化学平衡　化学平衡常数——突破训练（四）【解析版】.doc

化学平衡　化学平衡常数 突破训练（四）‎ ‎1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下：‎ 反应①　O3O2＋[O]　ΔH>0　平衡常数为K1；‎ 反应②　[O]＋O32O2　ΔHT3‎ B．正反应速率：v(a)>v(c)，v(b)>v(d)‎ C．平衡常数：K(a)>K(c)，K(b)＝K(d)‎ D．平均摩尔质量：M(a)M(d)‎ ‎【解析】温度升高时平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，所以温度：T1T3‎ B 正反应速率 v(a)>v(c)‎ v(b)>v(d)‎ C 平衡常数 K(a)>K(c)‎ K(b)＝K(d)‎ D 平均摩尔质量 M(a)M(d)‎ ‎【解析】温度升高时平衡逆向移动，CO的平衡转化率降低，所以温度：T10，T1温度下的部分实验数据：‎ t/s ‎0‎ ‎500‎ ‎1 000‎ ‎1 500‎ c(N2O5)/(mol·L－1)‎ ‎5.00‎ ‎3.52‎ ‎2.50‎ ‎2.50‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．500 s内N2O5分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1‎ B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1 000 s时N2O5的转化率为50%‎ C．其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5的浓度为2.98 mol·L－1，则T1K3，则T1>T3‎ ‎【解析】选C　v(N2O5)＝＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1，A正确；1 000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式：‎ ‎　　　　　　2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)‎ 起始/(mol·L－1)　5.00　　　0　　　　0‎ 转化/(mol·L－1) 2.50 5.00 1.25‎ 平衡/(mol·L－1) 2.50 5.00 1.25‎ 则K＝＝＝125，α(N2O5)＝×100%＝50%，B正确；1 000 s时，T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的N2O5浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2K3，则T1>T3，D正确。‎ ‎12．T1 ℃时，向容器为2 L的密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g)，发生如下反应A(g)＋2B(g)C(g)。反应过程中测定的部分数据如下表：‎ 反应时间/min n(A)/mol n(B)/mol ‎0‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎10‎ ‎0.50‎ ‎30‎ ‎0.20‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．前10 min内反应的平均速率为 v(C)＝0.025 0 mol·L－1·min－1‎ B．其他条件不变，起始时向容器中充入0.50 mol A(g)和0.60 mol B(g)，达到平衡时n(C)＜0.25 mol C．其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50 mol A，与原平衡相比，达到平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大 D．温度为T2 ℃时(T1＞T2)，上述反应的平衡常数为20，则该反应的正反应为放热反应 ‎【解析】选D　前10 min内消耗0.50 mol A，同时生成0.50 mol C，则有v(C)＝＝0.025 0 mol·L－1·min－1，A正确。10 min时，反应的n(B)＝2n(A)＝2‎ ‎×(1.00 mol－0.50 mol)＝1.00 mol，则10 min时，B的物质的量为0.20 mol，与30 min时B的物质的量相等，则反应10 min时已达到平衡状态；其他条件不变，若起始时向容器中充入0.50 mol A(g)和0.60 mol B(g)，将容积缩小为原来的时与原平衡等效，达到平衡时n(C)＝0.25 mol，但扩大容积，恢复到原体积，压强减小，平衡逆向移动，故达到平衡时n(C)＜0.25 mol，B正确。其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50 mol A，平衡正向移动，与原平衡相比，达到平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大，C正确。由上述分析可知，10 min时n(A)＝0.50 mol，此时达到平衡状态，A、B、C的浓度(mol·L－1)分别为0.25、0.10和0.25，则有K(T1)＝＝＝100＞K(T2)＝20，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，D错误。‎ ‎12．某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：‎ ‎ (1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________。‎ ‎ (3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。‎ 实验 混合溶液　　　　　　‎ A B C D E F ‎4 mol·L－1H2SO4/mL ‎30‎ V1‎ V2‎ V3‎ V4‎ V5‎ 饱和CuSO4溶液/mL ‎0‎ ‎0.5‎ ‎2.5‎ ‎5‎ V6‎ ‎20‎ H2O/mL V7‎ V8‎ V9‎ V10‎ ‎10‎ ‎0‎ 请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。