江苏专用2020高考化学二轮复习专题检测六化学平衡与相关计算

专题检测（六）化学平衡与相关计算1．(2019·泰州一模)恒容条件下，1molSiHCl3发生如下反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)。已知：v正＝v消耗(SiHCl3)＝k正x2(SiHCl3)，v逆＝2v消耗(SiH2Cl2)＝k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数(仅与温度有关)，x为物质的量分数。如图是不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化。下列说法正确的是()A．该反应为放热反应，v正，av逆，bB．T1K时平衡体系中可通过移走SiCl4提高SiHCl3的转化率C．当反应进行到a处时，v正v逆＝169D．T2K时平衡体系中再充入1molSiHCl3，平衡正向移动，x(SiH2Cl2)增大解析：选BCA项，因两曲线对应的状态只是温度不同，由图像知，达到平衡所需时间T2K小于T1K，温度越高反应速率越快，所以温度T2T1；又因T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1K平衡时小，说明升温平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，错误；B项，从平衡体系中移走SiCl4，即减小生成物浓度，平衡将向正反应方向移动，反应物的转化率提高，正确；C项，2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)是反应前后气体分子数不变的反应，即反应从开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为1mol，由图像知，T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数为0.75，则此时SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分数均为0.125，因为平衡时v正＝v逆，v正＝k正x2(SiHCl3)＝0.752k正，v逆＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)＝0.1252k逆，则0.752k正＝0.1252k逆，k正k逆＝0.12520.752＝136，因k正和k逆只与温度有关，反应进行到a点处时v正＝k正x2(SiHCl3)＝0.82k正，v逆＝k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)＝0.12k逆。v正v逆＝k正k逆×0.820.12＝136×0.820.12＝169，正确；D项，恒容条件下再充入1molSiHCl3，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiH2Cl2)不变，错误。2．(2019·南通七市二模)一定温度下，在三个容积均为2L的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：容器温度/K(T1＞T2)起始物质的量/mol平衡物质的量/molNO(g)H2(g)N2(g)ⅠT3320.5ⅡT223ⅢT12.52.5下列说法正确的是()A．平衡时，容器Ⅰ和容器Ⅱ中正反应速率：v(H2)Ⅰv(H2)ⅡB．平衡时，容器Ⅱ中c(NO)0.5mol·L－1C．平衡时，容器Ⅲ和容器Ⅰ中的压强：pⅢpⅠD．保持温度不变，若将容器Ⅰ改为恒压密闭容器，平衡时容器的容积变为1.8L解析：选BCA项，由于T1T2，温度越高，反应速率越快，平衡时，容器Ⅰ和容器Ⅱ中正反应速率：v(H2)Ⅰv(H2)Ⅱ，错误；B项，T1时，容器Ⅰ：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)(正反应放热)起始/mol3200转化/mol110.51平衡/mol210.51此时平衡常数K＝0.25×0.5212×0.52＝0.25，n(平，总)＝4.5mol；若容器Ⅱ也在T1时达到平衡，设平衡时N2浓度为x，2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)(正反应放热)起始(mol·L－1)11.500转化(mol·L－1)2x2xx2x平衡(mol·L－1)1－2x1.5－2xx2x则有x×（2x）2（1－2x）2×（1.5－2x）2＝0.25，解得x＝0.25，c(NO)＝0.5mol·L－1；容器Ⅱ在T2时达到平衡，由于T1T2，降低温度，平衡向放热方向移动，即向正反应方向移动，平衡时c(NO)0.5mol·L－1，正确；C项，容器Ⅲ在T1时起始加入2.5molNO和2.5molH2，若某时刻时N2为0.5mol，则H2O为1mol，NO和H2都为1.5mol，共4.5mol，此时Q＝0.25×0.520.752×0.752＝1681＝0.200.25，反应未达平衡，反应向正反应方向进行，反应达到平衡时气体的总物质的量4.5mol，因此平衡时，容器Ⅲ和容器Ⅰ中的压强：pⅢpⅠ，正确；D项，保持温度不变，若将容器Ⅰ改为恒压密闭容器，相当于给容器Ⅰ加压，平衡向正反应方向移动，n(平，总)4.5mol，平衡时容器的容积小于2×4.55＝1.8L，错误。3．(2018·镇江一模)一定温度下，在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示：容器温度/℃起始物质的量浓度/(mol·L－1)NO(g)CO(g)N2CO2甲T10.100.1000乙T2000.100.20丙T20.100.1000反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的正反应为放热反应，平衡常数K(T1)K(T2)B．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍C．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率小于40%D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10molNO和0.10molCO2，此时v(正)v(逆)解析：选AC甲、丙容器中起始投料相同，温度不同，由图中曲线分析甲的温度高，平衡时n(CO2)甲n(CO2)丙，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，平衡常数K(T1)K(T2)，A正确；甲和乙温度不同，无法比较压强大小，B错误；丙容器中反应达到平衡时，2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)起始/(mol·L－1)：0.10.100变化/(mol·L－1):0.060.060.030.06平衡/(mol·L－1):0.040.040.030.06此时，NO的转化率为60%。