2020版高中化学 课时分层作业9 化学平衡常数 新人教版选修4

1课时分层作业(九)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)高温Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为()A．K＝cFe3O4·cH2cFe·cH2OB．K＝cFe3O4·c4H2cFe·c4H2OC．K＝c4H2Oc4H2D．K＝c4H2c4H2OD[固体的浓度为常数，不写入表达式中。]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值发生变化的是()A．将C(s)的表面积增大B．增大体系的压强C．升高体系的温度D．使用合适的催化剂C[化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。]3．2000K时，反应CO(g)＋12O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为()A.1KB.K2C.1K2D.1K12C[平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应：K＝cCO2cCO·c12O2，K′＝c2CO·cO2c2CO2，所以K′＝1K2。]4．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＝1047；②H2＋Cl22HClK＝1017；③H2＋Br22HBrK＝109；④H2＋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．④②③①C．①④③②D．无法确定A[K越大，反应程度越大。]25．已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密闭容器中充入0.20molA和0.20molB,10s时达到平衡。下列说法不正确的是()温度/℃7008301200K值1.71.00.4A．达到平衡后，B的转化率为50%B．增大压强，正、逆反应速率均加快C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005mol·L－1·s－1C[平衡时B的转化率＝0.050.1×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝0.05mol·L－110s＝0.005mol·L－1·s－1，D项正确。]6．汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A．温度T下，该反应的平衡常数K＝4c0－c12c21B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0A[A.由曲线a可知，达到平衡时c(N2)＝c1mol/L，则生成的c(NO)＝2(c0－c1)mol/L，故K＝c2NOcN2·cO2＝4c0－c12c21。B.反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为c1mol/L。D.若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，3ΔH＞0。]7．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在500℃时，平衡常数K＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为()A．25%B．50%C．75%D．80%C[依据化学平衡，设CO的转化浓度为xmol·L－1，列三段式：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)起始量(mol·L－1)0.020.0200转化量(mol·L－1)xxxx平衡量(mol·L－1)0.02－x0.02－xxx平衡常数K＝cH2·cCO2cCO·cH2O＝x20.02－x2＝9，解得：x＝0.015；CO的转化率＝0.015mol·L－10.02mol·L－1×100%＝75%。]8．将4molSO2(g)与2molO2(g)放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为()A．4B．0.25C．0.4D．0.2A[2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)初始(mol)：420转化(mol)：212平衡(mol)：212平衡时各物质的浓度：c(SO2)＝0.5mol·L－1，c(O2)＝0.25mol·L－1，c(SO3)＝0.5mol·L－1，K＝c2SO3c2SO2·cO2＝0.520.52×0.25＝4。]9．在80℃时，将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：t/sc/(mol/L)020406080100c(N2O4)0.20a0.10cdec(NO2)0.000.12b0.220.220.22反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。(1)该反应的化学方程式为_______________________________________，4表中b________c(填“”“”或“＝”)。(2)20s时，N2O4的浓度为________mol/L,0～20s内N2O4的平均反应速率为____________。(3)该反应的平衡常数表达式为K＝________，在80℃时该反应的平衡常数K值为________(保留2位小数)。(4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡________(填字母序号)。A．N2O4的转化率越大B．NO2的产量越大C．N2O4与NO2的浓度之比越大D．正反应进行的程度越大[解析](1)根据题中信息，知N2O4(g)2NO2(g)开始浓度/(mol/L):0.20020s时/(mol/L):0.140.1240s时/(mol/L):0.100.2060s时/(mol/L):0.090.22(此时达到平衡)80s时/(mol/L):0.090.22所以bc。(2)20s时c(N2O4)＝0.14mol/L，v(N2O4)＝ΔcΔt＝0.20－0.14mol/L20－0s＝0.003mol/(L·s)。(3)平衡时K＝c2NO2cN2O4＝0.2220.09≈0.54。(4)K值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应进行越完全，反应物转化率越大，故A、B、D正确。[答案](1)N2O4(g)2NO2(g)＞(2)0.140.003mol/(L·s)(3)c2NO2cN2O40.54(4)ABD10．(1)K值大小与温度的关系是温度升高，K值________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。(2)在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH0。CO和H2O浓度变化如图所示，则前4min的平5均反应速率v(CO)＝________mol·L－1·min－1。(3)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________，850℃时当反应进行到4min时即达到平衡状态，这时化学平衡常数的值为________。[解析](2)v(CO)＝0.2－0.084mol·L－1·min－1。(3)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)c始/(mol·L－1)0.20.300Δc/(mol·L－1)0.2－0.080.3－0.180.120.12c平/(mol·L－1)0.080.180.120.12K＝0.12×0.120.08×0.18＝1。[答案](1)可能增大也可能减小(2)0.030(3)cCO2·cH2cCO·cH2O1[能力提升练]11．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：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()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．达到平衡后，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则c(N2O5)5.00mol·L－1C[该反应为吸热反应，温度越高，K值越大。]12．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/℃70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4830℃时，向一个2L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反应初始4s内A的平均反应速率v(A)＝0.005mol·L－1·s－1。下列说法正确的是()6A．4s时c(B)为0.76mol·L－1B．830℃达平衡时，A的转化率为80%C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D．1200℃时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为0.4B[A项，4s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005mol·L－1·s－1×4s＝0.02mol·L－1，则Δc(B)＝0.02mol·L－1，则4s时c(B)＝0.8mol2L－0.02mol·L－1＝0.38mol·L－1，错误；C项，由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，错误；D项中的反应是题干中已知反应的逆反应，故1200℃时，K(逆)＝1K＝10.4＝2.5，错误。]13．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是()A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝a－bt1mol/(L·min)C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小C[T1比T2先达到平衡，说明T1T2(温度高反应速率快，达到平衡需要的时间短)。温度高，达到平衡比温度低达到平衡时X的浓度大，说明升温平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热反应(正反应是放热反应)。M点的反应程度比W点的反应程度小，故反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，A错误。选项B是X的反应速率的计算式，Y的反应速率是X的反应速率的一半，B错误。M点消耗的X比N点消耗的X多，消耗的X生成的Y也多，故M点逆反应速率大于N点逆反应速率，由于M点是平衡点，所以M点的正、逆反应速率相等，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C正确。M点时再加入一定量X，相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，反应物X的转化率增大，D错误。]14．对于可逆反应CO＋H2O(g)CO2＋H2，回答下列问题：(1)830K时，若起始时c(CO)＝2mol·L－1，c(H2O)＝3mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。(2)830K，若只将起始时c(H