2023版高中化學(xué)人教版選擇性必修1 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第2課時 化學(xué)平衡常數(shù)

?第2課時化學(xué)平衡常數(shù)基礎(chǔ)過關(guān)練題組一化學(xué)平衡常數(shù)的含義及表達(dá)式1.(2022河南鄭州中原名校聯(lián)考)下列說法中正確的是()A.平衡常數(shù)的大小與起始濃度有關(guān)B.K值越大,反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越小C.通常,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大D.溫度越高,K值越大2.(2020湖南益陽箴言中學(xué)期末)已知可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式正確的是()A.K=c(N2C.K=c2(N3.(2021河南洛陽豫西名校聯(lián)考)反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)為K2,則K1、K2的關(guān)系為(平衡常數(shù)為同溫度下的測定值)()A.K1=2K2B.K1=K2C.K1=1K2D.K1=1題組二化學(xué)平衡常數(shù)的計算4.將4molSO2與2molO2充入4L的密閉容器中,在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),測得平衡時SO3的濃度為0.5mol·L-1。則此條件下的平衡常數(shù)K為()A.4B.0.25C.0.4D.0.25.在一定溫度下,下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值如下:①2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=2×1081③2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92以下說法正確的是()A.該溫度下,反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1=c(N2)·c(O2)B.該溫度下,反應(yīng)2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)為5×10-80C.該溫度下,反應(yīng)①、反應(yīng)②的逆反應(yīng)、反應(yīng)③產(chǎn)生O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2D.以上說法都不正確題組三平衡轉(zhuǎn)化率的理解與簡單計算6.在773K時,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=9,若CO、H2O的起始濃度均為0.020mol·L-1,則在此條件下CO的平衡轉(zhuǎn)化率是()A.60%B.50%C.75%D.25%7.某恒定溫度下,在一個2L的密閉容器中充入氣體A、氣體B,其濃度分別為2mol·L-1、1mol·L-1,且發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡狀態(tài),測得生成1.6molC,且反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比為5∶4。回答下列問題:(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為。

(2)B的轉(zhuǎn)化率為。

(3)增加C的量,A、B的轉(zhuǎn)化率(填“變大”“變小”或“不變”)。

能力提升練題組一化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.(2021北京二中學(xué)段考試)高爐煉鐵過程中發(fā)生反應(yīng):13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g),溫度/℃100011501300平衡常數(shù)K4.03.73.5下列說法正確的是()A.增加高爐的高度可以有效降低煉鐵尾氣中CO的含量B.由表中數(shù)據(jù)可判斷該反應(yīng):反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量C.為了使該反應(yīng)的K增大,可以在其他條件不變時,增大c(CO)D.1000℃下Fe2O3與CO反應(yīng),tmin達(dá)到平衡時c(CO)=2×10-3mol/L,則用CO表示該反應(yīng)的平均速率為2×10-2.在恒容密閉容器中,由CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在其他條件不變的情況下研究溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.平衡常數(shù)K=cB.該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小C.CO合成甲醇的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時c(題組二化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的分析與計算3.(2022湖南邵東一中月考)電石(主要成分為CaC2)是重要的基本化工原料。已知2000℃時,電石生產(chǎn)原理如下:①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1,平衡常數(shù)為K1;②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)ΔH2=bkJ·mol-1,平衡常數(shù)為K2。以下說法不正確的是()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1=c(Ca)·c(CO)B.2000℃時,反應(yīng)12Ca(g)+C(s)12CaC2(s)的平衡常數(shù)K=C.2000℃時增大壓強(qiáng),K1減小、K2增大D.2000℃時,2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJ·mol-14.(2022福建浦城期中)已知反應(yīng)2A(g)+B(g)nC(g)在恒容密閉容器中進(jìn)行,其平衡常數(shù)K(300℃)>K(350℃)。某溫度下,A的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.升高溫度,B的平衡轉(zhuǎn)化率減小C.平衡狀態(tài)由a變到b時,化學(xué)平衡常數(shù)K(b)小于K(a)D.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)5.已知:3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)ΔH>0,反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行。在700℃時,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與起始時n(CH4A.其他條件不變,n(CH4B.n(CH4)nC.b點對應(yīng)的平衡常數(shù)比a點的大D.a點對應(yīng)的NH3的體積分?jǐn)?shù)約為26%題組三壓強(qiáng)平衡常數(shù)6.(2022遼寧大連一中月考)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡時,體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示。已知:氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分?jǐn)?shù)。下列說法正確的是()A.550℃時,若充入惰性氣體,v正、v逆均減小,平衡不移動B.650℃時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25.0%C.T℃時,若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應(yīng)方向移動D.925℃時,若平衡時氣體總壓為p(總),用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=24.0p(總)7.在恒容密閉容器中,加入足量的MoS2和O2,僅發(fā)生反應(yīng):2MoS2(s)+7O2(g)2MoO3(s)+4SO2(g)ΔH。測得氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率與起始壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系如圖所示:(1)壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序為:

