2024高中化學第二章化學反應速率和化學平衡第三章第3課時化學平衡常數(shù)達標訓練含解析新人教版選修4

PAGE7-第3課時化學平衡常數(shù)1．只變更一個影響因素，平衡常數(shù)K與平衡移動的關系敘述不正確的是()A．K不變，平衡可能移動B．平衡向右移動時，K不肯定變更C．K有變更，平衡肯定移動D．相同條件下，同一個反應的方程式的化學計量數(shù)增大2倍，K也增大2倍解析：K變更則溫度肯定發(fā)生變更，平衡肯定發(fā)生移動。變更壓強或濃度，平衡可能發(fā)生移動，但K不變。答案：D2．對于可逆反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在肯定溫度下其平衡常數(shù)為K，下列條件的變更中能使K發(fā)生變更的是()A．將C(s)的表面積增大 B．增大體系壓強C．上升體系溫度 D．運用合適的催化劑解析：平衡常數(shù)K只與溫度有關，與濃度、壓強、是否運用催化劑無關。答案：C3．已知相同溫度下：H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1；eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)HI(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關系為()A．K1＝2K2 B．K1＝Keq\o\al(2,2)C．K1＝K2 D．K1＝eq\f(1,2)K2解析：相同溫度下表達式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)，故選B。答案：B4．將肯定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發(fā)生反應NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。該反應的平衡常數(shù)的負對數(shù)(－lgK)值隨溫度(T)的變更曲線如圖所示，下列說法錯誤的是()A．C點對應狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)＝10－3.638B．該反應的ΔH＞0C．NH3的體積分數(shù)不變時，該反應肯定達到平衡狀態(tài)D．30℃時，B點對應狀態(tài)的v正＜v逆解析：A項，C點對應平衡常數(shù)的負對數(shù)(－lgK)＝3.638，所以C點對應狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)＝10－3.638，正確；B項，溫度上升，平衡常數(shù)的負對數(shù)(－lgK)減小，即溫度越高，K值越大，所以正反應是吸熱反應，則ΔH＞0，正確；C項，體系中兩種氣體的物質(zhì)的量之比始終不變，所以NH3的體積分數(shù)不變時，該反應不肯定達到平衡狀態(tài)，錯誤；D項，30℃時，B點未平衡，最終要達到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)的負對數(shù)要變大，所以此時的(－lgQc)＜(－lgK)，所以Qc＞K，因此B點對應狀態(tài)的v正＜v逆，D正確。答案：C5．羰基硫(COS)可作糧食熏蒸劑，防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1。反應前CO的物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol，下列說法正確的是()A．平衡時，氣體的總物質(zhì)的量為17molB．通入CO后，正反應速率漸漸增大C．反應前H2S物質(zhì)的量為6molD．CO的平衡轉化率為80%解析：利用三段式計算：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)起始/mol10n00變更/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錯誤；該反應前后氣體的物質(zhì)的量，始終為17mol，A正確；通入CO后瞬間正反應速率增大、平衡正向移動，正反應速率再漸漸減小，B錯誤；CO的轉化率＝eq\f(2,10)×100%＝20%，D錯誤。答案：A6.在肯定溫度下，將3molCO2和2molH2混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K＝________。(2)已知在700℃時，該反應的平衡常數(shù)K1＝0.6，則該溫度下反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K2＝________，反應eq\f(1,2)CO2(g)＋eq\f(1,2)H2(g)eq\f(1,2)CO(g)＋eq\f(1,2)H2O(g)的平衡常數(shù)K3＝________。(3)已知在830℃時，該反應的平衡常數(shù)K4＝1.0，則該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。(4)在830℃下，某時刻CO2的物質(zhì)的量為2mol，則此時v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。解析：(1)依據(jù)化學平衡常數(shù)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)由于上升溫度，該反應的平衡常數(shù)增大，故該反應為吸熱反應。CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）起始/mol3200變更/mol1111某時刻/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，反應應向正反應方向進行，所以v正>v逆。答案：(1)eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)(2)1.670.77(3)吸熱(4)>時間：40分鐘[A級基礎鞏固]1．下列關于化學平衡常數(shù)的說法正確的是()A．在任何條件下，化學平衡常數(shù)都是一個定值B．當變更反應物濃度時，化學平衡常數(shù)會發(fā)生變更C．化學平衡常數(shù)K與溫度、反應物濃度、體系的壓強都有關D．依據(jù)化學平衡常數(shù)K可以推斷一個可逆反應進行的程度答案：D2．將固體NH4I置于密閉容器中，在肯定溫度下發(fā)生下列反應：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應①的平衡常數(shù)的值為()A．9 B．16C．20 D．25解析：平衡時c(HI)＝4mol·L－1，HI分解生成H2的濃度為0.5mol·L－1，NH4I分解生成的HI的濃度為4mol·L－1＋(2×0.5mol·L－1)＝5mol·L－1，所以NH4I分解生成的NH3的濃度為5mol·L－1，所以反應①的平衡常數(shù)為K＝5mol·L－1×4mol·L－1＝20mol2·L－2。