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3课时）化学平衡常数学业分层测评 新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。化学平衡常数学业 (建议用时：45分钟)学业达标12 000 K时，反应CO(g)O2(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.BK2C. D.【解析】2 000 K时，可逆反应2CO(g)O2(g)2CO2(g)的平衡常数为K2，那么2 000 K时，可逆反应2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数K为，C项正确。【答案】C2已知：C(s)CO2(g)2CO(g)，正反应为吸热反应，达到平衡后，改变下列条件，能使平衡常数增大的是 ()A升温B加压C使用催化剂D降温 【解析】升高温度，平衡正向移动，K值增大；加压、使用催化剂，K值均不变。【答案】A3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)1.0 molL1，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()AK2和K1的单位均为molL1BK2c2(H2O)Dc1(CO)c2(CO)【解析】平衡常数数学表达式的分子和分母分别为两个浓度的乘积，因此K的单位不可能为molL1，A项错误；该反应是放热反应，升高温度平衡左移，所以K2K1，B是正确的；本反应是等摩尔的CO和H2O(g)起反应，因此无论温度升降、压强变化，c(CO)c(H2O)，选项C也不正确；升高温度平衡左移，因此c2(CO)比c1(CO)大，D项错误。【答案】B4已知298.15 K时，可逆反应：Pb2(aq)Sn(s)Pb(s)Sn2(aq)的平衡常数K2.2，若溶液中Pb2和Sn2的浓度均为0.10 molL1，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】Q1K2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。【答案】A5298 K时，各反应的平衡常数如下：N2(g)O2(g)2NO(g)K11030；2H2(g)O2(g)2H2O(g)K21081；2CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092，则常温下，NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是 () 【导学号：29910028】ABCD无法判断【解析】要判断NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数，然后比较大小。由计算可知：2NO(g)N2(g)O2(g)K110302H2O(g)2H2(g)O2(g)K510822CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即NO分解放氧的倾向最大。【答案】A6已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：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：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反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，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，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小【解析】在书写平衡常数表达式时，纯固体不写，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，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H0，C错误；对于反应，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。【答案】B7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/molL10.10.20平衡浓度/molL10.050.050.1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X3Y2Z，其平衡常数为1 600C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】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(0.10.05)(0.20.05)(0.10)132推导出：X3Y2Z。【答案】C8在一定温度下，反应H2(g)X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A5%B17%C25%D33%【解析】考查“始、变、平”模式和平衡常数。设氢气的转化浓度为x mol/L。 H2(g)X2(g)HX(g)c始(mol/L)001c变(mol/L)xx2xc平(mol/L)xx12x 10解得x，得出HX的分解率为17%。【答案】B9在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%【解析】达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol25%2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应： N23H22NH3起始物质的量/mol2 8 0转化物质的量/mol 2 平衡物质的量/mol 6 同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为100%15%。【答案】C10工业合成氨N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点_(填“升高”或“降低”)，理由是_。(2)该反应平衡常数表达式为K_，当某时刻_K(填“”或“”)时，反应向右进行。(3)450 时该反应的平衡常数_(填“”或“”)500 时的平衡常数。(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有_(填字母代号)。a高温高压b加入催化剂c增加N2的浓度d增加H2的浓度e分离出NH3【解析】(1)催化剂能降低反应的活化能。(2)反应向右进行，说明K。(3)由图知该反应的正反应为放热反应，低温利于平衡正向移动，450 时反应正向进行的程度大，即450 对应的平衡常数K大。(4)高温使化学平衡逆向移动，H2转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c合理；d降低H2的转化率，不合理；分离出NH3，有利于平衡右移，e合理。 【答案】(1)降低催化剂能降低反应的活化能(2)(4)ce11(2014福建高考节选)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。(1)t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。【解析】(1)根据该反应的Kc(CO2)/c(CO)0.25，可知反应达到平衡时n(CO)n(CO2)41。(2)根据反应： FeO(s) CO(g) Fe(s) CO2(g)初始物质的量/mol 0.02 x 0 0变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01平衡物质的量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01根据化学平衡常数可知：K0.01/(x0.01)0.25，解得x0.05。【答案】(1)41(2)0.0512已知可逆反应COH2O(g) CO2H2，达到平衡时，K，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。(1)830 K时，若起始时：c(CO)2 mol/L，c(H2O)3 mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为_，K值为_。(2)830 K时，若只将起始时，c(H2O)改为6 mol/L，则水蒸气的转化率为_。(3)若830 K时，起始浓度c(CO)a mol/L，c(H2O)b mol/L，H2的平衡浓度c(H2)c mol/L。a、b、c之间的关系式是_。当ab时，a_。【解析】(1)COH2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L) 23 00转化浓度(mol/L) 1.21.2 1.21.2平衡浓度(mol/L) 0.81.8 1.21.2K1，(H2O)100%40%。(2)设水蒸气的转化浓度为x mol/L。 CO H2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L)2 6 00转化浓度(mol/L)x x xx平衡浓度(mol/L)2x 6x xxK1，x1.5，(H2O)100%25%。(3)COH2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L) ab 00转化浓度(mol/L) cc cc平衡浓度(mol/L)acbc cc则1。当ba时，代入上式，可得a2c。【答案】(1)40%1(2)25%(3)12c能力提升13(2015天津高考)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(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1 mol Z(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()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1【解析】A根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，容器体积为2 L，Z的浓度为0.2 molL1。【答案】D 14(2015安徽高考)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，右图曲线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KB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H0【解析】A由曲线a可知，达到平衡时c(N2)c1 mol/L，则生成的c(NO)2(c0c1) mol/L，故K。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c1 mol/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，H0。【答案】A15(2014山东高考节选)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H10( )2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“”或“”)，平衡常数K2_(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是_。【解析】(1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由( )2()得到，故该反应的平衡常数K。(2)由题给数据可知，n(ClNO)7.5103 molL1min110 min2 L0.15 mol。 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始物质的量/mol0.20.10 0.150.0750.15平衡时物质的量/mol0.050.0250.15故n(Cl2)0.025 mol；NO