高中化学 2.3化学平衡 第3课时练习 新人教版选修4

2.3化学平衡 第3课时练习

1．下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中，正确的是( )

A．与该反应的压强有关

B．与反应的温度有关，还与反应本身有关

C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响

D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数

【解析】 K与反应温度有关，表达式与方程式的书写有关，但与起始浓度、压强无关。

【答案】 B

2．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是 ( )

A．向右进行 B．向左进行

C．处于平衡状态 D．无法判断

【解析】 Q＝c（Sn2＋）c（Pb2＋）＝0.10 mol·L－10.10 mol·L－1＝1

【答案】 A

3．(2014·安徽高考)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )

A B

升高温度，平衡常数减小 0～3 s内，反应速率为：v(NO2)＝0.2 mol·L－1

C D

t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)

【解析】 A．从能量变化的图像分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A正确。B.依据化学反应速率的计算公式：v(NO2)＝（1.0－0.4） mol·L－13 s＝0.2 mol·L－1·s－1，单位不对，B错误。C.催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率，所以加入催化剂，平衡不移动，C错误。D.增大c(O2)，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，D错误。

【答案】 A

4．一定条件下，体积为2 L的密闭容器中，1 mol X和3 mol Y进行反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，经12 s达到平衡，生成0.6 mol Z。下列说法正确的是( )

A．以X浓度变化表示的反应速率为18 mol/(L·s)

B．12 s后将容器体积扩大为10 L，Z的平衡浓度变为原来的15

C．若增大X的浓度，则物质Y的转化率减小

D．若该反应的ΔH<0，升高温度，平衡常数K减小

【解析】 X（g）＋3Y（g）2Z（g） 起始量（mol）130 转化量（mol）0.30.90.6 平衡量（mol）0.72.10.6

v(X)＝0.3 mol2 L12 s＝180 mol/(L·s)，所以A错误；12 s后将容器体积扩大为10 L，平衡逆向移动，Z的浓度小于原来的15，所以B错误；若增大X的浓度，Y的转化率增大，X的转化率减小，所以C错误；若ΔH<0，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小。

【答案】 D

5.实验室中配制碘水，往往是将I2溶于KI溶液中，这样就可以得到浓度较大的碘水，主要是因为发生了反应：I2(aq)＋I－===I－3，上述平衡体系中，I－3的物质的量浓度c(I－3)与温度T的关系如图所示(曲线上的任何一点都表示平衡状态)。

(1)通过分析上图，该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)在T1、D状态时，v(正)________v(逆)(填“>”、“<”或“＝”)。

若在T1时某状态c(I－)/c(I－3)＝1100，________平衡状态(填“是”、“不是”或“不一定是”)。

(3)写出该平衡常数的表达式K＝________。若升高温度，K值将________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)；若向溶液中加入少量的溴水，K值将________。 【解析】 (1)由题意及图象知，I2(aq)＋I－I－3，升高温度，c(I－3)减小，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应。

(2)在T1、D点时，要达到平衡状态A点，T1不变，c(I－3)增大，反应向右进行，故v(正)>v(逆)。

K＝c（I－3）c（I2）·c（I－），而c（I－）c（I－3）＝1100，但不知c(I2)的大小，故无法确定是否达平衡状态。

(3)K＝c（I－3）c（I2）·c（I－），升高温度，平衡逆移，故K值减小；若加入少量的溴水，改变了物质的浓度，但K值不变。

【答案】 (1)放热

(2)> 不一定是

(3)c（I－3）c（I2）·c（I－） 减小 不变

[能力提升层次（B）]

6．(2014·四川高考)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：

实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol

n(X) n(Y) n(M)

① 700 0.40 0.10

0.090

② 800 0.10 0.40 0.080

③ 800 0.20 0.30 a

④ 900 0.10 0.15 b

下列说法正确的是( )

A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2 mol/(L·min)

B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0

C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60%

D．实验④中，达到平衡时，b>0.060

【解析】 A．根据方程式可知在5 min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)＝0.050 mol10 L×5 min＝1×10－3 mol/(L·min)，该项错误；B.根据表格中数据可知平衡时c(X)＝0.002 mol/L、c(Y)＝0.032 mol/L、c(N)＝c(M)＝0.008 mol/L，则平衡常数K＝c（M）·c（N）c（X）·c（Y）＝0.008×0.0080.002×0.032＝1.0，该项错误；C.因该反应在800 ℃时平衡常数为1，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12 mol，X的转化率为0.12 mol0.20 mol×100%＝60%，该项正确；假设在900 ℃时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验④中的数据可知b＝0.060 mol，由①中数据可知在700 ℃时平衡常数约为2.6，结合800 ℃时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b<0.060，该项错误。

【答案】 C

7．(2014·新课标全国卷Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。

(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。

a：T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是

__。

b：列式计算温度T时反应的平衡常数K2________。

(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__。

【解析】 (1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1＝0.060 mol·L－1，根据v＝ΔcΔt可知：v(N2O4)＝0.060 mol·L－160 s＝0.001 0 mol·L－1·s－1；求平衡常数可利用三段式：

N2O4(g)2NO2(g) 起始量/(mol·L－1) 0.100 0

转化量/(mol·L－1) 0.060 0.120

平衡量/(mol·L－1) 0.040 0.120

K1＝c2（NO2）c（N2O4）＝（0.12 mol·L－1）20.04 mol·L－1＝0.36 mol·L－1

(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃，由c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，由三段式：

N2O4(g)2NO2(g)

起始量/(mol·L－1) 0.040 0.120

转化量/(mol·L－1) 0.020 0.040

平衡量/(mol·L－1) 0.020 0.160

K2＝c2（NO2）c（N2O4）＝（0.160 mol·L－1）20.020 mol·L－1≈1.3 mol·L－1

(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。

【答案】 (1)大于 0.001 0 0.36 mol·L－1

(2)大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 mol·L－1

c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1

K2＝（0.160 mol·L－1）20.020 mol·L－1≈1.3 mol·L－1

(3)逆反应 对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动