2022年高考化學 備考百強校小題精練系列 專題33 化學平衡常數(shù)及化學平衡相關(guān)計算

2022年高考化學 備考百強校小題精練系列 專題33 化學平衡常數(shù)及化學平衡相關(guān)計算1在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應：2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) H>0，T溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)為：t/s050100150c(X2O5) mol/L4.002.502.002.00下列說法錯誤的是A T溫度下的平衡數(shù)為K=64 (mol/L)3，100s時轉(zhuǎn)化率為50%B 50s 內(nèi) X2O5分解速率為 0.03 mol/ (Ls)C T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則Kl>K2D 若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，則平衡時X2O5的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)都不變【答案】D 【解析】【分析】2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g)初始 4.00 0 0改變 2.00 4.00 1.00平衡 2.00 4.00 1.00根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析。【詳解】A. T溫度下的平衡數(shù)為K= =64 (mol/L)3，100s時轉(zhuǎn)化率為2/4=50%，故正確；B. 50s 內(nèi) X2O5分解速率為= 0.03 mol/ (Ls)，故正確；C. 因為反應是吸熱的，所以T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，溫度升高，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，故正確；D. 反應為氣體分子數(shù)增多的反應，在恒容條件下，隨著反應的進行，容器中的壓強逐漸增大，若壓強恢復到起始壓強，則該平衡正向移動，則平衡時X2O5的轉(zhuǎn)化率增大，但平衡常數(shù)不變，故錯誤。故選D?！军c睛】平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度和壓強無關(guān)。2T2時，將1 mol X和2 mol Y投入2L的密閉容器中，發(fā)生反應:X(g)+2Y(g)3Z(g)H，測得X、Y的量隨時間變化如下表，平衡時物質(zhì)X的體積分數(shù)為，該反應的平衡常數(shù)(K)隨溫度的變化如下圖，則下列判斷正確的是 0123456X10.800.660.580.520.500.50Y21.60A 前5 min用Z表示的平均反應速率為1.2mol/(L·min)B T2時，對于反應1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g) H 2H=HC T2時，若以1mol X、2mol Y和1mol Z充入上述容器中，達到平衡時X的體積分數(shù)比大D 該反應的正反應是吸熱反應，且T1<T2【答案】B【解析】【分析】【詳解】A.前5分鐘消耗X的物質(zhì)的量為0.5mol，由方程式可知生成Z1.5mol，則用Z表示反應速率為=0.15 mol/(L·min)，故錯誤；B.反應熱與計量數(shù)呈正比，則T2時，對于反應1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g) 3在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應：X(g)+Y(g) 2Z(g)H0，一段時間后達到平衡，反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：下列說法不正確的是t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10A 反應前2min的平均速率v（Z）=2.0×10-3 mol·L-1·min-1B 其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前：v（逆)v（正）C 該溫度下此反應的平衡常數(shù)：K=1.44D 保持其他條件不變，起始時向容器充入0.32 mol氣體X和0.32 mol氣體Y，到達平衡時，c（Z）=0.024 mol/L【答案】A【解析】【分析】A、2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol，根據(jù)速率公式計算v（Y），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（Z）；B、該反應正反應是放熱反應，降低溫度平衡向正反應移動，反應達到新平衡前v（逆）v（正）；C、反應7 min時，反應達到平衡，依據(jù)起始量和平衡時Y的量建立三段式，依據(jù)平衡濃度計算反應的平衡常數(shù)； D、保持其他條件不變，起始時向容器中充入0.32mol氣體X和0.32mol氣體Y，相當于等效為在原平衡基礎上增大壓強，反應前后氣體的體積不變，平衡不移動?！驹斀狻俊军c睛】本題考化學平衡移動原理的綜合應用，設計化學反應速率、化學平衡常數(shù)、化學平衡的影響因素等，等效平衡的理解應用是解題的關(guān)鍵點，也是難點。4某實驗小組研究溫度對化學反應的影響，在其他條件相同時，將和充入體積為2L的恒容密閉容器中，測得的物質(zhì)的量分數(shù)隨時間變化的實驗數(shù)據(jù)如下： 時間020406080100的物質(zhì)的量分數(shù)00下列說法正確的是A 溫度下，之間，的平均反應速率為B 在溫度下，該反應有可能在70min時已達到平衡狀態(tài)C 由表中數(shù)據(jù)推測，D 由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，與的反應限度越大【答案】A【解析】【詳解】【點睛】本題考查化學平衡，化學反應速率的計算，化學反應限度等，難度較難，注意對化學反應速率計算公式的理解和應用，溫度對化學平衡移動的影響的分析是解題關(guān)鍵。5一定溫度下，在4個體積均為 1.0 L的恒容密閉容器中反應2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) 達到平衡。下列說法正確的是容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/moI/L物質(zhì)的平衡濃度moI/LO2或SO3平衡轉(zhuǎn)化率c(SO2)c(O2)c(SO3)c(SO3)7230.20.200.04172300.10.2 27230.40.40 3IV82300.10.24A 達到平衡時， 1+2=1B 達到平衡時，容器中的壓強：P>PIVC 達到平衡時，逆反應速率容器IV中比容器中的大D 達平衡后，再向容器中充入0.16 mol SO2、0.04 mol SO3，則此時反應向逆反應方向進行【答案】C【解析】【詳解】【點睛】本題考查化學平衡移動的相關(guān)知識。