基础课时练(二十三)
化学平衡常数 化学反应进行的方向
1.(2018·哈尔滨三中调研)下列说法中不正确的是( )
A.SiO2(s)+2C(s)===Si(s)+2CO(g)只能在高温下自发进行,则该反应的ΔH>0 B.3C(s)+CaO(s)===CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行,说明该反应的ΔH>0 C.BaSO4(s)+4C(s)===BaS(s)+4CO(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 D.常温下,2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)能够自发进行,则该反应的ΔH<0 答案:C
2.(2018·济南槐阴区质检)可逆反应:2SO2+O2
2SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入
一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数,Q为浓度商)( )
A.Q不变,K变大,O2转化率增大 B.Q不变,K变大,SO2转化率减小 C.Q变小,K不变,O2转化率减小 D.Q增大,K不变,SO2转化率增大 答案:C
3.某温度下,向容积为1 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3,当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%,则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)
A.8.0×102 mol·L1 C.3.2×103 mol·L1
解析:选B 2SO3(g)起始(mol) 平衡(mol)
0.10
--
2SO3(g)的平衡常数为( )
-
B.1.6×103 mol·L1 D.4.0×102 mol·L1
2SO2(g)+O2(g) 0
0 x
-
0.10-2x 2x
2x
×100%=20% x=0.01 mol 0.10
?0.02?2·?0.01?
c2?SO2?·c?O2??1??1?1K=== 所以逆反应的平衡常数为1 600,B正确。
1 600c2?SO3??0.08?2
?1?
4.(2018·北海市统考)已知X(g)+Y(g)
温度/℃ 平衡常数K 600 1.7 Z(g)+G(g) ΔH的平衡常数与温度的关系如表所示。
700 1.1 830 1.0 1 000 0.6 1 200 0.4 在830℃时,向2 L密闭容器中投入a mol X、b mol Y气体,反应并达到平衡状态。下列说法不正确的是( )
A.600℃和1 200℃时该反应平衡常数的表达式相同 B.该可逆反应的正反应是吸热反应
1 / 8
C.上述反应达到平衡时X的最大转化率为50% D.上述反应达到平衡时密度、相对分子质量都不变
解析:选B A项,化学方程式相同,则化学平衡常数表达式相同,温度不同,化学平衡常数的值不同,正确;B项,由表可知,温度升高,平衡常数减小,说明正反应是放热反应,错误;C项,当a=b时,反应物转化率最大,由于830℃ K=1.0可计算X的最大转化率为50%,正确;D项,反应前后物质的质量不变,总的物质的量不变,体积也不变,则达到平衡时的密度、相对分子质量都不变,正确。
5.(2017·华中师大附中期末)一定条件下,发生反应:X(g)+2Y(g)恒容密闭容器甲、乙、丙,起始投料如下:
X/g Y/g Z/g 甲 1 mol 2 mol 0 乙 0 0 2 mol 丙 2 mol 4 mol 0 2Z(g)。现有三个容积均为2 L的
三个容器置于同一恒温环境中进行反应。下列判断不正确的是( ) A.三个容器中平衡常数大小:甲<乙<丙 B.三个容器中X的平均反应速率不相等
C.达到平衡时,丙容器中的n(Z)大于甲容器中的2倍
D.若丙容器中X的转化率为80%,则平衡常数K为80 L·mol1
解析:选A 温度相同,三个容器中反应的平衡常数大小相等,A项错误;三个容器中起始物质或浓度不相同,在相同条件下反应速率不等,B项正确;若将甲容器容积缩小一半,甲、丙两容器中起始反应物的浓度相等,两个平衡等效,Z的体积分数相等,n(Z)丙=2n(Z)甲,但由于正反应是气体分子数减小的反应,甲容器体积恢复为2 L,平衡逆向移动,甲容器中Z的体积分数减小,故平衡时丙容器中Z的物质的量大于甲容器中的2倍,C项正确;丙容器中X的转化率为80%,达到平衡:c(X)=0.2 mol·L-1,c(Y)=0.4 mol·L-1,c(Z)=1.6 mol·L-1,K=
1.6×1.6c2?Z?
= L·mol-1=80 L·mol-1,D项正确。
c?X?c2?Y?0.2×0.4×0.4
-
6.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质 初始浓度/(mol·L1) 平衡浓度/(mol·L1)
下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时,X的转化率为50% B.反应可表示为X(g)+3Y(g)
2Z(g),其平衡常数为1 600
--X 0.1 0.05 Y 0.2 0.05 Z 0 0.1 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.升高温度平衡常数增大,则此反应为吸热反应
2 / 8
0.05
解析:选C 平衡建立的过程中,X的转化浓度为0.05 mol·L-1。其转化率为×100%=50%,A项对;
0.1平衡建立过程中,X、Y、Z转化的浓度分别为0.05 mol·L-1,0.15 mol·L-1,0.1 mol·L-1,三者的化学计量数之比为1∶3∶2,反应可表示为X+3Y
0.12
2Z,平衡常数K==1 600,B项对;平衡常数只与温度
0.05×0.053
有关,C项错;对于吸热反应,升温K值增大,D项正确。
7.800℃时,在容积为2 L的密闭容器中,充入0.20 mol X(g)和0.10 mol的Y(g)的混合气,发生反应2X(g)+Y2(g)
2XY(g),n(X)随时间变化如表:
时间/s n(X)/mol
下列说法正确的是( )
A.达到平衡后,升高温度,K减小,则该反应的ΔH>0 B.前2 s内的平均反应速率v(Y2)=0.015 mol·L1·s1 4 900C.该温度下,该反应的平衡常数K=
27
D.其他条件不变时,向平衡体系中再充入0.06 mol X、0.03 mol Y2和0.14 mol XY,则Y的转化率减小 解析:选B A项,升高温度,K减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,错误;B项,前2 s内v(Y2)0.20 mol-0.08 mol==0.015 mol·L-1·s-1,正确;C项, 2X(g) +Y2(g)
2 L×2 s×2
初始浓度(mol·L-1) 0.10 变化浓度(mol·L-1) 0.07 平衡浓度(mol·L-1) 0.03
0.05
0
2XY(g)
-
-
0 0.20 1 0.10 2 0.08 3 0.06 4 0.06 5 0.06 0.035 0.07 0.015 0.07
0.0729 800K==,错误;D项,再充入0.06 mol X、0.03 mol Y2和0.14 mol XY,则充入各物质的
270.032×0.015量与平衡时各物质的量相等,相当于将容器体积缩小一半,平衡向右移动,可判断出Y的转化率增大,错误。
8.活性炭可处理大气污染物NO,反应原理:C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。T℃时,在2 L密闭容器
中加入0.100 mol NO和2.030 mol活性炭(无杂质),平衡时活性炭物质的量是2.000 mol。下列说法不合理的是( )
9
A.该温度下的平衡常数:K=
16B.达到平衡时,NO的转化率是60%
C.3 min未达到平衡,则v(NO)=0.01 mol·L1·min1 D.升高温度有利于活性炭处理更多的污染物NO 解析:选D 利用三段式分析。 C(s)+2NO(g)
-
-
N2(g)+CO2(g)
3 / 8
起始物质的量
2.030 0.100 0
?mol?
