2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第2節(jié)第2課時化學(xué)平衡常數(shù)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊

PAGE7-第2課時化學(xué)平衡常數(shù)A級·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2。則反應(yīng)：H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)為(D)A．K1＋K2 B．K－K2C．K1×K2 D．eq\f(K1,K2)2．T℃時，在3L的密閉容器中充入4mol光氣(COCl2)，發(fā)生反應(yīng)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)，同時還發(fā)生反應(yīng)2CO(g)2C(s)＋O2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得CO(g)和C(s)的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol，則該溫度下，CO(g)＋Cl2(g)COCl2(g)的平衡常數(shù)K為(D)A．eq\f(1,9) B．2C．eq\f(1,3) D．eq\f(1,2)解析：T℃時，在3L的密閉容器中充入4mol光氣，同時發(fā)生的反應(yīng)還有2CO(g)2C(s)＋O2(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得CO(g)和C(s)的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol，設(shè)消耗COCl2(g)物質(zhì)的量為xCOCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)起始量(mol)400變更量(mol)xxx平衡量(mol)4－xxx2CO(g)2C(s)＋O2(g)起始量(mol)x00變更量(mol)110.5平衡量(mol)210.5x＝3mol則平衡濃度為COCl2(g)為eq\f(1,3)mol·L－1，Cl2(g)為1mol·L－1，CO(g)為eq\f(2,3)mol·L－1。COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K′＝eq\f(\f(2,3)×1,\f(1,3))＝2，則該溫度下，Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(1,2)。3．在密閉容器中充入SO2與18O2發(fā)生反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱))2SO3，反應(yīng)一段時間后，含18O的物質(zhì)是(D)A．只有O2 B．只有SO2C．SO2和O2 D．SO2、O2和SO3解析：反應(yīng)過程中化學(xué)鍵斷裂，存在原子有S、16O、18O，原子重新組合生成物質(zhì)，反應(yīng)是可逆的，最終SO3、SO2、O2中都含18O。4．肯定條件下，可逆反應(yīng)2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四種狀態(tài)中，處于平衡狀態(tài)的是(D)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率A．v(A)＝2mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1B．v(A)＝2mol·L－1·min－1v(C)＝2mol·L－1·min－1C．v(A)＝1mol·L－1·min－1v(B)＝2mol·L－1·min－1D．v(A)＝1mol·L－1·min－1v(C)＝1.5mol·L－1·min－1解析：同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計量數(shù)之比，C物質(zhì)的逆反應(yīng)速率是1.5mol·L－1·min－1，A的逆速率為1mol·L－1·min－1，A的正速率為1mol·L－1·min－1，所以A的正逆速率相等，D項正確。5．下列關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的說法中正確的是(B)A．在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)都是一個定值B．化學(xué)平衡常數(shù)K可以推斷一個可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度C．化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度、反應(yīng)物濃度、體系的壓強(qiáng)都有關(guān)D．當(dāng)變更反應(yīng)物的濃度時，化學(xué)平衡常數(shù)肯定會發(fā)生變更解析：化學(xué)平衡常數(shù)可推斷一個反應(yīng)進(jìn)行的程度，K越大，正向進(jìn)行程度越大，化學(xué)平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與濃度、壓強(qiáng)、催化劑等無關(guān)，故選B。6．對于可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反應(yīng)物中化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)都變更的是(C)A．加入SO2 B．運用催化劑C．上升溫度 D．增大壓強(qiáng)解析：化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，不受濃度、壓強(qiáng)、催化劑影響，C項符合題意。7．已知反應(yīng)A(g)＋2B(g)C(g)，在密閉容器中充入A、B、C三種氣體，至建立化學(xué)平衡后，在溫度不變更的前提下將體積縮小eq\f(2,3)，則該反應(yīng)此時的平衡常數(shù)(D)A．增大為原來的3倍 B．增大為原來的2倍C．增大為原來的9倍 D．不變解析：化學(xué)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度不變，則平衡常數(shù)不變。8．汽車尾氣處理的反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1。下列說法正確的是(C)A．上升溫度可使v(正)增大、v(逆)減小B．運用高效催化劑可提高該反應(yīng)的反應(yīng)熱C．