。

(2)若初始時通入7.0molO2,p2為7.0kPa,則A點平衡常數(shù)Kp=(用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算,分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),寫出計算式即可)。

題組四等效平衡8.一定條件下存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V,容器乙、丁體積都是V2;向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫;向乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無熱量交換),在一定溫度時開始反應(yīng)。圖1恒壓狀態(tài)圖2恒容狀態(tài)下列說法正確的是()A.圖1達(dá)平衡時,c(SO2):甲=乙B.圖1達(dá)平衡時,平衡常數(shù)K:甲<乙C.圖2達(dá)平衡時,所需時間:丙<丁D.圖2達(dá)平衡時,SO3的體積分?jǐn)?shù):丙>丁

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.C對于一個確定的反應(yīng),平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān),與起始濃度無關(guān),A錯誤;通常,K值越大,反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越大,B錯誤、C正確;對于一個放熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率越小,K值越小,D錯誤。2.C化學(xué)平衡常數(shù)是利用平衡狀態(tài)下物質(zhì)的平衡濃度計算的,K=生成物平衡濃度冪之積反應(yīng)物平衡濃度冪之積3.C反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1,則相同溫度下,反應(yīng)2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常數(shù)K2=1/K1,C項正確。4.A2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)初始: 4mol 2mol0轉(zhuǎn)化: 2mol 1mol2mol平衡: 2mol 1mol2mol平衡時c(SO2)=0.5mol·L-1,c(O2)=0.25mol·L-1,c(SO3)=0.5mol·L-1,則K=0.55.C由化學(xué)平衡常數(shù)的定義可知K1=c(N2)·c(O2)c2(NO),A項錯誤;該溫度下,反應(yīng)2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)為1K2=12×1081=5×10-82,B項錯誤;該溫度下,NO、H2O、CO2三種化合物分解產(chǎn)生O6.C設(shè)達(dá)到平衡時CO轉(zhuǎn)化的濃度為xmol·L-1,則平衡時c(CO)=c(H2O)=(0.020-x)mol·L-1,c(CO2)=c(H2)=xmol·L-1。K=c(CO2)·c(H7.答案(1)K=c2(D)c解析根據(jù)題意列“三段式”:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)起始量(mol):4 2 0 0變化量(mol): 1.2 0.8 1.6 0.8平衡量(mol): 2.8 1.2 1.6 0.8反應(yīng)前后壓強(qiáng)之比等于5∶4,恒溫恒容時,壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,即反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量之比為5∶4,則D為氣體,C為固體或純液體。(1)固體或純液體不寫入平衡常數(shù)表達(dá)式,則K=c2(D)c3(A)·c2(能力提升練1.B煉鐵尾氣的成分與高爐高度沒有關(guān)系,增加高爐的高度,不會降低尾氣中CO的含量,A錯誤;由題表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,所以該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量,B正確;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K只和溫度有關(guān),所以增大c(CO)不會改變K,C錯誤;1000℃下13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g),K=c(CO2)/c(CO)=4,平衡時c(CO)=2×10-3mol/L,c(CO2)=8×10-3mol/L,因為方程式中CO和CO2的化學(xué)計量數(shù)相等,所以CO的平均速率為8×10-32.D該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