化学平衡状态和平衡常数经典习题和答案

1、第二节化学平衡状态化学平衡常数题号1111223456771728答案一、单项选择题1反应NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)。一定条件下，将NO2与SO2以体积比12置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是()A体系压强保持不变B混合气体颜色保持不变CSO3和NO的体积比保持不变D每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2解析：反应NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的特点是体积不变的、吸热的可逆反应，因此A项不能说明。颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变

2、化，因此B项可以说明；SO3和NO是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满足11，C项不能说明；SO3和NO2一个作为生成物，一个作为反应物，因此在任何情况下每消耗1 mol SO3的同时必然会生成1 mol NO2，因此D项也不能说明。答案：B11.一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度容器内气体的压强混合气体的总物质的量B的物质的量浓度混合气体的摩尔质量ABC D只有解析：反应前后气体的体积不变，但气体的总质量发生了变化，所以当混合气体的密度不变时，可说明反应已

3、达到平衡状态；反应前后气体的体积始终保持不变，容器内气体的压强不变时，不能判断是否达到平衡；反应前后气体的体积始终保持不变，混合气体的总物质的量也始终保持不变；由于容积恒定，B的物质的量浓度不变时表明反应达到化学平衡状态；反应前后质量不相等，质量不变时，反应达到平衡，气体物质的量不变，故混合气体的摩尔质量不变，说明反应达平衡。答案：A12.向2 L固定容积的密闭容器中加入一定量的NH3、H2和N2三种气体。一定条件下发生反应2NH3N23H2，能证明反应达到平衡状态的是()A容器内压强不再发生变化B生成1 mol N2同时生成3 mol H2C容器内气体质量不再发生变化D容器内气体密度不再发生

4、变化解析：该反应为气体体积增大的可逆反应，A项正确；生成1 mol N2和生成3 mol H2同为正反应过程，不管是否达到平衡，均满足，B项错误；根据质量守恒定律可知，C、D项无论反应是否达到平衡，均不发生改变。答案：A2在一定温度下，向2 L体积固定的密闭容器中加入1 mol HI，2HIH2I2H0，H2的物质的量随时间的变化如右图所示，下列说法正确的是()A该温度下，反应的平衡常数是B02 min内的HI的平均反应速率为0.05 mol·L1·min1C恒压下向该体系中加入N2，平衡不移动，反应速率不变D升高温度，平衡向正反应方向移动，只有正反应速率加快解析： 2HI

5、H2I2起始(mol·L1) 0.500转化(mol·L1) 0.1 0.05 0.05平衡(mol·L1) 0.4 0.05 0.05该温度下，平衡常数为0.052/0.421/64，A项不正确；恒压下通入N2，容器体积增大，平衡不移动，但是反应速率降低，C项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，D项不正确。答案：B3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·L10.10.20平衡浓度/mol·L10.050.050.1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

6、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：X、Y的反应量分别为0.05 mol·L1、0.15 mol·L1，Z的生成量为0.1 mol·L1，则该反应的化学方程式为X3Y2Z。显然X的转化率为50%；平衡常数K1 600；平衡常数仅受温度的影响，不受压强、浓度的影响，所以C项错误。故选C项。答案：C4在100 时，把0.5 mol N2O4通入体积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2 s时，NO2的浓度为0.02 mol·L1。在60 s时，体系已达平衡，

7、此时容器内压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是()A前2 s以N2O4的浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L1·s1B在2 s时体系内的压强为开始时的1.1倍C在平衡时体系内含N2O4 0.25 molD平衡时，N2O4的转化率为40%解析：N2O4和NO2之间存在如下转化关系：N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反应(mol) 0.05 0.02×52s时(mol) 0.50.05 0.02×5v(N2O4)0.005 mol·L1·s1气体总的物质的量为05 mol0.05 mol0.02 mol&#

8、183;L1×5 L0.55 mol2 s时的压强与开始时压强之比为p2sp始0.550.51.11。60 s达到平衡时，设有x mol N2O4反应。则有N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反应(mol) x 2x平衡(mol) 0.5x 2x平衡时，气体总的物质的量为0.5 molx mol2x mol(0.5x)mol，所以有1.6，解得x0.3。平衡体系中含0.2 mol N2O4，N2O4的转化率为×100 %60%。答案：B5t 时，某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质，此温度下该反应的平衡常数表达式为K，有关该

9、平衡体系的说法正确的是()A升高温度，平衡常数K一定增大B增大压强，W(g)质量分数增加C该反应的化学反应方程式为X2Y2Z2WD增大X(g)浓度，平衡向逆反应方向移动解析：根据平衡常数的定义可知该反应为2Z2WX2Y；增大压强，平衡向右移动，W(g)质量分数减小；不知该反应是吸热还是放热，故无法判断温度对平衡常数的影响；增大生成物X(g)浓度，平衡向逆反应方向移动。故选D项。答案：D6(2013·惠州模拟)温度一定时，在密闭容器中发生可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)，达到平衡后，若将混合气体的体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍，则下列叙

