2019-2020学年高中化学 专题2.3.4 化学平衡常数及相关计算练习（含解析）新人教版选修4

2.3.4化学平衡常数及相关计算1．（河南省顶级名校2020届高三上学期开学摸底考试）热还原法制备MgO材料的原理为MgSO4（s）+CO（g）垐?噲?MgO（s）+SO2（g）+CO2（g）△H0，T℃时，在一恒容密闭容器中加入一定量的MgSO4（s）和CO（g），一段时间后达到平衡状态。下列说法正确的是（）A．活化能：E正E逆B．其他条件不变，加入催化剂，△H减小C．其他条件不变，降低温度，化学平衡常数增大D．其他条件不变，向容器中通入Ar（g），平衡逆向移动【答案】A【解析】A.该反应为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，A项正确；B.催化剂不改变反应的ΔH，B项错误；C.其他条件不变，降低温度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，C项错误；D.其他条件不变，向容器中通入Ar（g），由于容器体积不变，所以各物质浓度都不变，平衡不移动，D项错误。2．（河北省大名县第一中学2019-2020学年高二9月月考）下列关于化学平衡常数K的说法中，正确的是（）A．对于某一反应来说，K是定值，不随外界条件的改变而改变B．K越大，化学反应速率越快C．K越大，反应进行得越彻底D．使用合适的催化剂，既可以改变反应速率，也可以改变平衡常数K【答案】C【解析】A．平衡常数随温度变化而变化。温度不变，只改变浓度、压强等，平衡移动，但K值不变，而温度改变，平衡移动，平衡常数也改变，故A错误；B．平衡常数用来衡量反应进行程度，和反应速率无直接关系，故B错误；C．平衡常数越大，反应物转化率越大，反应进行得越彻底，故C正确；D．平衡常数只受温度影响，使用催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡常数，故D错误。3．低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2OH0＜在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是A．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C．单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1：2时，反应达到平衡D．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大【答案】C【解析】A.由于该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，所以升高温度可使该反应的平衡常数减小，A错误；B.NH3是反应物，增大反应物的浓度，可以使平衡正向移动，NO的转化率提高，而NH3的转化率降低，B错误；C.根据方程式可知，在任何条件下每反应消耗1molNO，会同时产生2molN2，现在单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1：2，说明正反应速率与逆反应速率相等，则NO、N2的浓度不变，因此反应达到平衡状态，C正确；D.在其他条件不变时，使用高效催化剂，可以加快化学反应速率，但由于对正、逆反应速率的影响相同，所以平衡不发生移动，因此废气中氮氧化物的转化率不变，D错误。4．（云南省文山州广南县第二中学2019-2020学年高二上学期9月份化学考试）一定温度下，在某2L恒容密闭容器中加入纳米级氧化亚铜并通入0.1mol水(g)，发生如下反应：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1。不同时间产生O2的物质的量见下表：下列说法不正确的是()A．前20min内的平均反应速率v(H2O)＝5×10－5mol·L－1·min－1B．达到平衡时，需要从外界吸收的能量为0.968kJC．增大水的浓度，可以改变待反应的限度D．使用纳米级的氧化亚铜，可以增大平衡时氧气的体积分数【答案】D【解析】A.前20min内，生成0.0010mol氧气，则消耗0.0020mol水蒸气，水蒸气的浓度变化量为0.0020mol/2L=0.0010mol·L-1，所以v(H2O)＝0.0010mol·L-1/20min=5×10－5mol·L－1·min－1，故A不选；B.达到平衡时，生成0.0020mol氧气，根据热化学方程式，生成1mol氧气，需要吸收484kJ的热量，所以生成0.0020mol氧气，需要从外界吸收的能量为484kJ×0.0020mol=0.968kJ，故B不选；C.增大水蒸气的浓度，可以使平衡右移，故C不选；D.氧化亚铜是催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡发生移动，所以不能改变平衡时氧气的体积分数，故D选。5．（江苏省邗江中学2018-2019学年高二下学期期中考试）反应FeO(s)＋CO(g)⇌Fe(s)＋CO2(g)，700℃时平衡常数为0.68，900℃时平衡常数为0.46。下列说法正确的是A．升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B．该反应的化学平衡常数表达式为：2cFecCOK=cFeOcCOC．增大CO2浓度，平衡常数增大D．该反应的正反应是放热反应【答案】D【解析】A项、升高温度，正、逆反应速率均增大，故A错误；B项、固体或纯液体的浓度为常数，不列入平衡常数的表达式，反应物FeO和生成物Fe为固体，则该反应的化学平衡常数为2cCOKcCO，故B错误；C项、化学平衡常数为温度函数，只与温度有关，与浓度无关，则增大CO2浓度，平衡常数不变，故C错误；D项、升高温度，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，故D正确。6．（湖北省黄州中学2018-2019学年高二下学期5月月考）化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，下列反应的平衡常数数值如下：2NO（g）⇌N2（g）+O2（g）K1=1×10302H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g）K2=2×10812CO2（g）⇌2CO（g）+O2（g）K3=4×10﹣92以下说法正确的是（）A．NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式K1=c(N2)c(O2)/c(NO)B．