2020-2021学年化学鲁科版选修4达标训练：第2章　第2节　第1课时　化学平衡常数　平衡转化率 Word版含解析

1、第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数平衡转化率夯实基础轻松达标1.关于化学平衡常数的叙述正确的是()a.温度一定,一个化学反应的平衡常数不是一个常数b.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变c.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数d.生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于k时,v(正)0。当由m点平衡到n点平衡过程中,温度与对应变化及m、n平衡混合气中某些气体的物质的量如图所示。则平衡m点到平衡n点过程中b的转化率是()a.24%b.30%c.60%d.48%3.(双选)已知反应co(g)+cuo(s)co2(g)+cu(s)和反应h2(g)+

2、cuo(s)cu(s)+h2o(g)在某相同的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k1=c平(co2)c平(co)b.反应的平衡常数k=k1k2c.对于反应,恒容时温度升高,若h2的浓度减小,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4.一定温度下,在一个容积为1 l的密闭容器中,充入1 mol h2(g)和1 mol i2(g),发生反应h2(g)+i2(g)2hi(g),经充分反应达到平衡后,生成的hi(g)占气体体积的50%,该温度下,在另一个容积

3、为2 l的密闭容器中充入1 mol hi(g)发生反应hi(g)12h2(g)+12i2(g),则下列判断正确的是()a.后一反应的平衡常数为1b.后一反应的平衡常数为0.5c.后一反应达到平衡时,h2的平衡浓度为0.25 moll-1d.后一反应达到平衡时,hi(g)的平衡浓度0.5 moll-15.某温度下,将2 mol a和3 mol b充入一密闭容器中,发生反应:aa(g)+b(g)c(g)+d(g),5 min后达到平衡。已知该温度下反应的平衡常数k=1,若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍,a的转化率不发生变化,则()a.a=3b.a=2c.b的转化率为40%d.b的转化率为

4、60%6.co常用于工业冶炼金属。在不同温度下co还原四种金属氧化物达平衡后气体中lgc平(co)c平(co2)与温度(t)的关系曲线如图。下列说法正确的是()a.通过升高反应炉的高度,延长矿石和co接触的时间,能减少尾气中co的含量b.co不适宜用于工业冶炼金属crc.co还原pbo2的反应h0d.工业冶炼金属cu时,高温有利于提高co的转化率7.(双选)一定条件下发生反应2nh3(g)n2(g)+3h2(g)h0,达到平衡时n2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是()a.压强:p1p2b.b、c两点对应的平衡常数:kckbc.a点:2v正(nh3)=3v逆(h2)d.a点

5、:nh3的转化率为148.已知:mgco3(s)mgo(s)+co2(g)h0,在密闭容器中投入过量碳酸镁在温度t时反应达到平衡,p(co2)=4 mpa。(1)该平衡常数表达式k=。(2)若反应体系的体积不变,升高温度,则p(co2)将(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反应温度t不变,将反应体系的体积缩小至原来的一半,则此过程中p(co2)的变化范围为。贴近生活拓展创新为了缓解温室效应,科学家提出了多种回收和利用co2的方案。其中一种方案是利用co2制备ch4。300 时,向2 l恒容密闭容器中充入2 mol co2和8 mol h2,发生反应co2(g)+4h2(g)ch4(g)+

6、2h2o(g)h,混合气体中ch4的浓度与反应时间的关系如图所示。(1)从反应开始到恰好达到平衡时,h2的平均反应速率v(h2)=。300 时,反应的平衡常数k=。保持温度不变,向平衡后的容器中再充入2 mol co2和8 mol h2,重新达到平衡时ch4的浓度(填字母)。a.等于0.8 moll-1b.等于1.6 moll-1c.0.8 moll-1c平(ch4)”“”“v(逆),d错误。2.ak值越大,该反应正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,a正确;对于一个确定的化学反应,k值只是温度的函数,温度一定,k值一定,与压强无关,b错误;因该反应的热效应不确定,c错误;k=c平p(c)c

7、平m(a)c平n(b),由m+n=p,无法判断k的大小,d错误。3.c反应2a(g)+b(g)2c(g)的平衡常数k1与同一温度下反应2c(g)2a(g)+b(g)的平衡常数k2互为倒数,即k2=1k1=0.02,c项正确。4.c根据反应2hi(g)h2(g)+i2(g)可知,消耗的c(hi)=2c平(h2)=1 moll-1,再结合反应nh4i(s)nh3(g)+hi(g)可知,c平(nh3)=c始(hi)=1 moll-1+4 moll-1=5 moll-1。因此该温度下,反应的平衡常数k=c平(nh3)c平(hi)=5 moll-14 moll-1=20 mol2l-2。5.b设起始时n

8、2物质的量为a,h2物质的量为b,反应掉n2物质的量为x,依题意可得:n2+3h22nh3起始:ab0转化:x3x2x平衡:a-xb-3x2xa+b=100mola+b=1.25(a+b-2x)28 gmol-1a+2 gmol-1b=15.5 gmol-1(a+b-2x)解得:a=40molb=60molx=10mol(n2)=10mol40mol100%=25%。6.c由题中数据可得,在298 k时该反应的平衡常数k=1.62,平衡常数k只是温度的函数,与起始浓度无关,故正确;增大co2起始浓度,co2转化率降低,错误;反应体系中均为气态物质,且容积不变,故从始至终密度不变,正确。7.c首

