2023-2024學(xué)年高中化學(xué)人教版2019選擇性必修1課后習(xí)題 第二章第二節(jié)　第1課時　化學(xué)平衡狀態(tài)　化學(xué)平衡常數(shù)

第二節(jié)化學(xué)平衡第1課時化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)A級必備知識基礎(chǔ)練1.如圖是可逆反應(yīng)X+3Y2Z在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是()A.t2~t3時,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化B.t2時,反應(yīng)未達到限度C.t2~t3時,反應(yīng)已停止進行D.t1時,反應(yīng)只向正反應(yīng)方向進行2.關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是()A.只與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān)B.只與反應(yīng)的溫度有關(guān)C.與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān),并且會受到初始濃度的影響D.只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān),與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)3.(2020福建永安第三中學(xué)高二月考)對于反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常數(shù),下列說法正確的是()A.增大H2O(g)的濃度或減小H2的濃度,會使平衡常數(shù)減小B.改變反應(yīng)的溫度,平衡常數(shù)不一定變化C.K=cD.K=c4.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)為3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。一定條件下,在恒容密閉容器中,能表示上述反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A.3v(N2)=v(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合氣體密度保持不變D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶65.一定溫度下,反應(yīng)12H2(g)+12X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0molHX(g)通入容積為1.0L的密閉容器中,則該溫度下HX(g)的最大分解率為(A.5% B.16.7% C.25% D.33%6.關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是()A.增大反應(yīng)物濃度,平衡常數(shù)隨之增大B.兩種物質(zhì)反應(yīng),化學(xué)方程式的書寫方式不同,平衡常數(shù)不變C.溫度一定時,對于給定的化學(xué)反應(yīng),正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)D.濃度商Q<K,v(正)<v(逆)7.在一定溫度下的恒容密閉容器中,加入1molCO和1molH2O發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),達到平衡時測得n(H2)=0.5mol,下列說法不正確的是()A.在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1B.平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度無關(guān)C.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%D.平衡時n(H2O)為0.5mol8.二氧化硫是常用的化工原料,也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當前的重要研究內(nèi)容之一。硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題:(1)將2.0molSO2和1.0molO2置于10L密閉容器中,反應(yīng)達平衡后,體系總壓強為0.10MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于。

(2)平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)(填“>”“<”或“=”)K(B)。

B級關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中有一個或兩個選項符合題目要求9.(2021內(nèi)蒙古烏拉特前旗第一中學(xué))在一定溫度下,可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在容積固定的密閉容器中進行,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是()①單位時間內(nèi)生成nmolO2,同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2,同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1④混合氣體的密度不再改變⑤混合氣體的顏色不再改變A.①⑤ B.①③⑤C.②④ D.以上全部10.(2021河南高二期末)在容積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH的濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.0~9min內(nèi),用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.25mol·L1·min1B.3min時正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)剛好達到平衡C.該溫度下的平衡常數(shù)為4D.9min時的v逆(CH3OH)小于3min時的v正(CH3OH)11.(2021甘肅高二期末)某溫度時,向容積為1L的恒容密閉容器中加入1.8molX(g),發(fā)生反應(yīng):2X(g)M(g)。其中M(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.從反應(yīng)開始到剛達到平衡的時間內(nèi),v(X)=0.01mol·L1·s1B.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,可說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)C.該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1D.a、b兩時刻生成X的速率:v(a)<v(b)12.已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c(CO2)溫度/℃70080083010001200K1.671.111.000.600.38下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)B.830℃時,在密閉容器內(nèi)加入1molCO(g)和1molH2O(g),反應(yīng)達到平衡時,混合氣體中H2的體積分數(shù)為25%C.如果在一定容積的密閉容器中加入CO2和H2各1mol,5min后,溫度升高到830℃,此時測得CO2的物質(zhì)的量為0.4mol,則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)D.某溫度下,若平衡濃度符合下列關(guān)系式:c(CO213.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0.10.20平衡濃度0.050.050.1下列說法錯誤的是()A.反應(yīng)達到平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為50%B.反應(yīng)可表示為X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常數(shù)為800C.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(yīng)的平衡常數(shù)14.(2020河南洛陽第三中學(xué)高二月考)將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負對數(shù)(lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH>0B.A點對應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K=102.294C.30℃時,B點對應(yīng)狀態(tài)的v(正)>v(逆)D.NH3的體積分數(shù)不變時,該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)15.(2021云南楚雄天人中學(xué)高二月考)水煤氣(CO和H2)是合成甲醇的重要原料,它可用水蒸氣通過熾熱的炭層制得:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol1。(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為。

