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课时作业(二十) (时间：45分钟

满分：100分) 一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分) 1．在一定条件下，可逆反应2SO2＋O2在于(

) A．O2

C．SO2、SO3

会含有18O。

答案：D 2．在固定容积的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)能正确的是(

) A．SO2、O2分别为0.4 mol/L、0.2 mol/L B．SO2为0.25 mol/L C．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO2为0.24 mol/L，SO3为0.14 mol/L 解析：本题可用极限法。可逆反应不可能进行到底，假设反应由正反应或逆反应开始建立。A项，0.2 mol/L SO3全部转化时，SO2和O2浓度才是0.4 mol/L,0.2 mol/L。B项，SO2的浓度应在0～0.4 mol/L之间。根据S元素守恒，二者浓度不可能均分0.15 mol/L，其浓度之和应为0.4 mol/L，C、D两项都不正确。

答案：B 3．(河南郑州2012届高三一检)下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(

) 2SO3(g)，已知反应过程某一时刻SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，达到平衡时浓度可B．O2、SO3

D．SO2、O2、SO3

2SO3达到平衡后，充入18O2，则

18O将存解析：18O2与SO2反应后生成的SO3中会含有18O，含18O的SO3分解生成的SO2中也

A．a与b相比，b的活化能更高

B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量

C．a与b相比，反应的平衡常数一定不同

D．a与b相比，a的反应速率更快

解析：E1为该反应的活化能，催化剂改变反应速率的原因是催化剂可降低反应的活化能，A错误；催化剂不能影响化学平衡，则使用催化剂时，K不变，C错误；催化剂能加快化学反应速率，则速率b>a，D错误；

由于反应物能量大于产物能量，则该反应正向为放热反应，B正确。

答案：B 4．在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：①2A(g)2B(g)＋C(g)；②A(g)C(g)＋D(g)。当达到平衡时，测得c(A)＝2.5 mol/L，c(C)＝2.0 mol/L。则下列说法中正确的是(

) A．达到平衡时A的总转化率为40% B．达到平衡时c(B)为1.0 mol/L C．达到平衡时c(B)＝2c(D) D．达到平衡时c(D)＝2c(B) x解析：设第①个反应消耗A的浓度为x，则生成B和C的浓度分别是x和。

2第②个反应消耗A的浓度为y。平衡时C和D的浓度都为y。根据题意得x＋y＝5 mol/L－2.5 mol/Lx

＋y＝2.0 mol/L2求得x＝1 mol/L，y＝1.5 mol/L，故选B。

答案：B 5．(2011年威海市一模)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下图所示，下列描述正确的是(

)

A．反应开始到15 s时，Z的转化率为66.67% B．15 s后，该反应停止进行，达到平衡状态

C．反应开始到15 s，用Z表示的反应速率为0.08 mol/(L·s) D．该反应的化学方程式为：2Z(g)答案：A 6．某温度下，C和水在密闭容器中发生下列反应：C(s)＋H2O(g)＋H2O(g)CO2的浓度为(

) A．0.1 mol/L

C．1.8 mol/L

解析：设CO2的浓度为x

CO(g)＋H2O(g)C(s)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

CO(g)

＋

H2(g)

x

x

x

1.9 mol/L－x

1.9 mol/L－x

B．0.9 mol/L D．1.9 mol/L CO(g)＋H2(g)，CO(g)CO2(g)＋H2(g)当反应达平衡时，测得c(H2)＝1.9mol/L，c(CO)＝0.1 mol/L，则2X(g)＋Y(g)

1．9 mol/L－x－x＝0.1 mol/L，x＝0.9 mol/L。

答案：B 7．一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，在11H2(g)＋22该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)I2(g)，则下列判断正确的是(

) A．后一反应的平衡常数为1 B．后一反应的平衡常数为0.5 C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L1

－D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L1

－解析：由于气体的物质的量不变n(HI)＝1 mol

H2(g)＋I2(g)－－－2HI(g) 起始(mol·L1)

1

1

0 转化(mol·L1)

0.5

0.5

1 平衡(mol·L1)

0.5

0.5

1 c2HI1K1＝＝＝4 cH2、cI20.5×0.5HI(g)11H2(g)＋I2(g) 2211cH2、cI2221K2＝＝＝0.5 cHIK1

HI(g)－11H2(g)＋I2(g) 22初始(mol·L1)

0.5

0

0 xx－转化(mol·L1)

x

22xx－平衡(mol·L1)

0.5－x

22x1x1×2222K2＝＝0.5。求得x＝0.25 0.5－x平衡时：c(H2)＝0.125 mol·L1

－c(HI)＝0.25 mol·L1。

－答案：B 8．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2(aq)＋Sn(s)＋＋＋－Pb(s)＋Sn2(aq)的平衡常数K＝2.2，＋若溶液中Pb2和Sn2的浓度均为0.10 mol·L1，则此时反应进行的方向是(

