2022年高二化學同步測試22《化學平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率》(魯科版選修4)2

第2章第2節(jié)第1課時(45分鐘100分)(本欄目內(nèi)容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！)一、選擇題(此題包括10小題，每題5分，共50分)1．以下對可逆反響的認識正確的選項是()A．SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr與2HBr＋H2SO4(濃)=Br2＋SO2↑＋2H2O互為可逆反響B(tài)．既能向正反響方向進行，又能向逆反響方向進行的反響叫可逆反響C．在同一條件下，同時向正、逆兩個方向進行的反響叫可逆反響D．在一定條件下SO2被氧化成SO3的反響不是可逆反響解析：分析可逆反響這個概念時一定要注意兩個關鍵點：“同一條件〞和“同時〞。答案：C2．在密閉容器中進行反響：X2(g)＋3Y2(g)2Z2(g)，假設X2、Y2、Z2的初始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，當反響到達平衡后，各物質(zhì)的濃度有可能的是()①X2為0.2mol·L－1②Y2為0.1mol·L－1③Z2為0.3mol·L－1④Y2為0.6mol·L－1A．①②B．②③C．③④D．①④解析：對于一個可逆反響而言，不管反響進行到什么程度，其正逆反響始終同時存在，也就是說：在可逆反響中，反響物不可能百分之百地轉(zhuǎn)化為生成物，平衡時不可能出現(xiàn)某物質(zhì)濃度為零的情況。對于A，X2為0.2mol·L－1，就意味著Z2全部轉(zhuǎn)化為X2和Y2了，顯然不成立，①錯；同理；④錯；正確的為②③。答案：B3．反響CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在800℃到達平衡時，分別改變以下條件，KA．將體積減小至原來的一半B．將反響溫度升高至1000C．參加催化劑D．增大水蒸氣的濃度解析：對于一個特定的化學反響來講，其平衡常數(shù)只與溫度有關。答案：B4．在相同的溫度下，反響：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝3.10×1026L·mol－1。那么在該溫度下，兩個化學反響的A．①＞②B．①＜②C．①＝②D．不能確定解析：平衡常數(shù)越大，說明反響進行越徹底，題中反響①K很小，進行的程度很小；反響②K值很大，進行的程度很大，應選B。答案：B5．在1000K時，反響Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.0059。當水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時，此反響()A．已達平衡狀態(tài)B．未達平衡狀態(tài)，反響正向進行C．未達平衡狀態(tài)，反響逆向進行D．無法確定解析：Q＝eq\f([H2],[H2O])＝1，Q>K，故反響未達平衡，向逆反響方向進行。答案：C6．反響H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1；反響HI(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)的平衡常數(shù)為K2，那么K1、K2的關系為(平衡常數(shù)為同溫度下的測定值)()A．K1＝2K2B．K1＝K22C．K1＝eq\f(1,K22)D．K1＝eq\f(1,2K2)解析：K1＝eq\f([HI]2,[H2]·[I2])，K2＝eq\f([H2]\f(1,2)·[I2]\f(1,2),[HI])所以K1＝eq\f(1,K22)。答案：C7．(2022·銅川高二質(zhì)檢)1000K時反響C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107(mol·L－1)－1，當各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H2：0.7mol·L－1，CH4：0.2mol·L－1時，上述反響()A．正向進行B．逆向進行C．到達平衡D．不一定解析：Qc＝eq\f(0.2mol·L－1,0.7mol·L－12)＝1.43L·mol－1<K反響向正向進行。答案：A8．將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生以下反響：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)到達平衡時，[H2]＝0.5mol·L－1，[HI]＝4mol·L－1，那么此溫度下反響①的平衡常數(shù)為()A．9B．16C．20D．25解析：反響的先后順序為先①后②，由②知[H2]＝[I2]＝0.5mol/L，那么反響②分解的[HI]＝1.0mol/L，由①知[NH3]＝[HI]總＝1.0mol/L＋4mol/L＝5mol/L，那么反響①的化學平衡常數(shù)為K＝[NH3]·[HI]＝5mol/L·4mol/L＝20(mol/L)2。答案：C9．一定溫度下，在一密閉容器中，充入一定量的H2(g)和I2(g)發(fā)生如下反響：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，并到達平衡狀態(tài)，此時H2的轉(zhuǎn)化率x%，向平衡混合體系中充入一定量的I2(g)，重新到達平衡后H2的轉(zhuǎn)化率將()A．增大B．減小C．不變D．無法確定解析：到達平衡時，濃度商與平衡常數(shù)相等，當再充入一定量的I2(g)時，Q小于K，反響又正向進行直到平衡，轉(zhuǎn)化的H2的量增加，轉(zhuǎn)化率增大。答案：A10．在容積為1L的密閉容器中，將CO和水蒸氣的混合氣體加熱到800℃時，有以下平衡CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，且K＝1，假設用2molCO和10molH2O(g)相互混合并加熱到800℃，A．16.7%B．50%C．66.7%D．83.3%解析：在一定溫度下，K是定值。CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始濃度(mol·L－1)21000轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)aaaa平衡濃度(mol·L－1)2－a10－aaa那么K＝eq\f([CO2][H2],[CO][H2O])＝eq\f(a2,2－a10－a)＝1a＝eq\f(5,3)故CO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(a,2)×100%＝eq\f(\f(5,3),2)×100%＝83.3%答案：D二、非選擇題(此題包括4小題，共50分)11．(9分)以下反響在210℃到達PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH1>0K1＝1mol·L－1①CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)ΔH2<0K2＝5×104(mol·L－1)－1②COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH3>0K3＝③(1)根據(jù)反響①的平衡常數(shù)K表達式，以下等式必定成立的是()A．