(2)上述反應(yīng)達到平衡后,將體系中的C(s)部分移走,正反應(yīng)速率(填“不變”“增大”或“減小”)。

(3)下列事實能說明該反應(yīng)在一定條件下已達到平衡狀態(tài)的有(填字母)。

A.壓強固定不變化B.氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化C.消耗H2O(g)的速率與消耗CO的速率相等D.H2O(g)、CO、H2的濃度相等E.固定容積下氣體密度不再變化F.v(H2O)=v(CO)(4)某溫度下,將4molH2O(g)和足量的碳充入2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng),C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),達到平衡時測得K=1,則此溫度下H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為。已知對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)可得壓強平衡常數(shù)(記作Kp),分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。若平衡時容器內(nèi)的壓強為p,則Kp=。

C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練16.(2021廣西高二月考)(1)反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH1,平衡常數(shù)為K1;反應(yīng)Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)ΔH2,平衡常數(shù)為K2;在不同溫度時K1、K2的值如下表:溫度700℃900℃K11.472.15K22.381.67①反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH,平衡常數(shù)為K,則ΔH=(用ΔH1和ΔH2表示),K=(用K1和K2表示)。

②能判斷CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母)。

A.容器中壓強不變B.混合氣體中c(CO)不變C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(CO)=c(CO2)(2)一定溫度下,向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體,發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH>0,CO2的濃度與時間的關(guān)系如圖所示。①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)為;若鐵粉足量,CO2的起始濃度為2.0mol·L1,10min達到平衡,則平衡時CO2的濃度為mol·L1,v(CO)為。