運用等效平衡的原理解答，即一個可逆反應達到平衡時，采用不同的方法改變外界條件，會導致平衡移動過程中某些方面的等效性，以此推出其他方面的變化進行分析判斷選項的合理性。 6一定溫度下，在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達到平衡。下列說法正確的是容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度（mol/L）物質(zhì)的平衡濃度（mol/L）c(H+)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A 該反應的逆反應放熱B 達到平衡時，容器中反應物轉(zhuǎn)化率比容器中的大C 達到平衡時，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D 達到平衡時，容器中的正反應速率比容器中的大【答案】D【解析】【詳解】【點睛】本題主要是考查化學反應速率和化學平衡的有關(guān)判斷與計算以及外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響?；瘜W平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個平衡理論體系，而化學平衡則是這一體系的核心，是分析其他平衡移動的基礎?；瘜W平衡常數(shù)則是新課標地區(qū)的高考命題熱點，并且試題的綜合性強、能力要求高。 7溫度為T時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)經(jīng)一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是（）t/s050150250350n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20A 相同溫度下，起始時向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20molCl2，達到平衡時，c(PCl5) > 0.4mol·L1B 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(PCl3)=0.11mol·L1，則反應的H0C 反應在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.0032mol·L1·s1D 相同溫度下，起始時向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，達到平衡時，PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%【答案】A【解析】【詳解】【點睛】本題考查反應速率、平衡常數(shù)計算、平衡移動、等效平衡等，難度中等，注意平衡計算的方法應用。8在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行如下反應：H2(g)Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2達到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時，各組分含量都不變，以下推斷正確的是( )a、b、c應滿足的關(guān)系是4ac2b平衡時HBr為ax mola、b、c應滿足的關(guān)系是abc平衡時HBr為x molA B C D 【答案】C【解析】【分析】在容器中加入1 mol H2和2 mol Br2達到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)，達到平衡時，各組分含量都不變，則建立的是等效平衡；由于該反應是氣體體積不變的反應，將所有量按照反應轉(zhuǎn)化成氫氣和溴，只要滿足n(H2)：n(Br2)1：2即可。據(jù)此解答?！驹斀狻俊军c睛】所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應只要起始濃度相當，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進行等效轉(zhuǎn)化邊倒法，即按照反應方程式的計量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。掌握等效平衡的判斷方法及滿足條件，明確恒溫恒容與恒溫恒壓條件下的等效平衡的區(qū)別是解答的關(guān)鍵。9已知熱化學方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ·mol1(Q0)。下列說法正確的是 ()。A 相同條件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量B 將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后，放出熱量為Q kJC 增大壓強或升高溫度，該反應過程放出更多的熱量D 如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱Q kJ，則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化【答案】D【解析】【詳解】10在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應X(g)Y(g) 2Z(g)，H0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是。A 反應前2 min的平均速率v(Z)2.0×103mol·L1·min1B 其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)v(正)C 該溫度下此反應的平衡常數(shù)K1.44D 其他條件不變，再充入0.3 mol Z，平衡時X的體積分數(shù)增大【答案】C 【解析】【詳解】A、反應前2min，消耗Y的物質(zhì)的量(0.160.12)mol=0.04mol，則生成Z的物質(zhì)的量為0.04×2mol=0.08mol，根據(jù)化學反應速率的數(shù)學表達式，v(Z)=mol/(L·min)=4×103mol/(L·min)，故A錯誤；B、該反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，則達到新平衡之前，v(逆)<v(正)，故B錯誤；C、根據(jù)數(shù)據(jù)，7min時達到平衡，X和Y的物質(zhì)的量均為0.1mol，Z的物質(zhì)的量為0.12mol，物質(zhì)的量濃度分別為0.01mol·L1、0.01mol·L1、0.012mol·L1，根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，K=1.44，故C正確；D、反應前后氣體的體積不變，其他條件不變，再充入0.3molZ，在等溫恒容下，為等效平衡，則X的體積分數(shù)不變，故D錯誤。11N2O5是一種新型硝化劑，一定溫度下發(fā)生反應2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)H>0,T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。