[PCl5]＝[PCl3]＝[Cl2]＝1B．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2]＝1C．[PCl5]＝[PCl3]·[Cl2](2)反響②和反響③的平衡常數(shù)K表達式______(填“相同〞或“不同〞)，K3＝________。(3)降低Cl2濃度，反響③的平衡常數(shù)K3值將________(填“增大〞“減小〞或“不變〞)。(4)要使反響①和反響②的K值相等，應采取的措施是()A．反響①、反響②同時升高溫度B．反響①、反響②同時降低溫度C．反響①降低溫度，反響②維持210解析：(1)反響①K1＝eq\f([PCl3][Cl2],[PCl5])＝1，故[PCl3]·[Cl2]＝[PCl5]，但不一定均等于1，應選C。(2)反響②③互為可逆反響，所以K2與K3不同，K3＝eq\f(1,K2)＝2×10－5mol·L－1(3)平衡常數(shù)只隨溫度變化而變化，故Cl2濃度變，K3不變。(4)對于吸熱反響，升溫，K值增大，放熱反響，升溫，K值減小，應選A。答案：(1)C(2)不同2×10－5mol·L－1(3)不變(4)A12．(10分)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一。硫酸生產(chǎn)中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關系如下列圖。根據(jù)圖示答復以下問題：(1)將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中，反響達平衡后，體系總壓強為0.10MPa。該反響的平衡常數(shù)等于________。(2)平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)________K(B)(填“>〞、“<〞或“＝〞)。解析：(1)由題意知，當容器中總壓強為0.10MPa時，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.80，據(jù)此可計算得出平衡時[SO2]＝eq\f(2.0mol×1－80%,10L)＝0.040mol·L－1，[O2]＝eq\f(1.0mol－\f(1,2)×2.0mol×80%,10L)＝0.020mol·L－1，[SO3]＝eq\f(2.0mol×80%,10L)＝0.16mol·L－1。根據(jù)平衡常數(shù)的計算式：K＝(0.16mol·L－1)2/[(0.040mol·L－1)2×0.020mol·L－1]＝800mol－1·L。(2)只要溫度不變，平衡常數(shù)就不改變，在此變化過程中，只有壓強改變，溫度未發(fā)生變化，故K(A)＝K(B)。答案：(1)800mol－1·L(2)＝13．(16分)可逆反響：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，請答復以下問題：(1)在某溫度下，反響物的起始濃度分別為：[M]＝1mol·L－1，[N]＝2.4mol·L－1；到達平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________。(2)假設反響溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大〞、“減小〞或“不變〞)。(3)假設反響溫度不變，反響物的起始濃度分別為：[M]＝4mol·L－1，[N]＝amol·L－1；到達平衡后，[P]＝2mol·L－1，a＝________。(4)假設反響溫度不變，反響物的起始濃度為：[M]＝[N]＝bmol·L－1，到達平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。解析：(1)由方程式知反響消耗的N與M物質(zhì)的量相等，那么N的轉(zhuǎn)化率為：eq\f(1mol/L·60%,2.4mol/L)＝25%。(2)由于該反響正反響吸熱，溫度升高，平衡常數(shù)增大，那么M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)假設反響溫度不變，那么平衡常數(shù)不變。K＝eq\f(0.6×0.6,1－0.6×2.4－0.6)＝eq\f(2×2,4－2×a－2)＝eq\f(1,2)，解得a＝6(4)根據(jù)(3)的結(jié)果，設M的轉(zhuǎn)化率為x，那么K＝eq\f(bx×bx,b1－x×b1－x)＝eq\f(1,2)，那么eq\f(x,1－x)＝eq\r(\f(1,2))，解得x＝41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%14．(15分)一定條件下向容積為20L的密閉容器中充入1molNO2氣體，發(fā)生反響2NO2N2O4。反響中測得相關數(shù)據(jù)如下表所示：反響時間/min01020304050氣體相對分子質(zhì)量465764696969(1)此條件下該反響的化學平衡常數(shù)Kc＝________。(2)在50min末，向容器中參加eq\f(2,3)molNO2，假設要保持平衡不發(fā)生移動，那么應參加N2O4________mol。(3)假設保持容器體積不發(fā)生變化，升高溫度，那么可得如圖圖像，據(jù)此判斷該反響ΔH________0(填“大于〞、“小于〞或“等于〞)。(4)假設在體積不變的情況下，再充入1molNO2，那么到達新平衡時轉(zhuǎn)化率α＝________。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，反響在30min時到達平衡狀態(tài)，此時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量eq\x\to(M)＝69。設轉(zhuǎn)化生成的N2O4為xmol，那么2NO2N2O4初/mol10變/mol2xx平/mol1－2xxeq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)＝eq\f(1mol×46g·mol－1,1－2x＋xmol)＝69g·mol－1解得x＝eq\f(1,3)那么平衡時[N2O4]＝[NO2]＝eq\f(\f(1,3)mol,20L)＝eq\f(1,60)mol·L－1Kc＝eq\f([N2O4],[NO2]2)＝eq\f(\f(1,60)mol·L－1,\f(1,60)mol·L－12)＝60mol－1·L(2)假設保持平衡不發(fā)生移動，那么濃度商Qc應等于Kc，設參加N2O4的物質(zhì)的量為a那么Qc＝eq\f(\f(\f(1,3)mol＋a,20L),\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\f(1,3)mol＋\f(2,3)mol,20L)))2)＝60mol－1·La＝eq\f(8,3)mol(4)假設再充入1molNO2，設到達新平衡時轉(zhuǎn)