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2019年高中化學(xué) 2.2.1 化學(xué)平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率課時提能演練 魯科版選修4 一、選擇題(本題包括6小題，每小題5分，共30分) 1.下列平衡常數(shù)K表示反應(yīng)進行的程度，K越大，表示反應(yīng)進行得越徹底。關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述不正確的是( ) A.溫度一定，一個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)不變 B.兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變 C.溫度一定時，對于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù) D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應(yīng)進行的程度 2.(雙選)能夠充分說明在恒溫恒容下的密閉容器中，反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)已達平衡狀態(tài)的標志是( ) A．容器中SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2 B．SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度相等 C．反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化而變化 D．單位時間內(nèi)生成2 mol SO3的同時生成1 mol O2 3.已知反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2。 反應(yīng)CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K為( ) A.Ｋ1+Ｋ2 B.K1-K2 C.Ｋ1Ｋ2 D.Ｋ1/Ｋ2 4.在一密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g) 2C(g)，反應(yīng)達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則此時A的轉(zhuǎn)化率為( ) A．40％ B．50％ C．60％ D．70％ 5.恒溫(1 100℃)恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：Na2SO4(s)+4H2(g) Na2S(s)+ 4H2O(l)，下列說法中正確的是( ) A.該平衡常數(shù)表達式為 B.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量或壓強保持不變，均可說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài) C.若Na2SO4足量，改變起始充入H2的濃度，則達到平衡時的H2轉(zhuǎn)化率不變 D.若初始時投入2.84 g Na2SO4與一定量H2，反應(yīng)達到平衡時容器內(nèi)固體共有2.264 g，則Na2SO4的轉(zhuǎn)化率為25% 6.(xx龍巖高二檢測)在一定溫度下，將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合放入體積為2 L的密閉剛性容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) 2 min末反應(yīng)達到平衡，生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.4 molL-1，下列說法正確的是( ) A．x的值為1 B．A的轉(zhuǎn)化率為40% C．此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K等于0.5 D．A和B的平衡轉(zhuǎn)化率相等 二、非選擇題(本題包括2小題，共20分) 7．(8分)在一定體積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表： 回答下列問題： (1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=_________。 (2)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____________________。 A．容器中壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．［CＯ2］=［CO］ (3)某溫度下，平衡濃度符合：［CO2］［H2］=［CO］［H2O］，試判斷此時的溫度為__________℃。 8.(12分)(xx天津高考改編)金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金，以及燈泡的燈絲。高溫下，在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢，其總反應(yīng)為WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)。 請回答下列問題： (1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為____________。 (2)某溫度下反應(yīng)達平衡時，H2與水蒸氣的體積比為2∶3，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 _______________。 (3)上述總反應(yīng)過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示： 第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________； 580 ℃時，固體物質(zhì)的主要成分為_________________。 (4)鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細，加入I2可延長燈管的使用壽命，其工作原理為：W(s)+2I2(g) WI4(g)。下列說法正確的有________。 a.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用 b.WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上 c.WI4在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長 d.溫度升高時，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率減慢 答案解析 1.【解析】選B。K是溫度的函數(shù)，平衡常數(shù)的表達式與化學(xué)方程式的書寫形式有關(guān)，同一個化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)方程式書寫形式不同，平衡常數(shù)不同，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。 