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化学平衡常数及相关计算练习题
2025-10-02 04:37:32 责编:小OO
文档
化学平衡常数及相关计算练习题 

【基础达标】 

1.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(  ) 

 A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L•s) 

 B.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0% 

 C.t1时,Z和X的浓度相等,达到了化学平衡状态 

 D.反应的化学方程式为: 

【答案】B 

【解析】 

  试题分析:A、根据图像可知反应开始到10s,用Z表示的反应速率为,A错误;B、反应开始到10s时消耗Y的物质的量是1mol—0.21mol=0.79mol,则Y的转化率为,B正确;C、t1时,Z和X的浓度相等,但浓度仍然再发生变化,反应没有达到了化学平衡状态,C错误;D、平衡时Z增加了1.58mol,Z是生成物。X和Y的物质的量分别减少了1.2mol—0.41mol=0.79mol、1mol—0.21mol=0.79mol,因此反应的化学方程式为:,D错误,答案选B。 

考点:考查平衡状态判断及有关计算 

2.下列关于平衡常数的说法正确的是(  ) 

 A.改变外界条件使化学平衡状态改变时,平衡常数也一定改变 

 B.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数一定增大 

 C.若一个可逆反应的平衡常数很大,则反应会在较短的时间内完成 

 D.已知2NO2 N2O4正反应的平衡常数为K1,逆反应的平衡常数为K2,则K1=1/K2 

【答案】D 

【解析】 

  试题分析:A、平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,故错误;B、平衡常数只受温度的影响,温度变则平衡常数改变,故错误;C、平衡常数表示平衡进行的程度,不能说明反应速率快,故错误;D、K1=c(N2O4)/c2(NO2),逆反应的平衡常数K2=c2(NO2)/c(N2O4),是倒数的关系,故正确。 

考点:考查影响平衡常数的因素、应用等知识。 

3.3mol A和2.5molB混合于2L密闭容器中,发生的反应:后反应达到平衡,容器内压强变小,测得D的平均反应速率为0.1 mol/(L•min),下列结论不正确的是(  ) 

 A.A的平均反应速率为0.15mol/(L•min) 

 B.平衡时,A的转化率为20% 

 C.平衡时,C的浓度为0.25 mol/L 

 D.容器内的起始压强和平衡压强之比为11:10 

【答案】B 

【解析】 

  试题分析:达到平衡时压强变小,说明正反应方向是物质的量减少的,故x=1, 

   

  开始:3  2.5  0  0 

  变化:3a  a  a  2a  V(D)=2a/(2×5)mol/(L•min)=0.1mol/(L•min) 

  平衡:3-3a  2.5-a  a  2a  解得:a=0.5 

A、A的平均反应速率为3×0.5/(2×5)mol/(L•min)=0.15mol/(L•min),故说法正确;B、A的转化率3a/3×100%=50%,故说法错误;C、C(C)=a/2mol•L-1=0.25mol•L-1,故说法正确;D、压强之比等于物质的量之比,5.5:(3-3a+2.5-a+a+2a)=5.5:5=11:10,故说法正确。 

考点:考查化学平衡的计算。 

4.在恒容密闭容器中,反应 △H<0达到平衡后,改变某一条件,下列说法正确的是(  ) 

 A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增加,平衡逆向移动 

 B.升高温度,可提高CO2转化率 

 C.增加H2的浓度,可提高CO2转化率 

 D.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析:A.升高温度,正反应速率、逆反应速率均增加,平衡逆向移动,A错误;B.升高温度,平衡逆向移动,降低CO2转化率,B错误;C.增加H2的浓度,平衡正向移动,可提高CO2转化率,C正确;D.改用高效催化剂,只能改变反应速率,不能改变平衡状态,平衡常数不变,D错误,答案选C。 

考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态对影响 

5.将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+3B(g)⇌2C(g)+zD(g),2s后A的转化率为50%,测得v(D)=0.25mol•L-1•s-1,下列推断不正确的是(  ) 

 A.v(C)=v(D)=0.25mol•L-1•s-1  B.z=2 

 C.B的转化率为25%         D.C的体积分数为28.6% 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析:A、A的转化率为50%,消耗A的物质的量n(A)=2×50%=1mol,v(A)=1/(2×2)mol/(L•s)=0.25mol/(L•s),依据化学反应速率之比等于系数之比,v(A):v(D)=2:z,推出z=2,v(C)=v(D),故A说法正确;B、根据A选项的分析,z=2,故B说法正确;C、消耗n(A)=1mol,同时消耗n(B)=3/2mol=1.5mol,B的转化率1.5/2×100%=75%,故C说法错误;D、达到平衡时,n(A)=1mol,n(B)=0.5mol,n(C)=1mol,n(D)=1mol,则C的体积分数=1/(1+0.5+1+1)×100%=28.6%,故D说法正确。 

