20192020学人教版化学选修四导学同步练习第2章第3节第3课时化学平衡常数

第二章第三节第3课时基础巩固1．下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是(D)A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数都会发生改变C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度解析：平衡常数只与温度有关，所以选项A、B、C均错误。2．在一定条件下，向密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，使其反应，当反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)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(B)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)＋CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始：30mL20mL00变化：xxxx平衡：30mL－x20mL－xxx由题意知：20mL－x＝x，故x＝10mL故平衡后CO的体积分数为30mL－10mL50mL×100%＝40%，CO的转化率为10mL30mL×100%≈33.3%，H2O的转化率为10mL20mL×100%＝50%，平衡后混合气体的平均相对分子质量不变，仍为30×28＋20×1850＝24。3．可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋4D(g)ΔH0，在恒容密闭容器中达到平衡后，改变某一条件，下列图像正确的是(D)解析：该反应是吸热反应，升温，平衡正向移动，则平衡常数K应增大，A错；增大压强，平衡逆向移动，则B的转化率降低，B错；催化剂不能使化学平衡发生移动，则D的产率不变，C错；化学平衡常数只受温度影响，故D正确。4．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所示：物质XYZ初始浓度/mol·L－10.10.20平衡浓度/mol·L－10.050.050.1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．反应表示为X＋3Y2Z，此温度下的平衡常数为1600C．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：X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05mol·L－1、0.15mol·L－1、0.1mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为X＋3Y2Z；X的转化率为0.05mol·L－10.1mol·L－1×100%＝50%；平衡常数K＝0.120.05×0.053＝1600；平衡常数只受温度的影响，不受压强和浓度的影响。5．(2019·武汉质检)一定温度下，密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＜0。测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是(D)A．t2时改变的条件：只加入一定量的SO2B．在t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3C．t1时平衡混合气的M1大于t3时平衡混合气的M3D．t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数解析：t2时，v正(SO2)突然增大，且达到平衡后速率恢复至原来的速率，如果只加入一定量的SO2，达到新的平衡后，速率大于原来的速率，A错误；平衡常数只与温度有关，一定温度下，K值不变，B错误；平衡状态相同，各物质的百分含量相同，平均摩尔质量相同，故C错误、D正确。6．在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度下进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表：时间t/h0124816202530总压强p100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为__升高温度、减小压强__。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为__(pp0－1)×100%__，平衡时A的转化率为__94.1%__，列式并计算反应的平衡常数K：A(g)B(g)＋C(g)起始量/mol0.1000平衡量/mol0.10×(1－94.1%)0.10×94.1%0.10×94.1%__K＝cC·cBcA＝0.094120.0059＝1.5__。(3)①由总压强p和起始压强p0表示达到平衡时反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)∶n总＝__0.10×pp0__mol，n(A)＝__0.10×(2－pp0)__mol。②下表为反应物A的浓度与反应时间的数据，计算：a＝__0.051__。反应时间t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出结论是__达到平衡前每间隔4_h，c(A)减少约一半__；由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为__0.013__mol·L－1。解析：(1)该反应是一个气体体积增加的吸热反应，升温、减压均有利于平衡正向移动，提高A的转化率。(2)结合pV＝nRT，该反应消耗A的物质的量即是体系增加的物质的量，α(A)＝n转An初A×100%＝n变n初A×100%＝pVRT－p0VRTp0VRT×100%＝p－p0p0×100%；α(A)＝9.53－4.914.91×100%＝94.1%。(3)①结合在等温、等容下物质的量之比等于压强之比，那么n总n起A＝pp0，n总＝0.10mol×pp0；n(A)＝0.10mol－(n总－0.10mol)＝0.10mol－(0.10×pp0－0.10)mol＝0.10mol×(2－pp0)。②结合①，4h时n(A)＝0.10mol×(2－7.314.91)＝0.051mol，c(A)＝0.051mol·L－1。由表格数据可知，达到平衡前每4h，c(A)减小约一半，那么12h时，c(A)约为0.013mol·L－1。能力提升1．在温度T1和T2(已知T2T1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：化学方程式K(T1)K(T2)F2＋H22HF1.8×10361.9×1032Cl2＋H22HCl9.7×10124.2×1011Br2＋H22HBr5.6×1079.3×106I2＋H22HI4334仅依据K的变化，随着卤素原子序数的递增，下列推断不正确的是(A)A．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱B．HX的稳定性逐渐减弱C．HX的生成反应是放热反应D．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低解析：由表中数据可知，对于同一反应，温度越高平衡常数越小，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以HX的生成反应是放热反应，C项正确；同一温度下，随着卤素原子序数的递增，K递减，说明反应正向进行的程度依次减小，平衡时X2的转化率逐渐降低，HX的稳定性逐渐减弱，B、D项正确；不能依据K的变化判断反应的剧烈程度，故A项错误。2．某温度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝94。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(C)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0.012mol·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：设甲容器中转化的H2的浓度为xmol·L－1。H2＋CO2H2O＋CO甲始态/(mol·L－1)：0.0100.01000甲反应/(mol·L－1)：xxxx甲终态/(mol·L－1)：0.010－x0.010－xxxx20.010－x2＝94，所以x＝0.006，甲中H2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，丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍，甲平衡时CO2浓度为0.004mol·L－1，B项正确、C项错误；由浓度可知D项正确。3．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(A)选项ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232解析：Q(A)＝2×31×5＝1.2，Q(B)＝1×12×2＝0.25，Q(C)＝0，Q(D)＝1×12×0.5＝1。Q(B)、Q(C)均小于平衡常数1，所以B、C两种情况下反应正向进行；Q(D)＝1，反应处于平衡状态；Q(A)大于1，反应逆向进行。4．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH0，T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：时间/s050010001500c(N2O5)/mol·L－15.003.522.502.50下列说法中不正确的是(C)A．500s内N2O5的分解速率为2.96×10－3mol·L－1·s－1B．T1温度下的平衡常数K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50%C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2,若T1T2，则K1K2D．达平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的12，则c(N2O5)5.00mol·L－1解析：A项，500s内N2O5的浓度变化量为(5.00－3.52)mol·L－1＝1.48mol·L－1，v(N2O5)＝1.48mol·L－1÷500s＝2.96×10－3mol·L－1·s－1；B项，分析如下：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)起始浓度(mol·L－1)5.0000转化浓度(mol·L－1)2.505.001.25平衡浓度(mol·L－1)2.505.001.25K1＝c4NO2·cO2c2N2O5＝5.004×1.252.502＝125，平衡时N2O5的转化率为50%；C项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大，故K1K2；D项，达平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的12，相当于增加压强，平衡左移，则c(N2O5)5.00mol·L－1。5．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(B)A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总解析：A.平衡向正反应方向移动，A错误；B.利用三段式，可得CO2的转化率为25.0%，B正确；C.由图可知T℃时，平衡体系中CO2和CO体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C错误；D.平衡后p(CO)＝2425p总，p(CO2)＝125p总，Kp＝[pCO]2pCO2，D错误，选B。6．如图表示反应X(g)4Y(g)＋Z(g)ΔH0，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是(B)A．第6min后，反应就终止了B．X的平衡转化率为85%C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%D．若降低温度，该反应的平衡常数将减小解析：由图像可知该反应在6min时达化学平衡状态，但反应并未停止，故A错；由图可知平衡时c(X)＝0.15mol·L－1，起始时c(X)＝1.0mol·L－1，故平衡转化率α＝1.0mol·L－1－0.