0
转化物质的量
0.030 0.060 0.030 0.030
?mol?
平衡物质的量
2.000 0.04
?mol?
0.030 0.030
平衡时各物质的浓度:c(NO)=0.02 mol·L-1,c(N2)=0.015 mol·L-1,c(CO2)=0.015 mol·L-1。A项,该0.06 mol·L-c?N2?·c?CO2?9温度下的平衡常数:K==,正确;B项,达到平衡时,NO的转化率:×100%
16c2?NO?0.100 mol·L-1Δn
=60%,正确;C项,3 min末达到平衡,则v(NO)==0.01 mol·L-1·min-1,正确;D项,不知道反应是
VΔt放热反应还是吸热反应,无法确定温度对该反应限度的影响,错误。
9.(2018·四川师大附中模拟)恒温下,容积均为2 L的密闭容器M、N中,分别有以下两种起始投料建立的可逆反应3A(g)+2B(g)
2C(g)+xD(s)的化学平衡状态,相关数据如下:
-
1
M:3 mol A、2 mol B,2 min达到平衡,生成D 1.2 mol,测得从反应开始到平衡C的速率为0.3 mol·L1·min
-1
;N:2 mol C、y mol D,达到平衡时c(A)=0.6 mol·L1。下列结论中不正确的是( ) A.x=2
B.平衡时M中c(A)=0.6 mol·L1 C.y<0.8
D.M中B的转化率与N中C的转化率之和为1 解析:选C M中n(D)=1.2 mol
n(C)=0.3 mol·L-1·min-1×2 min ×2 L=1.2 mol 所以x=2。
3A(g)+2B(g)n(起始)/mol 3
2
2C(g)+2D(s) 0
0
-
-
n(转化)/mol 1.8 1.2 1.2 1.2 n(平衡)/mol 1.2 0.8 1.2 1.2 N中,平衡时n(A)=1.2 mol。 3A(g)+2B(g)n(起始)/mol 0
0
2C(g)+2D(s) 2
y
n(转化)/mol 1.2 0.8 0.8 0.8 n(平衡)/mol 1.2 0.8 1.2 y-0.8
4 / 8
C项,因平衡时D不能完全转化,所以其物质的量一定大于0.8 mol,即y>0.8;D项,M中α(B)=60%,N中α(C)=40%,之和为1。
10.(2018·湖南师大附中模拟)N2O5是一种新型硝化剂,一定温度下发生反应2N2O5(g)ΔH>0,T1温度下的部分实验数据为:
t/s c(N2O5)/(mol·L1)
下列说法不正确的是( )
A.500 s内,N2O5的分解速率为2.96×103mol·L1·s1
B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1 000 s时N2O5的转化率为50%
C.其他条件不变时,T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L1,则有T1<T2 D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则有K1>K2
?5.00-3.52? mol·L-1解析:选C 500 s内c(N2O5)由5.00 mol·L-1降低到3.52 mol·L-1,则有v(N2O5)==500 s2.96×10-3mol·L-1·s-1,A正确。1 000 s时,c(N2O5)=2.50 mol·L-1,则c(NO2)=5 mol·L-1,c(O2)=1.25 mol·L
-1,此时
-
-
-
-
-4NO2(g)+O2(g)
0 5.00 500 3.52 1 000 2.50 1 500 2.50 ?5.00-2.50? mol·L-1c4?NO2?·c?O2?5.004×1.25
N2O5的转化率为=50%;化学平衡常数K1===125,22?NO?1-2.50c255.00 mol·L
B正确。T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L-1>2.50 mol·L-1,说明反应正向进行的程度减小,即反应速率小,故有T1>T2,C错误。该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,由于T1>T2,则有K1>K2,D正确。
11.(2017·哈尔滨六中期中)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2
来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
化学反应 ①2H2(g)+CO(g)②H2(g)+CO2(g)③3H2(g)+CO2(g)
回答下列问题:
(1)反应②是____________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示,则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)____________K(B)(填“>”“<”或“=”)。
CH3OH(g) H2O(g)+CO(g) CH3OH(g)+H2O(g) 平衡 常数 K1 K2 K3 温度/℃ 500 2.5 1.0 800 0.15 2.5 5 / 8