化學平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)經(jīng)典習題和答案

1、第二節(jié)化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)題號1111223456771728答案一、單項選擇題1反應NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)。一定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是()A體系壓強保持不變B混合氣體顏色保持不變CSO3和NO的體積比保持不變D每消耗1 mol SO3的同時生成1 mol NO2解析：反應NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的特點是體積不變的、吸熱的可逆反應，因此A項不能說明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關，而在反應體系中只有二氧化氮是紅棕色氣體，所以混合氣體顏色保持不變時即說明NO2的濃度不再發(fā)生變

2、化，因此B項可以說明；SO3和NO是生成物，因此在任何情況下二者的體積比總是滿足11，C項不能說明；SO3和NO2一個作為生成物，一個作為反應物，因此在任何情況下每消耗1 mol SO3的同時必然會生成1 mol NO2，因此D項也不能說明。答案：B11.一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，進行如下可逆反應：A(s)2B(g)C(g)D(g)，當下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是()混合氣體的密度容器內(nèi)氣體的壓強混合氣體的總物質(zhì)的量B的物質(zhì)的量濃度混合氣體的摩爾質(zhì)量ABC D只有解析：反應前后氣體的體積不變，但氣體的總質(zhì)量發(fā)生了變化，所以當混合氣體的密度不變時，可說明反應已

3、達到平衡狀態(tài)；反應前后氣體的體積始終保持不變，容器內(nèi)氣體的壓強不變時，不能判斷是否達到平衡；反應前后氣體的體積始終保持不變，混合氣體的總物質(zhì)的量也始終保持不變；由于容積恒定，B的物質(zhì)的量濃度不變時表明反應達到化學平衡狀態(tài)；反應前后質(zhì)量不相等，質(zhì)量不變時，反應達到平衡，氣體物質(zhì)的量不變，故混合氣體的摩爾質(zhì)量不變，說明反應達平衡。答案：A12.向2 L固定容積的密閉容器中加入一定量的NH3、H2和N2三種氣體。一定條件下發(fā)生反應2NH3N23H2，能證明反應達到平衡狀態(tài)的是()A容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化B生成1 mol N2同時生成3 mol H2C容器內(nèi)氣體質(zhì)量不再發(fā)生變化D容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生

4、變化解析：該反應為氣體體積增大的可逆反應，A項正確；生成1 mol N2和生成3 mol H2同為正反應過程，不管是否達到平衡，均滿足，B項錯誤；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，C、D項無論反應是否達到平衡，均不發(fā)生改變。答案：A2在一定溫度下，向2 L體積固定的密閉容器中加入1 mol HI，2HIH2I2H0，H2的物質(zhì)的量隨時間的變化如右圖所示，下列說法正確的是()A該溫度下，反應的平衡常數(shù)是B02 min內(nèi)的HI的平均反應速率為0.05 mol·L1·min1C恒壓下向該體系中加入N2，平衡不移動，反應速率不變D升高溫度，平衡向正反應方向移動，只有正反應速率加快解析： 2HI

5、H2I2起始(mol·L1) 0.500轉化(mol·L1) 0.1 0.05 0.05平衡(mol·L1) 0.4 0.05 0.05該溫度下，平衡常數(shù)為0.052/0.421/64，A項不正確；恒壓下通入N2，容器體積增大，平衡不移動，但是反應速率降低，C項錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，D項不正確。答案：B3在25 時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/mol·L10.10.20平衡濃度/mol·L10.050.050.1下列說法錯誤的是()A反應達到平衡時，X的轉化率為50%B反應可表示為

6、X3Y2Z，其平衡常數(shù)為1 600C增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變此反應的平衡常數(shù)解析：X、Y的反應量分別為0.05 mol·L1、0.15 mol·L1，Z的生成量為0.1 mol·L1，則該反應的化學方程式為X3Y2Z。顯然X的轉化率為50%；平衡常數(shù)K1 600；平衡常數(shù)僅受溫度的影響，不受壓強、濃度的影響，所以C項錯誤。故選C項。答案：C4在100 時，把0.5 mol N2O4通入體積為5 L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應進行到2 s時，NO2的濃度為0.02 mol·L1。在60 s時，體系已達平衡，