) A．向正反应方向进行

C．处于平衡状态

2＋2＋B．向逆反应方向进行

D．无法判断

－1解析：当Pb和Sn的浓度均为0.1 mol·LcSn2时，反应向正反应方向进＋＝1<2.2，cPb2＋

行，A项正确。

答案：A 9．(2011年厦门月考)已知反应2CH3OH(g)物质

浓度/mol·L1

－CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常CH3OCH3

0.6 H2O 0.6 数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

CH3OH 0.44 下列叙述中正确的是(

) A．该反应的平衡常数表达式为K＝[c(CH3OCH3)×c(H2O)]/c(CH3OH) B．此时正、逆反应速率的大小：v正

C．若加入1.64 mol CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH)＝0.04 mol/L D．该时间内反应速率v(CH3OH)＝1.6 mol/(L·min) 解析：该反应的平衡常数表达式为K＝[c(CH3OCH3)×c(H2O)]/c2(CH3OH)，将所给浓度代入平衡常数表达式：K＝(0.6×0.6)/0.442＝1.86<400，故反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率。

2CH3OH(g)－－－CH3OCH3(g)＋H2O(g) 起始浓度(mol·L1)：1.64

0

0 转化浓度(mol·L1)：2x

x

x

平衡浓度(mol·L1)：1.64－2x

x

x

x2－－K＝L1，故平衡时c(CH3OH)＝1.64 mol·L1－0.8 2＝400，解得x＝0.8 mol·1.64－2xmol·L1×2＝0.04 mol·L1。v(CH3OH)＝1.6 mol·L1/10 min＝0.16 mol·L1·min1。

－－－－－答案：C 10．(2011年郑州市二模)在溶液中，反应A＋2B－C分别在三种不同实验条件下进行，－－它们的起始状态均为c(A)＝0.100 mol·L1、c(B)＝0.200 mol·L1、c(C)＝0 mol·L1。在三种条件下，反应物A的浓度随时间的变化如图所示。下列说法中正确的是(

)

A．反应的平衡常数：①<②

B．反应A＋2BC的ΔH>0 －C．实验②平衡时B的转化率为60% D．实验③平衡时c(C)＝0.040 mol·L1

解析：①、②平衡时，体系中各物质的浓度相同，因此平衡常数相等，A错；实验②平衡时A转化的浓度为0.100－0.060＝0.040(mol/L)，则B转化的浓度为0.080 mol/L，其转化

0.080率为×100%＝40%，C错；实验③平衡时A转化的浓度为0.100－0.040＝0.060(mol/L)，0.200则C的平衡浓度为0.060 mol/L，D错。

答案：B 11．X、Y、Z三种气体，把a mol X与b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为(

) a＋bA.×100%

52a＋bC.×100%

52a＋bB.×100% 5ba＋bD.×100% 5a2Z。解析：解答有关于化学反应速率和化学平衡问题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和有关概念、定律求解。

X

＋

2Y2Z 起始量/mol

a

b

0 x转变量/mol

x

x

2x平衡量/mol

a－

b－x

x

22a＋bx依题意可得：a－＋b－x＝x，解得x＝

252a＋bxY的转化率为×100%＝×100%。

b5b答案：B 12．在一密闭容器中加入A、B两种气体，保持一定温度，在t1、t2、t3、t4时刻测得各物质的浓度如下：

测定时刻/s c(A)/mol·L1

－t1

6 5 1 2C t2

3 3.5 2.5 t3

2 3 3 t4

2 3 3 c(B)/mol·L1

－－c(C)/mol·L1

据此判断下列结论中正确的是(

) A．在容器中发生的反应为2A＋BB．该温度下，此反应的平衡常数为0.25 C．A的平衡转化率比B的平衡转化率低

D．在t3时刻反应已经停止

解析：t1～t3时刻，A、B、C的浓度变化分别为4 mol·L1、2 mol·L－－1和2 mol·L1，故－反应为2A＋BC，A项错误；该温度下，K＝3＝0.25，B项正确；若起始时刻22×3n(A)∶n(B)<2∶1，则A的平衡转化率大于B，C项错误；反应在t3时达到平衡，反应并未停止，D项错误。

答案：B 二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

13．(9分)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，反应的化学方程式为2NO(g)＋催化剂2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)

ΔH<0。

研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。某同学在不同条件下进行下列实验。

NO的初始浓度/ mol·L1

－实验编号

T℃

CO的初始浓度/ mol·L1

－催化剂比表面积/m2·g1

－Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

280 280 350 1.20×103

－－－5.80×103

－－－124 82 124 1.20×103

1.20×103

5.80×103

5.80×103

请在下面给出的坐标图中，标明各条曲线的实验编号。

答案：

14．(13分)在容积为V L的某密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

(1)反应CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。

(2)100℃时该反应的平衡常数K＝________(用含a、V的代数式表示)。

(3)在温度、容积不变的情况下，再向该密闭容器中充入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”)，平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

