专题六化学反应速率和化学平衡 课时32有关化学平衡常数的计1

专题六 化学反应速率和化学平衡 课时32 有关化学平衡常数的计算 一、单项选择题

1.在一定温度下,反应12H2(g)+12X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0molHX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( ) A.5% B.17% C.25% D.33% 2.(2012·北京海淀区一模)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。

下列判断正确的是( ) A.甲中反应的平衡常数小于乙 B.该温度下,平衡常数为400 C.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍 D.平衡时,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率 3.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( ) A.Z为0.3mol·L-1 B.Y2为0.4mol·L-1 C.X2为0.2mol·L-1 D.Z为0.4mol·L-1 4.一定温度下,在容积为2L的密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),部分数据见下表(表中t2>t1): 反应时间 /min n(CO)/mol n(H2O)/mol n(CO2)/mol n(H2)/mol 0 1.20 0.60 0 0 t1 0.80 t2 0.20

下列说法正确的是( ) A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=10.4tmol·L-1·min-1 B.平衡时CO的转化率为66.7% C.该温度下反应的平衡常数为1 D.其他条件不变,若起始时n(CO)=0.60mol,n(H2O)=1.20mol,则平衡时n(CO2)=0.20mol 5.某温度下,将2molA和3molB充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则( ) A.a=3 B.a=2 C.B的转化率为40% D.B的转化率为60% 6.X、Y、Z三种气体,取X和Y按物质的量之比1∶1混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于( ) A.33% B.40% C.50% D.65% 二、双项选择题 7.(2013·中山一模)在容积固定不变的密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1 下列结论正确的是( ) A.该反应达到平衡时,放出的热量等于92.4kJ B.达到平衡后向容器中通入1mol氦气,平衡不移动 C.降低温度和缩小容器体积均可使该反应的平衡常数增大 D.若达到平衡时N2的转化率为20%,则平衡时容器内的压强是起始时的90% 8.在1L密闭容器中充入1molA(g)和1molB(g),于T℃时进行反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH<0,达到平衡时,A转化了50%。在T℃时,将1molA(g)和4molB(g)充入同样的容器中,记录08min内容器中各物质的量如下表,tmin时为改变条件后达平衡时所测得的数据。下列说法正确的是( ) 时间/min 0 4 6 8 t n[A(g)]/mol 1 0.25 n1 n1 0.15 n[B(g)]/mol 4 3.25 n2 n2 3.15 n[C(g)]/mol 0 0.75 n3 n3 0.85 n[D(g)]/mol 0 0.75 n4 n4 0.85

A.反应在第4min时处于化学平衡状态 B.前4min,用A(g)表示的化学反应速率为0.0625mol·L-1·min-1 C.8min时,混合气体中C(g)的体积分数为16% D.tmin时,反应所处的温度低于T℃ 三、非选择题 9.(2011·广东四会)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。 (1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据见下表: 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度 /×10-3mol·L-1 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 (填序号)。 A.2v(NH3)=v(CO2) B.密闭容器中总压强不变 C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变 ②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数: 。 ③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量 (填“增加”、“减小”或“不变”)。 ④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH 0,熵变ΔS 0。(填“>”、“<”或“=”) (2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如下图所示。

计算25℃时,06min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为 。 10.(2012·巢湖一模)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化见下表; 温度/℃ 400 500 800 平衡常数K 9.94 9 1

试回答下列问题: (1)上述正向反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。 (2)在800℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向进行的有 (填序号)。 序 号 A B C D E n(CO2)/mol 3 1 0 1 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 2 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 3 n(H2O)/mol 5 2 3 2 1 (3)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol·L-1,在该条件下,CO的最大转化率为 。 11.(2011·韶关二调)二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,它清洁、高效。工业合成氨时可联产二甲醚,一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反

应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0。 (1)若其他条件不变,升高反应设备的温度,H2的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”);若不改变反应设备的温度、不增大设备的压强,能提高二甲醚产率的措施有(写一条) 。 (2)相同温度下,在两个设备中进行上述反应,某时刻设备中各气态物质的浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。 设备 编号 c(CO2) /mol·L-1 c(H2) /mol·L-1 c(CH3OCH3) /mol·L-1 c(H2O) /mol·L-1 v(正)和v(逆) 比较

Ⅰ 1.0×10-2 1.0×10-2 1.0×10-4 1.0×10-4 v(正)=v(逆) Ⅱ 2.0×10-2 1.0×10-2 1.0×10-4 2.0×10-4

①判断设备Ⅰ中的反应是否达到平衡状态 (填“是”或“否”),该温度下的平衡常数K= 。 ②推测表中空格处v(正)与v(逆)的关系,并写出推测过程: 。

(3)若起始时CO2和H2的物质的量比为1∶3,某一时刻从上述正在进行的反应设备中分离走H2

和H2O,得到CO2(g)和CH3OCH3(g)的混合物。测算出该混合物中C、O两原子的物质的量比n(C)∶

n(O)=1∶x,画出以x为横坐标、上述反应中H2(g)的转化率为纵坐标的图像(直线)。 12.(2013·广东六校联考改编)火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱碳和脱硫等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。脱碳时,将CO2转化为甲醇的热化学方程式如下: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH (1)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭

容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如右图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH (填“>”、“<”或“=”)0。

(2)右图是在恒温密闭容器中,压强为p1时H2的体积分数随时间t的变化曲线,请在该图中画出该反应在p2(p2>p1)时的H2体积分数随时间t的变化曲线。 (3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间变化如下图所示。

010min内,氢气的平均反应速率为 ;该温度下,反应的平衡常数为 (保留三位有效数字);第10min后,向该容器中再充入1molCO2和3molH2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。