t/s05001 0001 500c(N2O5)/(mol/L)5.003.522.502.50下列說法正確的是A 該反應在任何溫度下均能自發(fā)進行B T1溫度下的平衡常數(shù)為K1125，1 000 s時N2O5(g)轉(zhuǎn)化率為50%C 其他條件不變時，T2溫度下反應到1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L，則T1<T2D T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則K1<K2【答案】B【解析】【分析】【詳解】A該反應為熵增、焓增的反應，根據(jù)G=H-TS，高溫有利于自發(fā)進行，選項A錯誤；B由表中數(shù)據(jù)可知，T1溫度下，1000s時反應到達平衡，平衡時c（N2O5）=2.5mol/L，c（NO2）=5mol/L，c（O2）=1.25mol/L，平衡常數(shù)K=125，轉(zhuǎn)化率為×100%=50%，選項B正確；C該反應正反應是吸熱反應，升高溫度，反應速率加快，平衡向正反應移動，平衡時時N2O5（g）濃度應降低，其他條件不變時，T2溫度下反應到1000s時測得N2O5（g）濃度為2.98 mol/L，濃度大于2.5mol/L，故不可能為升高溫度，應為降低溫度，故T1T2，選項C錯誤；D平衡常數(shù)只受溫度影響，T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1T2，反應吸熱反應，則K1K2，選項D錯誤；答案選B。【點睛】本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡有關(guān)計算、化學平衡影響因素、平衡常數(shù)等，難度中等。12在一密閉容器中，反應：aX(g)+bY(g)cZ(g)達到平衡時測得平衡常數(shù)為K1；保持溫度不 變，將容器體積減小一半，當達到新平衡后，測得Y的濃度為原來的1.6倍，平衡常數(shù)為K2，則A 平衡向正反應方向移動，K2>K1B 新平衡時Y的濃度增大，平衡向逆反應方向移動K1>K2C 新平衡時，Z的濃度大于原平衡2倍，K1=K2D 反應過程中，化學反應速率同等程度增大，K1=K2【答案】C【解析】【分析】保持溫度不變壓強增大至原來的2倍，將容器的容積壓縮到原來容積的一半，假定平衡不移動，Y濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，達到新平衡時，物質(zhì)Y的濃度是原來的1.6倍，說明平衡向正反應方向移動，則應由a+b>c+d，據(jù)此解答。 【詳解】A平衡向正反應方向移動，溫度不變K值不變，K2=K1，選項A錯誤；B新平衡時Y的濃度為原來的1.6倍，濃度增大，平衡向正反應方向移動，溫度不變則K1=K2，選項B錯誤；C新平衡時，平衡正向移動，體積為原來的一半但Z的物質(zhì)的量增大，濃度大于原平衡的2倍，K1=K2，選項C正確；D反應過程中，化學反應速率均增大，未達平衡前正反應速率大于逆反應速率， K1=K2，選項D錯誤；答案選C。【點睛】本題考查化學平衡移動的影響，題目難度不大，本題注意用假定法判斷，如果平衡不移動，則達到平衡時Y的濃度為原來的2倍，根據(jù)實際Y的濃度，判斷平衡移動。13T K時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol COCl2，反應COCl2(g)Cl2(g)CO(g)，經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表：t / s02468n(Cl2) / mol00.160.190. 200.20下列說法正確的是( )A 反應在前2 s 的平均速率v(CO)= 0.080 mol·L-1·s-1B 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(Cl2) = 0.11 mol·L-1，則反應的H0C T K時起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，達到平衡前v正>v逆D T K時起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO，達到平衡時，Cl2的轉(zhuǎn)化率為80%【答案】C【解析】A、反應在前2s的平均速率，錯誤；B、平衡時該溫度下，若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，此時0.025，則反應達到平衡前正>v逆。正確；D、T K時起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO ，應等效于向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2，達到平衡時Cl2的轉(zhuǎn)化率等于80%，如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO，相當于在原來的基礎上減小0.1mol CO，平衡在原來的基礎上向正反應方向移動，則Cl2的轉(zhuǎn)化率小于80%，錯誤；故選C。14溫度為T1時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應: 2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反應吸熱)。實驗測得: v正= v (NO2 )消耗= k正c2(NO2 )，v逆= v(NO)消耗= 2v (O2 )消耗= k逆c2 (NO)·c(O2 )，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是容器編號物質(zhì)的起始濃度（mol·L1）物質(zhì)的平衡濃度（mol·L1）c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.2 00.50.35 A 設k為該反應的化學平衡常數(shù)，則有k=k逆:k正B 達平衡時，容器與容器中的總壓強之比為2017C 容器中起始平衡正向移動，達平衡時，容器中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器中的小D 若改變溫度為T2,且T2>T1,則k正:k逆<0.8【答案】C【解析】體的總量小于0.85mol，所以達平衡時，容器與容器中的總壓強之比大于2017，B錯誤；針對于容器內(nèi)反應可知：NO2的轉(zhuǎn)化率為0.4/0.6=2/3,假設容器中NO2的轉(zhuǎn)化率也為2/3，反應正向進行，則該反應的平衡常數(shù)為：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)起始量 0.3 0.5 0.2變化量 0.2 0.2 0.1平衡量 0.1 0.7 0.3平衡常數(shù)為k=0.3×0.72/0.12=14.7>8,所以容器中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3，即容器中起始平衡正向移動，達平衡時，容器中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器中的小，C正確；由于該反應正反應是吸熱反應，溫度，所以時平衡常數(shù)增大，則k正:k逆>0.8；正確選項C。