2022年新教材高中化学 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 课时1 化学平衡常数与平衡转化率作业（含解析）鲁科版选择性必修第一册.docx

1、课时1 化学平衡常数与平衡转化率1.关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A.增大反应物浓度,平衡常数随之增大B.两种物质反应,化学方程式的书写方式不同,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.浓度商QK,v正v逆答案： C解析：平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A错误;化学方程式的书写方式不同,如化学计量数改变,反应的平衡常数随之改变,B错误;正、逆反应的反应物和反应产物正好相反,所以正、逆反应的平衡常数互为倒数,C正确;浓度商QK 时反应向正反应方向进行,所以v正v逆,D 错误。2.（2021海南澄迈高二检测）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置

2、于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计）,在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) 。可以判断该分解反应已经达到平衡的是( )A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的密度改变D.密闭容器中氨气的体积分数不变答案： B解析：A项,不能表示正、逆反应速率相等;B项,反应正向进行则压强增大,总压强不变时,说明反应已达平衡状态;C项,恒容,混合气体的密度=m(气)V(容器) ,反应正向进行时,m （气）增大,V （容器）不变,气体的密度增大,因此密度不变时,说明m （气）不变,反应达到平衡;D项,

3、反应物是固体,密闭容器中氨气的体积分数始终为23 。3.实验室用4molSO2 与2molO2 进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196.64kJmol-1 ,当放出314.624kJ 热量时,SO2 的转化率为( )A.40% B.50% C.80% D.90%答案： C解析：根据放出314.624kJ 的热量可知参加反应的SO2 的物质的量为314.624kJ196.64kJmol-12=3.2mol ,故SO2 的转化率为3.2mol4mol100%=80% 。4.在5L 的密闭容器中充入2molA 气体和1molB 气体,在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)

4、2C(g) ,达到平衡时,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的56 ,则A 的转化率为( )A.67% B.50% C.25% D.5%答案：B解析：在同温度、同容积时,反应前后的压强之比等于反应前后气体的物质的量之比,所以反应后气体的总物质的量为56(2mol+1mol)=2.5mol ,设A 转化了xmol ,列“三段式”：2A(g)+B(g)2C(g)mathrm初始物质的量/mol210mathrm转化物质的量/molxx2xmathrm平衡物质的量/mol2-x1-x2x(2-x)mol+(1-x2)mol+xmol=2.5mol 解得x=1 ,因此转化率(A)=1mol2

5、mol100%=50% 。5.25 时,在2L 密闭容器中X、Y、Z 三种气体的初始物质的量和平衡物质的量如下表：物质XYZ初始物质的量/mol0.20.40平衡物质的量/mol0.10.10.2则25 时,反应X+3Y2Z 的平衡常数的值为( )A.500B.600C.1200D.1600答案：D解析：根据题意可知,X 、Y 、Z 的平衡浓度分别为0.1mol2L=0.05molL-1,0.1mol2L=0.05molL-1,0.2mol2L=0.1molL-1。25,K=c2(Z)c(X)c3(Y)=(0.1molL-1)20.05molL-1(0.05molL-1)3=1600L2mol

6、-2, 故D项正确。6.向某密闭容器中通入N2O4(g), 发生反应：N2O4(g)2NO2(g), 达到平衡后,保持温度不变,再通入适量N2O4(g) ,待反应达到新的平衡时,与原平衡相比,c平2)c平(N2O4) 的变化情况( )A.变大B.不变C.变小D.无法确定答案：B解析：温度不变,化学平衡常数K 不变,即c平2(NO2)c平(N2O4) 不变。7.（2021海南琼海高二检测）煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。已知反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 的平衡常数随温度的变化如下表所示：温度/4005008301000平衡常数

7、K10910.6试回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K= 。（2）在相同条件下,为增大反应物的转化率,该反应应在 （填“高温”或“低温”）条件下进行。（3）在830 时发生上述反应,按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中,其中向正反应方向进行的反应有 （填序号）。选项ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232A.A B.B C.C D.D答案：（1）c平(H2)c平(CO2)c平(CO)c平(H2O) （2）低温 （3）B ; C解析：（2）由题表中数据可知,温度越高,K 越小,即反应物的转化率越低

8、,所以为增大反应物的转化率,该反应应在低温条件下进行。（3）830 时,K=1 ,设容器的体积为V 。A项,Q=2molV3molV1molV5molV=1.21 ,反应逆向进行;B项,Q=1molV1molV2molV2molV=141 ,反应正向进行;C项,Q=0molV0molV3molV3molV=01 ,反应正向进行;D项,Q=1molV1molV0.5molV2molV=1=K ,反应处于平衡状态。8.（2021山东济宁高二检测）二氧化硫是常用的化工原料,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。硫酸生产中,SO2 催化氧化生成SO3 ：2SO2(g)+

