高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 第三節(jié) 化學平衡 第3課時 化學平衡常數(shù)習題 新人教版選修4

1、第3課時 化學平衡常數(shù)課時訓練(時間:40分鐘)基礎過關1. 某溫度時,n2(g)+3h2(g)2nh3(g)的平衡常數(shù)k=a,則此溫度下,nh3(g)h2(g)+n2(g)的平衡常數(shù)為(a)a.b.c.a2d.a-2解析:某溫度時,n2(g)+3h2(g)2nh3(g)的平衡常數(shù)k=a,則該溫度下,2nh3(g)n2(g)+3h2(g)的平衡常數(shù)k1=,nh3(g)h2(g)+n2(g)的平衡常數(shù)為k2=(=。2.下列有關平衡常數(shù)的說法中,正確的是(d)a.改變條件,反應物的轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)也一定增大b.反應2no2(g)n2o4(g)h<0,升高溫度,該反應平衡常數(shù)增大c.對于給

2、定可逆反應,溫度一定時,其正、逆反應的平衡常數(shù)相等d.平衡常數(shù)為k=的反應,化學方程式為co2(g)+h2(g)co(g)+h2o(g)解析:若是壓強的改變,使反應物的轉(zhuǎn)化率增大,則平衡常數(shù)k不變,a錯誤;對2no2(g)n2o4(g)h<0,升高溫度,平衡常數(shù)k減小,b錯誤;對于給定可逆反應,溫度一定,其正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù),c錯誤。3.(2017·河南師范大學附中期中)已知:t 下的某一氣態(tài)平衡體系中含有x(g)、y(g)、z(g)、w(g)四種物質(zhì),此溫度下發(fā)生反應的平衡常數(shù)表達式為k=,有關該平衡的說法中正確的是(c)a.升高溫度,平衡常數(shù)k變大b.增大壓強,w

3、(g)物質(zhì)的量分數(shù)變大c.升溫,若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小,則正反應放熱d.增大x濃度,平衡向正反應方向移動解析:由k=,可知反應為2z(g)+2w(g)x(g)+2y(g),焓變未知,升高溫度,若平衡正向移動,k增大,若平衡逆向移動,k減小,a錯誤;增大壓強,平衡正向移動,w(g)物質(zhì)的量分數(shù)減小,b錯誤;升溫,若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小,可知升高溫度平衡逆向移動,則正反應放熱,c正確;x為生成物,增大x濃度,平衡向逆反應方向移動,d錯誤。4. 密閉容器中,用等物質(zhì)的量的a和b發(fā)生如下反應:a(g)+2b(g)2c(g),反應達到平衡時,若混合氣體中a和b的物質(zhì)的量之和與c的物質(zhì)

4、的量相等,則這時a的轉(zhuǎn)化率為(a)a.40% b.50%c.60% d.70%解析:設a、b起始物質(zhì)的量都為1 mol,a的轉(zhuǎn)化率為x。a(g)+2b(g) 2c(g)起始(mol):1 1 0轉(zhuǎn)化(mol):1×x2(1×x) 2(1×x)平衡(mol):1-x1-2x 2x平衡時a和b的物質(zhì)的量之和與c的物質(zhì)的量相等:(1-x)+(1-2x)=2x。解得x=0.4。5. 在反應2so2(g)+o2(g)2so3(g)中,有a mol so2和b mol o2參加反應,達到化學平衡狀態(tài)時有c mol so3生成,則so2在反應混合物中的體積分數(shù)為(d)a.% b

5、.%c.% d.%解析:a mol so2和b mol o2參加反應,達到化學平衡狀態(tài)時有c mol so3生成,則:2so2(g)+o2(g) 2so3(g)起始量(mol) a b 0轉(zhuǎn)化量(mol) c 0.5c c平衡量(mol) a-c b-0.5c c則so2在平衡混合物中的體積分數(shù)為%。6. 一定溫度下,反應n2(g)+3h2(g)2nh3(g)的反應熱和化學平衡常數(shù)分別為h和k,則相同溫度時反應4nh3(g)2n2(g)+6h2(g)的反應熱和化學平衡常數(shù)為(c)a.2h和2k b.-2h和k2c.-2h和 d.2h和-2k解析:n2(g)+3h2(g)2nh3(g)的反應熱為

6、h,故相同溫度時反應2nh3(g)n2(g)+3h2(g)的反應熱為-h,故4nh3(g)2n2(g)+6h2(g)的反應熱為-2h;n2(g)+3h2(g)2nh3(g)的化學平衡常數(shù)為k,故相同溫度時反應2nh3(g)n2(g)+3h2(g)的化學平衡常數(shù)為,故相同溫度時反應4nh3(g)2n2(g)+6h2(g)的化學平衡常數(shù)為()2=k-2。7. 分別在t1 k、t2 k、t3 k時,向三個500 ml的恒容密閉容器中均充入1 mol n2和2.5 mol h2,發(fā)生反應:n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h<0。實驗測得反應t min時n2的體積分數(shù)如圖所示。下列說法正確的

