2024-2025学年高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第2节第1课时化学平衡常数平衡转化率作业含解析鲁科版选修4

PAGE5-化学平衡常数平衡转化率(建议用时：40分钟)1．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为()A．K＝eq\f([CO][H2],[C][H2O]) B．K＝eq\f([C][H2O],[CO][H2])C．K＝eq\f([CO][H2],[H2O]) D．K＝eq\f([H2O],[CO][H2])C[平衡常数是反应产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，纯固体和纯液体不出现在平衡常数表达式中。]2．在肯定温度下的某容积可变的密闭容器中，存在化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能确定该可逆反应已达到化学平衡状态的是()A．体系的压强不再发生变更B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同时生成nmolH2D．1molH—H键断裂的同时形成2molH—O键B[反应达到平衡状态的标记是正反应速率等于逆反应速率，B项正确。该反应无论是否达到平衡状态，压强都不会变更，A项错误。C选项中的描述均表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，C项错误。无论反应是否达到平衡状态，1molH—H键断裂的同时都会形成2molH—O键，D项错误。]3．某温度下，2A(g)＋B(g)3C(g)的平衡常数K＝1.0，下列说法正确的是()A．K随温度的变更而变更，K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C．对于某一可逆反应，在任何条件下K均为肯定值D．K越大，化学反应的速率越大A[平衡常数K与温度有关，且平衡常数越大，说明反应进行的程度越大，故A正确；K值越大，反应进行的程度越大，转化率越大，B项错误；K值与温度有关，C项错误；K值大小与反应速率大小无关，D项错误。]4．在1000K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应()A．已达平衡状态B．未达平衡状态，反应正向进行C．未达平衡状态，反应逆向进行D．无法确定C[Q＝eq\f(cH2,cH2O)＝1＞0.0059，故反应未达平衡状态，反应逆向进行。]5．向某密闭容器中通入N2O4(g)，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，达到平衡后，保持温度不变，再通入适量N2O4(g)，待反应达到新的平衡时，与原平衡相比，eq\f([NO2]2,[N2O4])的变更状况()A．变大 B．不变C．变小 D．无法确定B[温度不变，化学平衡常数K不变，即eq\f([NO2]2,[N2O4])不变。]6．2000K时，反应CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则该温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为()A．KB.eq\f(1,K)C．K2D.eq\f(1,K2)D[由反应CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，可知反应CO2(g)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常数为eq\f(1,K)，由平衡常数表达式得：eq\f(1,K)＝eq\f([CO][O2]\f(1,2),[CO2])①。2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′＝eq\f([CO]2[O2],[CO2]2)②，将①式进行平方即得②式，则K′＝eq\f(1,K2)。]7．298K时，各反应的平衡常数如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K＝1×10－30；②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K＝2×1081(mol·L－1)－1；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K＝4×10－92mol·L－1，则常温下，NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向最大的是()A．① B．②C．③ D．无法推断A[由可逆反应中正反应和逆反应的平衡常数互为倒数可知：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)K＝1×1030；②2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)K＝5×10－82mol·L－1；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K＝4×10－92mol·L－1；平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应①即NO分解放氧的倾向最大。]8．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[H2]＝0.0080mol·L－1。则反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K为()A．1.0 B．0.75C．0.5 D．0.25D[依据题意知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)起始量/(mol·L－1)0.0100.0100变更量/(mol·L－1)0.00200.00200.0040平衡量/(mol·L－1)0.00800.00800.0040K＝eq\f([HI]2,[H2][I2])＝eq\f(0.0040mol·L－12,0.0080mol·L－1×0.0080mol·L－1)＝0.25。]