2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第2節(jié)第1課時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率作業(yè)含解析魯科版選修4

PAGE5-化學(xué)平衡常數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率(建議用時(shí)：40分鐘)1．反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為()A．K＝eq\f([CO][H2],[C][H2O]) B．K＝eq\f([C][H2O],[CO][H2])C．K＝eq\f([CO][H2],[H2O]) D．K＝eq\f([H2O],[CO][H2])C[平衡常數(shù)是反應(yīng)產(chǎn)物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，純固體和純液體不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中。]2．在肯定溫度下的某容積可變的密閉容器中，存在化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能確定該可逆反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變更B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)形成2molH—O鍵B[反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，B項(xiàng)正確。該反應(yīng)無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)都不會(huì)變更，A項(xiàng)錯(cuò)誤。C選項(xiàng)中的描述均表示正反應(yīng)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，1molH—H鍵斷裂的同時(shí)都會(huì)形成2molH—O鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．某溫度下，2A(g)＋B(g)3C(g)的平衡常數(shù)K＝1.0，下列說(shuō)法正確的是()A．K隨溫度的變更而變更，K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大B．K越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大C．對(duì)于某一可逆反應(yīng)，在任何條件下K均為肯定值D．K越大，化學(xué)反應(yīng)的速率越大A[平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，且平衡常數(shù)越大，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，故A正確；K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，轉(zhuǎn)化率越大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；K值與溫度有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；K值大小與反應(yīng)速率大小無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)()A．已達(dá)平衡狀態(tài)B．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行D．無(wú)法確定C[Q＝eq\f(cH2,cH2O)＝1＞0.0059，故反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行。]5．向某密閉容器中通入N2O4(g)，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，達(dá)到平衡后，保持溫度不變，再通入適量N2O4(g)，待反應(yīng)達(dá)到新的平衡時(shí)，與原平衡相比，eq\f([NO2]2,[N2O4])的變更狀況()A．變大 B．不變C．變小 D．無(wú)法確定B[溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)K不變，即eq\f([NO2]2,[N2O4])不變。]6．2000K時(shí)，反應(yīng)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則該溫度下反應(yīng)2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為()A．KB.eq\f(1,K)C．K2D.eq\f(1,K2)D[由反應(yīng)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，可知反應(yīng)CO2(g)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)為eq\f(1,K)，由平衡常數(shù)表達(dá)式得：eq\f(1,K)＝eq\f([CO][O2]\f(1,2),[CO2])①。2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′＝eq\f([CO]2[O2],[CO2]2)②，將①式進(jìn)行平方即得②式，則K′＝eq\f(1,K2)。]7．298K時(shí)，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K＝1×10－30；②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K＝2×1081(mol·L－1)－1；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K＝4×10－92mol·L－1，則常溫下，NO、H2O、CO2這三種化合物分解放氧的傾向最大的是()A．① B．②C．③ D．無(wú)法推斷A[由可逆反應(yīng)中正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)可知：①2NO(g)N2(g)＋O2(g)K＝1×1030；②2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)K＝5×10－82mol·L－1；③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K＝4×10－92mol·L－1；平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，因此反應(yīng)①即NO分解放氧的傾向最大。]8．某溫度下，將0.10molH2(g)和0.10molI2(g)充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得[H2]＝0.0080mol·L－1。則反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K為()A．1.0 B．0.75C．0.5 D．0.25D[依據(jù)題意知：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)起始量/(mol·L－1)0.0100.0100變更量/(mol·L－1)0.00200.00200.0040平衡量/(mol·L－1)0.00800.00800.0040K＝eq\f([HI]2,[H2][I2])＝eq\f(0.0040mol·L－12,0.0080mol·L－1×0.0080mol·L－1)＝0.25。]9．在2L的密閉容器中，把4molA和2molB混合，在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋2B(g)4C(g)＋2D(g)，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，生成1.6molC，計(jì)算此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)________，A的轉(zhuǎn)化率________。