2019-2020学年高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡 第3节 化学平衡 第4课时 化学平衡

第四课时化学平衡常数课后提能层级练层级一基础达标练1．在某温度下，可逆反应的平衡常数为K，下列说法不正确的是()A．K越大，达到平衡时反应进行的程度越大B．K越大，达到平衡时反应物的转化率越大C．K随反应物浓度的改变而改变D．K随温度的改变而改变解析：选C平衡常数K只随温度变化而变化，与反应物浓度的大小无关。K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。2．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是()A．将C(s)的表面积增大B．增大体系压强C．升高体系温度D．使用合适的催化剂解析：选C平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、是否使用催化剂无关。3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F22HFK＝1047②H2＋Cl22HClK＝1017③H2＋Br22HBrK＝109④H2＋I22HIK＝1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是()A．①②③④B．④③②①C．①④③②D．无法确定解析：选A化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。4．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)12N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.4kJ·mol－1，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()解析：选C该反应的正方向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选项错误；同理升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B选项错误；平衡常数只与温度有关，C选项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D选项错误。5．在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：T/℃515253550K1100841689533409下列说法正确的是()A．反应I2(aq)＋I－(aq)I－3(aq)的ΔH0B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I－3)减小C．该反应的平衡常数表达式为K＝cI2·cI－cI－3D．25℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K大于689解析：选B根据题中提供的数据知温度升高，平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，故正反应为放热反应，ΔH0，A错；其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，溶液中c(I－3)减小，B对；该反应的平衡常数表达式为K＝cI－3cI2·cI－，C错；平衡常数只与温度有关，25℃时，向溶液中加入少量KI固体，虽然平衡向正方向移动，但平衡常数不变，D错。6．在一定温度下，反应12H2(g)＋12X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A．5%B．17%C．25%D．33%解析：选B设达平衡时反应掉H2物质的量浓度为xmol/L，12H2(g)＋12X2(g)HX(g)c(始)/mol/L001c(变)/mol/Lxx2xv(平)/mol/Lxx1－2x1－2xx12·x12＝10，解之得x＝112mol/L，得出HX的分解率为：2x1＝16≈17%。7．已知反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH1，平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)ΔH2，平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如表：700℃900℃K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH，平衡常数为K，则ΔH＝__________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________(填“吸热”或“放热”)反应。解析：目标反应可由上述两个反应相减得到，即ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝K1K2，随温度升高，K1增大，K2减小，所以K1K2增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。答案：ΔH1－ΔH2K1K2吸热8．一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)ΔH＞0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：(1)该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0mol·L－1，则平衡时CO的浓度为________mol·L－1。(2)下列措施中能使平衡时cCOcCO2增大的是________(填字母)。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)平衡时c(CO2)＝0.5mol·L－1，c(CO)＝1mol·L－1，K＝2.0。设平衡时c(CO)＝amol·L－1，则平衡时c(CO2)＝(2.0－a)mol·L－1，则K＝2.0＝a2.0－a，解得a＝43。(2)升高温度，平衡正向移动，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，cCOcCO2值不变，C错误；加入铁粉不影响平衡的移动，D错误。答案：(1)2.043(2)A层级二应试提能练1．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A．反应①的平衡常数K1＝cCO2·cCucCO·cCuOB．反应③的平衡常数K＝K1K2C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小解析：选B在书写平衡常数表达式时，纯固体不写入其中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝K1K2，B正确；反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH＜0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。2．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则()A．K2和K1的单位均为mol·L－1B．K2＞K1C．c2(CO)＝c2(H2O)D．c1(CO)c2(CO)解析：选C平衡常数数学表达式中的分子、分母的浓度单位可以消去，故本反应中K的单位为1，A错误；该反应为放热反应，升高温度平衡左移，K值减小，即K2K1，B错误；该反应是等物质的量的CO和H2O(g)的反应；无论温度升降，压强如何变化，c(CO)＝c(H2O)，C正确；升高温度，平衡左移，因此，c2(CO)c1(CO)，D错误。3．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表：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()A．反应达到平衡时，X的转化率为50%B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为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：选C平衡常数只与温度有关，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推导出：X＋3Y2Z。4．设反应①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)平衡常数为K1；②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)平衡常数为K2。测得在不同温度下，K1、K2值如表所示：温度/℃K1K25001.003.157001.472.269002.401.60根据以上信息判断下列说法不正确的是()A．若500℃时进行反应①，则CO2转化率为50%B．900℃进行反应③H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其平衡常数K3＝1.50C．反应①的焓变ΔH0，反应②的焓变ΔH0D．反应①平衡体系中通入CO2，在温度不变的条件下，平衡正向移动，达到新平衡时CO2的转化率比原平衡小解析：选D根据数据K1随着温度升高而增大可知，反应①为吸热反应，K2随着温度升高而降低，反应②为放热反应，C项正确；反应①平衡体系中通入CO2，等效于增大压强，而反应①中改变压强不影响平衡移动，则转化率不变，D项不正确；若500℃时进行反应①，平衡时cCOcCO2＝1，α(CO2)＝ΔcCO2cCO2＝12×100%＝50%，A项正确；K3＝cCO·cH2OcCO2·cH2＝K1K2＝2.401.60＝1.50，B项正确。5．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)。平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－1解析：选D在2L的密闭容器中，反应达平衡时，各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比，即平衡时，n(X)∶n(Y)∶n(Z)＝30%∶60%∶10%＝3∶6∶1。设第一次平衡时X消耗的物质的量为x，则X(g)＋mY(g)3Z(g)初始1mol2mol0转化xmx3x平衡1mol－x2mol－mx3x则(1mol－x)∶(2mol－mx)∶3x＝3∶6∶1，解得x＝0.1mol、m＝2，由此可得，A项、C项正确；同理可得第二次平衡时，Z的浓度为0.2mol·L－1，D项不正确；平衡常数只与温度有关，两次平衡反应温度相同，故平衡常数相同，B项正确。6．在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1，反应前CO物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol。下列说法正确的是()A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应为吸热反应B．通入CO后，正反应速率逐渐增大C．反应前H2S物质的量为7molD．CO的平衡转化率为80%解析：选CCO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)起始10molxmol00转化2mol2mol2mol2mol平衡8mol(x－2)mol2mol2mol设容器体积为VL，由K＝0.1可得K＝cCOS·cH2cCO·cH2S＝2V·2V8V·x－2V＝0.1，解得x＝7，C项正确；CO的转化率为10mol－8mol10mol×100%＝20%，D项不正确；通入CO后c(CO)增大，v(CO)增大之后逐渐减小，B项不正确；升高温度，c(H2S)增大，说明平衡向左移动，正反应为放热反应，A项不正确。7．(2019·常州高二检测)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：2CO2(g)＋6H2(g)催化剂CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)①298K时，K1＝2.95×10112CO(g)＋4H2(g)催化剂CH3CH2OH(g)＋H2O(g)②298K时，K2＝1.71×1022(1)写出反应①的平衡常数表达式K＝________。(2)条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是________。以CO2为原料合成乙醇的优点是________(写出一点即可)。(3)在一定压强下，测得反应①的实验数据如表：温度(K)CO2转化率(%)n(H2)/n(CO2)5006007