考点:考查化学反应速率的计算、化学平衡的计算等知识。 

【能力提升】 

1.【内蒙古北方重工业集团有限公司第三中学2015届高三12月月考】在密闭容器中发生如下反应: △H<0达到平衡后,改变某一条件,下列说法正确的是(  ) 

 A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增加,平衡逆向移动 

 B.升高温度,可提高CO2转化率 

 C.增加H2的浓度,可提高CO2转化率 

 D.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析:A.升高温度,正反应速率、逆反应速率均增加,平衡逆向移动,A错误;B.升高温度,平衡逆向移动,降低CO2转化率,B错误;C.增加H2的浓度,平衡正向移动,可提高CO2转化率,C正确;D.改用高效催化剂,只能改变反应速率,不能改变平衡状态,平衡常数不变,D错误,答案选C。 

考点:考查外界条件对反应速率和平衡状态对影响 

5.将2molA与2molB混合于2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+3B(g)⇌2C(g)+zD(g),2s后A的转化率为50%,测得v(D)=0.25mol•L-1•s-1,下列推断不正确的是(  ) 

 A.v(C)=v(D)=0.25mol•L-1•s-1  B.z=2 

 C.B的转化率为25%         D.C的体积分数为28.6% 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析:A、A的转化率为50%,消耗A的物质的量n(A)=2×50%=1mol,v(A)=1/(2×2)mol/(L•s)=0.25mol/(L•s),依据化学反应速率之比等于系数之比,v(A):v(D)=2:z,推出z=2,v(C)=v(D),故A说法正确;B、根据A选项的分析,z=2,故B说法正确;C、消耗n(A)=1mol,同时消耗n(B)=3/2mol=1.5mol,B的转化率1.5/2×100%=75%,故C说法错误;D、达到平衡时,n(A)=1mol,n(B)=0.5mol,n(C)=1mol,n(D)=1mol,则C的体积分数=1/(1+0.5+1+1)×100%=28.6%,故D说法正确。 

考点:考查化学反应速率的计算、化学平衡的计算等知识。 

【能力提升】 

1.【内蒙古北方重工业集团有限公司第三中学2015届高三12月月考】在密闭容器中发生如下反应:<}{4}cZ(g)+dW(g),反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的1/2,当再次达平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍.下列叙述中不正确的是(  ) 

 A.平衡向逆反应方向移动  B.a+b<c+d 

 C.Z的体积分数增加     D.X的转化率下降 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析:将气体体积压缩到原来的1/2,当再次达平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍,说明W的物质的量减少,则平衡向逆反应方向移动,故AD正确、C错误;将气体体积压缩,则气体的压强增大,平衡向逆反应方向移动,则a+b<c+d,故B正确。 

考点:本题考查化学平衡移动。 

2.加热N2O5,依次发生的分解反应为 

 

在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5,加热到t℃,达到平衡状态后O2为9mol,N2O3为3.4mol,则t℃时反应①的平衡常数为(  ) 

 A.10.7  B.8.5  C.9.6  D.10.2 

【答案】B 

【解析】 

  起始/mol  8  0  0 

  平衡/mol  8-x  x  x 

   

  起始/mol  x  0  0 

  平衡/mol  x-y  y  y 

 

,B正确。 

3.【陕西省西安市铁一中2015届高三尖子班一模化学试题】一定条件下,可逆反应,若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0,单位mol/L),当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.08mol/L,则下列判断不合理的是(  ) 

 A.c1:c2=1:3       B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为3:2 

 C.X、Y的转化率不相等  D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol/L 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析: 

  起始浓度(mol/L)  c1 c2  c3 

  转化浓度(mol/L)  x   3x  2x 

  破坏你的(mol/L)  0.1  0.3  0.08 

  则c1—x=0.1、c2—3x=0.3、c3+2x=0.08 

A、根据以上分析可知c1:c2=(0.1+x):(0.3+3x)=1:3,A正确;B、反应速率之比是相应的化学计量数之比,B正确;C、由于X和Y是按照化学计量数之比通入的,所以二者的转化率相等,C错误;D、当x大于0,c3=0时,c1的最大值是0.14mol/L,如果起始时反应向逆反应方向进行,则c1的最小值为0,则c1的取值范围为0<c1<0.14mol/L,D正确,答案选C。 

