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第2章 第3节 第2课时 活页


活页作业(八)
确的是( )

化学平衡常数

1.某温度下,可逆反应 mA(g)+nB(g)??pC(g)的平衡常数为 K,下列对 K 的说法正

A.K 值越大,表明该反应越有利于 C 的生成,反应物的转化率越大 B.若缩小反应器的容积,能使平衡正向移动,则 K 增大 C.温度越高,K 一定越大 D.如果 m+n=p,则 K=1 解析:K 越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A 正确;对于一个 确定的化学反应,K 只是温度的函数,温度一定,K 一定,与压强无关,B 错误;因该反应 cp?C? 的热效应不确定,故 C 项错误;K= m ,由 m+n=p,无法判断 K 的大小,D 项错 c ?A?· cn?B? 误。 答案:A 2.在相同的温度下,测得反应:①N2(g)+O2(g)??2NO(g)的平衡常数 K=3.84×10
31


;②2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)的平衡常数 K=3.10×1026。则在此温度下,两个化学反应 ) B.①<② D.无法判断

的反应程度之间的关系是( A.①>② C.①=②

解析:K 值越大,反应进行的程度越大,即反应程度②>①。 答案:B
2 2 3.电镀废液中 Cr2O2 7 可通过下列反应转化成铬黄 (PbCrO4):Cr2O7 (aq)+2Pb (aq)+
- - +

H2O(l)??2PbCrO4(s)+2H (aq) ΔH<0。 该反应达平衡后, 改变横坐标表示的反应条件, 下 列示意图正确的是( )



解析:由题意知该反应是一个放热的可逆反应,升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移 c2?H ? 动,依据平衡常数的表达式:K= A 项正确;pH 增大溶 - + 可知 K 应该减小, c?Cr2O2 c2?Pb2 ? 7 ?·


液碱性增强,会中和溶液中 H ,降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,Cr2O2 7 的转化
+ -

率会增大 ,B 项不正确;温度升高,正、逆反应速率都增大,C 项错误;增大反应物 Pb2 的浓度,平衡向正反应方向移动,Cr2O2 7 的物质的量会减小,D 项不正确。




答案:A 4.反应 N2O4(g)??2NO2(g) ΔH=+57 kJ· mol 1,在温度为 T1、T2 时,平衡体系中


NO2 的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(

)

A.A、C 两点的反应速率:A>C B.A、C 两点气体的颜色:A 深,C 浅 C.A、B 两点气体的平均相对分子质量:A>B D.B、C 两点化学平衡常数:B<C 解析:解答图像题需要从以下几个方面考虑:(1)理解横、纵坐标的含义;(2)看曲线的 起点、拐点、终点以及变化趋势;(3)存在多个变量时要控制单一变量来讨论图像中相关量 的变化。 升高温度平衡正向移动,二氧化氮的体积分数增加,因此 T1<T2。平衡常数仅是温度的 函数,正向进行的程度越大平衡常数越大,因此 B、C 两点化学平衡常数:B<C;相同温度 下压强大反应速率快,A、C 两点的反应速率:C>A;相同温度下增大压强最终达到新的平 衡,平衡体系中各种气体的浓度均增大,因此 A、C 两点气体的颜色:A 浅、C 深;平衡体 系中气体的总质量不变,气体的物质的量越小相对分子质量越大,A 点对应的气体物质的量 大于 B 点,因此 A、B 两点气体的平均相对分子质量:A<B。 答案:D 5.25℃时,在含有 Pb2 、Sn2 的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
+ +

Sn(s)+Pb2 (aq)??Sn2 (aq)+Pb(s),体系中 c(Pb2 )和 c(Sn2 )变化关系如下图所示。
+ + + +

下列判断正确的是(

)

A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2 )增大


B.往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2 固体后,c(Pb2 )减小


C.升高温度,平衡体系中 c(Pb2 )增大,说明该反应 ΔH>0


D.25℃时,该反应的平衡常数 K=2.2 解析:由于铅是固体状态,往平衡体系中加入金属铅后,平衡不移动,c(Pb2 )不变;往


平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2 固体后,平衡向左移动,c(Pb2 )变大;升高温度,平衡体系


中 c(Pb2 )增大,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,即 ΔH<0;25℃时,该反应的平衡


c?Sn2 ? 常数 K= + =0.22/0.10=2.2,故 D 项正确。 c?Pb2 ?


