2024高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三章第3课时化学平衡常数达标训练含解析新人教版选修4

PAGE7-第3课时化学平衡常数1．只变更一个影响因素，平衡常数K与平衡移动的关系叙述不正确的是()A．K不变，平衡可能移动B．平衡向右移动时，K不肯定变更C．K有变更，平衡肯定移动D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K也增大2倍解析：K变更则温度肯定发生变更，平衡肯定发生移动。变更压强或浓度，平衡可能发生移动，但K不变。答案：D2．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在肯定温度下其平衡常数为K，下列条件的变更中能使K发生变更的是()A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强C．上升体系温度 D．运用合适的催化剂解析：平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、是否运用催化剂无关。答案：C3．已知相同温度下：H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1；eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)HI(g)的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为()A．K1＝2K2 B．K1＝Keq\o\al(2,2)C．K1＝K2 D．K1＝eq\f(1,2)K2解析：相同温度下表达式K1＝eq\f(c2（HI）,c（H2）·c（I2）)，K2＝eq\f(c（HI）,c\s\up6(\f(1,2))（H2）·c\s\up6(\f(1,2))（I2）)＝Keq\s\up6(\f(1,2))1，即K1＝Keq\o\al(2,2)，故选B。答案：B4．将肯定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lgK)值随温度(T)的变更曲线如图所示，下列说法错误的是()A．C点对应状态的平衡常数K(C)＝10－3.638B．该反应的ΔH＞0C．NH3的体积分数不变时，该反应肯定达到平衡状态D．30℃时，B点对应状态的v正＜v逆解析：A项，C点对应平衡常数的负对数(－lgK)＝3.638，所以C点对应状态的平衡常数K(C)＝10－3.638，正确；B项，温度上升，平衡常数的负对数(－lgK)减小，即温度越高，K值越大，所以正反应是吸热反应，则ΔH＞0，正确；C项，体系中两种气体的物质的量之比始终不变，所以NH3的体积分数不变时，该反应不肯定达到平衡状态，错误；D项，30℃时，B点未平衡，最终要达到平衡状态，平衡常数的负对数要变大，所以此时的(－lgQc)＜(－lgK)，所以Qc＞K，因此B点对应状态的v正＜v逆，D正确。答案：C5．羰基硫(COS)可作粮食熏蒸剂，防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1。反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，下列说法正确的是()A．平衡时，气体的总物质的量为17molB．通入CO后，正反应速率渐渐增大C．反应前H2S物质的量为6molD．CO的平衡转化率为80%解析：利用三段式计算：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)起始/mol10n00变更/mol2222平衡/mol8n－222K＝eq\f(c（COS）×c（H2）,c（CO）×c（H2S）)＝eq\f(\f(2,V)×\f(2,V),\f(8,V)×\f(n－2,V))＝0.1，解得n＝7(mol)，C错误；该反应前后气体的物质的量，始终为17mol，A正确；通入CO后瞬间正反应速率增大、平衡正向移动，正反应速率再渐渐减小，B错误；CO的转化率＝eq\f(2,10)×100%＝20%，D错误。答案：A6.在肯定温度下，将3molCO2和2molH2混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。(2)已知在700℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应eq\f(1,2)CO2(g)＋eq\f(1,2)H2(g)eq\f(1,2)CO(g)＋eq\f(1,2)H2O(g)的平衡常数K3＝________。(3)已知在830℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。(4)在830℃下，某时刻CO2的物质的量为2mol，则此时v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)依据化学平衡常数的概念K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)。(2)K2＝eq\f(c（CO2）·c（H2）,c（CO）·c（H2O）)＝eq\f(1,K1)＝eq\f(1,0.6)≈1.67，K3＝eq\f(c\s\up6(\f(1,2))（CO）·c\s\up6(\f(1,2))（H2O）,c\s\up6(\f(1,2))（CO2）·c\s\up6(\f(1,2))（H2）)＝eq\r(K1)＝eq\r(0.6)≈0.77。(3)由于上升温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）起始/mol3200变更/mol1111某时刻/mol2111所以c(CO)＝0.5mol·L－1，c(H2O)＝0.5mol·L－1，c(CO2)＝1mol·L－1，c(H2)＝0.5mol·L－1，故eq\f(0.5×0.5,1×0.5)＝eq\f(1,2)<K830℃＝1.0，反应应向正反应方向进行，所以v正>v逆。答案：(1)eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)(2)1.670.77(3)吸热(4)>时间：40分钟[A级基础巩固]1．下列关于化学平衡常数的说法正确的是()A．在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B．当变更反应物浓度时，化学平衡常数会发生变更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．依据化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度答案：D2．将固体NH4I置于密闭容器中，在肯定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数的值为()A．