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课后提升练(六) 化学平衡状态 化学平衡常数
1.(2021·湖北黄冈中学高二质检)某温度下,碘和环戊烯()在恒容容器内发生反应:
ΔH>0。下列说法正确的是( )
A.当容器内密度不再变化时,反应达到平衡
B.当c(I2)∶c(HI)=1∶2时,反应达到平衡
C.反应达到平衡后,容器内压强比平衡前小
D.反应达到平衡,2v正(I2)=v逆(HI)
D 解析:恒容时混合气体的总质量不变,气体密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,A错误;达到平衡时,c(I2)、c(HI)均保持不变,二者比值为1∶2时,不一定达到平衡,B错误;反应正向进行,气体总物质的量增大,故平衡时压强比平衡前大,C错误。
2.(2022·湖南怀化高二期末)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混合加热并达到下列平衡:CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),平衡常数K=0.1,反应前CO的物质的量为10 mol,平衡后COS的物质的量为2 mol。下列说法正确的是( )
A.通入CO后,正反应速率逐渐不变
B.反应前H2S的物质的量为5 mol
C.CO的平衡转化率为20%
D.平衡时,CO和H2S的转化率相等
C 解析:恒容条件,通入CO后,c(CO)增大,正反应速率增大,A错误;利用“三段式法”进行计算:
CO(g)+H2S(g) ⇌ COS(g)+H2(g)
起始量/mol 10 n(H2S) 0 0
转化量/mol 2 2 2 2
平衡量/mol 8 n(H2S)-2 2 2
又知平衡常数K=0.1,则有=0.1,解得n(H2S)=7 mol,B错误;CO的平衡转化率为α(CO)=×100%=20%,C正确;平衡时H2S的转化率为α(H2S)=×100%≈28.6%,显然CO和H2S的转化率不同,D错误。
3.(2021·首都师大附中高二期中)一定温度下,将 2 mol A 和 2 mol B两种气体混合放入体积为 2 L的密闭刚性容器中,发生反应2A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2 min末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4 mol/L,下列说法正确的是( )
A.x的值为1
B.A的平衡转化率为40%
C.此温度下,该反应的平衡常数K=0.5
D.A和 B的平衡转化率相等
B 解析:2 min后生成0.8 mol D,生成C的物质的量为0.4 mol/L×2 L=0.8 mol,则有0.8 mol/0.8 mol=x/2,解得x=2,A错误;根据反应的化学方程式,生成0.8 mol D,必定消耗0.8 mol A和0.4 mol B,则A的平衡转化率为α(A)=×100%=40%,B正确;B的平衡转化率为α(B)=×100%=20%,A和B的平衡转化率不相等,D错误;利用“三段式法”计算平衡常数:
2A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)
此温度下,该反应的平衡常数K==≈0.089,C错误。
4.(2022·辽宁实验中学高二期末)在2 L恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应:A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(s),所得实验数据如下表:
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(A)
n(B)
n(C)
①
600
0.30
0.20
0.30
②
700
0.20
0.30
0.24
③
800
0.10
0.10
a
下列说法不正确的是( )
A.该反应的平衡常数表达式为K=
B.实验①中,若5 min时测得n(B)=0.050 mol,则0~5 min时间内平均反应速率为v(A)=0.015 mol/(L·min)
C.实验②中达到平衡后,增大压强,平衡常数K不变
D.700 ℃时该反应的平衡常数为K=4.0
A 解析:D是固体,在平衡常数表达式中不能表示出来,A错误;实验①中,5 min时测得n(B)=0.050 mol,则消耗的n(A)=n(B)=0.20 mol-0.050 mol=0.15 mol,故有v(A)==0.015 mol/(L·min),B正确;增大压强,平衡常数K不变,C正确;700 ℃时n(C)=0.24 mol,利用“三段式法”计算:
700 ℃时,该反应的平衡常数为K===4.0,D正确。
5.(2021·北京昌平区高二期中)某温度下在2 L密闭容器中加入一定量A,发生以下化学反应:2A(g)⇌B(g)+C(g) ΔH=-48.25 kJ/mol,反应过程中B、A的浓度比与时间t有下图所示关系,若测得第15 min时c(B)=1