2023版高中化学人教版选择性必修1 第二章 化学反应速率与化学平衡 第2课时 化学平衡常数

▶第2课时化学平衡常数基础过关练题组一化学平衡常数的含义及表达式1.(2022河南郑州中原名校联考)下列说法中正确的是()A.平衡常数的大小与起始浓度有关B.K值越大,反应物的平衡转化率越小C.通常,K值越大,反应进行的程度越大D.温度越高,K值越大2.(2020湖南益阳箴言中学期末)已知可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其平衡常数表达式正确的是()A.K=c(N2C.K=c2(N3.(2021河南洛阳豫西名校联考)反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)()A.K1=2K2B.K1=K2C.K1=1K2D.K1=1题组二化学平衡常数的计算4.将4molSO2与2molO2充入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.0.25.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:①2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=2×1081③2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92以下说法正确的是()A.该温度下,反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数为5×10-80C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2D.以上说法都不正确题组三平衡转化率的理解与简单计算6.在773K时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=9,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol·L-1,则在此条件下CO的平衡转化率是()A.60%B.50%C.75%D.25%7.某恒定温度下,在一个2L的密闭容器中充入气体A、气体B,其浓度分别为2mol·L-1、1mol·L-1,且发生如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡状态,测得生成1.6molC,且反应前后气体的压强之比为5∶4。回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式为。

(2)B的转化率为。

(3)增加C的量,A、B的转化率(填“变大”“变小”或“不变”)。

能力提升练题组一化学平衡常数的应用1.(2021北京二中学段考试)高炉炼铁过程中发生反应:13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g),温度/℃100011501300平衡常数K4.03.73.5下列说法正确的是()A.增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量B.由表中数据可判断该反应:反应物的总能量>生成物的总能量C.为了使该反应的K增大,可以在其他条件不变时,增大c(CO)D.1000℃下Fe2O3与CO反应,tmin达到平衡时c(CO)=2×10-3mol/L,则用CO表示该反应的平均速率为2×10-2.在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在其他条件不变的情况下研究温度对反应的影响,实验结果如图所示。下列说法正确的是()A.平衡常数K=cB.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C.CO合成甲醇的反应为吸热反应D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时c(题组二化学平衡常数、转化率的分析与计算3.(2022湖南邵东一中月考)电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2000℃时,电石生产原理如下:①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1,平衡常数为K1;②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)ΔH2=bkJ·mol-1,平衡常数为K2。以下说法不正确的是()A.反应①的平衡常数表达式为K1=c(Ca)·c(CO)B.2000℃时,反应12Ca(g)+C(s)12CaC2(s)的平衡常数K=C.2000℃时增大压强,K1减小、K2增大D.2000℃时,2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJ·mol-14.(2022福建浦城期中)已知反应2A(g)+B(g)nC(g)在恒容密闭容器中进行,其平衡常数K(300℃)>K(350℃)。某温度下,A的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.该反应的正反应是放热反应B.升高温度,B的平衡转化率减小C.平衡状态由a变到b时,化学平衡常数K(b)小于K(a)D.容器内气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到化学平衡状态5.已知:3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)ΔH>0,反应在恒容密闭容器中进行。在700℃时,CH4的平衡转化率与起始时n(CH4A.其他条件不变,n(CH4B.n(CH4)nC.b点对应的平衡常数比a点的大D.a点对应的NH3的体积分数约为26%题组三压强平衡常数6.(2022辽宁大连一中月考)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。已知:气体分压=气体总压×气体体积分数。下列说法正确的是()A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650℃时,CO2的平衡转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925℃时,若平衡时气体总压为p(总),用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p(总)7.在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应:2MoS2(s)+7O2(g)2MoO3(s)+4SO2(g)ΔH。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示:(1)压强p1、p2、p3由大到小的顺序为:

。

(2)若初始时通入7.0molO2,p2为7.0kPa,则A点平衡常数Kp=(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,写出计算式即可)。

题组四等效平衡8.一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V,容器乙、丁体积都是V2;向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温;向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换),在一定温度时开始反应。图1恒压状态图2恒容状态下列说法正确的是()A.图1达平衡时,c(SO2):甲=乙B.图1达平衡时,平衡常数K:甲<乙C.图2达平衡时,所需时间:丙<丁D.图2达平衡时,SO3的体积分数:丙>丁

