成都经开区实验中学2019-2020学年人教版选修4第三节《化学平衡常数及图像》质量评估试题(Wor

（人教版选修4）第三节《化学平衡常数及图像》质量评估试题
（满分：100分，考试时间：40分钟）
一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．某温度下，可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)的平衡常数为K。

下列对K的说法正确的是()
A．K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大
B．若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大
C．温度越高，K一定越大
D．如果m＋n＝p，则K＝1
答案 A
解析K越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，A正确；对于一个确定的化学反应，K只是温度的函数，温度一定，K一定，与压强无关，B错误；因该反应
的热效应不确定，故C项错误；K＝c p C
c m A c n B
，由m＋n＝p，无法判断K的大小，D 项错误。

2．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MH x(s)＋y H2(g)MH x＋2y(s)ΔH<0达到化学平衡。

下列有关叙述正确的是()
A．加入少量MH x(s)容器内气体的相对分子质量减小
B．吸收y mol H2只需1 mol MH x
C．若降温，该反应的平衡常数减小
D．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)
答案 C
解析加入少量MH x(s)时，平衡不移动，容器内气体的相对分子质量不变，A错误；由于该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要MH x(s)的物质的量应大于1 mol，B错误；该反应的ΔH<0，为放热反应，降温，平衡向右移动，平衡常数增大，C正确；若向容器中充入少量氢气，v(吸氢)>v(放氢)，故D错误。

3．对于反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)，下列说法中正确的是()
A ．由于K ＝c 2(Z )c 2(X )·c (Y )
，随着反应的进行，Z 的浓度不断增大，X 、Y 的浓度不断减小，平衡常数不断增大
B ．当温度不变时，增大反应物的浓度，使K 变小
C ．可逆反应达到平衡时，逆反应便立即停止了
D ．温度发生变化，上述反应的K 值也发生变化
答案 D
解析 平衡常数K 只与温度有关，D 项正确。

4．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)
CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数为K 。

则下列说法正确的是( )
A ．反应①的平衡常数K 1＝
c (CO 2)·c (Cu )c (CO )·c (CuO ) B ．反应③的平衡常数K ＝K 1K 2
C ．对于反应③，恒容时，温度升高，H 2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D ．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小
答案 B
解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不写入其中，A 错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1K 2，B 正确；反应③中，温度升高，H 2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH ＜0，C 错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H 2的浓度不变，D 错误。

5．可逆反应aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，其他条件不变，C 的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图，其中正确的是( )
A ．使用催化剂，C 的物质的量分数增加
B ．升高温度，平衡向逆反应方向移动
C．化学方程式系数a>c＋d
D．根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向
答案 B
解析由图可知：T2>T1，而温度升高平衡逆向移动，所以B正确，D错误；由图可知P2>P1，压强增大，平衡逆向移动，所以c＋d>a，C选项错误。

6．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应CH 4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡时转化率与温度、压强的关系如图，
下列有关说法不正确的是 ( )
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p4>p3>p2>p1
C．1 100 ℃时该反应平衡常数为1.64
D．压强为p4时，在y点：v正>v逆
答案 A
解析由图象可知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越大，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强p4>p3>p2>p1，B项正确；1100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L
－1，c(H
2)＝0.16 mol·L －1，即平衡常数K＝
0.162÷0.162
0.02×0.02
＝1.64，C项正确；压强为p4时，y
点未达到平衡状态，此时v正>v逆，D项正确。

7.反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),700℃时平衡常数为1.47,900℃时平衡常数为2.15。

下列说法正确的是( )
A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小
B.该反应的化学平衡常数表达式为K=
C.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态
D.该反应的正反应是放热反应
答案 C
解析升高温度,可逆反应的正、逆反应速率都增大,A项错误;固体物质的浓度是定值,
在平衡常数表达式中不出现固体物质的浓度,B 项错误;根据题目提供的数据可知,温度升高,K 值增大,故该反应的正反应是吸热反应,D 项错误。

8．已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
830℃时，向一个2 L 的密闭容器中充入0.2mol 的A 和0.8mol 的B ，反应初始4 s 内A 的平均反应速率v(A)=0．005 mol/(L·s)。

下列说法正确的是（ ）
A ．4 s 时c(B)为0.76 mol/L
B ．830℃达平衡时，A 的转化率为80%
C ．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D ．1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为0.4 答案 B
9．汽车尾气中，产生NO 的反应为：N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N 2(g)和O 2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a 表示该反应在温度T 下N 2的浓度随时间的变化，曲线b 表示该反应在某一起始条件改变时N 2的浓度随时间的变化。

下列叙述正确的是( )
A ．温度T 下，该反应的平衡常数K ＝c 0－c 1
2c 21
B ．温度T 下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C ．曲线b 对应的条件改变可能是加入了催化剂
D ．若曲线b 对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH ＜0
答案 A
解析 A.根据图像可知N 2、O 2的起始浓度为c 0 mol ·L －1，平衡浓度为c 1 mol ·L －1，NO
的平衡浓度为2(c 0－c 1)mol ·L －1，则平衡常数为：[2(c 0－c 1)]2/c 21＝4c 0－c 12c 21
，正确；B.容器恒容，气体的体积不变，根据质量守恒定律，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，错误；C.根据图像可知曲线b 对应的平衡状态，N 2的平衡浓度更小，与曲线a 相比化学平衡发生了移动，改变的条件不是加入催化剂，错误；D.由图像可知相同时间内曲线b 对应
的反应速率更大，若曲线b对应的条件改变是温度，则温度升高，N2的平衡浓度减小，则平衡向正反应方向移动，所以该反应的ΔH＞0，错误。