2.【思路點撥】解答本題應(yīng)注意以下兩點： (1)化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標志是正、逆反應(yīng)速率相等。 (2)m+n≠p+q時，總壓強不再變化(其他條件一定)時可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。 【解析】選C、D。由于題目中沒有給出各物質(zhì)的起始量，也沒有給出反應(yīng)的具體條件，所以無法知道容器中SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2及SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度相等時反應(yīng)是否達到平衡，也就是說無法知道達到平衡后，SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度是否相等，所以A、B選項不正確。由于此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)，在恒溫恒容下，壓強不變，說明各物質(zhì)的濃度不變，故C選項正確。由于單位時間內(nèi)生成2 mol SO3時消耗了1 mol O2，此時又生成1 mol O2，即意味著正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以D選項正確。 【互動探究】 (1)若混合氣體的密度不變時反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)？ 提示：因為反應(yīng)前后的m、V都是一定值，密度始終不變，所以無法判斷反應(yīng)是否已平衡。 (2)若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)？ 提示：因為此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量發(fā)生改變的反應(yīng)，所以可以用來判斷反應(yīng)已達平衡狀態(tài)。 3.【解析】選D。反應(yīng)①-②即得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以，反應(yīng)的平衡常數(shù)為Ｋ1/Ｋ2。 4.【解析】選A。可設(shè)A、B起始的物質(zhì)的量各1 mol，A的轉(zhuǎn)化率為x，由題意知： A(g) + 2B(g) 2C(g) 初始物質(zhì)的量： 1 mol 1 mol 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量： x mol 2x mol 2x mol 平衡物質(zhì)的量： (1-x) mol (1-2x) mol 2x mol 因為平衡時，n(A)+n(B)=n(C)，則有(1-x) mol+(1-2x) mol=2x mol，解得x= 0.4 mol，轉(zhuǎn)化率 【方法技巧】解化學(xué)平衡計算題的步驟 (1)選準物理量：從題設(shè)中找出初始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量等，遇到未知的設(shè)未知數(shù)。 (2)找等式：從題設(shè)中找出用于建立等式的條件。 (3)列方程式：根據(jù)找到的等式列方程式，然后求解。 5.【解析】選B。Na2SO4和Na2S都是固體，H2O是純液體，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中；反應(yīng)體系中的氣體只有H2，氣體的質(zhì)量或壓強保持不變，均可說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)；改變起始充入H2的濃度，會使達到平衡時的H2轉(zhuǎn)化率改變；反應(yīng)后固體質(zhì)量減少的0.576 g為氧元素的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.576 g16 gmol-1=0.036 mol，反應(yīng)的Na2SO4物質(zhì)的量為0.036 mol4=0.009 mol，Na2SO4的轉(zhuǎn)化率為0.009 mol132 gmol-12.84= 45%。 【方法技巧】判斷化學(xué)平衡標志問題的解題技巧 化學(xué)反應(yīng)達到平衡后，反應(yīng)混合物的百分組成一定可引申為物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積(物質(zhì)的量)分數(shù)一定、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定。但做題時要注意以下三點： (1)先觀察方程式中各物質(zhì)的狀態(tài)，確定反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量的變化情況。 (2)若是反應(yīng)前后氣體體積沒有變化，則不可以用壓強、物質(zhì)的量等不變的判斷依據(jù)進行判斷，反之則可以。 (3)若根據(jù)反應(yīng)前后反應(yīng)速率來判斷平衡，一定要注意必須根據(jù)的是正、逆反應(yīng)速率相等來進行判斷。 6.【解析】選C。平衡時C的物質(zhì)的量為0.8 mol，與D相等，x的值為2；平衡時A消耗了1.2 mol，轉(zhuǎn)化率60%；此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.420.42/(0.430.8)=0.5。 7．【解析】(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義式即可寫出 (2)該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強始終不變，與是否平衡無關(guān)。 (3)當［CＯ2］［H2］=［CO］［H2Ｏ］時，K=1，此時的溫度由表中數(shù)據(jù)可知為830 ℃。 答案：(1) (2)B、C (3)830 8.【思路點撥】解答本題時注意以下三點： (1)固體和純液體不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中。 (2)利用三階段法求平衡轉(zhuǎn)化率問題。 (3)利用蓋斯定律可以根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式求某一反應(yīng)方程式的焓變。 【解析】(1)平衡常數(shù)表達式中不出現(xiàn)固體和純液體； (2)根據(jù)氫氣和水蒸氣的體積比可以求出反應(yīng)的氫氣的體積和反應(yīng)前氫氣的體積，從而可以計算氫氣的轉(zhuǎn)化率。 (3)根據(jù)表格中每一個溫度段的主要物質(zhì)可以判斷反應(yīng)方程式、固體產(chǎn)物以及消耗氫氣的量； (4)工業(yè)生產(chǎn)中向燈泡內(nèi)充入碘單質(zhì)之后，它與燈泡內(nèi)壁上的鎢在一定溫度下反應(yīng)生成碘化鎢，碘化鎢在燈絲上分解生成鎢單質(zhì)，反應(yīng)體系為密閉體系，反應(yīng)又是可逆反應(yīng)，因此碘單質(zhì)可以循環(huán)利用。 答案：(1) (2)60% (3)2WO3+H2 W2O5+H2O W2O5、WO2 (4)a、b