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课时跟踪检测(三十六) 化学平衡状态 化学平衡常数
一、选择题
1.在一定温度下,向2 L固定容积的密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。能说明该反应已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的平均相对分子质量不变
B.体系中eq \f(nCO2,nH2)=eq \f(1,3),且保持不变
C.混合气体的密度不随时间变化
D.单位时间内有n mol H—H键断裂,同时有n mol O—H键形成
解析:选A A项,eq \x\to(M)是变量,当eq \x\to(M)不变,可以说明反应已达平衡;B项,eq \f(nCO2,nH2)是不变量eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3))),不能说明反应是否达平衡;C项,ρ是不变量,不能说明反应是否达平衡;D项,二者均表示v正,不能说明反应是否达平衡。
2.(2021·广东等级考)反应X===2Z经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中
X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a为c(X)随t的变化曲线
B.t1时,c(X)=c(Y)=c(Z)
C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)
解析:选D 由题图知,a起始浓度最大,在整个反应过程中浓度一直减小,所以a代表c(X)随t的变化曲线,A说法正确;t1时,三条曲线相交,三种物质的浓度相等,B说法正确;结合题给反应判断,先增加后减小的是c(Y)随t变化的曲线,一直增大的是c(Z)随t变化的曲线,t2时c(Y)在减小,说明Y的消耗速率大于生成速率,C说法正确;由题图知,t3后,只有Y和Z,X完全反应,结合反应①②可得出c(Z)=2c0-2c(Y),D说法错误。
3.将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中,发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)值随温度(T)的变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
C.A点对应状态的平衡常数K(A)的值为10-2.294
D.30 ℃时,B点对应状态的v正<v逆
解析:选B 此题的关键是弄清-lg K越小,K越大,由图中数据可知随温度的升高,-lg K逐渐减小,说明随温度的升高,化学平衡向右移动,正反应为吸热反应,A项正确;由NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),可知氨气的体积分数始终为eq \f(2,3),B项错误;A点时,-lg K=2.294,C项正确;由B点对应的数值可知此时Q>K,反应向逆反应方向进行,v正<v逆,D项正确。
4.常温下,将一定量的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(固体体积忽略不计)发生反应:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH,达到平衡时测得c(CO2)=a mol·L-1。温度不变,达到平衡后压缩容器容积至原来的一半,达到新平衡时测得c(NH3)=x mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.上述反应达到新平衡时x=2a
B.达到新平衡时,ΔH为原来的2倍
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化时表明达到平衡状态
D.NH3的体积分数不变时表明达到平衡状态
解析:选A 当c(CO2)=a mol·L-1时,c(NH3)=2a mol·L-1,温度不变时平衡常数不变,该反应的平衡常数K=c2(NH3)·c(CO2),压缩容器容积至原来的一半,达到新平衡时各组分浓度与原平衡相同,即x=2a,A正确;ΔH只与反应的始态和终态及方程式有关,与平衡移动无关,该反应的ΔH始终不变,B错误;反应物中没有气体,则混合气体的平均相对分子质量始终不变,不能由此判断反应达到平衡状态,C错误;NH3与CO2的物质的量之比始终为2∶1,NH3的体积分数不变不能表明达到平衡,D错误。
5.电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料,主要用于产生乙炔。已知2 000 ℃时,电石生产原理如下:
①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1 平衡常数K1
②Ca(g)+2C(s)CaC2(s) ΔH2=b kJ·mol-1 平衡常数K2
以下说法不正确的是( )
A.反应①K1=c(Ca)·c(CO)
B.反应eq \f(1,2)Ca(g)+C(s)eq \f(1,2)CaC2(s)平衡常数K=eq \r(K2)
C.2 000 ℃时增大压强,K1减小,K2增大
D.反应2CaO(s)+CaC2(s)===3Ca(g)+2CO(