2021-2022学年高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第3节 第4课时 化学平衡常数作业（含解析）新人教版选修4.docx

1、第4课时化学平衡常数课后篇巩固提升基础巩固1.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()A.K越大,反应物的转化率越小B.K与反应物的浓度有关C.K与生成物的浓度有关D.K与温度有关解析K越大,反应物的转化率越大;一个确定的化学反应,其化学平衡常数只与反应体系的温度有关。答案D2.某温度时,反应SO2(g)+12O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50。在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K1应为()A.2 500B.100C.410-4D.210-2解析K=c(SO3)c(SO2)c12(O2),K1=c2(SO2)c(O2)c2(S

2、O3),K1=1K2=410-4。答案C3.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是()A.平均相对分子质量B.SO3(g)的转化率C.c(SO3)c(SO2)D.c2(SO3)c2(SO2)c(O2)解析将题中反应过程进行如下分析,假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器有隔板),保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变,然后抽掉隔板,将两容器压缩为一个容器大小,则压

3、强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大;SO3(g)的转化率减小;c(SO2)、c(SO3)均增大,但c(SO3)增大的程度比c(SO2)增大的程度大,则c(SO3)c(SO2)增大;c2(SO3)c2(SO2)c(O2)可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。答案B4.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)H=-373.4 kJmol-1在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是()解析该反应为气体分子数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度

4、减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A项错误;同理升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B项错误;平衡常数只受温度影响,与物质的量无关,C项正确;增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D项错误。答案C5.X、Y、Z三种气体,取X和Y按11的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),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32,则Y的转化率最接近于()A.33%B.40%C.50%D.66%解析设X和Y起始物质的量均为n,转化的X的物质的量为x。X(g)+2Y(g)2Z(g)起始物质的量/molnn0转化物质的量

5、/molx2x2x平衡物质的量/moln-xn-2x2x2n-3x2x=32,x=13n。所以Y的转化率为2xn100%=66.7%。答案D6.已知830 时,反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=1,将各物质按表中的物质的量(单位:mol)投入恒容容器中,则开始时反应逆向进行的是()选项ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232解析分别计算各项中反应开始时的浓度Qc,Qc(A)=1.2,Qc(B)=0.25,Qc(C)=0,Qc(D)=1。Qc(B)、Qc(C)均小于平衡常数K,所以B、C两种情况下反应正向进行;Qc(

6、D)=1,反应处于平衡状态;Qc(A)大于1,反应逆向进行。答案A7.如图所示表示两个常见的固氮反应:N2+3H22NH3和N2+O22NO的平衡常数的对数(lg K)与温度的关系,根据图中的数据判断下列说法正确的是()A.反应为放热反应B.常温下,反应的反应速率很大,而反应的反应速率很小C.升高温度,反应的反应速率增大,反应的反应速率减小D.在常温下,利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大解析温度升高,反应的lgK减小,说明反应是放热反应;温度升高,反应的lgK增大,说明反应是吸热反应,A项错误。K值的大小只表示反应进行的程度,与反应速率无关,B项错误。不论反应是放热还是吸热,升高温度,

7、反应速率均增大,C项错误。D项正确。答案D8.某温度下,在密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g),达到平衡后,保持温度不变,将容器的容积压缩到原来容积的一半,当达到新平衡时,物质Y和Z的浓度均是原来的1.8倍。则下列叙述正确的是()A.可逆反应的化学方程式的化学计量数:ab+cB.压缩容器的容积时,v(正)增大,v(逆)减小C.达到新平衡时,物质X的转化率减小D.达到新平衡时,混合物中Z的质量分数增大解析体积缩小,假设平衡不移动,则Y和Z的浓度应该为原来的2倍,而现为1.8倍,则表明平衡向逆反应方向移动,压强增大,v(正)、v(逆)均增大,且v(逆)v(正),向Y、Z消耗的方向即逆

