高中化學選修4--化學平衡習題及答案解析.doc

第三節(jié) 化學平衡練習題一、選擇題 1在一個密閉容器中進行反應：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)已知反應過程中某一時刻，SO2、O2、SO3分別是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當反應達到平衡時，可能存在的數據是（ ）ASO2為0.4mol/L，O2為0.2mol/LBSO2為0.25mol/LCSO2、SO3(g)均為0.15mol/LDSO3(g)為0.4mol/L 2在一定溫度下，可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是（ ）A. C生成的速率與C分解的速率相等 B. A、B、C的濃度不再變化C. 單位時間生成nmolA，同時生成3nmolB D. A、B、C的分子數之比為1:3:23可逆反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)達到平衡時的標志是（ ）A. 混合氣體密度恒定不變B. 混合氣體的顏色不再改變C. H2、I2、HI的濃度相等D. I2在混合氣體中體積分數不變4在一定溫度下的定容密閉容器中，取一定量的A、B于反應容器中，當下列物理量不再改變時，表明反應：A(s)2B(g)C(g)D(g)已達平衡的是（ ）A混合氣體的壓強B混合氣體的密度CC、D的物質的量的比值D氣體的總物質的量5在一真空密閉容器中，通入一定量氣體A在一定條件下，發(fā)生如下反應：2A(g) B(g) + xC(g)，反應達平衡時，測得容器內壓強增大為P，若此時A的轉化率為a，下列關系正確的是（ ）A若x=1，則Pa B若x=2，則PaC若x=3，則P=a D若x=4，則Pa6密閉容器中，用等物質的量A和B發(fā)生如下反應：A(g)+2B(g) 2C(g)，反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，則這時A的轉化率為（ ）A40 B50%C60 D707在1L的密閉容器中通入2molNH3，在一定溫度下發(fā)生下列反應：2NH3N2+3H2，達到平衡時，容器內N2的百分含量為a%。若維持容器的體積和溫度都不變，分別通入下列初始物質，達到平衡時，容器內N2的百分含量也為a的是（ ）A3molH2+1molN2 B2molNH31molN2C2molN2+3molH2 D0.1molNH30.95molN2+2.85molH28在密閉容器中發(fā)生反應2SO2+O2 2SO3(g)，起始時SO2和O2分別為20mol 和 10mol，達到平衡時，SO2的轉化率為80%。若從SO3開始進行反應，在相同的條件下，欲使平衡時各成分的體積分數與前者相同，則起始時SO3的物質的量及SO3的轉化率分別為（ ）A 10mol 10% B 20mol 20% C 20mol 40% D 30mol 80%9X、Y、Z為三種氣體，把a mol X和b mol Y充入一密閉容器中，發(fā)生反應X+2Y2Z。達到平衡時，若它們的物質的量滿足：n（X）+n（Y）=n（Z），則Y的轉化率為（ ）A BC D10一定條件下，在一密閉容器中通入一定量SO2和O2的混合氣體，發(fā)生如下反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q(Q0)。反應達平衡后SO2、O2和SO3的物質的量之比為346，保持其它條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，O2和SO3的物質的量分別是1.1 mol和2.0 mol，此時容器內SO2的物質的量應是( A )A. 0.7 molB. 0.9 mol C. 1.1 molD. 1.3 mol 11在一定溫度下，某密閉容器中發(fā)生反應：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q達平衡后，SO2、O2、SO3的物質的量之比為324。其它條件不變，升溫達到新平衡時，SO2為1.4 mol，O2為0.9 mol，則此時SO3的物質的量為 ( ) A. 1.4 mol B. 1.6 mol C. 1.8 mol D. 2.0 mol12某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件發(fā)生反應A+3B2C，若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時，容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%，下列推斷正確的是（ ）原混合氣體的體積為1.2VL原混合氣體的體積為1.1VL反應達到平衡時氣體A消耗掉0.05VL反應達到平衡時氣體B消耗掉0.05VL A、B、C、D、13在一定溫度時，將1mol A和2mol B放入容積為5L的某密閉容器中發(fā)生如下反應：A(s)+2B(g) C(g)+2D(g)，經5min后，測得容器內B的濃度減少了0.2mol/L。