此题也是新情景,考查平衡移动原理以及平衡常数计算,题目不偏不怪,只要基础扎实 的同学都能顺利作答。 答案:D 6.在 25℃时,密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表: 物质 初始浓度/(mol· L 1)


X 0.1 0.05

Y 0.2 0.05

Z 0 0.1

平衡浓度/(mol· L 1)


下列说法错误的是(

)

A.反应达到平衡时,X 的转化率为 50% B.反应可表示为 X(g)+3Y(g)??2Z(g),其平衡常数为 1 600 C.增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动,平衡常数增大 D.升高温度平衡常数增大,则此反应为吸热反应 0.05 - 解析: 平衡建立的过程中, X 的转化浓度为 0.05 mol· L 1。 其转化率为 ×100%=50%, 0.1 A 项对; 平衡建立过程中, X、 Y、 Z 转化的浓度分别为 0.05 mol· L 1, 0.15 mol· L 1, 0.1 mol· L
- - -1

,三者的化学计量数之比为 1∶3∶2 ,反应可表示为 X + 3Y??2Z ,平衡常数 K =

0.12 =1 600,B 项对;平衡常数只与温度有关,C 项错;对于吸热反应,升温 K 值 0.05×0.053 增大,D 项正确。 答案:C 7.某温度下,对于反应 N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol 1,N2 的平衡转


化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(

)

A. 将 1.0 mol 氮气、 3.0 mol 氢气, 置于 1 L 密闭容器中发生反应, 放出的热量为 92.4 kJ B.平衡状态由 A 变到 B 时,平衡常数 K(A)<K(B) C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2 的转化率提高 D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小 解析:A 项此反应为可逆反应,1.0 mol 氮气、3.0 mol 氢气在实际过程中不能完全转化, 故放出的热量小于 92.4 kJ,A 项错。B 项温度不变,改变压强,平衡常数不变,错误。C 项 由图知,增大压强,平衡向正反应方向移动,H2 的转化率提高,正确。D 项升高温度,逆 反应速率、正反应速率都增大,错误。 答案:C 8.在 10 L 密闭容器中,A、B、C 三种气态物质构成了可逆反应体系;某温度时,A、 B、C 物质的量与时间的关系如图一,C 的质量分数与温度的关系如图二。

下列分析不正确的是(

)

A.0~4 min 时,A 的平均反应速率为 0.1 mol/(L· min) c?C? B.该反应的平衡常数表达式为:K= 2 c ?A?· c?B? C.由 T1 向 T2 变化时,v(正)>v(逆) D.此反应的正反应为放热反应 解析:由图一知在 4 min 时 A 消耗 0.4 mol,故 0~4 min 时,A 的平均反应速率为:0.4 mol/(10 L· 4 min)=0.01 mol/(L· min);根据图一所示 A、B、C 物质的量的变化,可知该可逆反 应为 2A(g)+B(g)??C(g),由此可知 B 项正确;由图二知在 T3 时反应达到平衡,故在 T3 前,反应一直正向进行,v(正)>v(逆);由 T3 升温到 T4 时,C 的质量分数减小,说明平衡逆 向进行,故可判知正反应为放热反应。 答案:A

9.化学平衡常数 K 的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志,在常温下,下列反应 的平衡常数的数值如下: 2NO(g)??N2(g)+O2(g) K1=1×1030 2H2(g)+O2(g)??2H2O(g) K2=2×1081 2CO2(g)??2CO(g)+O2(g) K3=4×10 以下说法正确的是( )
-92

A.常温下,NO 分解产生 O2 的反应的平衡常数表达式为 K1=c(N2)· c(O2) B.常温下,2H2O(g)===2H2(g)+O2(g),此时平衡常数的数值约为 5×10
-82

C. 常温下, NO、 H2O、 CO2 三种物质分解放出 O2 的倾向由大到小的顺序为 H2O>NO>CO2 D.以上说法都不正确 c?N2?· c?O2? 1 1 - 解析:A 项,K= 2 。B 项,K= = =5×10 82,正确。C 项,平衡常 K2 2×1081 c ?NO? 数越大,放出 O2 的倾向越大,NO>H2O>CO2。 答案:B 10.某温度下,向容积为 1 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3,当反应器中的气体压 强不再变化时测得 SO3 的转化率为 20%,则该温度下反应 2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g)的平 衡常数为( )
-1

A.8.0×102 mol· L B.1.6×103 mol· L C.3.2×103 mol· L

-1 -1 -1

D.4.0×102 mol· L 解析: 起始(mol) 平衡(mol)

2SO3(g)??2SO2(g)+O2(g) 0.10 0.10-2x 0 2x 0 x

2x ×100%=20% x=0.01 mol 0.10 0.01 ?0.02?2· c2?SO2?· c?O2? ? 1 ? 1 1 K= = = 2 0.08 1 600 c ?SO3? ? ?2 ? 1 ? 所以逆反应的平衡常数为 1 600,B 正确。 答案:B 11.(1)反应 Fe(s)+CO2(g)??FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为 K1 反应 Fe(s)+H2O(g)??FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为 K2 在不同温度时 K1、K2 的值如下表: 700℃ K1 K2 1.47 2.38 900℃ 2.15 1.67