7、此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6倍。下列說法正確的是()A前2 s以N2O4的濃度變化表示的反應速率為0.01 mol·L1·s1B在2 s時體系內(nèi)的壓強為開始時的1.1倍C在平衡時體系內(nèi)含N2O4 0.25 molD平衡時，N2O4的轉化率為40%解析：N2O4和NO2之間存在如下轉化關系：N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反應(mol) 0.05 0.02×52s時(mol) 0.50.05 0.02×5v(N2O4)0.005 mol·L1·s1氣體總的物質(zhì)的量為05 mol0.05 mol0.02 mol&#

8、183;L1×5 L0.55 mol2 s時的壓強與開始時壓強之比為p2sp始0.550.51.11。60 s達到平衡時，設有x mol N2O4反應。則有N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反應(mol) x 2x平衡(mol) 0.5x 2x平衡時，氣體總的物質(zhì)的量為0.5 molx mol2x mol(0.5x)mol，所以有1.6，解得x0.3。平衡體系中含0.2 mol N2O4，N2O4的轉化率為×100 %60%。答案：B5t 時，某一氣態(tài)平衡體系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四種物質(zhì)，此溫度下該反應的平衡常數(shù)表達式為K，有關該

9、平衡體系的說法正確的是()A升高溫度，平衡常數(shù)K一定增大B增大壓強，W(g)質(zhì)量分數(shù)增加C該反應的化學反應方程式為X2Y2Z2WD增大X(g)濃度，平衡向逆反應方向移動解析：根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知該反應為2Z2WX2Y；增大壓強，平衡向右移動，W(g)質(zhì)量分數(shù)減?。徊恢摲磻俏鼰徇€是放熱，故無法判斷溫度對平衡常數(shù)的影響；增大生成物X(g)濃度，平衡向逆反應方向移動。故選D項。答案：D6(2013·惠州模擬)溫度一定時，在密閉容器中發(fā)生可逆反應：mA(g)nB(g)pC(g)，達到平衡后，若將混合氣體的體積壓縮到原來的，當再次達到平衡時，C的濃度為原平衡時C的濃度的1.9倍，則下列敘

10、述中，正確的是()A平衡向逆反應方向移動 BC氣體的體積分數(shù)增大C氣體A的轉化率升高 Dmnp解析：解答本題時應注意以下兩點：(1)體積縮小的倍數(shù)與濃度增大的倍數(shù)之間的關系；(2)外界條件改變地化學平衡的影響規(guī)律。假設壓縮氣體的體積時平衡不發(fā)生移動，則C的濃度為原平衡時C的濃度的2倍，現(xiàn)在只有1.9倍，說明增大壓強平衡向逆反應方向移動，可得mn<p，同時可得C氣體的體積分數(shù)變小、氣體A的轉化率也減小，故選A。答案：A二、雙項選擇題7某溫度下，將2 mol A和3 mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后達到平衡。已知該溫度下其平衡常數(shù)K1，若

11、溫度不變時將容器的體積擴大為原來的10倍，A的轉化率不發(fā)生變化，則()Aa1 Ba2CB的轉化率為40% DB的轉化率為60%解析：溫度不變，擴大容器體積(相當于減小壓強)時，A的轉化率不變，說明反應前后氣體的體積不變，即a1，A項正確，B項錯誤；設達平衡時，B的改變量為x mol，則A、B、C、D的平衡量分別為(2x) mol、(3x) mol、x mol、x mol，設容器體積為1 L，則平衡常數(shù)K1，解得：x1.2，B的轉化率1.2÷340%，所以C項正確，D項錯誤。答案：AC71.某溫度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常數(shù)K9/4，該溫度下在甲、乙、丙三

12、個恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：起始濃度甲乙丙c(H2)/mol·L10.0100.0200.020c(CO2)/mol·L10.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A平衡時，乙中CO2的轉化率大于60%B平衡時，甲中和丙中H2的轉化率均是60%C平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L1D反應開始時，丙中的反應速率最慢，甲中的反應速率最快答案：CD72.放熱反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在溫度t1時達到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 mol/L，其平衡常數(shù)為K1。升高

13、反應體系的溫度至t2時，反應物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O)，平衡常數(shù)為K2，則()AK2和K1的單位均為mol/LBK2K1Cc2(CO)c2(H2O)Dc1(CO)c2(CO)解析：平衡常數(shù)數(shù)學表達式的分子和分母分別為兩個濃度的乘積，因此K的單位不可能為mol/L；該反應是放熱反應，升高溫度平衡左移，所以K2K1，B是正確的；本反應是等摩爾的CO和H2O(g)起反應，因此無論溫度升降、壓強變化，c(CO)c(H2O)，選項C也正確；升高溫度平衡左移，因此c2(CO)比c1(CO)大，D項錯誤。答案：BC8在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)H2(g)CO(g