下列敘述不正確的是（ ） A在5min內該反應用C的濃度變化表示的反應速率為0.02mol/(Lmin)B5min時，容器內D的濃度為0.2mol/LC當容器內壓強保持恒定時，該可逆反應達到平衡狀態(tài)D5min時容器內氣體總的物質的量為3mol14把6molA和5molB兩氣體通入容積為4L的密閉容器中，一定條件下反應： 3A（氣）+B（氣）2C（氣）+xD（氣）+Q，5min達平衡，此時生成2molC，測得D的平均反應速率為0.1mol（Lmin）1。下列說法中正確的是（ ） A降低平衡體系的溫度，逆反應速率最小，正反應速率增大，平衡正向移動B恒溫下達到平衡的標志是C和D的生成速率相等CA的平均反應速率為0.15mol（Lmin）DB的轉化率為25%15一定溫度下，向一固定容積的容器中放入1molA和1molB，待反應A(s)+B(g) C(g)+2D(g)達到平衡時，C的質量分數是M%，在相同的條件下，若按以下配比開始反應，平衡時C的質量分數比為M%的是（ ）A2molA+2molBB2molD+1molCC2molD+1molA+1molBD0.5molA+0.5molB+0.5molC+1.0molD16在密閉容器中發(fā)生反應2SO2+O2 2SO3(g)，起始時SO2和O2分別為30mol和15mol，達到平衡時，SO2的轉化率為80%，若從SO3開始進行反應，在相同條件下，欲使平衡時各成分的體積分數與前者相同，則起始時SO3的物質的量及SO3的轉化率為（ ）A15mol和10%B30mol和20%C30mol和40%D45mol和80%二、填空題17寫出下列化學反應的化學平衡常數表達式：N2+3H22NH3 K= N2+H2 NH3 K= Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 K= 18在1L密閉容器中，充入amolN2和bmolH2，在一定溫度下N2+3H22NH3，達到平衡，容器中還剩余CmolN2，則平衡時N2的轉化率是 ，H2的轉化率是 ，生成NH3是 mol，容器中H2的平衡濃度是 。19一定溫度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2，當反應達到平衡時，有3molSO2發(fā)生了反應，則：（1）生成了 molSO3，SO2的轉化率為 。（2）平衡時容器內氣體的總物質的量為 。（3）平衡時SO2的濃度是 ，O2的濃度是 ，SO3的濃度是 。20一定條件下，可逆反應：A2+B2 2C達到平衡。經測定，平衡時c(A2)=0.5mol/L，c(B2)=0.1mol/L，c(C)=1.6mol/L，若A2、B2和C的起始濃度分別為amol/L，bmol/L，cmol/L。請回答： （1）a、b應滿足的關系是 _（2）a的取值范圍是 _21在溫度830K時，下列可逆反應及其平衡有某些特殊性：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)若 c(CO)始為2 mol / L，c(H2O)始為3 mol / L，反應達平衡時，CO的轉化率為60%，如果c(H2O)始為6 mol / L，c(CO)始為2 mol / L，反應達到平衡時，則CO的轉化率為75%。(1) 計算上述兩種情況下H2O的轉化率 、 ，CO和H2O的轉化率之間的關系可表示為 。(2) 設830K時，c(CO)始a mol / L，c(H2O)始b mol / L，達平衡時c(H2)平c mol / L。 當a5，c時，b ； 當ab時， ； 用以表示a、b、c之間關系的式子是 。22將2mol H2O和2mol CO置于1L容器中，在一定條件下，加熱至高溫，發(fā)生如下可逆反應：2H2O（g）2H2O2 2COO22CO2（1）當上述系統(tǒng)達到平衡時，欲求其混合氣體的平衡組成，則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度，但這兩種氣體不能同時是 和 ，或 和 。（填它們的分子式）（2）若平衡時O2和CO2的物質的量分別為 n（O2）平a mol， n（CO2）平b mol。試求n（H2O）平 。（用含a、b的代數式表示）三、計算題23amolN2和bmolH2反應，在一定條件下達到平衡，生成cmolNH3NH3在平衡混合物中的質量分數是多少？241體積SO2和3體積空氣混合后，在450以上通過V2O5催化劑，發(fā)生如下反應： 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) 若同溫同壓下測得反應前后混合氣體的密度比為0.91，則反應掉的SO2是原有SO2的百分之幾？答案及解析:1C項反應物、生成物濃度不可能同時減小。因是可逆反應，不可能反應物或生成物變?yōu)?，A、D不正確。答案：B。2判斷一個反應是否處于平衡狀態(tài)的主要依據為：看v(正)與v(逆)是否相等；反應物和生成物的濃度是否不隨時間的變化而變化。A選項說明v(正)=v(逆)，B選項說明反應體系各物質的濃度不再改變，應選A、B。D很明顯是錯誤，C選項不能確保已達平衡（在任何時刻，有nmolA產生時必有3nmolB同時產生，兩者表示的都是逆反應速率）。答案為AB。3對于氫氣與碘蒸氣合成碘化氫反應來說，它反應前后氣體體積沒有發(fā)生變化。因此在一固定容積的密閉容器中，不管該可逆反應是從正反應開始還是從逆反應開始，不管該反應是否達到平衡狀態(tài)，容器中混合氣體的密度始終是不變的，顯然A項不是平衡時的標志；在H2、I2、HI氣體中只有I2蒸氣具有顏色是紫紅色的，當混合氣體的顏色不變時，實質上就意味著I2的濃度不再變化，也就是反應混合物各組成成分的含量保持不變。