反应 CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数 K,则 ΔH=________(用 ΔH1 和 ΔH2 表示 ) , K = ________( 用 K1 和 K2 表示 ) ,且由上述计算可知,反应 CO2(g) + H2(g)??CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)一定温度下, 向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 CO2 气体, 发生反应 Fe(s)

+CO2(g)??FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2 的浓度与时间的关系如图所示:①该条件下反应 的平衡常数为________;若铁粉足量,CO2 的起始浓度为 2.0 mol· L 1,则平衡时 CO 的浓度


为________mol· L 1。


②下列措施中能使平衡时 A.升高温度 C.再充入一定量的 CO2

c?CO? 增大的是________(填序号)。 c?CO2? B.增大压强 D.再加入一定量铁粉

K1 解析:(1)目标反应可由上述两个反应相减得到,即 ΔH=ΔH1-ΔH2,K= ,随温度升 K2 高,K1 增大,K2 减小,所以


K1 增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应。(2)①平衡时 c(CO2) K2
- -

=0.5 mol· L 1,c(CO)=1 mol· L 1,K=2。设平衡时 c(CO)=a mol· L 1,则平衡时 c(CO2)= a 4 - (2-a) mol· L 1,则 K=2= ,解得 a= 。②升高温度,平衡正向移动,A 正确。增大压 3 2-a 强,平衡不移动,B 错误。充入一定量的 CO2,最终得到的是等效平衡状态,C 错误。铁粉 浓度不影响平衡的移动,D 错误。 答案:(1)ΔH1-ΔH2 ②A 12.下列反应在 210℃达到平衡: PCl5(g)??PCl3(g)+Cl2(g) K=1 CO(g)+Cl2(g)??COCl2(g) K=5×104 COCl2(g)??CO(g)+Cl2(g) (1)根据反应①的平衡常数 K 表达式,下列等式必定成立的是______。 a.c(PCl5)=c(PCl3)=c(Cl2)=1 b.c(PCl5)=c(PCl3)· c(Cl2)=1 c.c(PCl5)=c(PCl3)· c(Cl2) (2)反应②和反应③的 K 值的乘积是______。 (3)降低 Cl2 浓度,反应③的 K 值______(填“增大”“减小”或“不变”)。 c?PCl3?· c?Cl2? 解析:(1)由 K= =1 可知,成立的是 c;(2)K 值表达式与反应的正逆有关, c?PCl5? 与化学计量数有关, 反应②和反应③是相反的过程, 其 K 值表达式是倒数关系, 故 K(②)· K(③) =1。 ① ② ③ K1 吸热 K2 (2)①2.0 4 3

(3)浓度不影响平衡常数,故“不变”。 答案:(1)c (2)1 (3)不变

13.面对目前世界范围内的能源危机,甲醇作为一种较好的可再生能源,具有广泛的应 用前景。 (1)已知在常温常压下反应的热化学方程式: ①CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH1=-90 kJ· mol
-1

②CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41 kJ· mol
-1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)在容积为 V L 的容器中充入 a mol CO 与 2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇, 平衡时 CO 的转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”); ②在其他条件不变的情况下,再增加 a mol CO 与 2a mol H2,达到新平衡时,CO 的转 化率________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________。 (3)已知在 T ℃时, CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)的平衡常数 K=0.32, 在该温度下, 已知 c 始(CO)=1 mol· L 1,c 始(H2O)=1 mol· L 1,某时刻经测定 CO 的转化率为 10%,则该
- -

反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡, 原因是________。 此时刻 v 正________v 逆(填 “>”或“<”)。

解析:(1)由盖斯定律,方程式①-②得 CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= ΔH1-ΔH2=-90 kJ· mol 1-(-41 kJ· mol 1)=-49 kJ· mol 1。(2)由图像可知,相同温度下,
- - -

p2 下 CO 的转化率大于 p1 下 CO 的转化率,由方程式①可知,增大压强平衡右移,故 p1<p2; 在其他条件不变的情况下,再增加 a mol CO 与 2a mol H2,相当于增大压强,平衡右移,故 CO 的转化率增大;由于温度不变,故其平衡常数不变。

c?CO2?· c?H2? 0.1×0.1 (3) = =0.012 3<K=0.32,故反应未达到平衡。此时反应向正反应 c?CO?· c?H2O? 0.9×0.9 方向进行,故 v 正>v 逆。 答案:(1)CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ· mol (2)①小于 ②增大 不变 c?CO2?· c?H2? 0.1×0.1 (3)没有 此时 = =0.012 3<0.32 > c?CO?· c?H2O? 0.9×0.9
-1

1.化学平衡常数的表达式与化学方程式的书写形式相对应,同一个化学反应,其化学 方程式不同,平衡常数表达式也不同。 2.化学平衡常数在温度一定时对某一具体化学反应是一个常数,它与浓度无关;但计 算平衡常数时又必须用到化学平衡状态下的各物质的浓度。 3.利用化学平衡常数计算、判断时要理清是什么状态下的浓度。


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