9、O2(g)催化剂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。请回答下列问题：（1）将2.0molSO2 和1.0molO2 置于10L 密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa 。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) （填“”“”或“=”）K(B)答案：（1）800Lmol-1 （2）=解析：（1）A 点表示可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 达平衡状态,此时(SO2)=0.80 ,所以建立平衡过程中SO2 转化浓度为2.0mol10L0.80=0.16molL-1 ,根据化学方程式可求

10、得O2 的转化浓度为120.16molL-1=0.08molL-1,SO3 生成浓度为0.16molL-1 ,列“三段式”有：2SO2(g)+O2(g)SO3(g)mathrm初始浓度/molL-12.0101.0100mathrm转化浓度/molL-10.160.080.16mathrm平衡浓度/molL-10.040.020.16K=(0.16molL-1)2(0.04molL-1)20.02molL-1=800Lmol-1 。（2）平衡状态由A 变到B 时,改变的条件是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B) 。素养提升练9.（2021广东省实验中学高二上期中）O3

11、也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点,O3 可溶于水,在水中易分解,产生的O 为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应：O3O2+OH0 ,平衡常数为K1反应：O+O32O2H0 ,平衡常数为K2总反应：2O33O2H0 ,平衡常数为K下列叙述中正确的是( )A.升高温度,K 增大B.K=K1+K2C.适当升温,可提高消毒效率D.压强增大,K2 减小答案：C解析：由总反应2O33O2H0 可知,正反应为放热反应,所以升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A错误;根据盖斯定律,反应+ 可得总反应,所以K=K1K2 ,故B错误;适当升温,反应速率增

12、大,可提高消毒效率,故C正确;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D错误。10.一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 在容积不变的密闭容器中发生,下列对该反应达到平衡状态的标志的描述中错误的是( )A.混合气体的总分子数不再变化B.混合气体的颜色不再变化C.容器的总压强不再变化D.混合气体的总质量不再变化答案：D解析：题给反应为反应前后气体分子数改变的反应,恒容条件下,该可逆反应在建立平衡的过程中会有压强的改变、气体总分子数的改变、颜色的改变,一旦这些可变量不变了,则证明反应达到平衡了,而混合气体的总质量始终不发生变化。11.（不定项）一定温度下,将2molA 和

13、2molB 两种气体混合放入体积为2L 的密闭刚性容器中,发生反应3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2min 末反应达到平衡,生成0.8molD ,并测得C 的物质的量浓度为0.4molL-1 ,下列说法正确的是( )A.x 的值为1B.A 的平衡转化率为60%C.此温度下该反应的平衡常数K 的数值等于0.5D.A 和B 的平衡转化率相等答案：B ; C解析：平衡时C 的物质的量为0.8mol ,与D 相等,则x 的值为2;平衡时A 消耗了1.2mol ,则其平衡转化率为60% ;此温度下该反应的平衡常数K=(0.4molL-1)2(0.4molL-1)20.8molL-1(0.4m

14、olL-1)3=0.5 ;由于未按照对应的化学计量数之比投料,A、B 的平衡转化率不相等。12.（不定项）（2021天津高二月考）温度为T1 时,向容积为2L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g) 和H2O(g) ，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1 。数据如下表所示,下列说法不正确的是( )容器甲乙反应物COH2OCOH2O起始物质的量/mol1.20.62.41.2平衡物质的量/mol0.80.2abA.甲容器中,平衡时,反应放出的热量为32.8kJB.T1 时,反应的平衡常数K甲=1C.平衡时,乙中CO 的浓度是甲中的2倍D.乙容器

15、中,平衡时CO 的转化率约为75%答案：A ; D解析：A项,甲容器中平衡时,消耗的CO 的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol ,根据反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1 ,可知平衡时放出热量为41kJmol-10.4mol=16.4kJ ,错误;B项,根据题意列“三段式”有：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)mathrm起始物质的量(mol)1.20.600mathrm转化物质的量(mol)0.40.40.40.4mathrm平衡物质的量(mol)0.80.20.40.4在T1 达到平衡状态时甲容器中,c(CO)=0.4m