9、先根据表中数据(0.1-0.05)(0.2-0.05)(0.1-0)=132推导出可逆反应:x+3y2z。设平衡时转化的x的物质的量浓度为x moll-1,依题意可得:x(g)+3y(g)2z(g)起始浓度/(moll-1)0.10.20转化浓度/(moll-1)x3x2x平衡浓度/(moll-1)0.050.050.1则x=0.05,显然x的转化率为50%,a正确。反应x(g)+3y(g)2z(g)的平衡常数k=c平2(z)c平(x)c平3(y),代入数据k=1 600 mol-2l2,b正确;增大压强不可能使平衡常数增大,c错误;k只与温度有关,因此改变温度可以改变此反应的平衡常数,d正确

10、。8.a2so2(g)+o2(g)2so3(g)起始浓度/(moll-1)000.05转化浓度/(moll-1)0.010.0050.01平衡浓度/(moll-1)0.010.0050.04则平衡常数k=c平2(so3)c平2(so2)c平(o2),代入数据可得k=3.2103(moll-1)-1,a正确。9.答案 (1)60%(2)85%解析 (1)设平衡时co转化了x moll-1,根据“三段式”分析:co+h2oco2+h2初始浓度/(moll-1)2200转化浓度/(moll-1)xxxx平衡浓度/(moll-1)2-x2-xxxk=(xmoll-1)2(2-x)moll-12=94,

11、解得x=1.2;则平衡时co的转化率为1.2moll-12moll-1100%=60%。(2)设平衡时co转化了y moll-1,根据“三段式”分析:co+h2oco2+h2初始浓度/(moll-1)2200转化浓度/(moll-1)yyyy平衡浓度/(moll-1)2-y6-yyy平衡常数k=(ymoll-1)2(2-y)moll-1(6-y)moll-1=94,解得:y1.7,则平衡时co的转化率为1.7moll-12moll-1100%=85%。提升能力跨越等级1.a要判断no、h2o、co2这三种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:2n

12、o(g)n2(g)+o2(g)k=11030,2h2o(g)2h2(g)+o2(g)k=510-82,2co2(g)2co(g)+o2(g)k=410-92。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。2.a由图像知n(a)=n(b)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,所以n(b)=1.2 mol,(b)=n(b)n(b)100%=1.2mol5mol100%=24%,故a正确。3.ab在书写平衡常数表达式时,纯固体物质不能出现在平衡常数表达式中,a正确;由于反应=反应-反应,因此反应的平衡常数k=k1k2,b正确;对于反应,温度升高,h2浓度减小,则平

13、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。4.b前一反应达平衡时c平(h2)=c平(i2)=0.5 moll-1,c平(hi)=1 moll-1,则平衡常数k1=c平2(hi)c平(h2)c平(i2)=(1moll-1)20.5moll-10.5 moll-1=4,而后一反应的平衡常数k2=1k1=0.5,a项错误,b项正确;设后一反应达平衡时c平(h2)=x moll-1,则平衡时c平(i2)=x moll-1,c平(hi)=(0.5-2x) moll-1,k2=c平12(h2)c平1

14、2(i2)c平(hi)=0.5,代入相关数据解得x=0.125,故平衡时c平(hi)=0.25 moll-1,c、d项错误。5.c温度不变,扩大容器体积(相当于减小压强)时,a的转化率不变,说明反应前后气体的体积不变,即a=1,a、b两项均错误;假设达到平衡时,b的转化量为x mol,则a、b、c、d平衡时的物质的量分别为(2-x) mol、(3-x) mol、x mol、x mol,设容器体积为1 l,则平衡常数k=x2(2-x)(3-x)=1,解得x=1.2,b的转化率为1.2mol3mol100%=40%,所以c项正确、d项错误。6.b根据图示信息可知,升高反应炉的高度,不是都能减少尾气

15、中co的含量,增大co与矿石的接触时间,不能影响平衡移动,不能减少尾气中co的含量,a项错误;由图像可知用co冶炼金属铬时,lgc平(co)c平(co2)值较大,说明co转化率很低,因此不适宜用co还原cr2o3冶炼金属cr,b项正确;由图像可知用co还原pbo2的温度越高,lgc平(co)c平(co2)越大,说明co转化率越低,则平衡逆向移动,故h0,c项错误;由图像可知用co冶炼金属铜时,温度越高,lgc平(co)c平(co2)值越大,故co转化率越低,错误。7.bd该反应正向为气体分子数增大的反应,恒温时,压强越大,n2的体积分数越小,则p1p2,故a错误;b、c两点对应温度bkb,故b

16、正确;反应速率之比等于化学式前的系数之比,平衡时应是3v正(nh3)=2v逆(h2),故c错误;对于反应2nh3(g)n2(g)+3h2(g),假设反应前氨的物质的量为1 mol,a点时反应的氨的物质的量为x mol,则x21+x=0.1,解得x=14,因此氨的转化率为14,故d正确。8.答案 (1)c平(co2)(2)增大(3)4 mpap(co2)(3)解析 (1)从反应开始到恰好达到平衡时,h2的平均反应速率v(h2)=4v(ch4)=0.8moll-110min4=0.32 moll-1min-1。co2(g)+4h2(g)ch4(g)+2h2o(g)起始浓度(moll-1)1400转化浓度(moll-1)0.83.20.81.6平衡浓度(moll-