化学平衡常数和化学平衡计算
作业时限：45分钟 作业满分：100分
一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分) 1．关于化学平衡常数的叙述不正确的是( B ) A．温度一定时这个化学反应的平衡常数是一个常数 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．浓度商Qc
解析：K是温度的函数，温度一定时，一个化学反应的平衡常数是一个常数，A项正确；平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关，同一个化学反应，化学方程式书写方式不同，平衡常数不同，正、逆反应的平衡常数互为倒数，如H2(g)＋I2(g)
2HI(g)，K正
＝
c2HIcH2·cI21
，K逆＝，所以K正＝，B项错误、C项正确；浓度商Qc cH2·cI2cHIK逆 时，反应向正反应方向进行，v正>v逆，D项正确。 2．某可逆反应aA＋bB cC ΔH＝Q在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为Q。 保持温度不变，将方程式的书写作如下改变，则Q和K数值的相应变化为( D ) A．写成2aA＋2bBB．写成2aA＋2bBC．写成cCD．写成cC 2cC，Q值、K值均扩大了一倍 2cC，Q值扩大了一倍，K值保持不变 aA＋bB，Q值、K值变为原来的相反数 aA＋bB，Q值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数 解析：Q、K的大小均与反应方程式的书写、各物质的化学计量数有关，当把方程式中的化学计量数扩大到原来的两倍时，则Q增大一倍，而K是原平衡常数的平方；当把方程式调转，则Q变为原来的相反数，平衡常数K变为原来平衡常数的倒数，故D项正确。 3．一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D， 并测得C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是( A ) A．该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91 B．A的平均反应速率为0.3 mol/(L·s) C．B的转化率为60% D．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 解析：C的浓度为0.2 mol·L，生成C的物质的量为0.4 mol，所以x＝1，根据三段式计算： 3A(g)＋B(g) －1 C(g)＋2D(s) 初始浓度/(mol·L) 1.5 0.5 0 转化浓度/(mol·L) 0.6 0.2 0.2 平衡浓度/(mol·L) 0.9 0.3 0.2 该条件下此反应的化学平衡常数＝0.2÷(0.9×0.3)≈0.91，A正确；A的平均反应速率＝0.6 mol/L÷2 min＝0.3 mol/(L·min)，B错误；B的转化率＝0.2 mol/L÷0.5 mol/L×100%＝40%，C错误；因为容器的容积固定，而D为固体，反应前后气体的质量发生变化，所以若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D错误。 4．T ℃时，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)同时刻的浓度如下表： 物质 初始浓度/mol·L 2 min末浓度/mol·L 平衡浓度/mol·L 下列说法正确的是( D ) A．X的平衡转化率为20% B．T ℃时，该反应的平衡常数为40 C．增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动 D．前2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03 mol·L·min 解析：A项，X的平衡转化率为： 2 －1 －1 －1－1－13 －1－1 －1 2Z(g)，各组分在不 X 0.1 0.08 0.05 Y 0.2 Z 0 a 0.05 b 0.1 0.1－0.05mol·L ×100%＝50%，错误；K＝－1 0.1 mol·L －1 0.13 3＝1.6×10，B项错误；C项，增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向气体 0.05×0.05 物质的量减小的方向移动，即向正反应方向移动，错误；D项，前2 min内，Δc(X)＝(0.10.02 mol·L－1－1 －0.08) mol·L＝0.02 mol·L，v(X)＝＝0.01 mol·L·min，由化学 2 min －1 －1 －1 方程式可知，v(Y)＝3v(X)＝0.03 mol·L·min，正确。 5．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为： 180 ℃ 2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 催化剂 在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是( C ) A. 平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大 B. 平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小 C. 单位时间内消耗NO和N2的物质的量之比为1∶2时，反应达到平衡 D. 其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大 2N2(g)＋3H2O(g) ΔH<0 －1－1 解析：本题考查了化学平衡常数、外界因素对转化率的影响及化学平衡状态的判断。A项，因该反应为放热反应，故升高温度，平衡常数减小，A错；B项，增大一种反应物浓度，另外一种反应物的转化率必增大，B错；使用催化剂，化学平衡不移动，转化率不变，D错。 6．向2 L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭，发生反应：2NO(g)＋C(s)＋CO2(g) ΔH＝－213.5 kJ/mol，达到平衡的数据如下： 温度/℃ N2(g) n(活性炭)/mol 0.70 — n(CO2)/mol — 0.25 T1 T2 下列说法不正确的是( C ) A．上述信息可推知：T1 B．T1℃时，该反应的平衡常数K＝9/16 C．T1℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小 D．T2℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c(N2)/c(NO)不变 解析：A.