16、olL-1,c(H2O)=0.1molL-1,c(CO2)=0.2molL-1,c(H2)=0.2molL-1 ,则该温度下反应的平衡常数K甲=0.2molL-10.2molL-10.4molL-10.1molL-1=1 ,正确;C项,乙中反应物的起始物质的量是甲的2倍,增大压强平衡不移动,则乙中反应物的转化率和甲中相同,平衡时各物质浓度是甲的2倍,则乙中CO 的浓度是甲中的2倍,正确;D项,根据C项可知a=1.6 ,乙容器中,平衡时CO 的转化率为2.4mol-1.6mol2.4mol100%33% ,故D错误。13.（2020山东泰安高二检测）反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+N

17、O(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为2molL-1 的SO2(g) 和NO2(g) 注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g) 的转化率为50% ,则在该温度下:（1）此反应的平衡常数为 。（2）在上述温度下,若SO2(g) 的初始浓度增大到3molL-1,NO2(g) 的初始浓度仍为2molL-1 ,达到化学平衡状态时,计算下列各物质平衡时的浓度及SO2 和NO2 的平衡转化率。c平(SO3)=molL-1,c平(SO2)=molL-1 。(SO2)= ,(NO2)= 。答案：（1）1 （2）1.2 ; 1.8 40% ; 60%解析：（1）设平衡时SO2 的浓度为

18、xmolL-1 ,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)mathrm初始浓度(molL-1)2200mathrm平衡浓度(molL-1)xx2-x2-x由题意可知(2-x)molL-12molL-1100%=50% ,解得x=1,K=c平(SO3)c平(NO)c平(SO2)c平(NO2)=1molL-11molL-11molL-11molL-1=1 。（2） 设达平衡时NO 的浓度为ymolL-1 ,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)mathrm初始浓度(molL-1)3200mathrm平衡浓度(molL-1)3-y2-yyy因为温度不变,平衡常数不变,K=1 ,

19、则y2(3-y)(2-y)=1 ,解得y=1.2 。平衡浓度:c平(SO3)=1.2molL-1,c平(SO2)=3molL-1-1.2molL-1=1.8molL-1 ;(SO2)=1.2molL-13molL-1100%=40%;(NO2)=1.2molL-12molL-1100%=60% 。创新拓展练14.硫碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI.$2,mathrm HmathrmIrightleftharpoons mathrmH_2+mathrm I_2$.2H2SO4=2SO2+O2+2H2O（1）分析上述反应,下列判断正确的是 。a.反应易

20、在常温下进行b.反应中SO2 氧化性比HI 强c .循环过程中需补充H2Od.循环过程中产生1molO2 的同时产生1molH2（2）一定温度下,向1L 密闭容器中加入1molHI(g) ,发生反应,H2 物质的量随时间的变化如下图所示。02min 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= 。相同温度下,若开始加入HI(g) 的物质的量是原来的2倍, 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（3）以H2 为燃料可制成氢氧燃料电池。已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-572

21、kJmol-1 。某氢氧燃料电池释放228.8kJ 电能时,生成1mol 液态水,该电池的能量转化率为 。答案：（1）c （2）0.1molL-1min-1 ; 64; b （3）80%解析：（1）H2SO4 在常温下很稳定,不易分解,故a错误;反应中SO2 是还原剂,HI 是还原产物,故还原性：SO2HI ,则b错误;将和分别乘以2和相加得2H2O=2H2+O2 ,故c正确,d错误。（2）v(HI)=2v(H2)=20.1molL-12min=0.1molL-1min-1;H2(g)+I2(g)2HI(g)mathrm初始浓度/molL-1001mathrm转化浓度/molL-10.10.1

22、0.2mathrm平衡浓度/molL-10.10.10.8K=(0.8molL-1)20.1molL-10.1molL-1=64 。反应前后气体体积相等,若开始时加入HI(g) 的物质的量是原来的2倍,则HI、H2、I2 的平衡浓度都是原来的2倍;平衡时H2 的体积分数与原来相同,平衡常数不变(因为温度不变);因为开始时的浓度增大了,反应速率加快,达到平衡的时间不可能是原来的2倍,故选b。（3）根据反应的热化学方程式可知,生成1mol 液态水时放出热量为572kJ12=286kJ ,故该电池的能量转化率为228.8kJ286kJ100%=80% 。方法技巧 有关化学平衡的计算模式及解题思路（1

23、）计算模式设A 的转化率为x ,列“三段式”：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)mathrm起始浓度(molL-1)c1c200mathrm转化浓度(molL-1)c1xbac1xcac1xdac1xmathrm平衡浓度(molL-1)c1(1-x)c2-bac1xcac1xdac1x（2）解题思路巧设未知数：具体题目要具体分析,灵活设立,一般设某物质的转化量为x 。确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值,再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等,得出题目答案。