答案全解全析基础过关练1.C对于一个确定的反应,平衡常数的大小只与温度有关,与起始浓度无关,A错误;通常,K值越大,反应进行的程度越大,反应物的平衡转化率越大,B错误、C正确;对于一个放热反应,温度越高,反应物的平衡转化率越小,K值越小,D错误。2.C化学平衡常数是利用平衡状态下物质的平衡浓度计算的,K=生成物平衡浓度幂之积反应物平衡浓度幂之积3.C反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1,则相同温度下,反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2=1/K1,C项正确。4.A2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)初始: 4mol 2mol0转化: 2mol 1mol2mol平衡: 2mol 1mol2mol平衡时c(SO2)=0.5mol·L-1,c(O2)=0.25mol·L-1,c(SO3)=0.5mol·L-1,则K=0.55.C由化学平衡常数的定义可知K1=c(N2)·c(O2)c2(NO),A项错误;该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数为1K2=12×1081=5×10-82,B项错误;该温度下,NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O6.C设达到平衡时CO转化的浓度为xmol·L-1,则平衡时c(CO)=c(H2O)=(0.020-x)mol·L-1,c(CO2)=c(H2)=xmol·L-1。K=c(CO2)·c(H7.答案(1)K=c2(D)c解析根据题意列“三段式”:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)起始量(mol):4 2 0 0变化量(mol): 1.2 0.8 1.6 0.8平衡量(mol): 2.8 1.2 1.6 0.8反应前后压强之比等于5∶4,恒温恒容时,压强之比等于气体物质的量之比,即反应前后气体物质的量之比为5∶4,则D为气体,C为固体或纯液体。(1)固体或纯液体不写入平衡常数表达式,则K=c2(D)c3(A)·c2(能力提升练1.B炼铁尾气的成分与高炉高度没有关系,增加高炉的高度,不会降低尾气中CO的含量,A错误;由题表中数据可知,升高温度,该反应的平衡常数减小,所以该反应属于放热反应,反应物的总能量>生成物的总能量,B正确;该反应的平衡常数K只和温度有关,所以增大c(CO)不会改变K,C错误;1000℃下13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g),K=c(CO2)/c(CO)=4,平衡时c(CO)=2×10-3mol/L,c(CO2)=8×10-3mol/L,因为方程式中CO和CO2的化学计量数相等,所以CO的平均速率为8×10-32.D该反应的平衡常数的表达式为K=c(CH3OH)c(CO)·c2(H2),A项错误;由图像可知在T2温度下反应先达到平衡,反应速率比T1温度下快,则有T2>T1,从图像的纵坐标分析可得温度降低,平衡向正反应方向移动,则平衡常数增大,正反应为放热反应,B项、C项错误;处于A点的反应体系从T1变到T2的过程中,平衡向逆反应方向移动,3.C已知①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1,则其平衡常数表达式为K1=c(Ca)·c(CO),A正确;已知②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)的平衡常数为K2,则反应12Ca(g)+C(s)12CaC2(s)的平衡常数K=K2,B正确;对于确定的反应,平衡常数只与温度有关,则2000℃时增大压强,K1、K2均不变,C错误;根据盖斯定律,①×2-②得2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJ·mol-1,D正确。4.CK(300℃)>K(350℃),可知温度升高,平衡逆向移动,则正反应是放热反应,B的平衡转化率减小,A、B正确;平衡状态由a变到b时,A的平衡转化率增大,但温度没变,则化学平衡常数不变,即K(b)=K(a),C错误;由题图可知,增大压强平衡正向移动,则反应前后气体体积不同,气体总质量不变,根据M=m气n气,5.B由题图可知,其他条件不变时,n(CH4)n(N2)越大,CH4的平衡转化率越低,A错误;CH4和N2的物质的量之比不变时,升温,平衡正向移动,NH3的体积分数增大,B正确;对于确定的反应,平衡常数只与温度有关,所以题图中各点对应的平衡常数相同,C错误;a点CH4的平衡转化率为22%,n(3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)起始量/mol 3 4 0转化量/mol 0.66 0.44 0.88平衡量/mol 2.34 3.56 0.88NH3的体积分数为0.88mol(26.B由于反应在体积可变的恒压密闭容器中进行,550℃时,若充入惰性气体,容器的容积增大,使CO2、CO的浓度减小,因此v正、v逆均减小,相当于减压,化学平衡向气体体积增大的方向移动,即题述平衡向正反应方向移动,A错误;根据图像可知在650℃时,反应达平衡时CO的体积分数是40.0%,CO2的体积分数是60.0%,假设平衡时气体总物质的量是1mol,则反应产生CO0.4mol,剩余CO20.6mol,反应产生0.4molCO消耗CO2的物质的量是0.2mol,因此CO2的平衡转化率为0.2mol÷(0.6mol+0.2mol)×100%=25.0%,B正确;T℃时,平衡时CO2和CO的体积分数都是50.0%,若充入等体积的CO2和CO,化学平衡不移动,C错误;925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=p2(CO)7.答案(1)p1>p2>p3(2)21177解析(1)温度相同时,增大压强,该平衡正向移动,氧气的平衡转化率增大,所以压强:p1>p2>p3。(2)若初始时通入7.0molO2,p2为7.0kPa,A点氧气的平衡转化率为50%,则A点n(O2)=7.0mol×(1-50%)=3.5mol,