2013高考一轮复习化学广东专用：化学平衡状态及其平衡常数课时知能训练

课时知能训练

一、选择题

1．人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应：CO＋HbO2 O2＋HbCO,37 ℃时，该反应的平衡常数K＝220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是( )

c O2 ·c HbCO A．CO与HbO2反应的平衡常数K＝c CO ·c HbO2 B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少

C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时，人的智力才会受损

D．把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动

【解析】 由平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K＝c O2 ·c HbCO 由平衡移动原理可知吸入CO越多，平衡越向右移动，c CO ·c HbO2 与血红蛋白结合的O2越少；把病人放入高压氧仓中，则平衡向左移动，释放出CO，故可解毒，A、B、D均正确。C项，由平衡常数表

c O2 c CO 0.02达式可知，人智力受损时：220＝c CO 0.02c O2 ＝220，故C

项错误。

【答案】 C

2．(2012·湛江吴川中学质检)工业制硝酸的其中一步反应为氨气的氧化，反应方程式为：4NH3(g)＋5O2(g)

关该反应的说法不正确的是( )

A．反应处于平衡状态时，

c(NH3)·c(O2)＝c(NO)·c(H2O)

B．反应达到平衡后，3v正(NH3)＝2v逆(H2

O)

4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 025 kJ/mol，氧化过程中还伴随有N2O、N2等物质生成。有

C．体系的总压强不变，说明反应已达平衡

D．体系的温度不再变化，说明反应已达平衡

【解析】 反应处于平衡状态时，体系中各组分的浓度不变，与c(NH3)·c(O2)和c(NO)·c(H2O)是否相等无关；反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，则一定有3v正(NH3)＝2v逆(H2O)；因反应是放热反应，温度不再变化，说明反应达到平衡；反应前后气体的物质的量不相等，总压不变，可说明反应已达平衡。

【答案】 A

3．对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)

叙述正确的是( )

c4 NO A．平衡常数的表达式K＝c NH3 ·c O2 B．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡

C．若平衡时两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝5∶4

D．反应达到平衡后，恒容条件下只调节NH3和NO的量，可保持原平衡状态

【解析】 根据平衡常数的定义和反应的特点知H2O(g)也应计

c4 NO ·c6 H2O 入平衡常数表达式中，即K＝c NH3 ·c O2 A错。根据K的表达

式(NH3和NO的幂指数相同)可知选项D是正确的。选项B中的关系式在任何时刻都成立，B错。选项C中起始投入的n(NH3)∶n(O2)应为4∶5，C错。

【答案】 D

4．(2012·博罗一中检测)t ℃时，某平衡体系中含有X、Y、Z、

c2 Y W四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为K＝c Z ·c W 。

有关该平衡体系的说法正确的是( )

A．当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，反应达平衡 B．增大压强，各物质的浓度不变

4NO(g)＋6H2O(g)。下列

C．升高温度，平衡常数K增大

D．增加X的量，平衡既可能正向移动，也可能逆向移动

【解析】 首先根据平衡常数的定义推知，反应前后气体的体积保持不变，即平衡体系中Y是生成物且是气体，Z和W是反应物且也是气体，X未计入平衡常数中，说明X是固体或液体，但不确定是反应物还是生物成，由此可知选项A正确。增大压强虽然平衡不移动，但由于体积变小，因此各物质的浓度均增大，选项B错。由于反应的热效应未知，因此C也错。由于X未计入平衡常数中，X量的多少不影响平衡状态，D也错。

【答案】 A

5．温度为t ℃时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，经过20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 mol/L。

涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：

①H2(g)＋I2(g)

②2H2(g)＋2I2(g)2HI(g) 4HI(g)

下列说法正确的是( )

A．反应速率用HI表示时，v(HI)＝0.008 mol/(L·min)

B．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同

C．氢气在两个反应方程式中的转化率不同

D．相同温度下，2HI(g)

同

【解析】 ,H2(g),＋,I2(g),,2HI(g),初始浓度,0.100 mol/L,,0.100 mol/L,,0,平衡浓度,0.020 mol/L,,0.020 mol/L,,0.160 mol/L)

20 min＝0.008 mol/(L·min)，A正确。所以，v(HI)＝0.160 mol/L÷

c2 HI c4 HI 22K①＝c H2 ·而K②＝c H2 ·故选项Bc I2 ＝64，c I2 K①＝64＝4 096，

错。两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓

C错。度相同，故其转化率相同，正逆两向反应的平衡常数互为倒数，

D错。

H2(g)＋I2(g)与反应①的平衡常数相

【答案】 A

6．(双选)(2012·云浮中学高三一模)T ℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是(

)

A．容器中发生的反应可表示为：3X(g)＋Y(g)2Z(g)

B．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v(X)＝0.3 mol/(L·min)

