2020-2021学年高中化学 第2章 化学反应的方向、限度与速率 第2节 化学反应的限度 第1课时 化学平衡常数 平衡转化率达标训练（含解析）鲁科版选修4.docx

1、第1课时化学平衡常数平衡转化率夯实基础轻松达标1.关于化学平衡常数的叙述正确的是()A.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数D.生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时,v(正)0。当由M点平衡到N点平衡过程中,温度与对应变化及M、N平衡混合气中某些气体的物质的量如图所示。则平衡M点到平衡N点过程中B的转化率是()A.24%B.30%C.60%D.48%3.(双选)已知反应CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反应H2(g)+CuO(s)Cu(s

2、)+H2O(g)在某相同的温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A.反应的平衡常数K1=c平(CO2)c平(CO)B.反应的平衡常数K=K1K2C.对于反应,恒容时温度升高,若H2的浓度减小,则该反应的焓变为正值D.对于反应,恒温恒容下增大压强,H2浓度一定减小4.一定温度下,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%,该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中

3、充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)12H2(g)+12I2(g),则下列判断正确的是()A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5C.后一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 molL-1D.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度0.5 molL-15.某温度下,将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中,发生反应:aA(g)+B(g)C(g)+D(g),5 min后达到平衡。已知该温度下反应的平衡常数K=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,A的转化率不发生变化,则()A.a=3B.a=2C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%6.CO常用于

4、工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lgc平(CO)c平(CO2)与温度(t)的关系曲线如图。下列说法正确的是()A.通过升高反应炉的高度,延长矿石和CO接触的时间,能减少尾气中CO的含量B.CO不适宜用于工业冶炼金属CrC.CO还原PbO2的反应H0D.工业冶炼金属Cu时,高温有利于提高CO的转化率7.(双选)一定条件下发生反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)H0,达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是()A.压强:p1p2B.b、c两点对应的平衡常数:KcKbC.a点:2v正(NH3)=3v逆(H2)D.a点:NH3的转化率为1

5、48.已知:MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)H0,在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度T时反应达到平衡,p(CO2)=4 MPa。(1)该平衡常数表达式K=。(2)若反应体系的体积不变,升高温度,则p(CO2)将(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度T不变,将反应体系的体积缩小至原来的一半,则此过程中p(CO2)的变化范围为。贴近生活拓展创新为了缓解温室效应,科学家提出了多种回收和利用CO2的方案。其中一种方案是利用CO2制备CH4。300 时,向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CO2和8 mol H2,发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H,混

6、合气体中CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。(1)从反应开始到恰好达到平衡时,H2的平均反应速率v(H2)=。300 时,反应的平衡常数K=。保持温度不变,向平衡后的容器中再充入2 mol CO2和8 mol H2,重新达到平衡时CH4的浓度(填字母)。A.等于0.8 molL-1B.等于1.6 molL-1C.0.8 molL-1c平(CH4)”“”“v(逆),D错误。2.AK值越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,A正确;对于一个确定的化学反应,K值只是温度的函数,温度一定,K值一定,与压强无关,B错误;因该反应的热效应不确定,C错误;K=c平p(C)c平m(A)c平n(B

7、),由m+n=p,无法判断K的大小,D错误。3.C反应2A(g)+B(g)2C(g)的平衡常数K1与同一温度下反应2C(g)2A(g)+B(g)的平衡常数K2互为倒数,即K2=1K1=0.02,C项正确。4.C根据反应2HI(g)H2(g)+I2(g)可知,消耗的c(HI)=2c平(H2)=1molL-1,再结合反应NH4I(s)NH3(g)+HI(g)可知,c平(NH3)=c始(HI)=1molL-1+4molL-1=5molL-1。因此该温度下,反应的平衡常数K=c平(NH3)c平(HI)=5molL-14molL-1=20mol2L-2。5.B设起始时N2物质的量为a,H2物质的量为b,

8、反应掉N2物质的量为x,依题意可得:N2+3H22NH3起始:ab0转化:x3x2x平衡:a-xb-3x2xa+b=100mola+b=1.25(a+b-2x)28gmol-1a+2gmol-1b=15.5gmol-1(a+b-2x)解得:a=40molb=60molx=10mol(N2)=10mol40mol100%=25%。6.C由题中数据可得,在298K时该反应的平衡常数K=1.62,平衡常数K只是温度的函数,与起始浓度无关,故正确;增大CO2起始浓度,CO2转化率降低,错误;反应体系中均为气态物质,且容积不变,故从始至终密度不变,正确。7.C首先根据表中数据(0.1-0.05)(0.2

9、-0.05)(0.1-0)=132推导出可逆反应:X+3Y2Z。设平衡时转化的X的物质的量浓度为xmolL-1,依题意可得:X(g)+3Y(g)2Z(g)起始浓度/(molL-1)0.10.20转化浓度/(molL-1)x3x2x平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1则x=0.05,显然X的转化率为50%,A正确。反应X(g)+3Y(g)2Z(g)的平衡常数K=c平2(Z)c平(X)c平3(Y),代入数据K=1600mol-2L2,B正确;增大压强不可能使平衡常数增大,C错误;K只与温度有关,因此改变温度可以改变此反应的平衡常数,D正确。8.A2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

