第16讲化学平衡

第16讲化学平衡一、单项选择题1．对处于化学平衡的体系，以化学平衡与化学反应速率的关系可知()。A．化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动B．化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化C．平衡向正反应方向移动，正反应速率一定增大D．只有催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学平衡不移动的情况2．利用下列反应Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是()。A．50～80℃时，适当增大压强，有利于Ni(CO)4的生成B．该反应的平衡常数表达式是K＝c[NiCO4]cNi·c4COC．50～200℃范围内，该反应的平衡常数与温度无关D．利用上述原理提纯粗镍需要消耗大量的CO气体3．常温常压下，注射器甲中装有NO2气体，注射器乙中装有相同体积的空气，注射器与U形管连通，如图K3－16－1所示，打开两个止水夹，同时向外拉两注射器的活塞，且拉动的距离相等，将会看到U形管中液面(不考虑此条件下NO2与水的反应)()。A．a端上升，b端下降B．a端下降，b端上升C．U形管中液面无变化D．无法判断图K3－16－1图K3－16－24．对于反应A2(g)＋3B2(g)2C(g)ΔH0，下列说法错误．．的是()。A．其他条件不变，降低温度，该反应的平衡常数增大B．使用催化剂能使平衡向生成C的方向移动，并放出更多的热量C．C的产率与温度、压强(p)的关系如图K3－16－2D．恒温恒容时，若密闭容器内压强不再改变，则表示该反应已达到平衡5．工业上制备化工原料CO和H2可利用如下反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0将0.20molCH4和0.30molH2O(g)通入容积可变的密闭容器中，在一定条件下上述反应各物质的量随时间变化如下表：t/minn(CH4)/moln(H2O)/moln(CO)/moln(H2)/mol00.200.30002n1n2n30.303n1n2n30.3040.09n1n40.33下列说法错误．．的是()A．在2～3min之间反应处于平衡状态B．3～4min之间，容器内H2增多的原因是充入了水蒸气C．其他条件不变时升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小D．其他条件不变时增大压强，CH4的转化率减小6．在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＞0。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图K3－16－3中曲线的是()。xyA再加入AB的转化率B加入催化剂A的体积分数C压强混合气体的总物质的量D温度混合气体的总物质的量图K3－16－37．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH0。T1温度下的部分实验数据为：t/s050010001500c(N2O5)(mol/L)5.003.522.502.50下列说法不正确．．．的是()。A．500s内N2O5分解速率为2.96×10－3mol/(L·s)B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000s时转化率为50%C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5浓度为2.98mol/L，则T1T2D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1K3，则T1T38．已知图K3－16－4(Ⅰ)表示的是可逆反应：CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)ΔH0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图(Ⅱ)表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。下列说法中正确的是()。(Ⅰ)(Ⅱ)图K3－16－4A．图(Ⅰ)t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强B．若图(Ⅰ)t2时改变的条件是增大压强，则反应的ΔH增大C．图(Ⅱ)t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强D．若图(Ⅱ)t1时改变的条件是增大压强，则混合气体的平均相对分子质量将减小二、双项选择题9．下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)ΔH0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是()。10．一定条件下的密闭容器中：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－905.9kJ·mol－1，下列叙述正确的是()。A．4molNH3和5molO2反应，达到平衡时放出热量为905.9kJB．平衡时v正(O2)＝45v逆(NO)C．平衡后减小压强，混合气体平均摩尔质量减小D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低11．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)。某I2、KI混合溶液中，I－3的物质的量浓度c(I－3)与温度T的关系如图K3－16－5所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是()。图K3－16－5A．反应I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)的ΔH0B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C．若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大三、非选择题12．