水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10﹣80C．NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2D．以上说法都不正确【答案】C【解析】A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式式K1=222cNcOcNO，故A错误；B．2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g)K2=2×1081，所以2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g)K3=811210=5×10-82，故B错误；C．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减少，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，故C正确；D．因C正确，故D错误。7．（云南省元阳县第一中学2019-2020学年高二上学期开学考试）在一密闭容器中发生反应：2SO2＋O22SO3，起始时有amol二氧化硫和bmol氧气，达到平衡时有cmol三氧化硫生成，则平衡时二氧化硫在反应混合物中的体积分数为()A．100cab×100%B．100ca+b+c×100%C．100c(a-b)+(a-c)×100%D．100(a-c)a+b-0.5c%【答案】D【解析】分别列出起始量、转化量和平衡量。2SO2＋O22SO3起始量(mol)ab0转化量(mol)c0.5cc平衡量(mol)a－cb－0.5ccw(SO2)＝()(0.5)acacbcc×100%＝100()0.5acabc%。故答案选D。8．（2018-2019学年浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高二下期中）在一定温度下，只改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的影响如图所示，下列说法正确的是（）A．反应a、b、c点均为平衡点，且b点时SO2的转化率最高B．b点时SO2与O2的物质的之比约为2：1C．a、b、c三点平衡常数：KbKcKaD．a、b、c三点反应速率大小为：vbvcva【答案】B【解析】A．曲线上的点为平衡状态，当氧气的量一定时，二氧化硫的起始量越少，则二氧化硫的转化率越大，a点时SO2的转化率最大，故A错误；B．由2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)可知，b点时SO2与O2的物质的量之比约为2：1，SO3的体积分数最大，故B正确；C．温度不变，则平衡常数不变，a、b、c三点平衡常数：Kb=Kc=Ka，故C错误；D．浓度越大，反应速率越快，则a、b、c三点反应速率大小为：vc＞vb＞va，故D错误。9．（重庆市南岸区2020届高三开学考试）N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5气体，部分实验数据见下表，下列说法正确的是时间/s050010001500c(N2O5)/mol·L－15.003.502.502.50A．500s内NO2的生成速率为3.00×10－3mol·L－1·s－1B．T1温度下该反应平衡时N2O5的转化率为50%C．达平衡后其他条件不变，将容器体积压缩到原来的12，c(N2O5)5.00mol·L－1D．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K1K2【答案】B【解析】A.500s内N2O5分解速率为255.00-3.50mol/ν(NO)=L500s=3.00×10－3mol·L－1·s－1，因同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于参加反应的化学计量数之比，则NO2的生成速率=252ν(NO)=6.00×10－3mol·L－1·s－1，A项错误；B.根据表格数据可知，反应达到平衡N2O5的物质的量浓度为2.50mol/L，故其转化率为(5.00-2.50)mol/L5.00mol/L=50%，B项正确；C.体积压缩到原来的1/2，假设平衡不移动，N2O5的浓度为5mol·L－1，压强增大，平衡向逆反应方向移动，N2O5浓度增大，即大于5mol·L－1，C项错误；D.此反应是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，即K1K2，D项错误。10．（浙江省东阳中学2020届高三上学期开学考试）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH＜0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000【答案】C【解析】A.升高温度NO平衡转化率降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以△H＜0，A正确；B.X点没有达到平衡状态，平衡正向进行，延长时间导致消耗的NO量增多，导致NO转化率提高，B正确；C.Y点所示条件下达到平衡状态，增大氧气浓度平衡正向移动，NO转化率提高，C错误；D.380℃下c起始(O2)=5.0×10-4mol/L，反应正向移动，则c平衡(O2)＜5.0×10-4mol/L，NO平衡转化率为50%，则平衡时c(NO)=c(NO2)，化学平衡常数K=222-42cNO1cOcNO5.010=2000，D正确；故合理选项是C。11．（北省张家口一中2019-2020学年高二（衔接班)上学期入学考试）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：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．增大压强，使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大C．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1600D．改变温度可以改变此反应的平衡常数【答案】B【解析】A.反应达到平衡时,X的转化率为：（0.1mol/L−0.05mol/L）/0.1mol/L×100%=50%，故A正确；B.增