②下列措施中能使平衡時c(CO)c(CA.升高溫度B.增大壓強C.充入一定量的CO2D.再加入一定量鐵粉第1課時化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)1.At2~t3時,正、逆反應(yīng)速率相等,但反應(yīng)速率不為0,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),即反應(yīng)達到限度,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,A正確,B、C錯誤;t1時,正、逆反應(yīng)速率均不為0,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行的同時也向逆反應(yīng)方向進行,D錯誤。2.A化學(xué)平衡常數(shù)由兩個方面的因素決定:化學(xué)反應(yīng)本身和反應(yīng)體系的溫度,與初始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。3.D平衡常數(shù)隨溫度變化,不隨濃度變化,增大c(H2O)或減小c(H2),該反應(yīng)平衡常數(shù)不變,選項A錯誤;改變溫度,平衡常數(shù)一定變化,選項B錯誤;由于固體和純液體不寫入平衡常數(shù)表達式,平衡常數(shù)表達式為K=c4(H2)c4(4.CA項沒有指明是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);B項中都表示正反應(yīng)速率,等式任何時刻都成立,不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);C項在恒容密閉容器中,混合氣體的密度保持不變說明混合氣體的總質(zhì)量不變,可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài);D項平衡時濃度關(guān)系與起始濃度、轉(zhuǎn)化率有關(guān),濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。答案選C。5.B設(shè)轉(zhuǎn)化的H2的物質(zhì)的量濃度為xmol·L1。依據(jù)題意知:12H2(g)+12X2(g)起始/(mol·L1) 0 0 1.0變化/(mol·L1) x x 2x平衡/(mol·L1) x x 1.02x1.解之得x=112,得出HX的分解率為2xmol·L-11.0mol6.C平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,A錯誤;化學(xué)方程式的書寫方式不同,例如方程式的化學(xué)計量數(shù)變化,反應(yīng)的平衡常數(shù)隨之改變,B錯誤;正、逆反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物正好相反,所以正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù),C正確;濃度商Q<K時反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,所以v(正)>v(逆),D錯誤。7.BCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol 1 1 0 0變化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5由方程式及以上數(shù)據(jù)判斷可得,A、C、D項正確。平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度有關(guān),B項錯誤。8.答案(1)800(2)=解析(1)A點表示可逆反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達平衡狀態(tài),此時α(SO2)=0.80,所以建立平衡過程中SO2轉(zhuǎn)化濃度為2.0mol10L×0.80=0.16mol·L1,根據(jù)化學(xué)方程式可求得O2的轉(zhuǎn)化濃度為12×0.16mol·L1=0.08mol·L1,SO3生成濃度為0.16mol2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度/(mol·L1) 0.2 0.1 0變化濃度/(mol·L1) 0.16 0.08 0.16平衡濃度/(mol·L1) 0.04 0.02 0.16K=0.1(2)平衡狀態(tài)由A變到B時,條件的改變是增大壓強,溫度沒有變化,所以平衡常數(shù)不變,K(A)=K(B)。9.A①單位時間內(nèi)生成nmolO2,同時生成2nmolNO2,說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡;②單位時間內(nèi)生成nmolO2,同時生成2nmolNO,描述的都是正反應(yīng),不能說明反應(yīng)已達平衡;③化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,不能說明反應(yīng)已達平衡;④容器容積和氣體質(zhì)量始終不變,則混合氣體的密度始終不變,因此不能說明反應(yīng)已達平衡;⑤混合氣體的顏色不再改變,說明NO2濃度不變,反應(yīng)已達平衡。綜上所述,可作為平衡標志的有①⑤,A正確。10.BC從反應(yīng)開始到平衡生成甲醇0.75mol·L1,根據(jù)反應(yīng)方程式可知消耗氫氣2.25mol·L1,則用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=2.25mol·L-19min=0.25mol·L1·min1,故A正確;3min時物質(zhì)的濃度仍然在發(fā)生變化,正、逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)沒有達到平衡,故B錯誤;結(jié)合圖像可以計算,平衡時c(CH3OH)=c(H2O)=0.75mol·L1,c(CO2)=0.25mol·L1,c(H2)=0.75mol·L1,因此平衡常數(shù)K=0.75×0.750.25×0.753=163,故C錯誤;3min時沒有達到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進行,v正(CH3OH)>v逆(CH3OH),9min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),由于3min時的v正(CH3OH)大于9min時的v正(CH11.BD從反應(yīng)開始到剛達到平衡的時間內(nèi),v(X)=2v(M)=2×0.6mol·L-160s=0.02mol·L1·s1,故A錯誤;根據(jù)公式M=mn,反應(yīng)過程中混合氣體的質(zhì)量m不變,物質(zhì)的量n逐漸減小,平均摩爾質(zhì)量M不變,則說明n不再變化,則反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài),故B正確;該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.6(1.8-2×0.6)2=512.C平衡常數(shù)表達式中,分子中的物質(zhì)是生成物,分母中的物質(zhì)是反應(yīng)物,A項正確;根據(jù)“三段式”法分析。設(shè)容器容積為VL,平衡時反應(yīng)的CO為xmol。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/(mol·L1) 1V1V 變化/(mol·L1) x平衡/(mol·L1) 1因此xV·xV1-x則混合氣體中H2的體積分數(shù)為0.5mol1mol+1mol×由n(CO2)=0.4mol可推知,該狀態(tài)下,n(H2)=0.4mol、n(H2O)=0.6mol、n(CO)=0.6mol,Q=0.4V×0.4V0.6V×0.6V13.BC反應(yīng)達到平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為(0.1-0.05)mol·L-10.1mol·L-1×100%=50%,A正確;根據(jù)反應(yīng)速率之比=濃度變化量之比=化學(xué)計量數(shù)之比可知:Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=0.05∶0.15∶0.1=1∶3∶2,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+3Y2Z,K=c2(Z14.ABlgK越大,則平衡常數(shù)K越小,由題圖可知,隨溫度升高,平衡常數(shù)增大,則升高溫度平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故該反應(yīng)的ΔH>0,故A正確;A點lgK=2.294,則平衡常數(shù)K=102.294,故B正確;30℃時,B點未平衡,最終要達平衡狀態(tài),平衡常數(shù)的負對數(shù)要變大,所以此時的(lgQ)<(lgK),所以Q>K,B點濃度商大于平衡常數(shù),反應(yīng)向逆反應(yīng)進行,則B點對應(yīng)狀態(tài)的v(正)<v(逆),故C錯誤;反應(yīng)得到NH3、CO2的物質(zhì)的量之比為2∶1,反應(yīng)開始后氨氣體積分數(shù)始終不變,NH3的體積分數(shù)不變不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故D錯誤。15.答案(1)K=c(2)不變(3)ABCE(5)50%13解析(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為K=c((2)上述反應(yīng)達到平衡后,將體系中的C(s)部分移走,由于碳為固體,反應(yīng)物濃度不變,正反應(yīng)速率不變。(3)該反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),當壓強固定不變化,說明達到平衡,故A符合題意;該反應(yīng)是相對分子質(zhì)量減小的反應(yīng),當氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化,說明達到平衡,故B符合題意;消耗H2O(g)的速率為正反應(yīng),消耗CO的速率為逆反應(yīng),兩者速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,說明達到平衡,故C符合題意;H2O(g)、CO、H2的濃度相等,不能說明達到平衡,故D不符合題意;固定容積下,該反應(yīng)固體不斷消耗,氣體質(zhì)量不斷增加,氣體密度不斷增加,當氣體密度不再變化,說明達到平衡,故E符合題意;v(H2O)=v(CO),沒有說明是正反應(yīng)還是逆反應(yīng),因此不能說明達到平衡,故F不符合題意。綜上所述,答案為ABCE。(4)根據(jù)題意建立三段式得到C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)開始/mol x 4 0 0