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：2NO＋2CO2CO2＋N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：时间(s)012345c(NO)(mol/L)1.00×10－34.50×10－42.50×10－41.50×10－41.00×10－41.00×10－4c(CO)(mol/L)3.60×10－33.05×10－32.85×10－32.75×10－32.70×10－32.70×10－3请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响，上述反应是放热的自发反应)：(1)在该温度下，反应的平衡常数K＝__________。(2)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是__________。A．选用更有效的催化剂B．升高反应体系的温度C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积13．在一定条件下，SO2和O2发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。(1)降低温度，该反应K值________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，反应速率________。(2)600℃时，在一密闭容器中，将SO2和O2混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图K3－16－6:图K3－16－6据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是____________________________(用文字表达)；10min到15min的曲线变化的原因可能是________(填序号)。a．加了催化剂b．缩小容器体积c．降低温度d．增加SO3的物质的量14．(2011年广东中山统考)已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。第16讲化学平衡1．B解析：温度、浓度、压强等因素影响化学反应速率，当对正、逆反应速率影响不一致、不同步时，可逆反应发生平衡移动；当对其影响一致同步时，平衡不移动，由此可知A错，B对；正向移动证明v正v逆，v正增大、不变或减少都有可能出现这种情况，C错；除催化剂外，压强对气体总体积不变的可逆反应也有同样影响，D错。2．A解析：A中正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动；B中固体和纯液体的浓度为定值，平衡常数表达式中不应该体现Ni的浓度；C中平衡常数与温度相关；D中CO在可逆反应中循环使用。3．B解析：对于可逆反应2NO2(g)N2O4(g)，减压后平衡向生成NO2方向移动，分子数增多，体积增大，a端下降，b端上升。4．B解析：A项，该反应为放热反应，降低温度有利于反应正向移动，平衡常数增大；B项，催化剂只能改变反应速率，不能使化学平衡移动，也不影响反应放出的热量；C项，该反应放热，温度低，C的产率较高，压强增大，C的产率增大；D项考查化学平衡的判断。5．B解析：A中由2min和3min两个时间点可以看出反应中相同物质的物质的量相等，可判断2～3min时间段反应处于平衡态；B中题目并没有给出过程中充入水蒸气的信息，同时也不一定只有充入水蒸气才使平衡正向移动；C中该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体物质的量增大，质量不变，平均相对分子量减小；D中增大压强，平衡逆向移动，CH4的转化率减小。6．A解析：催化剂只能改变化学反应达到平衡的时间，不能改变平衡的限度，B错误；增大体系压强，平衡正向移动，混合气体总的物质的量减小，C错误；反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体总的物质的量减小，D错误。7．C解析：v(N2O5)＝5.00－3.52mol/L500s＝2.96×10－3mol/(L·s)，A正确；1000s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三种量如下：2N2O54NO2＋O2起始(mol/L)5.0000平衡(mol/L)2.505.001.25则K＝c4NO2cO2c2N2O5＝5.004×1.252.502＝125，α(N2O5)＝2.505.00×100%＝50%，B正确；T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热，则降低温度平衡向放热方向移动，即T2T1，C错误；对于吸热反应来说，T越高，K越大，若K1K3，则T1T3，D正确。8．A解析：由图(Ⅰ)可知，t2时正、逆反应速率均加快且发生突变，化学平衡正向移动，可能是升高了温度也可能是增大了压强，根据ΔH所表示的意义，不管平衡如何移动，ΔH不变，所以A正确，B错；由图(Ⅱ)可知，t1时改变平衡条件的瞬间，NO2和N2O4的浓度均增大，然后c(NO2)减小，c(N2O4)增大，平衡向正反应方向移动，改变的条件可能是给体系增大压强，但不可能是由温度改变引起，选项C错；若增大压强，平衡正向移动，气体的总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，D错。9．AC解析：曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，升高温度，增大压强，v正、v逆均增大，B中v逆，D中v正、v逆走向均减小，则B、D均错；可逆反应2A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)ΔH0的正反应是一个气体体积增大的吸热反应，则升高温度，向正反应方向移动，故v正v逆；增大压强，向逆反应方向移动，故v逆v正。10．CD解析：可逆反应经一段时间后达到化学平衡状态，但是4molNH3不能完全反应掉，则达到平衡时放出热量小于905.9kJ，A错误；平衡建立的实质为v正＝v逆，即v正(NO)＝v逆(NO)，又v正(NO)＝45v正(O2)，所以v正(O2)＝54v逆(NO)，B错误；平衡后减小压强，平衡正向移动，由M＝mn，反应正向移动后m不变，n变大，则M变小，C正确；平衡后升温，平衡逆向(吸热)移动，NO的含量降低，D正确。11．BC解析：由图像知：c(I－3)随温度升高而减小，故该可逆反应正向为放热反应，ΔH0，A错误；升高温度，可逆反应逆向移动，反应的化学平衡常数减小，即K1K2，B正确；反应进行到状态D时，c(I－3)c平衡(I－3)，故可逆反应正