《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

7. (双选)在$25^{\circ}C$时，密闭容器中$X$、$Y$、$Z$三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示。

下列说法错误的是(AD)。

A.反应达到平衡时，$X$的转化率为$60\%$
B.反应可表示为$X(g)+3Y(g)⇌ 2Z(g)$，其平衡常数为$1600$
C.改变温度可以改变此反应的平衡常数
D.反应前后压强之比为$2:3$

答案： AD 解析X、Y、Z的浓度变化量分别为$0.05 mol·L^{-1}、$$0.15 mol·L^{-1}、$$0.1 mol·L^{-1}，$且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)，平衡常数$K=\frac{0.1^2}{0.05×0.05^3}=1600，$B项正确；X的转化率为$\frac{0.05 mol·L^{-1}}{0.1 mol·L^{-1}}×100%=50%，$A项错误；平衡常数受温度的影响，改变温度能改变该反应的平衡常数，C项正确；反应前后压强之比为$\frac{0.1+0.2}{0.05+0.05+0.1}=3:2，$D项错误。

8. 工业上以$CH_{4}$为原料制备$H_{2}$的原理为$CH_{4}(g)+H_{2}O(g)⇌ CO(g)+3H_{2}(g)$ $\Delta H＞0$。在一定条件下，向$a$、$b$两个恒温的密闭容器中均通入$1.1\ mol\ CH_{4}(g)$和$1.1\ mol\ H_{2}O(g)$，测得两容器中$CO$的物质的量随时间的变化曲线分别为$a$和$b$。已知容器$a$、$b$的容积均为$10\ L$，容器$a$的温度为$T_{a}$，容器$b$的温度为$T_{b}$，下列说法不正确的是(B)。


A.容器$a$中$CH_{4}$从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为$0.025\ mol· L^{-1}· min^{-1}$
B.$a$、$b$两容器的温度可能相同
C.在达到平衡前，容器$a$中的气体压强逐渐增大
D.该反应在$T_{a}$温度下的平衡常数为$27$

答案： B 解析根据题意，列出容器a中反应的三段式，
$CH_4(g)+H_2O(g)⇌CO(g)+3H_2(g)$
起始$/(mol·L^{-1}) 0.11 0.11 0 0$
变化$/(mol·L^{-1}) 0.1 0.1 0.1 0.3$
平衡$/(mol·L^{-1}) 0.01 0.01 0.1 0.3$
容器a中$CH_4$从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为$v(CH_4)=\frac{0.1 mol·L^{-1}}{4 min}=0.025 mol·L^{-1}·min^{-1}，$A项正确；由图可知，容器a中的反应先达到平衡状态，因此T_a＞T_b，B项错误；因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a中的气体压强逐渐增大，C项正确；该反应在T_a温度下的平衡常数为$\frac{c(CO)·c^3(H_2)}{c(CH_4)·c(H_2O)}=\frac{0.1×0.3^3}{0.01×0.01}=27，$D项正确。

9. 一定条件下，$0.3\ mol\ X(g)$与$0.3\ mol\ Y(g)$在容积固定的密闭容器中发生反应：$X(g)+3Y(g)⇌ 2Z(g)$ $\Delta H = -a\ kJ· mol^{-1}$，下列说法正确的是(C)。

A.反应一段时间后，$X$与$Y$的物质的量之比仍为$1:1$
B.达到平衡时，反应放出$0.1a\ kJ$的热量
C.达到平衡后，若向平衡体系中充入稀有气体，$Z$的正反应速率将不发生变化
D.$X$的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡

答案： C 解析根据题意列三段式：
X(g) + 3Y(g)⇌2Z(g)
起始/mol 0.3 0.3 0
变化/mol x 3x 2x
某时刻/mol 0.3-x 0.3-3x 2x
X的体积分数为$\frac{0.3-x}{0.6-2x}×100%=50%，$
X的体积分数始终保持不变，不能说明反应已达到平衡，D项错误。

10. 在$1.0\ L$密闭容器中放入$0.10\ mol\ A(g)$，在一定温度下进行如下反应：$A(g)⇌ B(g)+C(g)$ $\Delta H=+85.1\ kJ· mol^{-1}$。
反应时间($t$)与容器内气体总压强($p$)的数据见下表。

|总压强$p(× 10^{2}kPa)$|4.91|5.58|6.32|7.31|8.54|9.50|9.52|9.53|9.53|
(1)一定处于平衡状态的时间段是_，由总压强$p$和起始压强$p_{0}$计算反应物$A$的转化率的表达式为_，计算平衡时$A$的转化率为_（保留$1$位小数，下同），反应的平衡常数$K=$__。
(2)①由总压强$p$和起始压强$p_{0}$表示反应体系的总物质的量$n_{总}$和反应物$A$的物质的量$n(A)$，$n_{总}=$0.10×\frac{p}{p_0} $mol$，$n(A)=$0.10×(2-\frac{p}{p_0}) $mol$。
②下表为反应物$A$的浓度与反应时间的数据。

$a=$0.051。
分析该反应中反应物的浓度$c(A)$变化与时间间隔($\Delta t$)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在$12\ h$时反应物的浓度$c(A)$约为_ $mol· L^{-1}$。

答案： $(1)25~30 h (\frac{p}{p_0}-1)×100% 94.1%$
$1.5 (2)①0.10×\frac{p}{p_0} 0.10×(2-\frac{p}{p_0}) ②0.051 $达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半 0.013
解析
(1)25~30 h一定处于平衡状态，在温度、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。对于反应A(g)⇌B(g)+C(g)，体系总压强的变化量等于气体A压强的变化量，则$α(A)=\frac{Δn}{n(A)}×100%=\frac{Δp}{p_0}×100%=\frac{p-p_0}{p_0}×100%=(\frac{p}{p_0}-1)×100%。$
$p_0=4.91×10^2 kPa，$平衡时，$p=9.53×10^2 kPa，$
则$α(A)=(\frac{9.53×10^2}{4.91×10^2}-1)×100%≈94.1%。$
A(g)⇌B(g) + C(g)
起始/mol 0.10 0 0
平衡/mol 0.10×5.9% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
$K=\frac{0.094 1^2}{0.005 9}≈1.5。$
(2)①恒温恒容下，$\frac{n_0}{n_总}=\frac{p}{p_0}，$则n_总$=0.10×\frac{p}{p_0}mol。$
A(g)⇌B(g) + C(g)
起始 0.10 mol 0 0
某时刻 n(A) 0.10 mol—n(A) 0.10 mol—n(A)
n_总=0.20 mol—n(A)，则n(A)=0.20 mol—n_总$=0.20 mol—0.10×\frac{p}{p_0}mol=0.10×(2-\frac{p}{p_0})mol。$
②由表中数据可知，4 h时，$p=7.31×10^2 kPa，$则4 h时$n(A)=0.10×(2-\frac{p}{p_0})mol=0.10×(2-\frac{7.31×10^2}{4.91×10^2})mol≈0.051 mol，$故$c(A)=0.051 mol·L^{-1}，$即a=0.051。由表中反应物A的浓度变化与时间间隔(Δt)之间的关系可知，达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半。
8 h时，$c(A)=0.026 mol·L^{-1}，$再经过4 h，即12 h时，反应物的浓度c(A)约为8 h时浓度的一半，即为$0.013 mol·L^{-1}。$