2024-2025学年新教材高中化学第2章化学反应速率与化学平衡第2节第2课时化学平衡常数作业含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE7-第2课时化学平衡常数A级·基础达标练一、选择题1．已知下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2。则反应：H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为(D)A．K1＋K2 B．K－K2C．K1×K2 D．eq\f(K1,K2)2．T℃时，在3L的密闭容器中充入4mol光气(COCl2)，发生反应COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，同时还发生反应2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2mol和1mol，则该温度下，CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)的平衡常数K为(D)A．eq\f(1,9) B．2C．eq\f(1,3) D．eq\f(1,2)解析：T℃时，在3L的密闭容器中充入4mol光气，同时发生的反应还有2CO(g)2C(s)＋O2(g)，当反应达到平衡时，测得CO(g)和C(s)的物质的量分别为2mol和1mol，设消耗COCl2(g)物质的量为xCOCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)起始量(mol)400变更量(mol)xxx平衡量(mol)4－xxx2CO(g)2C(s)＋O2(g)起始量(mol)x00变更量(mol)110.5平衡量(mol)210.5x＝3mol则平衡浓度为COCl2(g)为eq\f(1,3)mol·L－1，Cl2(g)为1mol·L－1，CO(g)为eq\f(2,3)mol·L－1。COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)的平衡常数K′＝eq\f(\f(2,3)×1,\f(1,3))＝2，则该温度下，Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的平衡常数K＝eq\f(1,2)。3．在密闭容器中充入SO2与18O2发生反应2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热))2SO3，反应一段时间后，含18O的物质是(D)A．只有O2 B．只有SO2C．SO2和O2 D．SO2、O2和SO3解析：反应过程中化学键断裂，存在原子有S、16O、18O，原子重新组合生成物质，反应是可逆的，最终SO3、SO2、O2中都含18O。4．肯定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四种状态中，处于平衡状态的是(D)正反应速率逆反应速率A．v(A)＝2mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1B．v(A)＝2mol·L－1·min－1v(C)＝2mol·L－1·min－1C．v(A)＝1mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1D．v(A)＝1mol·L－1·min－1v(C)＝1.5mol·L－1·min－1解析：同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，C物质的逆反应速率是1.5mol·L－1·min－1，A的逆速率为1mol·L－1·min－1，A的正速率为1mol·L－1·min－1，所以A的正逆速率相等，D项正确。5．下列关于化学平衡常数的说法中正确的是(B)A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关D．当变更反应物的浓度时，化学平衡常数肯定会发生变更解析：化学平衡常数可推断一个反应进行的程度，K越大，正向进行程度越大，化学平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、催化剂等无关，故选B。6．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中化学反应速率和化学平衡常数都变更的是(C)A．加入SO2 B．运用催化剂C．上升温度 D．增大压强解析：化学平衡常数只受温度影响，不受浓度、压强、催化剂影响，C项符合题意。7．已知反应A(g)＋2B(g)C(g)，在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不变更的前提下将体积缩小eq\f(2,3)，则该反应此时的平衡常数(D)A．增大为原来的3倍 B．增大为原来的2倍C．增大为原来的9倍 D．不变解析：化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，则平衡常数不变。8．汽车尾气处理的反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1。下列说法正确的是(C)A．上升温度可使v(正)增大、v(逆)减小B．运用高效催化剂可提高该反应的反应热C．反应达到化学平衡状态时，v(正)(NO)＝2v(逆)(N2)D．消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到化学平衡状态解析：上升温度可使v(正)增大、v(逆)增大，故A错误；运用催化剂对ΔH无影响，故B错误；反应达到化学平衡状态时，v(正)(NO)＝2v(正)(N2)＝2v(逆)(N2)，所以反应达到平衡状态，故C正确；消耗CO和CO2的物质的量相等，可能平衡，也可能不平衡，故D错误。9．有关反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的说法不正确的是(A)A．达到平衡时，N2、H2、NH3分子数之比为1︰3︰2B．达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0C．达到平衡时，N2转化率不行能为100%D．上升温度可提高反应速率解析：当体系达到平衡状态时，N2、H2、NH3分子数之比可能为1︰3︰2，也可能不是1︰3︰2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故A错误；达到平衡状态，正逆反应速率相等，反应仍在进行，所以正、逆反应速率不等于零，故B正确；该反应是可逆反应，氮气不行能100%转化，故C正确；温度越高，反应速率越快，所以上升温度可以提高反应速率，故D正确。10．已知在25℃①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列说法正确的是(C)A．NO分解反应NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常数为1×10－30B．依据K2的值可以推断常温下H2和O2很简单反应生成H2OC．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向依次为NO>H2O>CO2D．2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)的平衡常数K＝K2－K1解析：NO分解反应NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常数K＝eq\f(\r(cN2)·\r(cO2),cNO)＝eq\r(\f(1,K1))＝eq\r(\f(1,10－30))＝1015，故A错误；化学平衡常数表示化学反应进行的程度，但不表示反应难易程度，故B错误；化学平衡常数K的数值越大，化学反应进行的程度越大，常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值渐渐削减，则化学反应进行倾向由大到小的依次为NO>H2O>CO2，故C正确；反应②－反应①可得2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，则平衡常数K＝eq\f(K2,K1)，故D错误。二、非选择题11．