高中化學(xué) 第二章 第三節(jié) 化學(xué)平衡（第5課時）習(xí)題課 新人教版選修4

【步步高學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計】-學(xué)年高中化學(xué)第二章第三節(jié)化學(xué)平衡（第5課時）習(xí)題課新人教版選修41．一定條件下，在密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強不再發(fā)生變化④單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④答案C2．某溫度下，體積一定的密閉容器中進行如下可逆反應(yīng)：X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0下列敘述正確的是()A．加入少量W，逆反應(yīng)速率增大B．當(dāng)容器中氣體壓強不變時，反應(yīng)達到平衡C．升高溫度，平衡逆向移動D．平衡后加入X，上述反應(yīng)的ΔH增大答案B解析對于可逆反應(yīng)X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)，因W為固體，所以當(dāng)加入少量W后，化學(xué)反應(yīng)速率不改變，A錯；當(dāng)升高溫度時，因該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度時平衡正向移動，C錯；平衡后再加入X，平衡將正向移動，但ΔH不變，因為熱化學(xué)方程式的書寫形式未變，D錯，故選B。3．在某溫度下，反應(yīng)ClF(g)＋F2(g)ClF3(g)ΔH<0，在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是()A．溫度不變，縮小體積，ClF的轉(zhuǎn)化率增大B．溫度不變，增大體積，ClF3的產(chǎn)率增高C．升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動D．降低溫度，體積不變，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率降低答案A解析由給定的化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)。升溫或降壓有利于平衡向逆反應(yīng)方向移動，反之向正反應(yīng)方向移動。4.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義，對于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g)，673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(高溫、高壓催化劑A．點a的正反應(yīng)速率比點b的小B．點c處反應(yīng)達到平衡C．點d(t1時刻)和點e(t2時刻)處n(N2)不一樣D．其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比上圖中d點的值大答案D解析建立平衡之前，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，該圖平衡點并不是兩曲線的交點；溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動，n(H2)增多。5．一定條件下，對于反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若起始時濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達到平衡時，X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1和0.08mol·L－1，則下列判斷不合理的是()A．c1∶c2＝1∶3B．平衡時，Y和Z的生成速率之比2∶3C．X和Y的轉(zhuǎn)化率相等D．c1的取值范圍為0<c1<0.14答案B6．反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋57kJ·mol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．A、C兩點的反應(yīng)速率：A>CB．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺C．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法D．A、C兩點氣體的平均相對分子質(zhì)量：A>C答案C解析A、C兩點溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分數(shù)減小，但增壓也會增大濃度，反應(yīng)速率：A<C，顏色還是C深(濃度大)；由于平衡逆向移動，氣體分子數(shù)減少，根據(jù)M＝m/n，氣體的平均相對分子質(zhì)量A<C；故A、B、D均錯。7．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1]：容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的濃度(mol·L－1)c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(Pa)p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3下列說法正確的是()A．2c1>c3B．a(chǎn)＋b＝92.4C．2p2<p3D．α1答案B解析采用“一邊倒”的方法知甲、乙是兩個相同的裝置，且甲中生成的NH3與乙中分解的NH3的和為2mol，則B項正確；此時c1＝c2，α1＋α2＝1。而丙中加入的NH3是乙中的兩倍，開始時c3＝2c2，但丙中壓強亦是乙中的兩倍，增大壓強，平衡正向移動，則平衡時2c1<c3,2p2>p3，A、C錯誤；增大壓強，不利于NH3的分解，則α2>α3，故α1＋α8．向一體積不變的密閉容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)濃度隨時間變化如圖一所示。圖二為t2時刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件。已知t3－t4階段為使用催化劑；圖一中t0－t1階段c(B)未畫出。下列說法不正確的是()A．此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)＋B(g)2C(g)B．t4－t5階段改變的條件為減小壓強C．B的起始物質(zhì)的量為1.0molD．在相同條件下，若起始時容器中加入amolA、bmolB和cmolC，要達到t1時刻同樣的平衡，a、b、c要滿足的條件為a＋2c/3＝2.4和b＋c/答案A解析圖二是在幾種不同情況下的化學(xué)平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑，t3－t4和t4－t5這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應(yīng)該推斷該反應(yīng)為等體積變化的反應(yīng)。再結(jié)合圖一可知，A濃度的變化為0.2mol·L－1，C濃度的變化量為0.3mol·L－1，由化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)方程式前的計量系數(shù)之比，可寫出該反應(yīng)的方程式為2A(g)＋B(g)3C(g)，故A項錯誤；t3－t4的平衡比原平衡的速率要快，而t4－t5的速率又變慢，前者題目已給出是使用催化劑，所以后者為減壓，因為條件只能用一次，故B項正確；B的平衡濃度是0.4mol·L－1，則起始時應(yīng)為0.5mol·L－1；起始時2molA所對應(yīng)的濃度為1mol·L－1，所以容器體積應(yīng)是2L；所以B的起始物質(zhì)的量為0.5mol·L－1×2L9．在一定條件下能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是________。①溫度和體積一定，某一物質(zhì)濃度不再變化時②溫度和體積一定，容器內(nèi)壓強不再變化時③條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時④溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時⑤溫度和壓強一定，混合氣體的密度不再變化時答案①②③④⑤解析①中，只要有一種物質(zhì)的濃度發(fā)生變化，必然會導(dǎo)致另外的物質(zhì)的濃度發(fā)生變化，因此只要有一種物質(zhì)(純固體除外)濃度不變，其他物質(zhì)的濃度也不會變化。