14、)H2O(g)Ha kJ·mol1其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6下列說法中正確的是()A該反應的正反應為吸熱反應，即a0B當v正(H2)v正(H2O)時該反應達到化學平衡狀態(tài)C當其他條件不變時，若縮小容器的體積，則有利于該反應平衡正向移動D當平衡濃度符合c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)時的溫度為830 解析：t越大K越大，說明該反應為吸熱反應，即a0，A正確；v正(H2)v逆(H2O)時該反應才達到化學平衡狀態(tài)，B錯誤；方程式左右兩邊的計量數(shù)之和相等，壓強對該反應平衡

15、無影響，縮小體積以增大壓強，平衡不移動，C錯誤；830 時，K1，故c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，D正確。答案：AD三、非選擇題9(2013·惠州調(diào)研)甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上采用如下反應合成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，現(xiàn)模擬并分析該反應：(1)能夠說明該反應已達到平衡的是_(填字母)。a恒溫、恒容時，容器內(nèi)的壓強不再變化b恒溫、恒容時，容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化c一定條件下，CO、H2和CH3OH的濃度保持不變d一定條件下，單位時間內(nèi)消耗2 mol H2的同時生成1 mol CH3OH(2)下

16、圖是該反應在不同溫度下CO轉化率隨時間的變化曲線。該反應的H_(填“>”、“<”或“”)0。T1和T2溫度下的平衡常數(shù)：K1_(填“>”、“<”或“”)K2。解析：(1)該反應為氣體體積減小的反應，a正確；根據(jù)質(zhì)量守恒，判斷出b錯誤；平衡時，各成分濃度不變，c正確；消耗H2及生成CH3OH均為正反應，d錯誤。(2)T2條件下，反應先達到平衡，故T2>T1，溫度越高，CO轉化率越低，故該反應為放熱反應，即H<0，升高溫度，平衡逆向移動，故K1>K2。答案：(1)ac(2)<>10已知：反應Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)的平衡常數(shù)

17、為K1；反應Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)的平衡常數(shù)為K2，不同溫度下K1、K2的值如下表所示：溫度K1K2973 K1.472.381 173 K2.151.67(1)從表中數(shù)據(jù)可以推斷：反應是_(填“吸”或“放”)熱反應。(2)現(xiàn)有反應CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，寫出該反應的平衡常數(shù)K3的表達式：_ _。(3)根據(jù)反應與，可推導出K1、K2與K3之間的關系式。據(jù)此關系式及表中數(shù)據(jù)，也能推斷出反應是吸熱反應還是放熱反應。欲使反應在一定條件下建立的平衡向正反應方向移動，可采用的措施有_(填序號)。A縮小反應容器容積 B擴大反應容器容積C降低溫度 D升高溫度E使用

18、合適的催化劑 F設法減少CO的量解析：(1)反應的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大，說明溫度升高，平衡正向移動，反應的正反應為吸熱反應。(2)K1，K2，K3K1/K2。(3)當973 K時，K30.62，而當1 173 K時，K31.29，反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，故反應的正反應為吸熱反應，升高溫度，可使平衡正向移動；由于該反應前后氣體分子數(shù)不變，改變?nèi)萜黧w積，不能使平衡發(fā)生移動；使用催化劑也不能使平衡發(fā)生移動；減少生成物的量，能使平衡正向移動。答案：(1)吸(2)K3(3)DF11(2013·海南卷)反應A(g)B(g)C(g)在容積為1.0 L的密閉容器中進行，A的初始濃度為0

19、.050 mol/L。溫度T1和T2下A的濃度與時間關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)上述反應的溫度T1_ T2，平衡常數(shù)K(T1)_(填“大于”、“小于”或“等于”)K(T2)。(2)若溫度T2時，5 min后反應達到平衡，A的轉化率為70%，則：平衡時體系總的物質(zhì)的量為_。反應的平衡常數(shù)K_。反應在05 min區(qū)間的平均反應速率v(A)_。解析：(1)圖中顯示，T2時達到平衡所用時間少，速率大所以溫度高；而溫度越高c(A)越小，可判斷反應為吸熱反應，升溫K將增大。(2)平衡問題的常規(guī)計算，略。答案：(1)小于小于(2)0.085mol0.082mol/L0.007mol/(L·min)12(2013·廣東省汕名校質(zhì)檢)工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應中能量的變化；圖