故B選項正確；C選項中H2、I2、HI的濃度相等時，并不表示各物質的濃度保持不變，故C項錯誤；D選項I2在混合氣體中體積分數不變就表示各物質的濃度不再發(fā)生變化，故D選項正確。答：BD。4題給反應是一個反應前后氣體體積不變的反應，故不管平衡是否移動，混合氣體的壓強與氣體的總物質的量均不變；而平衡生成C、D的物質的量相等，故比值不變。答案：B。5轉化率=100%。A項根據已知壓強增大P，則 x+12，x1，排除A。設通入的一定量氣體A為1mol， 2A(g) B(g) + xC(g)始態(tài)（mol） 1 0 0轉化（mol） a% a% a%平衡（mol） 1- a% a% a%依據壓強增大 P，則應滿足： 1- a% + a% + a% =1 + P% x=+1當x=2時a=2PPa B選項正確當x=3時P=aC選項正確當x=4時D選項排除答案為B、C。6【知識點撥】化學平衡的一般計算要采用平衡計算模式，模式中的三種量可用物質的量，物質的量濃度，對于氣體，還可用體積。對于氣體的相關計算，可涉及壓強、體積、相對密度和平均相對分子量，故可用到相關規(guī)律，如壓強比等于物質的量之比，氣體體積比等于物質的量之比，質量守恒定律。采用求平均量的計算公式或三角正弦法等。如果已知平衡時總的物質的量或總體積，或平衡時的物質的量與初始物質的量之比，或平衡時與初始的壓強之比，或平衡時的平均相對分子量，則要設未知數寫出模式，列代數方程式求解。若是已知平衡時的平均相對分子量，則要根據質量守恒定律列代數式求解?！痉治鼋獯稹吭OA物質的轉化率為x，A和B起始物質的量都為amol。 A(g) + 2B(g) 2C(g)起始物質的量（mol） a a 0轉化物質的量（mol） ax 2ax 2ax平衡物質的量（mol） a-ax a-2ax 2ax根據題意，A和B物質的量之和與C物質的量相等a-axa-2ax=2axx=0.4則A的轉化率為40，選項A正確7同溫同容下，對于氨的分解反應，我們根據反應的系數關系，將選項的四種情況都換算成反應物（NH3），如果NH3為2mol時，它們都可達到相同的平衡狀態(tài)，即等效。選項A換算成NH3為2mol，符合題意；選項B、C換算成NH3都不是2mol，故排除。選項D：2NH3N2 + 3H2 2 1 3 x 0.95 2.85 x=1.90mol0.11.9=2.0（mol），等效。答案為：A、D。8某可逆反應，無論從正反應開始，還是從逆反應開始，只要正反應起始濃度與逆反應起始濃度“相當”，在相同條件下，可達到同一平衡狀態(tài)。答案：B。9 【分析解答】X + 2Y 2Z 起始 amol bmol 0反應 ba ba平衡 ba根據題意 答案為B選項。10【分析解答】一法：設第一種平衡狀態(tài)下O2為x，則SO3為，變成第二種平衡時O2變化量為y，2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q x x x2y2.0 解得： x1.2 mol y 2y xy1.1 y0.1 mol1.1 2.0可得：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)Q 0.9 1.2 1.80.2 0.1 0.20.7 1.1 2.0 二法：用等效平衡辦法，將SO3轉變?yōu)镾O2和O2，使原初始量比相同。2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 3 4 6 x 1.1 2.0 ( 5 3 0 ) ( 2.0 1 0 ) x0.7 mol三法：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g)O2(g) 2SO3( g) 2.1 0 2.1 0 1 2 2.14a 6a 1.1 2 4a 6a ，a0.32SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)2.7 2.1 0 2.7 2.1 01.8 0.9 1.8 2 1 20.9 1.2 1.8 0.7 1.1 2答案為A。11【分析解答】解法一： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 2SO2(g) O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) a b 0 a b 0 n變 (mol) 2x x 2x a1.4 b0.9n平 (mol) a2x bx 2x 1.4 0.9 b1.6 mol，a0.82.8 mol。 2SO2(g)O2(g) 2SO3 (g) n 0 (mol) 2.8 1.6 0 n變 (mol) 1.4 0.7 1.4 n平 (mol) 1.4 0.9 1.4 解法二： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) n 0 (mol) 3a 2a 4a n變 (mol) 2x x 2x n平 (mol) 3a2x 2ax 4a-2x 由題意知，3a2x1.4，2ax0.9，聯立二式得：a0.4 mol，x0.1 mol，4a -2x 40.4 mol -20.1 mol1.4 mol ，故應選A。12 A 13D 14C 15 BD 16 B17（1）； （2）； （3）18；2(a-c)mol；b-3a+3cmol/L19（1）3；60%（2）6.5mol（3）0.2mol