10、述中，正确的是()A平衡向逆反应方向移动 BC气体的体积分数增大C气体A的转化率升高 Dmnp解析：解答本题时应注意以下两点：(1)体积缩小的倍数与浓度增大的倍数之间的关系；(2)外界条件改变地化学平衡的影响规律。假设压缩气体的体积时平衡不发生移动，则C的浓度为原平衡时C的浓度的2倍，现在只有1.9倍，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，可得mn<p，同时可得C气体的体积分数变小、气体A的转化率也减小，故选A。答案：A二、双项选择题7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。已知该温度下其平衡常数K1，若

11、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()Aa1 Ba2CB的转化率为40% DB的转化率为60%解析：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a1，A项正确，B项错误；设达平衡时，B的改变量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2x) mol、(3x) mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K1，解得：x1.2，B的转化率1.2÷340%，所以C项正确，D项错误。答案：AC71.某温度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数K9/4，该温度下在甲、乙、丙三

12、个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：起始浓度甲乙丙c(H2)/mol·L10.0100.0200.020c(CO2)/mol·L10.0100.0100.020下列判断不正确的是()A平衡时，乙中CO2的转化率大于60%B平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%C平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L1D反应开始时，丙中的反应速率最慢，甲中的反应速率最快答案：CD72.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 mol/L，其平衡常数为K1。升高

13、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mol/LBK2K1Cc2(CO)c2(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mol/L；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也正确；升高温度平衡左移，因此c2(CO)比c1(CO)大，D项错误。答案：BC8在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g

14、)H2O(g)Ha kJ·mol1其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6下列说法中正确的是()A该反应的正反应为吸热反应，即a0B当v正(H2)v正(H2O)时该反应达到化学平衡状态C当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动D当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)时的温度为830 解析：t越大K越大，说明该反应为吸热反应，即a0，A正确；v正(H2)v逆(H2O)时该反应才达到化学平衡状态，B错误；方程式左右两边的计量数之和相等，压强对该反应平衡

15、无影响，缩小体积以增大压强，平衡不移动，C错误；830 时，K1，故c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，D正确。答案：AD三、非选择题9(2013·惠州调研)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，现模拟并分析该反应：(1)能够说明该反应已达到平衡的是_(填字母)。a恒温、恒容时，容器内的压强不再变化b恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化c一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变d一定条件下，单位时间内消耗2 mol H2的同时生成1 mol CH3OH(2)下

16、图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线。该反应的H_(填“>”、“<”或“”)0。T1和T2温度下的平衡常数：K1_(填“>”、“<”或“”)K2。解析：(1)该反应为气体体积减小的反应，a正确；根据质量守恒，判断出b错误；平衡时，各成分浓度不变，c正确；消耗H2及生成CH3OH均为正反应，d错误。(2)T2条件下，反应先达到平衡，故T2>T1，温度越高，CO转化率越低，故该反应为放热反应，即H<0，升高温度，平衡逆向移动，故K1>K2。答案：(1)ac(2)<>10已知：反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)的平衡常数

17、为K1；反应Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)的平衡常数为K2，不同温度下K1、K2的值如下表所示：温度K1K2973 K1.472.381 173 K2.151.67(1)从表中数据可以推断：反应是_(填“吸”或“放”)热反应。(2)现有反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，写出该反应的平衡常数K3的表达式：_ _。(3)根据反应与，可推导出K1、K2与K3之间的关系式。据此关系式及表中数据，也能推断出反应是吸热反应还是放热反应。欲使反应在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有_(填序号)。A缩小反应容器容积 B扩大反应容器容积C降低温度 D升高温度E使用

18、合适的催化剂 F设法减少CO的量解析：(1)反应的平衡常数随温度的升高而增大，说明温度升高，平衡正向移动，反应的正反应为吸热反应。(2)K1，K2，K3K1/K2。(3)当973 K时，K30.62，而当1 173 K时，K31.29，反应的平衡常数随温度升高而增大，故反应的正反应为吸热反应，升高温度，可使平衡正向移动；由于该反应前后气体分子数不变，改变容器体积，不能使平衡发生移动；使用催化剂也不能使平衡发生移动；减少生成物的量，能使平衡正向移动。答案：(1)吸(2)K3(3)DF11(2013·海南卷)反应A(g)B(g)C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0

19、.050 mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题：(1)上述反应的温度T1_ T2，平衡常数K(T1)_(填“大于”、“小于”或“等于”)K(T2)。(2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：平衡时体系总的物质的量为_。反应的平衡常数K_。反应在05 min区间的平均反应速率v(A)_。解析：(1)图中显示，T2时达到平衡所用时间少，速率大所以温度高；而温度越高c(A)越小，可判断反应为吸热反应，升温K将增大。(2)平衡问题的常规计算，略。答案：(1)小于小于(2)0.085mol0.082mol/L0.007mol/(L·min)12(2013·广东省汕名校质检)工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图