7、是(d)a.在t min時,和一定達化學平衡b.2v(nh3)=3v(n2)時,三容器均達到平衡狀態(tài)c.平衡后容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量最小d.已知t min時,中c(n2)=1 mol·l-1,此時反應平衡常數(shù)k=0.5解析:合成氨反應是放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,氮氣的體積分數(shù)增大,在t min時,的體積分數(shù)最小,說明反應沒有達化學平衡,a錯誤;化學反應速率之比不等于化學計量數(shù)之比,且沒有說明正、逆反應速率,b錯誤;由質(zhì)量守恒定律知,總質(zhì)量不變,該反應為體積縮小的反應,中n2的含量最大,總物質(zhì)的量最大,的平均相對分子質(zhì)量最小,c錯誤;t min時,中c(n2)=1 mo

8、l·l-1,反應的氮氣的濃度為 1 mol/l,平衡時氫氣的濃度為5 mol/l-3 mol/l=2 mol/l,氨氣的濃度為2 mol/l,k=0.5,d正確。8. (1)現(xiàn)有可逆反應2no2(g)n2o4(g)h<0,試根據(jù)下列圖像判斷t2、t3、t4時刻采取的措施(只改變一種外部條件)。t2: ; t3: ;t4:。 (2)已知:a(g)+2b(g)2c(g)h<0。此反應的平衡常數(shù)表達式k=,溫度降低,k值會(填“增大”“減小”或“不變”,下同),a的轉(zhuǎn)化率,化學反應速率。 解析:(1)t2:正反應速率不變、逆反應速率增大,平衡逆向移

9、動,因為與原來平衡點有接觸點,只能是通過增大濃度實現(xiàn),逆反應速率大于正反應速率,所以改變的條件是增大生成物n2o4濃度;t3:正、逆反應速率都減小,但逆反應速率大于正反應速率,平衡逆向移動,該反應的正反應是氣體計量數(shù)減小的放熱反應,改變的條件是減小壓強;t4:正、逆反應速率都增大,且正、逆反應速率相等,且該反應前后氣體計量數(shù)之和減小,所以改變的條件是使用催化劑。(2)k=,該反應的正反應是放熱反應,降低溫度平衡向放熱反應方向移動,生成物濃度增大、反應物濃度減小,化學平衡常數(shù)增大;溫度降低,單位體積內(nèi)活化分子百分數(shù)減小,反應速率減小,平衡正向移動,a的轉(zhuǎn)化率增大。答案:(1)增大n2o4的濃度減

10、小壓強使用催化劑(2)增大增大減小能力提升9.將固體nh4i置于密閉容器中,在某溫度下發(fā)生下列反應:nh4i(s)nh3(g)+hi(g)2hi(g)h2(g)+i2(g)當反應達到平衡時,c(h2)=0.5 mol/l,c(hi)=4 mol/l,則反應的化學平衡常數(shù)為(c)a.10b.15c.20d.25解析:平衡時c(hi)=4 mol/l,hi分解生成的h2的濃度為0.5 mol/l,nh4i分解生成的hi的濃度為4 mol/l+2×0.5 mol/l=5 mol/l,所以nh4i分解生成的nh3的濃度為5 mol/ l,所以反應的平衡常數(shù)k=c(nh3)·c(hi

11、)=5×4=20。10. 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)0.10.20平衡濃度(mol/l)0.050.050.1下列說法錯誤的是(c)a.反應達平衡時,x的轉(zhuǎn)化率為50%b.反應可表示為x(g)+3y(g)2z(g),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.當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時,該反應達到了化學平衡狀態(tài)解析:反應達到平衡狀態(tài)時,x的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%,a正確;根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,反應達到平衡狀態(tài)時c(x)=(0.1-0.05)mol/l=0.05 m

12、ol/l、c(y)=(0.2-0.05)mol/l=0.15 mol/l、c(z)=(0.1-0)mol/l=0.1 mol/l,同一反應中同一段時間內(nèi)各物質(zhì)濃度變化量之比等于其化學計量數(shù)之比,所以x、y、z的化學計量數(shù)之比=0.05 mol/l0.15 mol/l0.1 mol/l=132,其方程式為x(g)+3y(g)2z(g),化學平衡常數(shù)k=1 600,b正確;該反應正反應方向氣體體積減小,增大壓強平衡正向移動,化學平衡常數(shù)只與溫度有關,溫度不變,化學平衡常數(shù)不變,c錯誤;該反應正反應方向氣體物質(zhì)的量減小,反應前后氣體質(zhì)量總和不變,所以當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時,該反應達到了化