[解析]3A(g)＋2B(g)4C(g)＋2D(g)初始濃度/(mol·L－1) 2 1 0 0變更濃度/(mol·L－1) 0.6 0.4 0.8 0.4平衡濃度/(mol·L－1) 1.4 0.6 0.8 0.4K＝[C]4[D]2/{[A]3[B]2}＝(0.8mol·L－1)4×(0.4mol·L－1)2/{(1.4mol·L－1)3×(0.6mol·L－1)2}≈0.066mol·L－1α(A)＝0.6mol·L－1/2mol·L－1×100%＝30%。[答案]0.066mol·L－130%[老師備選]煤化工中常需探討不同溫度下的平衡常數(shù)、產(chǎn)率及不同投料比對(duì)反應(yīng)方向的影響等問(wèn)題。已知反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變更如表所示：溫度/℃4005008301000平衡常數(shù)K10910.6試回答下列問(wèn)題。(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________。(2)在相同條件下，為增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，該反應(yīng)應(yīng)在________(填“高溫”或“低溫”)條件下進(jìn)行。(3)在830℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，按下表中的物質(zhì)的量將各物質(zhì)投入恒容反應(yīng)器中，其中向正反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)有________(填序號(hào))。選項(xiàng)ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232[解析](1)K＝eq\f([H2][CO2],[CO][H2O])。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，K越小，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低，所以為增大反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，該反應(yīng)應(yīng)在低溫條件下進(jìn)行。(3)830℃時(shí)，K＝1。A項(xiàng)，Q＝eq\f(2×3,1×5)＝1.2＞1，反應(yīng)逆向進(jìn)行；B項(xiàng)，Q＝eq\f(1×1,2×2)＝eq\f(1,4)＜1，反應(yīng)正向進(jìn)行；C項(xiàng)，Q＝eq\f(0×0,3×3)＝0＜1，反應(yīng)正向進(jìn)行；D項(xiàng)，Q＝eq\f(1×1,0.5×2)＝1＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。[答案](1)eq\f([H2][CO2],[CO][H2O])(2)低溫(3)BC10．某溫度時(shí)，可逆反應(yīng)X(g)＋Y(g)Z(g)的平衡常數(shù)K＝1.0(mol·L－1)－1。若該溫度下反應(yīng)物的初始濃度c0(X)＝4mol·L－1，c0(Y)＝amol·L－1，達(dá)到平衡后[Z]＝2mol·L－1，則a為()A．1 B．2C．3 D．4C[依據(jù)“三段式”法分析：X(g)＋Y(g)Z(g)起始/(mol·L－1)4a轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)222平衡/(mol·L－1)2a則K＝eq\f([Z],[X][Y])＝eq\f(2mol·L－1,2mol·L－1×a－2mol·L－1)＝1.0(mol·L－1)－1，解得：a＝3。]11．已知某溫度下可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)，反應(yīng)物的初始濃度分別為c0(M)＝1mol·L－1，c0(N)＝2.4mol·L－1；達(dá)到平衡后，M的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則此時(shí)平衡常數(shù)K的數(shù)值為()A．0.25 B．0.5C．1 D．2B[依據(jù)“三段式”法分析：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)起始/(mol·L－1)12.400轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.60.60.60.6平衡/(mol·L－1)0.41.80.60.6K＝eq\f([P][Q],[M][N])＝eq\f(0.6mol·L－1×0.6mol·L－1,0.4mol·L－1×1.8mol·L－1)＝0.5。]12．肯定溫度下，將2molA和2molB兩種氣體混合放入體積為2L的密閉剛性容器中，發(fā)生反應(yīng)3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，2min末反應(yīng)達(dá)到平衡，生成0.8molD，并測(cè)得C的物質(zhì)的量濃度為0.4mol·L－1，下列說(shuō)法正確的是()A．x的值為1B．A的平衡轉(zhuǎn)化率為40%C．此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值等于0.5D．A和B的平衡轉(zhuǎn)化率相等C[平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為0.8mol，與D相等，則x的值為2；平衡時(shí)A消耗了1.2mol，則其平衡轉(zhuǎn)化率為60%；此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(0.4mol·L－12×0.4mol·L－12,0.8mol·L－1×0.4mol·L－13)＝0.5；由于未依據(jù)對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)系數(shù)之比投料，所以A、B的平衡轉(zhuǎn)化率不相等。故選C項(xiàng)。]13．某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2molY(g)發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋mY(g)3Z(g)平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是()A．m＝2B．兩次平衡的平衡常數(shù)相同C．X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1D．其次次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4mol·L－1D[A.依據(jù)再次加入1molZ(g)，平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變，可知該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，因此m＝2。B.由于溫度沒(méi)有變更，故兩次平衡的平衡常數(shù)不變。C.因?yàn)槭且罁?jù)化學(xué)方程式中系數(shù)之比充入的反應(yīng)物，因此二者的平衡轉(zhuǎn)化率相等。D.該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，因此反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量與反應(yīng)前一樣，都為4mol，而平衡后Z的體積分?jǐn)?shù)為10%，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為4mol×10%＝0.4mol，容器體積為2L，Z的濃度為0.2mol·