在肯定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变更时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是__①③④⑦__。(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是__⑤⑦__。(3)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__①②③④⑦__。(4)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是__①②③__。B级·实力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、干净、便利、经济等优点，O3可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒实力。常温常压下发生的反应如下：反应①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1；反应②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常数为K2；总反应：2SO33O2ΔH<0平衡常数为K。下列叙述正确的是(BC)A．降低压强，总反应K增大B．K＝K1×K2C．适当升温，可提高消毒效率D．当2v正(O3)＝3v逆(O3)时，反应达到平衡解析：平衡常数只受温度的影响，降低压强，温度不变，平衡常数不变，故A错误；由盖斯定律可知反应①＋②可得总反应，则K＝K1×K2，故B错误；适当升温，反应①平衡正向移动、反应②平衡逆向移动，使游离氧原子浓度增大，则可提高消毒效率，故C正确；当v正(O3)＝v逆(O3)时，反应达到平衡，故D错误。2．在肯定温度下将1molCO和1mol水蒸气放入一固定容积的密闭容器中，反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达平衡后，得到0.6molCO2；再通入0.3mol水蒸气，达到新平衡后，CO2的物质的量可能是__C__A．0.9mol B．0.8molC．0.7mol D．0.6mol解析：加入0.3mol水蒸气使原平衡向右移动，CO的转化率增大，H2O(g)的转化率减小。原平衡时CO、H2O(g)的转化率都为60%，故达到新平衡时CO的转化率大于60%，H2O(g)的转化率小于60%，即1mol×60%＜n(CO2)＜1.3mol×60%，故0.6mol＜n(CO2)＜0.78mol。本题选C。3．将V1mL0.1mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液与2mL0.1mol·L－1KI溶液混合，待充分反应后，下列方法可证明该反应具有肯定限度的是(B)A．若V1<1、加入淀粉B．若V1≤1、加入KSCN溶液C．若V1≥1、加入AgNO3溶液D．加入Ba(NO3)2溶液解析：发生反应为：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，由反应可知，①V1＝1mL，说明两者恰好完全反应。②V1<1说明硫酸铁不足，假如加入KSCN溶液，溶液呈红色，证明溶液中存在平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，说明溶液中存在铁离子，则反应是可逆反应。③V1>1说明KI不足，但生成的I2与水反应生成HI，也能与AgNO3反应，故不能说明反应是可逆反应。4．已知298.15K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10mol·L－1，则反应进行的方向是(A)A．向右进行 B．向左进行C．处于平衡状态 D．无法推断解析：Q＝eq\f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq\f(0.10mol·L－1,0.10mol·L－1)＝1<K＝2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。二、非选择题5．(1)肯定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)ΔH(298K)＝＋49.4kJ·mol－1。试验测得：达到平衡状态时，汲取热量19.76kJ。则①达到平衡时混合气体的压强是反应前的__1.2__倍。②该条件下反应达平衡状态的依据是(填序号)__D__。A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)B．混合气体的密度不变C．c(CH3OH)＝c(H2O)D．混合气体的总物质的量不变(2)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－32QkJ·mol－1__。解析：(1)①吸热19.76kJ，依据方程式可以求得，反应的甲醇有eq\f(19.76kJ,49.4kJ·mol－1)＝0.4mol，则CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH(298K)＝＋49.4kJ·mol－1反应前(mol)1300反应了(mol)0.40.40.41.2平衡后(mol)0.62.60.41.2平衡后，混合气体的压强是原来的eq\f(0.6＋2.6＋0.4＋1.2,1＋3)＝1.2倍。②v正(CH3OH)＝v正(CO2)，不能体现正逆反应速率相等，故A错误；体积不变，反应物和生成物都是气体，所以密度恒久不变，故B错误；甲醇和水蒸气浓度相等，确定于加入的量，与是否平衡无关，故C错误；反应前后气体体积不同，所以气体总物质的量不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确。(2)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热QkJ。32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为32QkJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－32QkJ·mol－1。6．某温度下，在一密闭容器中充入肯定量CO2，并加入足量铁粉，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，测得CO2和CO浓度随时间的变更如图所示：(1)0～8min，v(CO)＝__0.0625__mol·L－1·min－1。(2)已知：反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：温度/KK1K9731.472.3811732.151.67依据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。①温度为973K时：K＝__0.62__。②温度为1173K时：K＝__1.29__。解析：(1)v(CO)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.50mol·L－1,8min)＝0.0625mol·L－1·min－1。(2)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K1＝eq\f(cCO,cCO2)；Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K2＝eq\f(cH2,cH2O)；而CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝eq\f(cH2O·cCO,cCO2·cH2)＝eq\f(K1,K2)，故973K时，K＝eq\f(K1,K2)＝eq\f(1.47,2.38)≈0.62；1173K时，K＝eq\f(2.15,1.67)≈1.29。7．在80℃时，将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽成真空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：时间(s)c(mol·L－1)020406080100c(N2O4)0.20a0.10cdec(NO2)0.00