答案：C3．在20℃，5.05×105Pa條件下，密閉容器中進行反應2A(g)＋xB(g)4C(g)，達平衡時c(A)＝1.00mol·L－1，現(xiàn)將壓強減小到1.01×105Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18mol·L－1，則下列說法正確的是()A.x＞2B．若增大該體系的壓強，平衡向左移動，化學平衡常數(shù)變小C．若增大該體系的壓強，平衡向右移動，化學平衡常數(shù)不變D．反應的平衡常數(shù)表達式為K＝eq\f(c4（C）,c2（A）·c（B）)解析：由題意假設平衡不移動，則c(A)＝0.20mol·L－1，故減小壓強，平衡向正反應方向移動，正反應為氣體總體積增大的反應，x＝1，A錯誤；增大該體系的壓強，平衡向左移動，C錯誤；壓強對化學平衡常數(shù)不影響，化學平衡常數(shù)不變，B錯誤；反應的化學平衡常數(shù)表達式是K＝eq\f(c4（C）,c2（A）·c（B）)，D正確。答案：D4．在肯定溫度下，反應eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于()A．5% B．17%C．25% D．33%解析：設達到平衡時HX的轉化濃度為2xmol·L－1。eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)始/(mol·L－1)001變/(mol·L－1)xx2x平/(mol·L－1)xx1－2x由題意知，eq\f(1－2x,x\s\up6(\f(1,2))·x\s\up6(\f(1,2)))＝10解得x＝eq\f(1,12)，則HX的分解率為eq\f(2x,1)×100%＝eq\f(1,6)×100%≈17%。答案：B5．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·L－1)0.10.20平衡濃度/(mol·L－1)0.050.050.1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X＋3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600C．增大壓強使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D．變更溫度可以變更此反應的平衡常數(shù)解析：溫度為25℃，增大壓強，平衡常數(shù)不變，C項錯誤。答案：C6．在溫度t1和t2(t2＞t1)下，X2(g)和H2反應生成HX的平衡常數(shù)如下表：編號化學方程式K(t1)K(t2)①Br2(g)＋H2(g)2HBr(g)5.6×1079.3×106②I2(g)＋H2(g)2HI(g)4334下列說法不正確的是()A．①和②均是放熱反應B．相同條件下，平衡體系中HX所占的比例：①＞②C．其他條件不變時，增大壓強可提高X2的平衡轉化率D．其他條件不變時，上升溫度可加快HX的生成速率解析：A項，①依據(jù)勒夏特列原理，上升溫度，平衡向吸熱反應方向移動，化學平衡常數(shù)只受溫度影響，依據(jù)表格數(shù)據(jù)，平衡常數(shù)隨溫度的上升而降低，因此正反應為放熱反應，同理②也為放熱反應，正確；B項，平衡常數(shù)越大，說明反應進行的程度越大，因此HX所占的比例：①＞②，正確；C項，因為反應前后氣體系數(shù)之和相等，壓強對化學平衡無影響，錯誤；D項，上升溫度，反應速率加快，正確。答案：C[B級實力提升]7．(2024·全國卷Ⅰ)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.02。(1)H2S的平衡轉化率α1＝________%，反應平衡常數(shù)K＝________。(2)在620K重復試驗，平衡后水的物質(zhì)的量分數(shù)為0.03，H2S的轉化率α2________α1，該反應的ΔH________0。(填“>”“<”或“＝”)(3)向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是________(填序號)。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：(1)用三段式法計算：該反應是等氣體分子數(shù)反應，平衡時n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000轉化/mol0.010.010.010.01平衡/mol0.390.090.010.01α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。對于等氣體分子數(shù)反應，可干脆用物質(zhì)的量替代濃度計算平衡常數(shù)：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)總物質(zhì)的量不變，H2O的物質(zhì)的量分數(shù)增大，說明平衡向右移動，H2S的轉化率增大。即上升溫度，平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應。(3)平衡之后，再充入H2S，則CO2的轉化率增大，H2S的轉化率減小，A項錯誤；充入CO2，平衡向右移動，H2S的轉化率增大，B項正確；充入COS，平衡向左移動，硫化氫的轉化率減小，C項錯誤；充入氮氣，無論體積是否變更，對于氣體分子數(shù)相等的反應，平衡不移動，硫化氫的轉化率不變，D項錯誤。答案：(1)2.52.8×10－3(2)＞＞(3)B8．300℃時，將2molA和2molB兩種氣體混合加入2L密閉容器中，發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)ΔH，2min末反應達到平衡，生成0.8molD。(1)在2min末，A的平衡濃度為________________，B的轉化率為__________，0～2min內(nèi)D的平均反應速率為________________。(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝________。該溫度下化學平衡常數(shù)數(shù)值K1＝____________。已知350℃時K2＝1，則ΔH________0(填“>”或“<”)。(3)300℃，將該反應容器體積壓縮為1L，則A的轉化率________(填“增大”“減小”或“不變”)，緣由是___________________。若該條件下平衡常數(shù)為K3，則K3________K1(填“<”“>”或“＝”)，緣由是_____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)依據(jù)反應方程式3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)可知，生成0.8molD時，消耗A1.2mol，消耗B0.4mol，生成C0.8mol。故A的平衡濃度為(2－1.2)mol