温度T1时，消耗平衡时的n(活性炭)＝1 mol－0.7 mol＝0.3 mol，则平衡时生成的n(CO2)＝0.3 mol，温度T2时，生成的n(CO2)＝0.25 mol<0.3 mol，平衡逆向移动，正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故温度T1 cN2×cCO2 c2NO 0.3×0.3＝＝9/16，故B正确；C.T1 ℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，等效为降2 0.4低压强，反应前后气体体积不变，平衡不移动，NO的转化率不变，故C错误；D.平衡后再缩小容器的体积，压强增大，反应前后气体体积不变，平衡不移动，故c(N2)/c(NO)不变，故D正确；故选C。 7．25 ℃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·L 平衡浓度/mol·L 下列说法错误的是( C ) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y 2Z，其平衡常数为1 600 －1－1X 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．改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析：题中有一明显的错误，就是C选项，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推导出：X＋3Y 2Z。 8．一定条件下，将NO2与SO2以2∶3的体积比置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶4，则平衡时SO2(g) 的转化率是( C ) A．5/6 B．3/4 C．5/9 D．2/3 解析：假设反应开始时NO2、SO2的浓度分别是2 mol/L、3 mol/L，在反应过程中它们变化的浓度是x mol/L，则平衡时它们的浓度分别是(2－x) mol/L、(3－x) mol/L，由题意知(2－x)∶(3－x)＝1∶4，解得x＝5/3。所以平衡时SO2(g)的转化率是(5/3)÷3×100%＝5/9。 9．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I(s)2HI(g) －1 NH3(g)＋HI(g)， －1 H2(g)＋I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L，c(HI)＝4 mol·L， 则NH3的浓度为( D ) A．3.5 mol·L B．4 mol·L C．4.5 mol·L D．5 mol·L 解析：若HI不分解时，其总浓度应为4 mol·L＋0.5 mol·L×2＝5 mol·L，则NH3的浓度等于HI不分解时的总浓度。 10．在一定条件下，1 mol N2和3 mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为( B ) A．20% B．30% C．40% D．50% 解析： N2 ＋ 3H2 2NH3 －1 －1 －1 －1 －1 －1 －1 起始量/mol 1 3 0 转化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 3－3x 2x n总＝1 mol－x＋3 mol－3x＋2x＝4 mol－2x，m总/28 g·mol－1×1 mol＋2 g·mol－1×3 mol＝34 g，故M＝ m总34 g－1 ＝＝5M(H2)＝10 g·mol，x＝0.3 mol，即α(N2)＝30%。 n总4 mol－2xC(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下： 700 1.7 800 1.1 830 1.0 1 000 0.6 1 200 0.4 11．已知A(g)＋B(g) 温度/℃ 平衡常数 830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s 内A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L·s。下列说法正确的是( B ) A．4 s时c(B)为0.76 mol·L B．830 ℃达平衡时，A的转化率为80% C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D．1 200 ℃时反应C(g)＋D(g) A(g)＋B(g)的平衡常数的值为0.4 －1 －1 －1 －1 －1－1 解析：A项，4 s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005 mol·L·s×4 s＝0.02 mol·L，0.8 mol－1－1－1 则Δc(B)＝0.02 mol·L，则4 s时c(B)＝－0.02 mol·L＝0.38 mol·L，A 2 L项错误；B项，设830 ℃时，A的平衡转化率为x，则 A(g) ＋ B(g) －1 C(g)＋D(g) 起始/(mol·L) 0.1 0.4 0 0 转化/(mol·L) 0.1x 0.1x 0.1x 0.1x 平衡/(mol·L) 0.1(1－x) 0.4－0.1x 0.1x 0.1x 0.1xK＝ 0.11－x·0.4－0.1x2 －1－1 ＝1，x＝80%，B项正确；C项，由表中数据可知，升 高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，C项错误；D项中的反应是题干中已知反应的11 逆反应，故1 200 ℃时，K逆＝＝＝2.5，D项错误。 K0.4 二、非选择题(共56分) 12．(14分)(Ⅰ)已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)则该温度下反应2HI(g)的平衡常数K3为7。 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： CO(g)＋H2O(g)， 2HI(g)的平衡常数 K1为49， HI(g) 111 H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为；反应H2(g)＋I2(g) 4922 t/℃ K 回答下列问题： 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6 (1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝ cCO·cH2O 。 cCO2·cH2 (2)该反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是BC。 A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v(H2)正＝v(H2O)逆 D．c(CO2)＝c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度
2021年高中化学第二章3_3化学平衡常数和化学平衡计算课后作业含解析人教版选修4