10、起始浓度/(molL-1)000.05转化浓度/(molL-1)0.010.0050.01平衡浓度/(molL-1)0.010.0050.04则平衡常数K=c平2(SO3)c平2(SO2)c平(O2),代入数据可得K=3.2103(molL-1)-1,A正确。9.答案 (1)60%(2)85%解析 (1)设平衡时CO转化了xmolL-1,根据“三段式”分析:CO+H2OCO2+H2初始浓度/(molL-1)2200转化浓度/(molL-1)xxxx平衡浓度/(molL-1)2-x2-xxxK=(xmolL-1)2(2-x)molL-12=94,解得x=1.2;则平衡时CO的转化率为1.2mol

11、L-12molL-1100%=60%。(2)设平衡时CO转化了ymolL-1,根据“三段式”分析:CO+H2OCO2+H2初始浓度/(molL-1)2200转化浓度/(molL-1)yyyy平衡浓度/(molL-1)2-y6-yyy平衡常数K=(ymolL-1)2(2-y)molL-1(6-y)molL-1=94,解得:y1.7,则平衡时CO的转化率为1.7molL-12molL-1100%=85%。提升能力跨越等级1.A要判断NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向,则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数,然后比较大小。由计算可知:2NO(g)N2(g)+O2(g)K=11030,2H2

12、O(g)2H2(g)+O2(g)K=510-82,2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K=410-92。平衡常数越大,表示反应进行得越彻底,因此反应即NO分解放氧的倾向最大。2.A由图像知n(A)=n(B)=1.5mol-0.3mol=1.2mol,所以n(B)=1.2mol,(B)=n(B)n(B)100%=1.2mol5mol100%=24%,故A正确。3.AB在书写平衡常数表达式时,纯固体物质不能出现在平衡常数表达式中,A正确;由于反应=反应-反应,因此反应的平衡常数K=K1K2,B正确;对于反应,温度升高,H2浓度减小,则平衡左移,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此H0,C错

13、误;对于反应,在恒温恒容下增大压强,如充入惰性气体,则平衡不移动,H2的浓度不变,D错误。4.B前一反应达平衡时c平(H2)=c平(I2)=0.5molL-1,c平(HI)=1molL-1,则平衡常数K1=c平2(HI)c平(H2)c平(I2)=(1molL-1)20.5molL-10.5molL-1=4,而后一反应的平衡常数K2=1K1=0.5,A项错误,B项正确;设后一反应达平衡时c平(H2)=xmolL-1,则平衡时c平(I2)=xmolL-1,c平(HI)=(0.5-2x)molL-1,K2=c平12(H2)c平12(I2)c平(HI)=0.5,代入相关数据解得x=0.125,故平衡时

14、c平(HI)=0.25molL-1,C、D项错误。5.C温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,A的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,A、B两项均错误;假设达到平衡时,B的转化量为xmol,则A、B、C、D平衡时的物质的量分别为(2-x)mol、(3-x)mol、xmol、xmol,设容器体积为1L,则平衡常数K=x2(2-x)(3-x)=1,解得x=1.2,B的转化率为1.2mol3mol100%=40%,所以C项正确、D项错误。6.B根据图示信息可知,升高反应炉的高度,不是都能减少尾气中CO的含量,增大CO与矿石的接触时间,不能影响平衡移动,不能减少尾气中CO的含量,A

15、项错误;由图像可知用CO冶炼金属铬时,lgc平(CO)c平(CO2)值较大,说明CO转化率很低,因此不适宜用CO还原Cr2O3冶炼金属Cr,B项正确;由图像可知用CO还原PbO2的温度越高,lgc平(CO)c平(CO2)越大,说明CO转化率越低,则平衡逆向移动,故H0,C项错误;由图像可知用CO冶炼金属铜时,温度越高,lgc平(CO)c平(CO2)值越大,故CO转化率越低,错误。7.BD该反应正向为气体分子数增大的反应,恒温时,压强越大,N2的体积分数越小,则p1p2,故A错误;b、c两点对应温度bKb,故B正确;反应速率之比等于化学式前的系数之比,平衡时应是3v正(NH3)=2v逆(H2),

16、故C错误;对于反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g),假设反应前氨的物质的量为1mol,a点时反应的氨的物质的量为xmol,则x21+x=0.1,解得x=14,因此氨的转化率为14,故D正确。8.答案 (1)c平(CO2)(2)增大(3)4 MPap(CO2)(3)解析 (1)从反应开始到恰好达到平衡时,H2的平均反应速率v(H2)=4v(CH4)=0.8molL-110min4=0.32molL-1min-1。CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始浓度(molL-1)1400转化浓度(molL-1)0.83.20.81.6平衡浓度(molL-1)0.20.80.81.6300时,反应的平衡常数K=1.620.80.20.84L2mol-2=25L2mol-2。保持温度不变,向平衡后的容器中再充入2molCO2和8molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,则重新达到平衡时CH4的浓度大于1.6molL-1。(2)Q=2.022.80.81.04L2mol-2=14L2mol-2v(逆)。(3)200时,该反应的平衡常数K=61.8L2mol-2,说明降低温度,平衡常数增大,降温时平衡正向移动,则正反应为放热反应,H0。