-新教材高中化学基础练习5化学平衡状态化学平衡常数含解析新人教版选择性必修

PAGEPAGE7基础课时落实(五)化学平衡状态化学平衡常数(建议用时：40分钟)[基础过关练]1．在一定条件下，使SO2和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是()A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变B[反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物的浓度降低，因为该反应为可逆反应，则未完全转化，速率不为零，B错误；生成物的浓度增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，正、逆速率相等，C正确；随着反应的进行，反应物的浓度减小，正反应速率逐渐减小，最后不变，D正确。]2．一定条件下，向密闭容器中充入1molNO和1molCO进行反应：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是()A．d点B．b点C．c点D．a点A[由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，由正、逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。]3．(2021·北京高二月考)已知298K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.0kJ·mol－1，将此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)()A．一定小于92.0kJ B．一定大于92.0kJC．一定等于92.0kJ D．无法确定A[1molN2不能完全转化，放热热量一定小于92.0kJ。]4．(2021·河北武邑中学高二上月考)在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1mol/L、0.05mol/L、0.3mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LB．SO2、SO3均为0.8mol/LC．SO3为0.4mol/LD．SO2为0.35mol/LD[2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)某时刻0.1mol/L0.05mol/L0.3mol/L极限转化0.4mol/L0.2mol/L0极限转化000.4mol/L反应为可逆反应，得到物质浓度范围：0＜SO2＜0.4mol/L，0＜O2＜0.2mol/L,0＜SO3＜0.4mol/L。]5．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[K只与体系的温度有关，与其他因素无关。]6．(2021·辽宁联合校高二月考)已知448℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数是49，则HI(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)在该温度下的平衡常数是()A．eq\f(1,49)B．2401C．7D．eq\f(1,7)D[448℃时，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，平衡常数K＝eq\f(c2HI,cH2cI2)＝49；反应HI(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)的平衡常数K＝eq\f(c\f(1,2)H2c\f(1,2)I2,cHI)＝eq\r(\f(1,49))＝eq\f(1,7)。]7．对于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)各1mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量为()A．大于1mol B．小于1molC．等于1mol D．无法确定C[由于CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)反应前与反应后气态物质的化学计量数之和相等，故可使用各物质的物质的量代替物质的量浓度进行计算。由于Q＝K，说明一开始就建立了平衡。]8．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是()A．K＝eq\f(c4H2·cFe3O4,c3Fe·c4H2O)B．K＝eq\f(c4H2,c4H2O)C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化B[固体反应物或生成物，其浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，故A错误，B正确；化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，但温度改变，平衡常数一定改变，故C、D错误。]9．(2021·河北石家庄二中月考)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如表所示。下列说法正确的是()温度(K)化学平衡常数反应Ⅰ4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)反应Ⅱ4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)反应Ⅲ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)5001.1×10267.1×10341.3×1027002.1×10192.6×10251.0A．使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量B．通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应ⅡC．通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应ⅡD．氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度A[催化剂具有选择性，选择适合反应Ⅰ的催化剂以加快反应Ⅰ的速率，抑制反应Ⅱ的发生，从而增大氧化炉中NO的含量，A正确；反应Ⅰ和反应Ⅱ都是放热反应，升高温度时两反应均受到抑制，降低温度两反应均被促进，B错误；反应Ⅰ和Ⅱ正向均是气体体积增大的反应，增大压强或减小压强对反应Ⅰ和Ⅱ的影响相同，不可能通过改变压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的目的，C错误；根据500K、700K时反应Ⅲ的平衡常数K数值可知，反应Ⅲ正向是放热反应，温度过高会抑制反应Ⅲ的发生，所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降温处理，D错误。][拓展培优练]10．(双选)(2021·北京高二月考，有改动)如表所列是2个反应在不同温度时的化学平衡常数(K)值。关于反应①、②的下列说法正确的是()反应①N2(g)＋O2(g)2NO(g)②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)温度/℃27200025400450K3.8×10－310.15×1080.5070.152A．①、②都需要在一定条件才能发生，它们均为吸热反应B．①、②均实现了“固氮”的过程，但①不适合用于大规模人工固氮C．