8、反应方向移动,则b+ca;X的转化率减小;混合物中Z的质量分数减小。答案C9.一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应2HI(g)H2(g)+I2(g),H2的物质的量随时间的变化如图所示。(1)02 min内的平均反应速率v(HI)=。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=。(2)相同温度下,若开始加入HI(g) 的物质的量是原来的2倍,则是原来的2倍。A.平衡常数B.HI的平衡浓度C.达到平衡的时间D.平衡时H2的体积分数解析(1)H2(g)+I2(g)2HI(g)起始/mol001转化/mol0.10.10.2平衡/mol0.10.10.80

9、2min内的平均反应速率v(HI)=0.1molL-1min-1,该温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=64。(2)若开始加入HI的物质的量是原来的2倍,相当于先将2molHI加入到2L的容器中(达到的平衡状态与原平衡一致,即HI的平衡浓度、H2的体积分数与原平衡相同),达到平衡后再将体积压缩至1L,因为该反应为气体体积不变的反应,加压时平衡不移动,所以HI的平衡浓度为原来的2倍,H2的体积分数不变;温度不变,平衡常数不变;加入HI的物质的量增大,反应物浓度增大,反应速率增大,达到平衡的时间小于原来的2倍。答案(1)0.1 molL-1min-164(2)B10.在83

10、0 K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0。试回答下列问题:(1)若起始时c(CO)=2 molL-1,c(H2O)=3 molL-1,4 s后达到平衡,此时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=。用H2O表示的化学反应速率为。(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 molL-1,c(H2O)=2 molL-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 molL-1,则此时该反应是否达到平衡状态(填“是”或“否”),此时v(正)v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)若降低温度,该反应的K值将。解析(1)CO(g

11、)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度(molL-1)2300变化浓度(molL-1)1.21.21.21.2平衡浓度(molL-1)0.81.81.21.2该反应的平衡常数K=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=1.21.20.81.8=1,v(H2O)=1.2molL-14s=0.3molL-1s-1。(2)反应进行到某时刻时,c(H2)=c(CO2)=0.5molL-1,c(CO)=0.5molL-1,c(H2O)=1.5molL-1,Q=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=0.50.50.51.5=13”“”或“=”);(2)在一个容积为10 L的密闭容器

12、中,1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=、CO的平衡转化率=;(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是。A.减少Fe的量B.增加Fe2O3的量C.移出部分CO2D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂解析(1)注意物质的状态,随着温度升高K逐渐减小,所以此反应是放热反应。(2)设转化的CO的浓度为xmolL-1。13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g)始态/(molL-1):0.10.1反应/(molL-1):xx终态/(molL-1):0

13、.1-x0.1+x温度为1000,所以K=c(CO2)c(CO)=0.1+x0.1-x=4.0,所以x=0.06,v(CO2)=0.06molL-110min=0.006molL-1min-1。CO的平衡转化率=0.06molL-10.1molL-1100%=60%。(3)Fe2O3、Fe均是固体,改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化学平衡,故A、B项反应速率、化学平衡均不改变;C项移出部分CO2,平衡右移,正确;D项此反应为放热反应,升高温度,平衡左移,错误;E项减小容器容积,相当于增大压强,平衡不移动,错误;F项催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,错误。答案(1)c(CO2)

14、c(CO)0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:该条件下反应的平衡常数为;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 molL-1,则平衡时CO的浓度为 molL-1。下列措施中能使平衡时c(CO)c(CO2)增大的是(填字母)。A.升高温度B.增大压强C.再充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉解析(1)根据盖斯定律,目标热化学方程式可由已知的两个反应相减得到,即H=H1-H2,K=K1K2,随温度升高,K1增大,K2减小,所以K1K2增大,平衡正向移动,则反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应。(2)平衡时c(CO2)=0.5molL-1,c(CO)=1molL-1,则平衡常数K=2.0。设平衡时c(CO)=amolL-1,则平衡时c(CO2)=(2.0-a)molL-1,则K=2.0=a2.0-a,解得a=43。升高温度,平衡正向移动,A正确;增大压强,平衡不移动,B错误;充入一定量的CO2,其K值不变,c(CO)c(CO2)值不变,C错误;加入铁粉不影响平衡的移动,D错误。答案(1)H1-H2K1K2吸热(2)2.043A