，平衡不移動。(3)根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)x的值大于2。(4)丁圖表示在某固定容積的密閉容器中上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后某物理量隨著溫度(t)的變化情況，根據(jù)你的理解，丁圖的縱坐標(biāo)可以是w(c)或c的濃度或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，原因是溫度升高，平衡向吸熱即正反應(yīng)方向移動。解析：(1)催化劑能加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，所以a曲線表示有催化劑，b曲線表示無催化劑；(2)恒溫恒容條件下，向平衡體系中充入氦氣，平衡不移動。恒溫恒壓下充入氦氣，相當(dāng)于

16、對原平衡減壓，則平衡向體積增大的方向移動；(3)由丙可知，恒壓下升溫，平衡向正向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。恒溫下加壓，平衡逆向移動，所以正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，x>2。(4)升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動，c的濃度增大，w(c)增大等。12(14分)硫酸鈣來源于煙氣脫硫、磷酸鹽工業(yè)和其他工業(yè)的副產(chǎn)物，可用于生成硫酸及其他硫化物等。硫酸鈣在高溫下能被co還原，發(fā)生的反應(yīng)如下：.caso4(s)4co(g)cas(s)4co2(g)h1平衡常數(shù)k1.caso4(s)co(g)cao(s)so2(g)co2(g)h2平衡常數(shù)k2.3caso4(s)cas(s)4cao(s)4so2(g)h31

17、049.2 kj·mol1平衡常數(shù)k3(1)h34h2h1(用h1、h2表示)；平衡常數(shù)k3(用k1、k2表示)。(2)上述反應(yīng)平衡常數(shù)的對數(shù)值(lg k)與溫度(t)的關(guān)系如圖所示。h1<(填“>”或“<”)0。若只發(fā)生反應(yīng)，a點(diǎn)1×104(填數(shù)值)。若只發(fā)生反應(yīng)和，b點(diǎn)c(co)、c(co2)及c(so2)之間的關(guān)系是c(co2)c(co)·c3(so2)。解析：(1).caso4(s)4co(g)cas(s)4co2(g)h1.caso4(s)co(g)cao(s)so2(g)co2(g)h2根據(jù)蓋斯定律×4得3caso4(s)c

18、as(s)4cao(s)4so2(g)h34h2h1；k1、k2、k3c4(so2)，故平衡常數(shù)k3。(2)根據(jù)圖像可知，溫度升高，lg k減小，即平衡逆向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，h1<0。反應(yīng)的平衡常數(shù)k，a點(diǎn)lg k16，即1016，1×104。k2、k3c4(so2)，根據(jù)圖像可知，b點(diǎn)時(shí)k2k3，所以c4(so2)，c(co2)c(co)·c3(so2)。13(16分)光氣(cocl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途，cocl2的分解反應(yīng)為cocl2(g)=cl2(g)co(g)h108 kj·mol1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示(第10 min到14 min 的cocl2濃度變化曲線未標(biāo)出)：(1)計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)k0.234；(2)比較第2 min 反應(yīng)溫度t(2)與第8 min反應(yīng)溫度t(8)的高低：t(2)<t(8)(填“<”“>”或“”)；(3)若12 min時(shí)反應(yīng)于溫度t(8)下重新達(dá)到平衡，則此時(shí)c(cocl2)0.031 mol·l1；(4)比較反應(yīng)物cocl2在56 min和1516 min 時(shí)平均反應(yīng)速率的