乙容器中若加入0.05mol·L－1N2、0.1mol·L－1CO2与丙等效，达到平衡时，N2的转化率等于40%，乙容器中加入0.1mol·L－1N2、0.2mol·L－1CO2，相当于丙物质的量的两倍，加压平衡向正反应方向移动，使N2的转化率小于40%，C正确；丙容器中反应达到平衡时，平衡常数K＝0.03×0.0620.042×0.042＝42.1875，再充入0.10molNO和0.10molCO2，浓度商Q＝0.03×0.1120.092×0.042≈28.01K，反应向正反应方向进行，v(正)v(逆)，D错误。4．(2018·南通二模)Boderlscens研究反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH0。温度T时，在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表：容器编号起始物质t/min020406080100Ⅰ0.5molI2、0．5molH2w(HI)/%05068768080ⅡxmolHIw(HI)/%1009184818080研究发现上述反应中v正＝ka·w(H2)·w(I2)，v逆＝kb·w2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法正确的是()A．温度为T时该反应达到平衡时的kakb＝64B．容器Ⅰ中前20min的平均速率v(HI)＝0.0125mol·L－1·min－1C．若起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI，反应逆向进行D．若两容器中，kaⅠ＝kaⅡ且kbⅠ＝kbⅡ，则x的值一定为1解析：选AD反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH0初始物质的量/mol：0.50.50变化物质的量/mol:aa2a平衡时物质的量/mol:0.5－a0.5－a2a达到平衡时w(HI)＝2a0.5－a＋0.5－a＋2a×100%＝80%＝0.8，得到a＝0.4，w(H2)＝w(I2)＝[1－w(HI)]/2＝10%，温度为T时该反应达到平衡时v正＝v逆，ka·w(H2)·w(I2)＝kb·w2(HI)，则kakb＝w2（HI）w（H2）·w（I2）＝0.820.1×0.1＝64，A正确；容器Ⅰ中前20min，由w(HI)＝2a0.5－a＋0.5－a＋2a×100%＝50%＝0.5，得到a＝0.25，此时平均速率v(HI)＝0.5mol1L20min＝0.025mol·L－1·min－1，B错误；温度为T时该反应的平衡常数K＝kakb＝64，若起始时，向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI，浓度商Q＝0.120.1×0.1＝1K，则反应向正反应方向进行，C错误；若两容器中kaⅠ＝kaⅡ且kbⅠ＝kbⅡ，说明两容器在相同温度下反应，且在相同时间内到达平衡时w(HI)仍为80%，即在相同温度相同体积容器中两者完全等效，则x的值一定为1，D正确。5．(2018·扬州一模)一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0。达到平衡时，下列说法正确的是()容器温度/℃物质的起始浓度/(mol·L－1)物质的平衡浓度/(mol·L－1)c(SO2)c(O2)c(SO3)c(SO3)Ⅰ7580.20.100.044Ⅱ7580.10.050Ⅲ8580.20.10A．从开始至平衡时，容器Ⅰ中SO3的反应速率为0.044mol·L－1·s－1B．平衡时，容器Ⅱ中SO3的浓度小于0.022mol·L－1C．平衡时，容器Ⅲ中SO3的浓度大于0.044mol·L－1D．若起始时，向容器Ⅰ中充入0.02molSO2、0.01molO2和0.02molSO3，则反应向逆反应方向进行解析：选BD从开始至平衡没有时间，无法计算反应速率，A错误；容器Ⅱ中反应物初始浓度是容器Ⅰ中的12，压强减小平衡逆向移动，SO3的平衡浓度小于0.022mol·L－1，B正确；容器Ⅲ的温度比容器Ⅰ高，该反应的正反应放热，升高温度平衡逆向移动，SO3的浓度小于0.044mol·L－1，C错误；由容器Ⅰ中数据可计算得K＝1.02，按照D项充入物质时，Q＝100K，反应逆向进行，D正确。6．(2018·南师附中、天一、淮中、海门四校联考)已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。相关数据如下：容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡过程体系能量的变化COH2OCO2H2①1400放出热量：32.8kJ②0014热量变化：QkJ下列说法正确的是()A．容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．平衡时，若向容器①中再加入0.2molCO和0.2molCO2，则v正v逆C．Q＝8.2D．容器①中CO的转化率与容器②中CO2的转化率之和为1解析：选A根据放出的热量可知，达到平衡时反应掉0.8molCO，A正确；根据①中的数据可知，平衡时CO、H2O、CO2、H2的物质的量分别为0.2mol、3.2mol、0.8mol、0.8mol，因反应前后气体体积不变，故该反应的平衡常数＝0.8×0.80.2×3.2＝1，当平衡时再加入CO和CO2各0.2mol时，Q＝1×0.80.4×3.2＝11.6K，反应正向进行，v正v逆，B错误；根据平衡常数可知，②达到平衡时CO2剩余0.2mol，即反应掉0.8molCO2，故Q＝41kJ·mol－1×0.8mol＝32.8kJ，C错误；根据上述分析可知①中CO的转化率为80%，②中CO2的转化率也为80%，D错误。7．(2018·常州一模)一定条件下进行反应：COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)。向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molCOCl