1、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)+ O2(g) SO3(g)的平衡常数 K=50。在同一温度下,反应 2SO3(g)122SO2(g)+O2(g)的平衡常数 K1应为( )A.2 500 B.100C.410-4 D.210-2解析 K= ,K1= ,K1= =410
2、-4。c(SO3)c(SO2)c12(O2) c2(SO2)c(O2)c2(SO3) 1K2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
3、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;SO 3(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 增大; 可看作该反应的平衡c(SO3)c(SO2) c2(SO3)c2(SO2)c(O2)常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。答案 B24.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)12 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
4、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.
5、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/mol n n 0转化物质的量/mol x 2x 2x平衡物质的量/mol n-x n-2x 2x,x= n。2n-3x2x =32 13所以 Y 的转化率为 100%=66.7%。2xn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 A B C D3n(CO2) 3 1 0 1n(H2) 2 1 0 1n
6、(CO) 1 2 3 0.5n(H2O) 5 2 3 2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(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:N 2+3H2 2NH3和N 2+O2 2NO 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
7、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 lg K 减小,说明反应是放热反应;温度升高,反应的 lg K 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,反应速率均增大,C 项错误。D 项正确。答案 D8.在一定条件下,向密闭容器中充入 30 mL CO 和 20 mL 水蒸气,使其发生反应 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)并达到平衡时,水蒸气的体积分数与 H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是( )A.平衡后 CO 的体积分
8、数为 40%B.平衡后 CO 的转化率为 25%C.平衡后水的转化率为 50%D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为 24解析 设达到平衡时,反应掉 CO 的体积为 x。CO(g) + H 2O(g) CO2(g)+H2(g)起始: 30 mL 20 mL 0 04变化: x x x x平衡: 30 mL-x 20 mL-x x x由题意知:20 mL- x=x,故 x=10 mL故平衡后 CO 的体积分数为 100%=40%,CO 的转化率为 100%33.3%,H 2O 的转30 mL-10 mL50 mL 10 mL30 mL化率为 100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变
9、,仍为 =24。10 mL20 mL 3028+201850答案 B9.一定温度下,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,H 2(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) H 2(g) + I 2(g) 2HI(g)起始/mol 0 0 1转化/
10、mol 0.1 0.1 0.2平衡/mol 0.1 0.1 0.802 min 内的平均反应速率 v(HI)=0.1 molL-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 2 mol HI 加入到 2 L 的容器中(达到的平衡状态与原平衡一致,即 HI 的平衡浓度、H 2的体积分数与原平衡相同),达到平衡后再将体积压缩至 1 L,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,H 2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
11、,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-1 64(2)B10.在 830 K 时,在密闭容器中发生下列可逆反应:5CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) H”“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,CO 2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 增大的是 (填字母)。 c(CO)c(CO2)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
12、相减得到,即 H= H1- H2,K= ,K1K2随温度升高, K1增大, K2减小,所以 增大,平衡正向移动,则反应 CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)为吸K1K2热反应。(2)平衡时 c(CO2)=0.5 molL-1,c(CO)=1 molL-1,则平衡常数 K=2.0。设平衡时 c(CO)=a molL-1,则平衡时 c(CO2)=(2.0-a) molL-1,则 K=2.0= ,解得 a= 。升高温度,平衡正向移a2.0-a 43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, 值不变,C 错误;加入c(CO)c(CO2)铁粉不影响平衡的移动,D 错误。答案 (1) H1- H2 吸热K1K2(2)2.0 A439
