20192020学年高中化学 第2章 第3节 第4课时 化学平衡常数练习含解析新人教版选修4.doc
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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)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K1应为()A.2 500B.100C.4×10-4D.2×10-2解析K=,K1=,K1==4×10-4。
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.D.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,则增大;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)N2(g)+CO2(g)ΔH=-373.4 kJ·mol-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1∶1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3∶2,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/mol n n0转化物质的量/mol x2x2x平衡物质的量/mol n-x n-2x2x,x=n。
所以Y的转化率为×100%=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A B C Dn(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(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:①N2+3H22NH3和②N2+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②为放热反应B.常温下,反应①的反应速率很大,而反应②的反应速率很小C.升高温度,反应①的反应速率增大,反应②的反应速率减小D.在常温下,利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大解析温度升高,反应①的lg K减小,说明反应①是放热反应;温度升高,反应②的lg K增大,说明反应②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)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始:30 mL20 mL00变化:x x x x平衡:30 mL-x20 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%,H2O的转化率为×100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为=24。
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)0~2 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/mol0.10.10.80~2 min内的平均反应速率v(HI)=0.1 mol·L-1·min-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、H2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,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 mol·L-1·min-164(2)B10.在830 K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。
试回答下列问题:(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-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 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-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)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)23001.2 1.2 1.2 1.20.8 1.8 1.2 1.2该反应的平衡常数K==1,v(H2O)==0.3 mol·L-1·s-1。
(2)反应进行到某时刻时,c(H2)=c(CO2)=0.5 mol·L-1,c(CO)=0.5 mol·L-1,c(H2O)=1.5 mol·L-1,Q=<K,因此反应未达到平衡状态,向正反应方向进行。
(3)降低温度,平衡向正反应方向移动,K值增大。
答案(1)10.3 mol·L-1·s-1(2)否大于(3)增大能力提升11.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。
该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。
起始浓度甲乙丙c(H2)/(mol·L-1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L-1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 mol·L-1D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢解析设甲容器中平衡时转化的H2的浓度为x mol·L-1。
H2+ CO2H2O+CO甲始态/(mol·L-1):0.0100.01000甲反应/(mol·L-1):x x x x甲终态/(mol·L-1):0.010-x0.010-x x x,所以x=0.006,甲中CO2的转化率为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A项正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡不移动,B项正确;丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004 mol·L-1,则丙平衡时CO2的浓度为0.008mol·L-1,C项错误;由浓度可知D项正确。
答案C12.某温度下,在一个 2 L的密闭容器中,加入 4 mol A和 2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。
反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后的压强之比为5∶4(相同的温度下测量),则下列说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是K=B.此时,B的平衡转化率是35%C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D.增加C,B的平衡转化率不变解析平衡时容器内混合气体总的物质的量为(4 mol+2 mol)×=4.8 mol,生成C的物质的量为1.6 mol,则:3A(g)+ 2B(g) 4C(?)+ 2D(?)初始量/mol4200转化量/mol 1.20.8 1.60.8平衡量/mol 2.8 1.2 1.60.8分析可知D为气体,C为固体或液体,该反应的化学平衡常数表达式是K=,A项错误;平衡时B 的转化率是×100%=40%,B项错误;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度不变,故化学平衡常数不变,C项错误;由于C为固体或液体,增加C对平衡没有影响,B的平衡转化率不变,D项正确。