9．在2L的密闭容器中，把4molA和2molB混合，在肯定条件下发生反应：3A(g)＋2B(g)4C(g)＋2D(g)，该反应达到化学平衡状态时，生成1.6molC，计算此条件下该反应的化学平衡常数________，A的转化率________。[解析]3A(g)＋2B(g)4C(g)＋2D(g)初始浓度/(mol·L－1) 2 1 0 0变更浓度/(mol·L－1) 0.6 0.4 0.8 0.4平衡浓度/(mol·L－1) 1.4 0.6 0.8 0.4K＝[C]4[D]2/{[A]3[B]2}＝(0.8mol·L－1)4×(0.4mol·L－1)2/{(1.4mol·L－1)3×(0.6mol·L－1)2}≈0.066mol·L－1α(A)＝0.6mol·L－1/2mol·L－1×100%＝30%。[答案]0.066mol·L－130%[老师备选]煤化工中常需探讨不同温度下的平衡常数、产率及不同投料比对反应方向的影响等问题。已知反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变更如表所示：温度/℃4005008301000平衡常数K10910.6试回答下列问题。(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。(2)在相同条件下，为增大反应物的转化率，该反应应在________(填“高温”或“低温”)条件下进行。(3)在830℃时发生上述反应，按下表中的物质的量将各物质投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的反应有________(填序号)。选项ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232[解析](1)K＝eq\f([H2][CO2],[CO][H2O])。(2)由表中数据可知，温度越高，K越小，即反应物的转化率越低，所以为增大反应物的转化率，该反应应在低温条件下进行。(3)830℃时，K＝1。A项，Q＝eq\f(2×3,1×5)＝1.2＞1，反应逆向进行；B项，Q＝eq\f(1×1,2×2)＝eq\f(1,4)＜1，反应正向进行；C项，Q＝eq\f(0×0,3×3)＝0＜1，反应正向进行；D项，Q＝eq\f(1×1,0.5×2)＝1＝K，反应处于平衡状态。[答案](1)eq\f([H2][CO2],[CO][H2O])(2)低温(3)BC10．某温度时，可逆反应X(g)＋Y(g)Z(g)的平衡常数K＝1.0(mol·L－1)－1。若该温度下反应物的初始浓度c0(X)＝4mol·L－1，c0(Y)＝amol·L－1，达到平衡后[Z]＝2mol·L－1，则a为()A．1 B．2C．3 D．4C[依据“三段式”法分析：X(g)＋Y(g)Z(g)起始/(mol·L－1)4a转化/(mol·L－1)222平衡/(mol·L－1)2a则K＝eq\f([Z],[X][Y])＝eq\f(2mol·L－1,2mol·L－1×a－2mol·L－1)＝1.0(mol·L－1)－1，解得：a＝3。]11．已知某温度下可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)，反应物的初始浓度分别为c0(M)＝1mol·L－1，c0(N)＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，则此时平衡常数K的数值为()A．0.25 B．0.5C．1 D．2B[依据“三段式”法分析：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)起始/(mol·L－1)12.400转化/(mol·L－1)0.60.60.60.6平衡/(mol·L－1)0.41.80.60.6K＝eq\f([P][Q],[M][N])＝eq\f(0.6mol·L－1×0.6mol·L－1,0.4mol·L－1×1.8mol·L－1)＝0.5。]12．肯定温度下，将2molA和2molB两种气体混合放入体积为2L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2min末反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的物质的量浓度为0.4mol·L－1，下列说法正确的是()A．x的值为1B．A的平衡转化率为40%C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5D．A和B的平衡转化率相等C[平衡时C的物质的量为0.8mol，与D相等，则x的值为2；平衡时A消耗了1.2mol，则其平衡转化率为60%；此温度下该反应的平衡常数K＝eq\f(0.4mol·L－12×0.4mol·L－12,0.8mol·L－1×0.4mol·L－13)＝0.5；由于未依据对应的化学反应系数之比投料，所以A、B的平衡转化率不相等。故选C项。]13．某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(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1molZ(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()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1D．其次次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－1D[A.依据再次加入1molZ(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m＝2。B.由于温度没有变更，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是依据化学方程式中系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4mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4mol×10%＝0.4mol，容器体积为2L，Z的浓度为0.2mol·