2009年高考第二轮热点专题训练11--化学平衡的有关计算

（五年高考真题精练）

考点1 浓度与转化率的计算

1．（08海南卷）X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于（    ）

A．33%                      B．40%                    C．50%                   D．65%

2．（08广东卷）将H₂(g)和Br₂(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H₂（g）+Br₂(g) 2HBr（g）g平衡时Br₂(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡 时     Br₂(g)的转化率为b。a与b的关系是（   ）

A．a＞b                     B．a=b                     C．a＜b                   D．无法确定

3．(07宁夏卷)一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(     )

A．16.7%    B. 20.0%     C. 80.0%     D.  83.3%     

4. (07江苏卷)一定温度下可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g)；DH＜0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t₁时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是(     )

       图1                            图2                  图3

A．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍

B．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大

C．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍

D．保持温度和乙中的压强不变，t₂时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t₁前的反应速率变化已省略)

5．（05广东）对可逆反应4NH₃（g）＋5O₂（g）4NO（g）＋6H₂O（g），下列叙述正确的是

A．达到化学平衡时，4υ_正（O₂）＝5υ_逆（NO ）

B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH₃ ，则反应达到平衡状态

C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大

D．化学反应速率关系是：2υ_正（NH₃）＝3υ_正（H₂O）

6.（04北京 ）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：

    已知H₂和I₂的起始浓度均为0.1mol?L^-1时，达平衡时HI的浓度为0.16mol?L^-1。若H₂和I₂的起始浓度均变为0.2mol?L^-1，则平衡时H₂的浓度（mol?L^-1）是

A. 0.16    B. 0.08     C. 0.04     D. 0.02

7.（04理综）某温度下在密闭容器中发生如下反应：

           2E（g）  若开始时只充入2mol E（g），达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2mol M和1mol N 的混合气体达平衡时M的转化率为                         

A．20%                       B．40%                   C．60%                   D．80%

8.（04广东）一定温度下，反应2SO₂+O₂2SO₃，达到平衡时，n(SO₂):n(O₂):n(SO₃)=2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O₂)=0.8 mol，n(SO₃)=1.4 mol，此时SO₂的物的量应是

A.0.4 mol             B.0.6 mol                 C.0.8 mol                   D.1.2 mol

9.（04全国)恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：       N₂ (g) + 3 H₂(g)     2NH₃(g)
  ⑴若反应达平衡时某时刻t时，n_t (N₂) = 13mol，n_t (NH₃) = 6mol，计算a的值
  ⑵反应达平衡时，混合气体的体积为726.8L(标况下)，其中NH₃的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH₃的物质的量。
  ⑶原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，

n(始)∶n(平) =      。
⑷原混合气体中，a∶b =      。
⑸达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比，α(N₂)∶α (H₂)=      。
⑹平衡混合气体中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃) =      。

10．（08江苏卷）将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气（忽略CO₂）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂+O₂  2SO₃（正反应放热）。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。（计算结果保留一位小数）

请回答下列问题：

(1）判断该反应达到平衡状态的标志是                   。（填字母）

a．SO₂和SO₃浓度相等             b．SO₂百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变          d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合气体的密度保持不变

(2）欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是               。（填字母）     

a．向装置中再充入N₂               b．向装置中再充入O₂

c．改变反应的催化剂               d．生高温度

(3）求该反应达到平衡时SO₂的转化率（用百分数表示）。

(4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少克？

考点 2 有关平衡常数的计算(新课标)

11．（08宁夏卷）将固体NH₄I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①NH₄I(s)NH₃(g)＋HI(g)；②2HI(g)H₂(g)＋I₂(g)。

达到平衡时，c(H₂)＝0.5mol?L^－1，c(HI)＝4mol?L^－1，则此温度下反应①的平衡常数为(    )

A．9                          B．16                       C．20                      D．25

12．（08山东卷）高温下，某反应达平衡，平衡常数K=.恒容时，温度升高，H₂浓度减小。下列说法正确的是（   ）

A.该反应的焓变为正值

B．恒温恒容下，增大压强，H₂浓度一定减小

C．升高温度，逆反应速率减小

D．该反应化学方程式为CO+H₂O=CO₂+H₂

13．（08广东卷）碘钨灯比白炽灯使用寿命长。灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应：W（s）+I₂（g）WI₂ΔH＜0（温度T₁＜T₂）。下列说法正确的是（   ）

A．灯管工作时，扩散到灯丝附近高温区的WI₂（g）会分解出W₁W重新沉积到灯丝上

B．灯丝附近温度越高，WI₂（g）的转化率越低

C．该反应的平衡常数表达式是

D．利用该反应原理可以提纯钨

14．（08宁夏卷）

   已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，

请回答下列问题：

(1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 1 mol?L^-1, c(N)=2.4 mol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为60％，此时N的转化率为            。

(2）若反应温度升高，M的转化率        (填“增大”“减小”或“不变”）。

(3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c(M)= 4 mol?L^-1,c(N)=amol?L^-1;达到平衡后，c(P)=2 mol?L^-1,a=          。

(4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)=c(N)= bmol?L^-1，达到平衡后，M的转化率为               。

15．（08上海卷）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

 (1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝___________________。

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

    (2)右图中表示NO₂的变化的曲线是____________。

       用O₂表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。

 (3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。

       a、v(NO₂)=2v(O₂)         b、容器内压强保持不变    

c、v逆(NO)＝2v正(O₂)    d、容器内的密度保持不变

      (4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是__________。

          a、及时分离出NO₂气体      b、适当升高温度

          c、增大O₂的浓度           d、选择高效的催化剂

16．(07广东卷)黄铁矿(主要成分为FeS₂)是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO₂和Fe₃O₄。