考点:考查可逆反应的有关计算 

4.【河北冀州中学2015届高三第三次月考】一定条件下,可逆反应:,若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),反应达到平衡时, X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L-1、0.3 mol•L-1、0.08 mol•L-1.则下列判断不正确的是(  ) 

 A.c1:c2== 1:3   

 B.平衡时,Y和Z生成速率之比为3:2 

 C.X、Y的转化率不相等   

 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol•L-1 

【答案】C 

【解析】 

  试题分析: A、根据题给数据和反应方程式分析,X2和Y2平衡浓度为1:3,变化的量为1;3,故c1:c2=1:3,正确;B、平衡时,Y和Z的生成速率之比为化学方程式系数之比为3:2,正确;C、X、Y的变化量之比和起始量之比相同,所以转化率相同,错误;D、利用极限法分析,C1的取值范围为0<C1<0.14mol•L-1,正确。 

考点:考查化学平衡状态的有关判断及计算 

5.【内蒙古巴市一中2015届高三上学期期中考试】在密闭容器中进行如下反应:, 已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1 mol/L, 0.3 mol/L, 0.2 mol/L, 在一定的条件下, 当反应达到平衡时, 各物质的浓度不可能的是(  ) 

 A.Z为0.3mol/L   B.Y2为0.35mol/L 

 C.X2为0.12mol/L  D.Z为0.4mol/L 

【答案】D 

【解析】 

  试题分析:X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L, 0.3mol/L, 0.2mol/L,若反应正向进行,X2完全反应时,则Y2的浓度最小是0.2mol/L,Z的浓度最大是0.2+0.2=0.4mol/L;若反应逆向进行,则Z完全反应时,X2的最大浓度是0.2mol/L,Y2的浓度最大是0.4mol/L,而可逆反应不可能完全反应,所以每种物质的浓度介于最小值与最大值之间。A、Z 为 0.3mol/L<0.4mol/L,有可能,正确;B、Y2为 0.35mol/L<0.4mol/L,有可能,正确;C、X2为 0.12 mol/L<0.2mol/L,有可能,正确;D、Z 的浓度最大为0.4mol/L,但不可能达到0.4mol/L,所以不可能,错误,答案选D。 

考点:考查对可逆反应的判断,极端假设法的应用 

【终极闯关】 

1.【福建省福州市2015届高三上学期期末质量检测】工业上常利用CO与SO2反应生成固态S单质和CO2,从而消除这两种气体对大气的污染:△H=-a kJ•mol-1(a>0),下列叙述正确的是(  )  

 A.该反应的平衡常数表达式为 

 B.若反应开始时投入2molCO,则达平衡时,放出热量为akJ 

 C.增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率并提高SO2的转化率 

 D.若单位时间内生成2molCO2的同时,消耗1molSO2,则说明反应达到平衡状态 

【答案】A 

【解析】 

  试题分析:A.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,因此该表达式就是该反应的平衡常数的表达式,正确;B.由于该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此若反应开始时投入2molCO,则达平衡时,放出热量小于akJ,错误;C.增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率,由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,所以根据平衡移动原理:增大压强,平衡正向移动可提高SO2的转化率,升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率降低,错误;D.根据方程式中的物质之间的转化关系可知:在任何时刻都存在若单位时间内生成2molCO2的同时,消耗1molSO2,因此不能说明反应达到平衡状态,错误。 

考点:考查化学平衡常数的表达式的书写、物质的平衡状态的判断、反应热的计算、温度和压强对化学反应速率和物质的平衡转化率的影响的知识。 

2.【2015重庆理综化学】羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡: K=0.1反应前CO物质的量为10mol,平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是(  ) 

 A.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应是吸热反应 

 B.通入CO后,正反应速率逐渐增大 

 C.反应前H2S物质的量为7mol 

 D.CO的平衡转化率为80% 

【答案】C 

【解析】 

  A. 升高温度,H2S浓度增加,说明平衡逆向移动,则该反应是放热反应,A错误;B.通入CO后,正反应速率瞬间增大,又逐渐减小,B错误;C. 根据 K=0.1 

  起始物质的量(mol)  10  n  0  0 

  变化物质的量(mol)  2  2  2  2 

  平衡物质的量(mol)  8  n-2  2  2 

设该容器的体积为V,根据K=0.1,列关系式得[(2÷V)×(2÷V))÷[(8÷V)×(n-2)÷V]=0.1,解得n=7,C正确;D.根据上述数据CO的平衡转化率为2÷10×100%=20%,D错误;答案选C。 

【考点定位】本题主要考查影响化学反应速率的因素,反应的热效应,化学平衡的有关计算. 