10.一定条件下,CH 4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)
+3H2(g)。

设起始=Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如
图所示。

下列说法正确的是( )
A.图中Z的大小为a>3>b
B.该反应的焓变ΔH>0
C.图中X点对应的平衡混合物中=3
D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
答案 B
解析的比值越大,起始时水蒸气浓度越大,则甲烷的转化率越大,甲烷的体积分
数越小,故a<3<b,故A错误;据图分析,随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小,说明升温平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故B正确;起始加入量的比值为3,但反应中甲烷和水是按等物质的量反应的,所以达到平衡时比值不是3,故C错误;温度不变时,加压,平衡逆向移动,甲烷的体积分数增大,故D错误。

二、非选择题：本题包括4小题，共50分。

11．
（10分）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)催化剂
△2SO3(g)ΔH<0。

某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。

根据图示回答下列问题：
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝__________，升高温度，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10 MPa。

该反应的平衡常数等于________。

②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)__________(填“>”“<”或“＝”)K(B)。

答案 (1)c 2SO 3c 2SO 2c O 2
减小 (2)①800 ②＝ 解析 (1)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向左移动，故K 值减小。

(2)①由图可知，0.10 MPa 时：c (SO 2)＝2.0 mol ×(1－0.80)÷10 L ＝0.04 mol ·L －1，c (O 2)
＝(1.0 mol －1.6 mol ×12
)÷10 L ＝0.02 mol ·L －1，c (SO 3)＝1.6 mol ÷10 L ＝0.16 mol ·L －1，K ＝c 2SO 3c 2SO 2c O 2＝0.1620.042×0.02
＝800。

②由A 到B ，温度不变，只增大压强，K 值不变。

12.(14分)已知A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K =______,ΔH ________(填“<”“>”或“=”)0。

(2)830℃时,向一个5 L 密闭容器中充入0.20 mol 的A 和0.80 mol 的B,如反应初始6 s 内A 的平均反应速率v(A)=0.003 mol ·L -1·s -1,则6 s 时c(A)=________________mol ·L -1,C 的物质的量为________mol 。

(3)判断该反应是否达到平衡的依据为__________(填正确选项前的字母)。

a.压强不随时间改变
b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变
d.单位时间里生成C 和D 的物质的量相等
(4)1 200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为________。

答案 (1) （2分） < （2分） (2)0.022（3分） 0.09（2分） (3)c （2
分） (4)2.5（3分）
解析 (1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K = ;由表中数据可知,温度升高, K 值减小,故正反应为放热反应,ΔH <0。

(2)v(A)=
0.003 mol ·L -1·s -1,则6 s 后A 减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018 mol ·L -1,故剩余的A 的浓度为
-0.018 mol ·L -1=0.022 mol ·L -1;A 减少的物质的量为0.018 mol ·L -1
×5 L=0.09 mol,根据方程式的化学计量数关系,生成的C 的物质的量也为0.09 mol 。

(3)由于该反应是气体
分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,当c(A)不变时反应达平衡,故c正确;不论是否达到平衡,单位时间里生成C和D的物质的量永远相等,故d错。

(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1 200℃时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K==2.5。

13.(12分)T℃时，在一个体积为2 L的容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应
过程中A、B、C物质的量的变化如图所示。

(1)写出该反应的化学方程式：_______________。

(2)T℃下该反应的平衡常数为________。

(3)已知：K(300℃)>K(350℃)，该反应是________热反应。

(4)0～4分钟时，A的平均反应速率为________。

(5)到达平衡时B的转化率为________。

(6)恒容条件下，下列措施中能使n(A)/n(C)降低的有________。

A.充入氦气
B.使用催化剂
C.再充入2.4 mol A和1.6 mol B
D.降低温度
答案(1)2A(g)+B(g)C(g) (2)0.52 (3)放
(4)0.05 mol·L-1·min-1 (5)25% (6)C、D
解析：据图可知t1时刻反应达到平衡，这段时间内A、B、C的物质的量变化值为0.8 mol、0.4 mol、0.4 mol，故反应的化学方程式为2A(g)+ B(g)C(g)。

因平衡时A、B、C的物质的量浓度为0.8 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1，所以平衡常数K=≈0.52。

因为K(300℃)>K(350℃)，该反应是放热反应。

0～4分钟时，A的平均反应速率为(2.4 mol -2.0 mol)÷2 L÷4 min=0.05 mol·L-1·min-1。

到达平衡时B的转化率为0.4 mol÷1.6 mol ×100%=25%。

恒容条件下充入氦气和使用催化剂，平衡不发生移动，n(A)/n(C)不变；再充入2.4 mol A和1.6 mol B时，平衡正向进行的程度增大，反应物的转化率增大，故n(A)/n(C)降低；降低温度，平衡向正反应方向移动，该比值降低。

14．（14分）面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。

(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1
②CO(g)＋H 2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41 kJ·mol－1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：___________________________
________________________________________________________________________。

(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”)。

②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，
达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”“减小”或
“不变”，下同)，平衡常数________。

(3)已知在T℃时，CO(g)＋H 2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是______________________________。

此时刻v正________v逆(填“＞”或“＜”)。

答案(1)CO 2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1
(2)①小于②增大不变
(3)没有此时c CO2c H2
c CO c H2O ＝
0.1×0.1
0.9×0.9
≈0.012 3＜0.32 ＞
解析(1)由盖斯定律，方程式①－②得CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ·mol－1－(－41 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1。

(2)由图像可知，相同温度下，p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由方程式①可知，增大压强平衡右移，故p1＜p2；在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，相当于增大压强，平衡
右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。

(3)c CO2c H2
c CO c H2O
＝0.1×0.1
0.9×0.9
≈0.012 3＜K＝0.32，故反应未达到平衡；此时反应向正反应方向进行，故v正＞v 逆。