一定温度下，①、②分别达到平衡，压缩容器体积(加压)均可使N2的转化率增大D．若已知①、②的ΔH，即可求算反应4NH3(g)＋2O2(g)4NO(g)＋6H2(g)的ΔHBD[①N2(g)＋O2(g)2NO(g)随温度升高，K值变大，平衡正向移动，正反应是吸热反应，②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，随温度升高，K变小，平衡逆向移动，正反应是放热反应，A错误；①、②均实现了“固氮”的过程，但①是吸热反应，平衡常数太小，不适合用于大规模人工固氮，B正确；一定温度下，①N2(g)＋O2(g)2NO(g)是气体体积不变的反应，压缩容器体积(加压)平衡不移动，不能使N2的转化率增大，C错误；①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，由盖斯定律，①×2－②×2得：4NH3(g)＋2O2(g)4NO(g)＋6H2(g)，D正确。]11．含氮化合物的用途广泛。如图表示两个常见固氮反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的关系：①N2＋3H22NH3；②N2＋O22NO。根据图中的数据判断下列说法正确的是()A．反应①和②均为放热反应B．升高温度，反应①的反应速率减小C．常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大D．曲线的交点表示反应①和反应②体系中N2的浓度一定相等C[根据图示①可知温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应；反应②温度越高，平衡常数越大，说明升高温度，平衡正向移动，正反应方向是吸热反应，A错误；升高温度，无论是放热反应还是吸热反应，反应速率增大，B错误；根据图示平衡常数可知，在常温下平衡常数：①＞②，则常温下利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大，C正确；曲线的交点表示反应①和反应②体系平衡常数对数值(lgK)相等，即平衡常数K相等，但N2的浓度不一定相等，D错误。]12．(2021·山东枣庄八中高二月考)某温度下，将0.10molH2(g)和0.10molI2(g)充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)＝0.0080mol·L－1。则反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K为()A．1.0B．0.75C．0.5D．0.25D[达到平衡时，测得c(H2)＝0.0080mol·L－1，则H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始/(mol·L－1)0.0100.0100变化/(mol·L－1)0.00200.00200.0040平衡/(mol·L－1)0.00800.00800.0040平衡时c(H2)＝c(I2)＝0.0080mol·L－1，c(HI)＝0.0040mol·L－1，则K＝eq\f(0.0040mol·L－1×0.0040mol·L－1,0.0080mol·L－1×0.0080mol·L－1)＝0.25。]13．(双选)一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c0(X)、c0(Y)、c0(Z)(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是()A．c0(X)∶c0(Y)＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2C．X、Y的转化率不相等D．c0(X)的取值范围为0mol·L－1<c0(X)<0.14mol·L－1BD[列出“三段式”浓度：X(g)＋3Y(g)2Z(g)起始/(mol·L－1)c0(X)c0(Y)c0(Z)转化/(mol·L－1)a3a平衡/(mol·L－1)0.10.30.08A项，c0(X)∶c0(Y)＝(a＋0.1)∶(3a＋0.3)＝1∶3，故错；B项，平衡时，v逆(Y)∶v正(Z)＝3∶2,B正确；C项，X、Y的转化率之比为eq\f(a,a＋0.1)∶eq\f(3a,3a＋0.3)＝1∶1，故C错。]14．(2021·哈尔滨师大附中高二月考)已知某化学反应的平衡常数表达式K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)，在不同的温度下该反应的平衡常数如表，下列有关叙述不正确的是()温度/℃70080083010001200K1.671.111.000.600.38A．上述反应的正反应是放热反应B．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)C．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：eq\f(cCO2,3cCO)＝eq\f(cH2O,5cH2)，判断此时的温度是1000℃D．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.6mol，该反应达到平衡状态D[根据表格信息可知，升高温度，反应的平衡常数减小，则升高温度，该反应逆向移动，故正反应是放热反应，A正确；根据平衡常数表达式可知，该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，B正确；某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：eq\f(cCO2,3cCO)＝eq\f(cH2O,5cH2)，则K＝eq\f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq\f(3,5)＝0.6，对照表格信息可知，此时的温度是1000℃，C正确；如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol，设容器体积为VL,5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.6mol，可列出三段式：可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)开始/mol0011反应/mol0.40.40.40.4平衡/mol0.40.40.60.6则该条件下反应的平衡常数K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.6,V)))eq\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.4,V)))eq\s\up12(2))＝eq\f(9,4)，根据表格信息可知，温度为830℃，K＝1，则此时未达到平衡状态，D错误。]15．(情境素养题)面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41kJ·mol－1写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：__________________________________________________________________________________。(2)在容积为VL的容器中充入amolCO与2amolH2①p1________p2(填“大于”“小于”或“等于”)。②在其他条件不变的情况下，再增加amolCO与2amolH2(3)已知在T℃时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始(CO)＝1mol·L－1，c始(H2O)＝1mol·