‎ ‎【解析】 (1)由于Zn与CuSO4溶液反应生成的Cu及稀硫酸形成了Cu－Zn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。‎ ‎(2)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4溶液符合题意。‎ ‎ (3)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15‎ ‎ mL，实验E中加入的硫酸铜溶液的体积V6＝10 mL。‎ 答案：(1)CuSO4溶液与Zn反应生成的Cu与Zn形成Cu－Zn原电池，加快了氢气生成的速率 ‎(2)Ag2SO4溶液　(3)30　10　17.5‎ ‎13．苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)　ΔH＝＋120 kJ·mol－1。某温度下，将0.40 mol苯乙烷充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体的物质的量，得到数据如下表：‎ 时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ n(C8H10)/mol ‎0.40‎ ‎0.30‎ ‎0.24‎ n2‎ n3‎ n(C8H8)/mol ‎0.00‎ ‎0.10‎ n1‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是__________________。‎ ‎(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是______。‎ ‎(3)若保持其他条件不变，用0.50 mol H2(g)和0.50 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是__________。此时，该合成反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)，且正反应速率__________逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎(4)对于反应C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)，下列说法正确的是__________(填选项字母)。‎ A．恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等能说明该反应达到平衡状态 B．压强增大该反应的平衡常数也增大 C．在恒温恒压条件下，有2 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH1，另有4 mol C8H10(g)在容器中完全反应，该反应的反应热为ΔH2，则ΔH2＝2ΔH1。‎ ‎【解析】　(1)将0.40 mol苯乙烷充入2 L真空密闭容器中发生反应，20 min后，剩余0.24 mol，减少了0.16 mol，则：‎ ‎　　　　　 C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)‎ 起始量/mol 0.40 0 0‎ 变化量/mol 0.16 0.16 0.16‎ ‎20 min量/mol 0.24 0.16 0.16‎ v(H2)＝＝＝0.004 mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)由表中数据可知，反应进行到30 min时达到平衡，则：‎ ‎　　　　　　　 C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)‎ 起始量/(mol·L－1)　 0.20　　　　0　　　　0‎ 变化量/(mol·L－1)　 0.10　　　 0.10 　　0.10‎ ‎30 min量/(mol·L－1) 0.10　　 　0.10 　　0.10‎ 化学平衡常数K＝＝0.1。‎ ‎(3)根据C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)　ΔH＝＋120 kJ·mol－1，可知C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)　ΔH＝－120 kJ·mol－1，有30 kJ热量放出时，说明消耗H2的物质的量为0.25 mol，所以氢气转化率为×100%＝50%。由于正、逆反应的平衡常数之积为1，而(2)中计算的平衡常数为0.1，故 C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)的平衡常数为10。‎ ‎　　　　　　　 C8H8(g)＋H2(g)C8H10(g)‎ 起始量/(mol·L－1)　0.25　 　0.25　　　0‎ 变化量/(mol·L－1)　0.125　　0.125　　0.125‎ 某时刻量/(mol·L－1)0.125　　0.125　　0.125‎ ＝8＜10，故反应未达到平衡状态，反应向正方向进行，正反应速率大于逆反应速率。‎ ‎(4)恒温恒容条件下C8H10(g)和C8H8(g)生成速率相等，说明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，A正确；平衡常数只与温度有关，压强增大该反应的平衡常数不变，B错误；反应热与热化学方程式的书写有关，与实际参加反应的反应物的量无关，C错误。‎ 答案　(1)0.004 mol·L－1 ·min－1‎ ‎(2)0.1　(3)50%　否　大于　(4)A ‎14. 同温度下,体积均为1 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.6 kJ/mol。测得数据如下表:‎ 容器 编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡时体系能量的变化 N2‎ H2‎ NH3‎ ‎①‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ ‎27.78 kJ ‎②‎ ‎1.6‎ ‎1.8‎ ‎0.8‎ Q 下列叙述不正确的是 (　　)‎ A.容器①②中反应达平衡时压强相等 B.容器②中反应开始时v正>v逆 C.容器②中反应达平衡时,吸收的热量Q为9.26 kJ D.若条件为“绝热恒容”,容器①中反应达平衡时n(NH3)