反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，v(正)(NO)＝2v(逆)(N2)D．消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)解析：上升溫度可使v(正)增大、v(逆)增大，故A錯誤；運用催化劑對ΔH無影響，故B錯誤；反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，v(正)(NO)＝2v(正)(N2)＝2v(逆)(N2)，所以反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等，可能平衡，也可能不平衡，故D錯誤。9．有關(guān)反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的說法不正確的是(A)A．達(dá)到平衡時，N2、H2、NH3分子數(shù)之比為1︰3︰2B．達(dá)到平衡時，v(正)＝v(逆)≠0C．達(dá)到平衡時，N2轉(zhuǎn)化率不行能為100%D．上升溫度可提高反應(yīng)速率解析：當(dāng)體系達(dá)到平衡狀態(tài)時，N2、H2、NH3分子數(shù)之比可能為1︰3︰2，也可能不是1︰3︰2，與各物質(zhì)的初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故A錯誤；達(dá)到平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)仍在進(jìn)行，所以正、逆反應(yīng)速率不等于零，故B正確；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，氮氣不行能100%轉(zhuǎn)化，故C正確；溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以上升溫度可以提高反應(yīng)速率，故D正確。10．已知在25℃①N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1＝1×10－30②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列說法正確的是(C)A．NO分解反應(yīng)NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)為1×10－30B．依據(jù)K2的值可以推斷常溫下H2和O2很簡單反應(yīng)生成H2OC．常溫下，NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向依次為NO>H2O>CO2D．2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)的平衡常數(shù)K＝K2－K1解析：NO分解反應(yīng)NO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(\r(cN2)·\r(cO2),cNO)＝eq\r(\f(1,K1))＝eq\r(\f(1,10－30))＝1015，故A錯誤；化學(xué)平衡常數(shù)表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，但不表示反應(yīng)難易程度，故B錯誤；化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值越大，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值漸漸削減，則化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行傾向由大到小的依次為NO>H2O>CO2，故C正確；反應(yīng)②－反應(yīng)①可得2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，則平衡常數(shù)K＝eq\f(K2,K1)，故D錯誤。二、非選擇題11．在肯定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變更時：①混合氣體的壓強(qiáng)，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，⑦某種氣體的百分含量(1)能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__①③④⑦_(dá)_。(2)能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__⑤⑦_(dá)_。(3)能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__①②③④⑦_(dá)_。(4)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__①②③__。B級·實力提升練一、不定項選擇題(每小題有1個或2個選項符合題意)1．O3是一種很好的消毒劑，具有高效、干凈、便利、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒實力。常溫常壓下發(fā)生的反應(yīng)如下：反應(yīng)①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常數(shù)為K2；總反應(yīng)：2SO33O2ΔH<0平衡常數(shù)為K。下列敘述正確的是(BC)A．降低壓強(qiáng)，總反應(yīng)K增大B．K＝K1×K2C．適當(dāng)升溫，可提高消毒效率D．當(dāng)2v正(O3)＝3v逆(O3)時，反應(yīng)達(dá)到平衡解析：平衡常數(shù)只受溫度的影響，降低壓強(qiáng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故A錯誤；由蓋斯定律可知反應(yīng)①＋②可得總反應(yīng)，則K＝K1×K2，故B錯誤；適當(dāng)升溫，反應(yīng)①平衡正向移動、反應(yīng)②平衡逆向移動，使游離氧原子濃度增大，則可提高消毒效率，故C正確；當(dāng)v正(O3)＝v逆(O3)時，反應(yīng)達(dá)到平衡，故D錯誤。2．在肯定溫度下將1molCO和1mol水蒸氣放入一固定容積的密閉容器中，反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)達(dá)平衡后，得到0.6molCO2；再通入0.3mol水蒸氣，達(dá)到新平衡后，CO2的物質(zhì)的量可能是__C__A．0.9mol B．0.8molC．0.7mol D．0.6mol解析：加入0.3mol水蒸氣使原平衡向右移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率減小。