C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小

c2 Z D．该反应的平衡常数表达式可表示为K＝c X ·c Y 【解析】 根据图1可得选项A正确；B选项，v(X)＝0.1 mol/(L·min)，故不正确；由图2知T2>T1，且温度升高Y的体积百分含量降低，说明该反应的正反应是吸热反应，由此可知选项C错；根据化学反应方程式可知平衡常数表达式D正确。

【答案】

AD

7．(双选)已知反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－198 kJ·mol－1，向某体积恒定的密闭容器中充入1 mol SO2和0.5 mol O2，在一定条件下发生反应，如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图，下列说法正确的是( )

A．反应达到平衡后放出99 kJ的热量

B．温度T2>T1

C．反应达到平衡后容器内气体的密度减小

D．Y可能是SO2的转化率

【解析】 A项该反应为可逆反应，不正确；C项因容器体积不变，密度不变。

【答案】 BD

二、非选择题

8．在容积恒为0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如

N2(g)＋3H2(g)下化学反应：

与T的关系如下表：

(1)试比较K1、K2的大小，K1______K2(填写“>”、“＝”或“＜”)。

(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是________(填序号字母)。

a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2

b．v正(N2)＝3v逆(H2)

c．容器内压强保持不变

d．混合气体的密度保持不变

(3)400 ℃时，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数K的值为______。当测得NH3、H2、N2的物质的量分别为3 mol、1 mol、2 mol时，则该反应的v正(N2)________v逆(N2)(填写“>”、“＝”或“<”)。

【解析】 (1)因该反应是放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，所以K1>K2。(2)因容器的体积不变，故该反应是恒温恒容条1(3)平衡常数为0.52；件下的反应，能够说明达到平衡状态的只有c。

2/0.5 × 1/0.5 3236＜2，反应向右进行，所以v正(N2)＞v逆(N2)。 3/0.5

【答案】 (1)> (2)c (3)2 ＞

32NH3(g)；ΔH<0，其化学平衡常数K

9．(2012·广东省潮汕两市名校质检)工业上用CO生产燃料甲醇，

CO(g)＋2H2(g)一定条件下发生反应：CH3OH(g)。图1表示反应

中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2 L的密闭容器中加

入4 mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：

(1)在“图1”中，曲线________(填：a或b)表示使用了催化剂；该反应属于________(填：吸热、放热)反应。

(2)下列说法正确的是________。

A．起始充入的CO为2 mol

B．增加CO浓度，CO的转化率增大

C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态

D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1 mol CO和2 mol H2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小

(3)从反应开始到建立平衡，v(H2)＝________；该温度下CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为______。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横

P2，坐标)变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、

且P1<P2)。

(5)已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－192.9

kJ/mol

又知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式

________________________________________________________________________。

【解析】 (3)

,CO(g),＋,2H2(g),,CH3OH(g),起始浓度：,1 mol/L,,2 mol/L,,0,转化浓度：,0.75 mol/L,,1.5 mol/L,,0.75 mol/L,平衡浓度：,0.25 mol/L,,0.5 mol/L,,0.75 mol/L)

1.5 mol/Lv(H2)＝10 min＝0.15 mol·L－1·min－1

c CH3OH 0.75K＝c CO ·c H2 0.25× 0.5 ＝12

该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，平衡常数减小。

(4)注意：升温平衡左移，而升压平衡右移。

【答案】 (1)b 放热 (2)AC

(3)0.15 mol·L－1·min－1 12 减小 (4)

(5)CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－280.9 kJ/mol

10．(2012·通州二模)在压强为0.1 MPa条件下，容积为V L某密

CO(g)闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：

＋2H2(g)CH3OH(g)。CO的转化率与温度、压强的关系如图。

(1)该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)200 ℃时，该反应的平衡常数K________V2/a2(填“＝”“<”或“>”)。

(3)在温度、容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与2a mol H2和b mol CH3OH(g)，则达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)，平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

【解析】 (1)从题给图示可知，温度升高，CO的转化率下降，说明升温促使平衡逆向移动，正反应为放热反应；(2)在0.1 MPa压强

0.5a下，100 ℃时，平衡时各物质的浓度依次为c(CO)＝V mol/L＝

ac(CH3OH)，c(H2)＝2c(CO)＝Vmol/L，可逆反应CO(g)＋2H2(g)

0.5aVc CH3OH V2

CH3OH(g)的平衡常数Kc CO ·c H2 0.5aa＝a 2VVV2

升高温度至200 ℃，平衡左移，K减小，故200 ℃时K<a。

(3)再加入a mol CO、2a mol H2、b mol CH3OH(g)，无法确定平衡的移动，α(CO)无法确定，但温度不变，K不变。

【答案】 (1)放热 (2)< (3)无法确定 不变

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