②該反應(yīng)全部是氣體參加且反應(yīng)物計量數(shù)之和不等于生成物計量數(shù)之和的反應(yīng)，總壓等于各組分分壓之和，總壓不變，表明各組分的分壓不變。③平衡時，混合物的平均相對分子質(zhì)量eq\x\to(M)＝eq\f(m總,n總)，反應(yīng)體系的總質(zhì)量不變，n(總)也不變，即NO2、N2O4的物質(zhì)的量也不再變化。④反應(yīng)體系的顏色由NO2的濃度決定，顏色不變意味著NO2的濃度不變，是平衡狀態(tài)的標(biāo)志。⑤溫度、壓強不變，氣體的總質(zhì)量不變，若密度不變則意味著體積不再變化，即各組分的物質(zhì)的量不再變化，是平衡狀態(tài)的標(biāo)志。10．在一個固定容積的密閉容器中，充入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)xC(g)，達到平衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA，0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)的配比，達到平衡后，C的體積分數(shù)也為W%，則x的值為________．答案2或3解析該題有兩種情況：(1)如果是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，即x＝3,1.4molC完全轉(zhuǎn)化為A和B時，按2∶1物質(zhì)的量之比轉(zhuǎn)化，而投入的0.6molA和0.3molB物質(zhì)的量之比也為2∶1，即C完全轉(zhuǎn)化為A與B時，A與B物質(zhì)的量之比與起始狀態(tài)時A與B物質(zhì)的量之比相等，符合等效平衡原理。(2)如果是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，即1.4molC轉(zhuǎn)化為A時應(yīng)轉(zhuǎn)化成1.4molA，A的物質(zhì)的量才能成為0.6mol＋1.4mol＝2.0mol，才符合等溫等容條件下的等效平衡，此時x＝2。11．在一定溫度下，把1molN2和3molH2通入一個固定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)高溫、高壓催化劑2NH3(g高溫、高壓催化劑當(dāng)此反應(yīng)進行到一定程度時，反應(yīng)中的混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的N2、H2和NH3的物質(zhì)的量(mol)。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a＝0，b＝0，則c＝________。(2)若a＝0.5，則b＝________、c＝________。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)：__________、________。答案(1)2(2)1.51(3)0.5c＋a＝11.5c＋解析(1)1molN2和3molH2折算成NH3為2mol，故c＝2。(2)a＝0.5，與題干中1molN2相比還差0.5mol，則cmolNH3折算后應(yīng)該生成0.5molN2(同時生成1.5molH2)故c＝1，要求H2折算后為3mol，還缺1.5mol，故b＝1.5。(3)將cmolNH3折算為N2和H2分別是0.5cmolN2和1.5cmolH2，則0.5c＋a＝1,1.512．硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應(yīng)：ⅠSO2＋2H2O＋I2=H2SO4＋2HIⅡ2HIH2＋I2Ⅲ2H2SO4=2SO2＋O2＋2H2O(1)分析上述反應(yīng)，下列判斷正確的是________。a．反應(yīng)Ⅲ易在常溫下進行b．反應(yīng)Ⅰ中SO2氧化性比HI強c．循環(huán)過程中需補充H2Od．循環(huán)過程中產(chǎn)生1molO2的同時產(chǎn)生1molH2(2)一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI(g)，發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(HI)＝________。該溫度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝________。相同溫度下，若開始時加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則________是原來的2倍。a．平衡常數(shù)b．HI的平衡濃度c．達到平衡的時間d．平衡時H2的體積分數(shù)答案(1)c(2)0.1mol·L－1·min－164b解析(1)H2SO4沸點較高，在常溫下不發(fā)生分解；反應(yīng)Ⅰ中SO2的還原性比HI強；循環(huán)過程中H2O分解生成了H2與O2，需補充；循環(huán)過程中產(chǎn)生1molO2的同時產(chǎn)生2molH2，c正確。(2)2HI(g)H2(g)＋I2(g)初始：1mol·L－100平衡：0.8mol·L－10.1mol·L－10.1mol·L－1v(HI)＝＝0.1mol·L－1·min－1該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cH2·cI2,c2HI)＝eq\f(0.1×0.1,0.82)＝eq\f(1,64)相同溫度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(1,K1)＝64。該溫度下，開始時加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，平衡常數(shù)不變，HI、H2、I2平衡濃度均為原來的2倍，初始濃度變大，反應(yīng)速率加快，HI、H2、I2的體積分數(shù)均不變，故選b。13．(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)ΔH＝－90.8kJ·mol－1②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.3kJ·mol－1總反應(yīng)3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________；一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是________(填字母代號)。a．高溫高壓b．加入催化劑c．減少CO2的濃度d．增加CO的濃度e．分離出二甲醚(2)已知反應(yīng)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O濃度/(mol·L－1)0.440.60.6①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大?。簐正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。②若加入CH3OH后，經(jīng)10min后達到平衡，此時c(CH3OH)＝________；該時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)＝________。答案(1)－246.4kJ·mol－1ce(2)①>②0.04mol·L－10.16mol·L－1·min－114．一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。根據(jù)題意完成下列各題：(1)反應(yīng)達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K＝________，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________。(3)在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系體積壓縮到原來的eq\f(1,2)，下列有關(guān)該體系的說法正確的是()a．氫氣的濃度減小b．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快c．甲醇的物質(zhì)的量增加d．重新平衡時，