原平衡時CO、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率都為60%，故達(dá)到新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率大于60%，H2O(g)的轉(zhuǎn)化率小于60%，即1mol×60%＜n(CO2)＜1.3mol×60%，故0.6mol＜n(CO2)＜0.78mol。本題選C。3．將V1mL0.1mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液與2mL0.1mol·L－1KI溶液混合，待充分反應(yīng)后，下列方法可證明該反應(yīng)具有肯定限度的是(B)A．若V1<1、加入淀粉B．若V1≤1、加入KSCN溶液C．若V1≥1、加入AgNO3溶液D．加入Ba(NO3)2溶液解析：發(fā)生反應(yīng)為：2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2，由反應(yīng)可知，①V1＝1mL，說明兩者恰好完全反應(yīng)。②V1<1說明硫酸鐵不足，假如加入KSCN溶液，溶液呈紅色，證明溶液中存在平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，說明溶液中存在鐵離子，則反應(yīng)是可逆反應(yīng)。③V1>1說明KI不足，但生成的I2與水反應(yīng)生成HI，也能與AgNO3反應(yīng)，故不能說明反應(yīng)是可逆反應(yīng)。4．已知298.15K時，可逆反應(yīng)Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常數(shù)K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的濃度均為0.10mol·L－1，則反應(yīng)進(jìn)行的方向是(A)A．向右進(jìn)行 B．向左進(jìn)行C．處于平衡狀態(tài) D．無法推斷解析：Q＝eq\f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq\f(0.10mol·L－1,0.10mol·L－1)＝1<K＝2.2，故反應(yīng)未達(dá)到平衡，反應(yīng)向右進(jìn)行。二、非選擇題5．(1)肯定條件下，向容積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)ΔH(298K)＝＋49.4kJ·mol－1。試驗測得：達(dá)到平衡狀態(tài)時，汲取熱量19.76kJ。則①達(dá)到平衡時混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的__1.2__倍。②該條件下反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填序號)__D__。A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)B．混合氣體的密度不變C．c(CH3OH)＝c(H2O)D．混合氣體的總物質(zhì)的量不變(2)在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱QkJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－32QkJ·mol－1__。解析：(1)①吸熱19.76kJ，依據(jù)方程式可以求得，反應(yīng)的甲醇有eq\f(19.76kJ,49.4kJ·mol－1)＝0.4mol，則CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH(298K)＝＋49.4kJ·mol－1反應(yīng)前(mol)1300反應(yīng)了(mol)0.40.40.41.2平衡后(mol)0.62.60.41.2平衡后，混合氣體的壓強(qiáng)是原來的eq\f(0.6＋2.6＋0.4＋1.2,1＋3)＝1.2倍。②v正(CH3OH)＝v正(CO2)，不能體現(xiàn)正逆反應(yīng)速率相等，故A錯誤；體積不變，反應(yīng)物和生成物都是氣體，所以密度恒久不變，故B錯誤；甲醇和水蒸氣濃度相等，確定于加入的量，與是否平衡無關(guān)，故C錯誤；反應(yīng)前后氣體體積不同，所以氣體總物質(zhì)的量不變說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確。(2)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱QkJ。32g甲醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為32QkJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－32QkJ·mol－1。6．某溫度下，在一密閉容器中充入肯定量CO2，并加入足量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)，測得CO2和CO濃度隨時間的變更如圖所示：(1)0～8min，v(CO)＝__0.0625__mol·L－1·min－1。(2)已知：反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K2。不同溫度時K1、K2的值如下表：溫度/KK1K9731.472.3811732.151.67依據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K。①溫度為973K時：K＝__0.62__。②溫度為1173K時：K＝__1.29__。解析：(1)v(CO)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.50mol·L－1,8min)＝0.0625mol·L－1·min－1。(2)Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)K1＝eq\f(cCO,cCO2)；Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)K2＝eq\f(cH2,cH2O)；而CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(cH2O·cCO,cCO2·cH2)＝eq\f(K1,K2)，故973K時，K＝eq\f(K1,K2)＝eq\f(1.47,2.38)≈0.62；1173K時，K＝eq\f(2.15,1.67)≈1.29。7．在80℃時，將0.4mol的四氧化二氮氣體充入2L已抽成真空的固定容積的密閉容器中，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：時間(s)c(mol·L－1)020406080100c(N2O4)0.20a0.10cdec(NO2)0.00