9 B．16C．20 D．25解析：平衡时c(HI)＝4mol·L－1，HI分解生成H2的浓度为0.5mol·L－1，NH4I分解生成的HI的浓度为4mol·L－1＋(2×0.5mol·L－1)＝5mol·L－1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5mol·L－1，所以反应①的平衡常数为K＝5mol·L－1×4mol·L－1＝20mol2·L－2。答案：C3．在20℃，5.05×105Pa条件下，密闭容器中进行反应2A(g)＋xB(g)4C(g)，达平衡时c(A)＝1.00mol·L－1，现将压强减小到1.01×105Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18mol·L－1，则下列说法正确的是()A.x＞2B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变D．反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(c4（C）,c2（A）·c（B）)解析：由题意假设平衡不移动，则c(A)＝0.20mol·L－1，故减小压强，平衡向正反应方向移动，正反应为气体总体积增大的反应，x＝1，A错误；增大该体系的压强，平衡向左移动，C错误；压强对化学平衡常数不影响，化学平衡常数不变，B错误；反应的化学平衡常数表达式是K＝eq\f(c4（C）,c2（A）·c（B）)，D正确。答案：D4．在肯定温度下，反应eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A．5% B．17%C．25% D．33%解析：设达到平衡时HX的转化浓度为2xmol·L－1。eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)始/(mol·L－1)001变/(mol·L－1)xx2x平/(mol·L－1)xx1－2x由题意知，eq\f(1－2x,x\s\up6(\f(1,2))·x\s\up6(\f(1,2)))＝10解得x＝eq\f(1,12)，则HX的分解率为eq\f(2x,1)×100%＝eq\f(1,6)×100%≈17%。答案：B5．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·L－1)0.10.20平衡浓度/(mol·L－1)0.050.050.1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X＋3Y2Z，其平衡常数为1600C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D．变更温度可以变更此反应的平衡常数解析：温度为25℃，增大压强，平衡常数不变，C项错误。答案：C6．在温度t1和t2(t2＞t1)下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：编号化学方程式K(t1)K(t2)①Br2(g)＋H2(g)2HBr(g)5.6×1079.3×106②I2(g)＋H2(g)2HI(g)4334下列说法不正确的是()A．①和②均是放热反应B．相同条件下，平衡体系中HX所占的比例：①＞②C．其他条件不变时，增大压强可提高X2的平衡转化率D．其他条件不变时，上升温度可加快HX的生成速率解析：A项，①依据勒夏特列原理，上升温度，平衡向吸热反应方向移动，化学平衡常数只受温度影响，依据表格数据，平衡常数随温度的上升而降低，因此正反应为放热反应，同理②也为放热反应，正确；B项，平衡常数越大，说明反应进行的程度越大，因此HX所占的比例：①＞②，正确；C项，因为反应前后气体系数之和相等，压强对化学平衡无影响，错误；D项，上升温度，反应速率加快，正确。答案：C[B级实力提升]7．(2024·全国卷Ⅰ)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。(2)在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填序号)。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：(1)用三段式法计算：该反应是等气体分子数反应，平衡时n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000转化/mol0.010.010.010.01平衡/mol0.390.090.010.01α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。对于等气体分子数反应，可干脆用物质的量替代浓度计算平衡常数：K＝eq\f(c（COS）·c（H2O）,c（H2S）·c（CO2）)＝eq\f(0.01×0.01,0.39×0.09)≈2.8×10－3。(2)总物质的量不变，H2O的物质的量分数增大，说明平衡向右移动，H2S的转化率增大。即上升温度，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应。(3)平衡之后，再充入H2S，则CO2的转化率增大，H2S的转化率减小，A项错误；充入CO2，平衡向右移动，H2S的转化率增大，B项正确；充入COS，平衡向左移动，硫化氢的转化率减小，C项错误；充入氮气，无论体积是否变更，对于气体分子数相等的反应，平衡不移动，硫化氢的转化率不变，D项错误。答案：(1)2.52.8×10－3(2)＞＞(3)B8．300℃时，将2molA和2molB两种气体混合加入2L密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH，2min末反应达到平衡，生成0.8molD。(1)在2min末，A的平衡浓度为________________，B的转化率为__________，0～2min内D的平均反应速率为________________。(2)该反应的平衡常数表达式为K＝________。该温度下化学平衡常数数值K1＝____________。已知350℃时K2＝1，则ΔH________0(填“>”或“<”)。(3)300℃，将该反应容器体积压缩为1L，则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)，缘由是___________________。若该条件下平衡常数为K3，则K3________K1(填“<”“>”或“＝”)，缘由是_____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)依据反应方程式3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)可知，生成0.8molD时，消耗A1.2mol，消耗B0.4mol，生成C0.8mol。故A的平衡浓度为(2－1.2)mol