解析：该题主要考查平衡常数的计算及平衡移动的判断。(1)结合图象知，升温时，CO的转化率降低，即升温后平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。(2)结合图象可知，100℃、0.1 MPa时，CO的转化率为50%，

0.5aVK＝＝V2/a2。(3)该反应是气体体积缩小的反应，再增加a mol CO与2a mol H2，0.5aa2×VV相当于加压，平衡正向移动，CO的转化率增大；平衡常数仅与温度有关，温度不变，平衡常数不变。

答案：(1)<

(2)V2/a2

(3)增大

不变

15．(16分)(2012年原创题)煤的气化是使煤转化为清洁能源的有效途径，也是落实节能减排的重要措施。在煤的气化过程中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。

已知：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：

400 10 500 9 830 1 1000 0.6 温度/℃

平衡常数K

试回答下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为：K＝________。

(2)上述正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。

(3)在T℃时，向一定体积的容器中，通入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应并保持温度不变，各物质浓度(mol·L1)随时间变化如表所示：

－时间/min 0 2 3 4 5 6 CO(g) 0.200 0.138 0.100 0.100 0.116 0.096 H2O(g) 0.300 0.238 0.200 0.200 0.216 0.266 CO2(g) 0 0.062 0.100 0.100 0.084 0.104 H2(g) 0 0.062 0.100 0.100 c1

c2

①反应物CO从开始至达到平衡，这一时间段内的平均反应速率是________。

②第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的。第4～5 min之间，改变的条件是______________。T℃时该化学反应的平衡常数是_______________。

③如果在500℃反应开始时，CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01、mol·L1，则CO在此条－件下的转化率为__________________。

解析：(1)根据化学方程式：CO(g)＋H2O(g)cH2·cCO2式：K＝。

cCO·cH2O(2)由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆向吸热，反以正反应是放热反应。

H2(g)＋CO2(g)，可以写出平衡常数表达

(3)①由表中数据可知，在3 min时化学反应达到平衡：Δc(CO)＝0.100 mol·L1，所以－LΔc0.100 mol·－－v(CO)＝＝≈0.033 mol·L1·min1。

t3 min②在4～5 min之间，根据数据发现平衡向左移动，并且Δc(CO)＝Δc(H2O)＝Δc(CO2)，改变压强对平衡无影响，在保持温度和体积不变的条件下，要使平衡向左移动，只有增加H2的浓度。根据反应在：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，写出平衡常数表达式：K＝cCO2·cH2，代入4 min时的数据可得：K＝0.5。

cCO·cH2O③根据化学反应：

CO(g)＋H2O(g)列三段式可得：

初始浓度/mol·L1

0.01

0.01

0

0 －－－－1

CO2(g)＋H2(g)，

转化浓度/mol·L1

x

x

x

x

平衡浓度/mol·L1

0.01－x

0.01－x

x

x

x2－根据平衡常数表达式，列等式得：K＝L1，所以CO2＝9，得：x＝0.0075 mol·0.01－x0.0075 mol·L1的转化率为：×100%＝75%。

－0.01 mol·L1－答案：(1)③75% cH2·cCO2－－

(2)放热

(3)①0.033 mol·L1·min1

②增加H2浓度

0.5

cCO·cH2O16．(14分)铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。

(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)＋3CO2(g) ①该反应的平衡常数表达式为：K＝________；

②该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为________。

(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：

①__________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________。

(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。

2Fe(s)

(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

欲使上述体系中Al3浓度增加，可加入的物质是________。

＋

解析：(1)中①书写表达式时固体不需写入。②n(Fe)为0.2 mol, n(CO)为0.3 mol，v(CO)0.3 mol＝＝0.015 mol/(L·min)。

2 L×10 min(2)这是一个等体积反应，不能从压强考虑，Fe、Fe2O3为固体，也不影响平衡，所以应从CO、CO2浓度、反应速率去考虑。

(3)铝热反应常温不反应，高温时瞬间反应。

(4)欲使Al3浓度增加，应先写出Al(OH)3的碱式电离方程式：Al(OH)3＋Al3＋3OH，＋－使平衡右移，可加入酸性物质，如HCl、H2SO4等。

c3CO2答案：(1)3

0.015 mol/(L·min) cCO(2)①CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等

②CO(或CO2)的质量不再改变(合理即给分)

(3)b (4)Al(OH)3

H＋AlO2＋H2O

盐酸(合理即给分) ＋－