【名师点晴】化学平衡的计算,可以利用三段式解题,将三组数据依次列出,简单明了,是学生必须掌握的基本技能,本题将影响化学反应速率和化学平衡的因素,反应的热效应,化学平衡转化率的计算联系起来,重点考查化学平衡,试题形式更加常规,学生容易入题,难度在保持基本稳定的同时有所下降。 

3.【2015天津理综化学】某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:,平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(  ) 

 A.m=2   

 B.两次平衡的平衡常数相同 

 C.X与Y的平衡转化率之比为1:1   

 D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol•L-1 

【答案】D 

【解析】 

  某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:,平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),则可等效为两等效平衡体系合,在合并瞬间X、Y、Z的体积分数不变,但单位体积内体系分子总数增多,依据勒夏特列原理平衡应朝使单位体积内分子总数减小方向移动,但再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,则说明m+1=3,故m=2,A项正确;同一化学反应的平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B项正确;m=2,则起始量X与Y之比为1:2,则反应过程中由方程式可知反应的X与Y之比为1:2,故X与Y的平衡转化率之比为1:1,C项正确;m=2,则该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为:4×10%=0.4mol,故Z的浓度为0.4mol÷2L=0.2mol/L,故D项错误;本题选D。 

【考点定位】本题主要考查了化学平衡移动原理及计算。涉及化学计量数的计算、转化率的计算、物质浓度的计算,平衡移动的判断等 

4.【2014年高考四川卷第7题】在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应,所得实验数据如下表: 

下列说法正确的是(  ) 

 A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率υ(N)=1.0×10-2mol/(L•min) 

 B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0 

 C.实验③中,达到平衡是,X的转化率为60% 

 D.实验④中,达到平衡时,b>0.060 

【答案】C 

【解析】 

  A、实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,浓度是0.0050mol/L,则根据反应的化学方程式可知,同时生成的N的物质的量也是0.0050mol/L,因此0至5min时间内,用N表示的平均反应速率υ(N)=0.0050mol/L ÷5min=1.0×10-3mol/(L•min),A不正确;B、实验②中,平衡时M的浓度是0.0080mol/L,则同时生成的N的浓度是0.0080mol/L,消耗X与Y的浓度均是0.0080mol/L,因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01mol/L-0.0080mol/L=0.002mol/L,0.04mol/L-0.0080mol/L=0.032mol/L,因此反应的平衡常数,B不正确;C、根据反应的化学方程式可知,如果X的转化率为60%,则: 

   

  起始浓度(mol/L)  0.020  0.030  0  0 

  转化浓度(mol/L)  0.012  0.012  0.012  0.012 

  平衡浓度(mol/L)  0.008  0.018  0.012  0.012 

温度不变,平衡常数不变,则,即反应达到平衡状态,因此最终平衡时X的转化率为60%。C正确;D、700℃时 

   

  起始浓度(mol/L)  0.040  0.010  0  0 

  转化浓度(mol/L)  0.009  0.009  0.009  0.009 

  平衡浓度(mol/L)  0.031  0.001  0.009  0.009 

则该温度下平衡常数,这说明升高温度平衡常数减小,即平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。若容器④中温度也是800℃,由于反应前后体积不变,则与③相比④平衡是等效的,因此最终平衡时M的物质的量b=0.5a=0.06。当温度升高到900℃时平衡显逆反应方向移动,因此b<0.060,D不正确,答案选C。 

5.【2014年高考上海卷第14题】只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是(  ) 

 A.K值不变,平衡可能移动  B.K值变化,平衡一定移动 

 C.平衡移动,K值可能不变  D.平衡移动,K值一定变化 

【答案】D 

【解析】 

  A、化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,平衡常数只与温度有关系。但影响平衡的因素很多,温度、浓度、压强等均可以改变平衡状态。只要正逆反应速率不再相等,平衡状态就被破坏,从而达到新的平衡状态。温度不变平衡也可能发生移动,则K值不变,平衡可能移动,A正确;B、K值变化,说明反应的温度一定发生了变化,由于任何反应均伴随能量变化,因此平衡一定移动,B正确;C、平衡移动,温度可能不变,因此K值可能不变,C正确;D、平衡移动,温度可能不变,因此K值不一定变化,D不正确,答案选D。

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