(1)将0.050 mol SO₂(g)和0.030 mol O₂(g)放入容积为1 L的密闭容器中，反应2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO₃)＝0.040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO₂的平衡转化率(写出计算过程)。

(2)已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO₂平衡转化率的有           (填字母)

(A)升高温度     (B)降低温度        (C)增大压强

(D)减小压强     (E)加入催化剂      (G)移出氧气

(3)SO₂尾气用饱和Na₂SO₃溶液吸收可得到重要的化工原料，反应的化学方程式为_________________________________

_______________________________________。

(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe₃O₄溶于H₂SO₄后，加入铁粉，可制备FeSO₄。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是__________________________________________________。

17．(07海南卷) PCl₅的热分解反应为：PCl₅(g)PCl₃(g)＋Cl₂(g)

(1) 写出反应的平衡常数表达式：

(2) 已知某温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl₅，达到平衡后，测得容器内PCl₃的浓度为0.150 mol/L。计算该温度下的平衡常数。

18．(07上海卷)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu₂O/ZnO)：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)

根据题意完成下列各题：

(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)在500 ℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H₂)＝              。

(3)在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是       

a．氢气的浓度减少        b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加    d．重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)增大

(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：_______________________________________(用化学方程式表示)。

19．(07宁夏卷)氮化硅是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：_□SiO₂＋_□C＋_□N_2□Si₃N₄＋_□CO

(1) 配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内)；

(2)该反应中的氧化剂是__________，其还原产物是_____________。

(3)该反应的平衡常数表达式为K =_______________________；

(4)将知上述反应为放热反应，则其反应热DH________零(填“大于”、“小于”或“等于”)；升高温度，其平衡常数值________(填“增大”、“减小”或“不变”)；

(5)若使压强增大，则上述平衡向_______反应方向移动(填“正”或“逆”)；

(6)若已知CO生成速率为v (CO) =18 mol/(L?min)，则N₂消耗速率为v (N₂) =__________mol/(L?min)。

20．(07山东卷)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃： 2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)。某温度下，SO₂的平衡转化率()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将2.0 mol SO₂和1.0 mol O₂置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，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)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“=”)。

(2)用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)＋4NO₂(g) = 4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；DH =－574 kJ/mol

CH₄(g)＋4NO(g) = 2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；DH =－1160 kJ/mol

若用标准状况下4.48 L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子总数为_____________(阿伏加德罗常数的值用N_A表示)，放出的热量为_________kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe₂O_x，3＜x＜4，M = Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe₂O₄)经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

请写出MFe₂O_x分解SO₂的化学方程式______________________________________(不必配平)。

1. D    2. A     3. A    4. BD    5.A D    6. C    7. C    8. A  

9．⑴解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N₂和生成NH₃的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N₂的物质的量为x mol。则 x∶6 = 1∶2    解之x = 3     a = 13 + 3 = 16
       解法二：N₂ + 3H₂     2NH₃
       开始时 a    b        0
          t时13            6

在t时生成 6 mol NH₃，消耗了3 mol N₂，所以a = 13 + 3 = 16
⑵n_平(NH₃) =   ^716.8L        _-1 ×25% = 32mol×25% = 8mol
⑶5∶4       ⑷2∶3        ⑸1∶2        ⑹ 3∶3∶2

10．（1）bc          (2）b

(3）消耗的O₂物质的量：     

          生成的SO₃物质的量：

          SO₂和SO₃的物质的量和：

           反应前的SO₂物质的量：

          SO₂的转化率：

(4）在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO₃不会沉淀。因此BaSO₄的质量

11．C   12. A     13. AD

14. 解：（1）M转化的物质的量为0.6mol?L^-1，则N反应的量也是0.6mol?L^-1，所以N的转化率为：×100％＝25％。

     (2）由于该反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，M的转化率增大。

     (3）       M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)

           起始：1     2.4       0    0

    平衡：0.4    1.8      0.6   0.6

起始：4      a       0     0

           平衡：2    a－2      2     2

＝ ，a＝6mol?L^-1。

      (4） ＝ ，x＝0.41b，M的转化率为41％。

答案：(1)25％。(2)增大。(3)6。(4)41％。

15. （1）K＝；放热。

   (2）b  1.5×10^－3mol/(L?s)。

   (3）b  c。

   (4）c。

16. (1)解：       2SO₂(g)   ＋     O₂(g)    2SO₃(g)

起始浓度/ mol?L^－1     0.050           0.030           0

平衡浓度/ mol?L^－1  (0.050－0.040)   (0.030－0.040/2)   0.040

                     = 0.010          = 0.010

所以，K == = 1.6×10³ mol?L^－1。(不带单位计算也得分)

(SO₂) =×100% = 80% 。

(2)B、C。    (3)SO₂＋H₂O＋Na₂SO₃＝2NaHSO₃。

(4)抑制Fe^2＋、Fe^3＋的水解，防止Fe^2＋被氧化成Fe^3＋。

17. (1)K =。   (2)K = 0.45。

18. (1)K＝；  减小。  (2)mol?(L?min)^－1。  (3)b； c。

(4)Cu₂O＋CO2Cu＋CO₂。

19. (1)3，6，2，1，6 。   (2)N₂； Si₃N₄。    (3)K =。 

  (4)小于；减小。    (5)逆。   (6)6。

20. (1)①800 L?mol^－1。② =。  (2)1.60N_A(或1.6N_A)；173.4。

 (3)MFe₂O_x＋SO₂MFe₂O₄＋S。