13、學平衡狀態(tài),d正確。11. 已知某化學反應的平衡常數(shù)表達式為k=,在不同的溫度下該反應的平衡常數(shù)如下表:t 7008008301 0001 200k1.671.111.000.600.38下列有關敘述不正確的是(c)a.該反應的化學方程式是co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g)b.上述反應的正反應是放熱反應c.若在1 l的密閉容器中通入co2和h2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ,此時測得co2為0.4 mol,該反應達到平衡狀態(tài)d.若平衡濃度符合關系式=,則此時的溫度為1 000 解析:依據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知反應物是一氧化碳和水,生成物是二氧化碳和氫氣,該反應的化學方

14、程式是co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g),a正確;表中數(shù)據(jù)分析,溫度越高,平衡常數(shù)越小,則反應是放熱反應,b正確;在1 l的密閉容器中: co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g)起始量(mol/l) 0 0 1 1變化量(mol/l) 0.6 0.6 0.6 0.65 min的量(mol/l) 0.6 0.6 0.4 0.4qc=<1,830 時qc不等于k,說明反應未達到平衡,c錯誤;關系式:=,得到=0.6,對照平衡常數(shù)可知溫度是1 000 ,d正確。12. 有如下的可逆反應:x(g)+2y(g)2z(g),現(xiàn)將x和y以12的體積比混合在密閉容器中,加壓到3&#

15、215;107pa,達到平衡后,已知平衡狀態(tài)時反應物的總物質(zhì)的量和生成物的總物質(zhì)的量相等,對應圖中坐標上的溫度是(c)a.100 b.200 c.300 d.不能確定解析:設開始加入的x和y的物質(zhì)的量分別為1 mol、2 mol,設達到平衡時,x轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x mol,則:x(g)+2y(g)2z(g)起始/mol 1 2 0轉(zhuǎn)化/mol x 2x 2x平衡/mol 1-x2-2x 2x所以有1-x+2-2x=2x,解得x=0.6,故x和y的轉(zhuǎn)化率均為×100%=60%,對應溫度為300 。13. 研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應:2no2(g)+na

16、cl(s)nano3(s)+clno(g)k1h<0 ()2no(g)+cl2(g)2clno(g) k2h<0()(1)4no2(g)+2nacl(s)2nano3(s)+2no(g)+cl2(g)的平衡常數(shù)k= (用k1、k2表示)。 (2)為研究不同條件對反應()的影響,在恒溫條件下,向2 l 恒容密閉容器中加入0.2 mol no和0.1 mol cl2,10 min時反應()達到平衡。測得10 min內(nèi)v(clno)=7.5×10-3 mol·l-1·min-1,則平衡后n(cl2)= mol,no的轉(zhuǎn)化率1=。其他條件保持不變,反

17、應()在恒壓條件下進行,平衡時no的轉(zhuǎn)化率21(填“>”“<”或“=”),平衡常數(shù)k2 (填“增大”“減小”或“不變”)。 解析:(1)2no2(g)+nacl(s)nano3(s)+clno(g)k1h<0()2no(g)+cl2(g)2clno(g)k2h<0()根據(jù)蓋斯定律,×2-可得:4no2(g)+2nacl(s)2nano3(s)+2no(g)+cl2(g),則該反應的平衡常數(shù)k=。(2)測得10 min內(nèi)v(clno)=7.5×10-3 mol·l-1·min-1,則n(clno)=7.5×10-

18、3 mol·l-1·min-1×10 min×2 l=0.15 mol,由方程式可知,參加反應的氯氣的物質(zhì)的量為0.15 mol×=0.075 mol,故平衡時氯氣的物質(zhì)的量為0.1 mol-0.075 mol=0.025 mol;參加反應的no的物質(zhì)的量為0.15 mol,則no的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%;正反應為氣體物質(zhì)的量減小的反應,恒溫恒容下,到達平衡時壓強比起始壓強小,其他條件保持不變,反應()在恒壓條件下進行,等效為在恒溫恒容下的平衡基礎上增大壓強,平衡正向移動,no轉(zhuǎn)化率增大,故轉(zhuǎn)化率2>1;平衡常數(shù)只受溫度影響

19、,溫度不變,平衡常數(shù)不變,即平衡常數(shù)k2不變。答案:(1)(2)0.02575%>不變14.(2017·陜西延安聯(lián)考)氨是重要的氮肥,合成原理為:n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-92.4 kj/ mol?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出平衡常數(shù)k的表達式,如果降低溫度,該反應k值(填“增大”“減小”或“不變”,下同),化學反應速率,n2的轉(zhuǎn)化率。 (2)在500 、20 mpa時,將n2、h2置于一個容積為2 l的密閉容器中發(fā)生反應,反應過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,回答下列問題:10 min內(nèi)以nh3表示的平均反應速率:。 在1020 min內(nèi),nh3濃度變化的原因可能是。 a.加了催化劑b.縮小容器容積c.降低溫度 d.增加nh3物質(zhì)的量第1次達到平衡的時間為 ,第2次達到平衡的時間為。 在反應進行至25 min時,曲線發(fā)