=c(CH3OH)c(CO)·c2(H2),A項錯誤;由圖像可知在T2溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡,反應(yīng)速率比T1溫度下快,則有T2>T1,從圖像的縱坐標(biāo)分析可得溫度降低,平衡向正反應(yīng)方向移動,則平衡常數(shù)增大,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),B項、C項錯誤;處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2的過程中,平衡向逆反應(yīng)方向移動,3.C已知①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1,則其平衡常數(shù)表達(dá)式為K1=c(Ca)·c(CO),A正確;已知②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)的平衡常數(shù)為K2,則反應(yīng)12Ca(g)+C(s)12CaC2(s)的平衡常數(shù)K=K2,B正確;對于確定的反應(yīng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),則2000℃時增大壓強(qiáng),K1、K2均不變,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,①×2-②得2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJ·mol-1,D正確。4.CK(300℃)>K(350℃),可知溫度升高,平衡逆向移動,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),B的平衡轉(zhuǎn)化率減小,A、B正確;平衡狀態(tài)由a變到b時,A的平衡轉(zhuǎn)化率增大,但溫度沒變,則化學(xué)平衡常數(shù)不變,即K(b)=K(a),C錯誤;由題圖可知,增大壓強(qiáng)平衡正向移動,則反應(yīng)前后氣體體積不同,氣體總質(zhì)量不變,根據(jù)M=m氣n氣,5.B由題圖可知,其他條件不變時,n(CH4)n(N2)越大,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越低,A錯誤;CH4和N2的物質(zhì)的量之比不變時,升溫,平衡正向移動,NH3的體積分?jǐn)?shù)增大,B正確;對于確定的反應(yīng),平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以題圖中各點對應(yīng)的平衡常數(shù)相同,C錯誤;a點CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為22%,n(3CH4(g)+2N2(g)3C(s)+4NH3(g)起始量/mol 3 4 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.66 0.44 0.88平衡量/mol 2.34 3.56 0.88NH3的體積分?jǐn)?shù)為0.88mol(26.B由于反應(yīng)在體積可變的恒壓密閉容器中進(jìn)行,550℃時,若充入惰性氣體,容器的容積增大,使CO2、CO的濃度減小,因此v正、v逆均減小,相當(dāng)于減壓,化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動,即題述平衡向正反應(yīng)方向移動,A錯誤;根據(jù)圖像可知在650℃時,反應(yīng)達(dá)平衡時CO的體積分?jǐn)?shù)是40.0%,CO2的體積分?jǐn)?shù)是60.0%,假設(shè)平衡時氣體總物質(zhì)的量是1mol,則反應(yīng)產(chǎn)生CO0.4mol,剩余CO20.6mol,反應(yīng)產(chǎn)生0.4molCO消耗CO2的物質(zhì)的量是0.2mol,因此CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.2mol÷(0.6mol+0.2mol)×100%=25.0%,B正確;T℃時,平衡時CO2和CO的體積分?jǐn)?shù)都是50.0%,若充入等體積的CO2和CO,化學(xué)平衡不移動,C錯誤;925℃時,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=p2(CO)7.答案(1)p1>p2>p3(2)21177解析(1)溫度相同時,增大壓強(qiáng),該平衡正向移動,氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率增大,所以壓強(qiáng):p1>p2>p3。(2)若初始時通入7.0molO2,p2為7.0kPa,A點氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則A點n(O2)=7.0mol×(1-50%)=3.5mol,