化学平衡　化学平衡常数——突破训练（三）【解析版】.doc

化学平衡　化学平衡常数 突破训练（三）‎ ‎1．恒温、恒压下，将1 mol O2和2 mol SO2气体充入一体积可变的容器中(状态Ⅰ)，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，状态Ⅱ时达平衡，则O2的转化率为(　　)‎ A．60%　　　　　　 B．40%‎ C．80% D．90%‎ ‎【解析】恒温、恒压下，气体的体积比等于物质的量之比。设O2的转化率为x。‎ ‎　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ n(始)/mol 2 1 0‎ n(变)/mol 2x x 2x n(平)/mol 2－2x 1－x 2x 有(2－2x)＋(1－x)＋2x＝3×，解得x＝0.6。‎ ‎2．700 ℃时，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2和CO2，起始浓度如下表所示。其中甲经2 min达平衡时，v(H2O)为0.025 mol/(L·min)，下列判断不正确的是(　　)‎ 起始浓度 甲 乙 丙 c(H2)/mol/L ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.20‎ c(CO2)/mol/L ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ A.平衡时，乙中CO2的转化率大于50%‎ B．当反应平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍 C．温度升至800 ℃，上述反应平衡常数为25/16，则正反应为吸热反应 D．其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10 mol/L H2和0.20 mol/L CO2，到达平衡时c (CO)与乙不同 ‎【解析】对于甲，当反应达到平衡时，c(H2O)＝0.025 mol/(L·min)×2 min＝ 0.05 mol/L，所以根据方程式中物质之间的反应关系可知：CO2的转化率等于50%。A项，对于乙，与甲比较增大了H2的浓度，增大反应物的浓度，平衡正向移动，所以平衡时，乙中CO2的转化率大于50%，正确；B项，由于反应是在恒容的密闭容器中进行的，反应前后气体的体积不变，因为丙的物质浓度是甲的2倍，由于增大压强平衡不发生移动，所以当反应平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，正确；C项，在700 ℃时该反应的平衡常数是：K＝‎ ＝＝1，当温度升至800 ℃，上述反应平衡常数为25/16>1，说明升高温度，平衡正向移动，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应是吸热反应，正确；D项，其他条件不变，若起始时向容器乙中充入0.10 mol/L H2和0.20 mol/L CO2，由于反应方程式中物质都是按照1∶1关系反应的，物质的物质的量相等，所以对平衡移动的影响程度也相等，因此到达平衡时c(CO)与乙相同，错误。‎ ‎3．三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH＝＋48 kJ·mol－1，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎(1)343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。‎ ‎(2)比较a、b处反应速率大小：va______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率 k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保留1位小数)。‎ ‎【解析】(1)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，曲线a达到平衡的时间短，则曲线a代表343 K时SiHCl3的转化率变化，曲线b代表323 K时SiHCl3的转化率变化。‎ 由题图可知，343 K时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L－1，则有 ‎2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)‎ 起始/(mol·L－1) 　1　　　　　　 0　　　　 　0‎ 转化/(mol·L－1) 0.22 0.11 0.11‎ 平衡/(mol·L－1) 0.78 0.11 0.11‎ 则343 K时该反应的平衡常数 K343 K＝＝≈0.02。‎ ‎(2)温度越高，反应速率越快，a点温度为343 K，b点温度为323 K，故反应速率：‎ va＞vb。反应速率 则 ‎343 K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即 此时SiHCl3的平衡转化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、‎ SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0.782＝k逆×0.112，＝≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有＝eq \f(k正x\o\al(2,＝·eq \f(x\o\al(2,＝0.02×≈1.3。‎ 答案：(1)22　0.02　(2)大于　1.3‎ ‎4．已知将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合，无反应发生。若再加入双氧水，将发生反应H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2，且生成I2立即与试剂X反应而被消耗。一段时间后，试剂X将被反应生成的I2完全消耗。由于溶液中I－继续被H2O2氧化，生成I2与淀粉作用，溶液立即变蓝。因此，根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需时间，即可推算反应H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2的反应速率。下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行)：‎ 编 号 往烧杯中加入的试剂及其用量(mL)‎ 催化剂 溶液开始 变蓝时间 ‎(min)‎ ‎0.1‎ mol·L－1‎ KI溶液 H2O ‎0.01‎ mol·L－1‎ X溶液 ‎0.1‎ mol·L－1‎ 双氧水 ‎0.1‎ mol·L－1‎ 稀盐酸 ‎1‎ ‎20.0‎ ‎10.0‎ ‎10.0‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ 无 ‎1.4‎ ‎2‎ ‎20.0‎ m ‎10.0‎ ‎10.0‎ n 无 ‎2.8‎ ‎3‎ ‎10.0‎ ‎20.0‎ ‎10.0‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ 无 ‎2.8‎ ‎4‎ ‎20.0‎ ‎0‎ ‎10.0‎ ‎10.0‎ ‎40.0‎ 无 t ‎5‎ ‎20.0‎ ‎10.0‎ ‎10.0‎ ‎20.0‎ ‎20.0‎ ‎5滴 Fe2(SO4)3‎ ‎0.6‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)已知：实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2反应速率的影响。实验2中m＝________，n＝________。‎ ‎(2)一定温度下，H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2，反应速率可以表示为v＝k·ca(H2O2)·cb(I－)·c(H＋)(k为反应速率常数)，则：‎ ‎①实验4烧杯中溶液开始变蓝的时间t＝________min。‎ ‎②根据上表数据可知，a、b的值依次为_______和_______。‎ ‎(3)若要探究温度对H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2反应速率影响，在实验中温度不宜过高且采用水浴加热，其原因是________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)已知：实验1、2的目的是探究H2O2浓度对H2O2＋2H＋＋2I－===2H2O＋I2反应速率的影响。根据控制变量法，实验中盐酸的浓度应该相同，实验2中n＝20.0，m＝20.0。(2)根据公式v＝k·ca(H2O2)·cb(I－)·c(H＋)，实验2与实验4的速率比为＝，实验2与实验4的H2O2、KI的浓度都相同，＝，＝，t＝1.4 min。由实验1与实验2知，a＝1，由实验1与实验3知，b＝1。(3)H2O2易分解，温度不宜过高且采用水浴加热，便于控制反应温度，防止H2O2分解。‎ 答案：(1)20.0　20.0　(2)①1.4　②1　1‎ ‎(3)便于控制反应温度，防止H2O2分解 ‎5．超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：‎ ‎2NO＋2CO2CO2＋N2‎ 为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ c(NO)/(mol·L－1)‎ ‎1.00×10－3‎ ‎4.50×10－4‎ ‎2.50×10－4‎ c(CO)/(mol·L－1)‎ ‎3.60×10－3‎ ‎3.05×10－3‎ ‎2.85×10－3‎ 时间/s ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ c(NO)/(mol·L－1)‎ ‎1.50×10－4‎ ‎1.00×10－4‎ ‎1.00×10－4‎ c(CO)/(mol·L－1)‎ ‎2.75×10－3‎ ‎2.70×10－3‎ ‎2.70×10－3‎ 请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：‎ ‎(1)在上述条件下反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填“>”“