2019-2020学年高中化学课时作业8化学平衡常数含解析 人教版选修4

2019-2020学年高中化学课时作业8化学平衡常数含解析 人教版选修4

课时作业8　化学平衡常数 基础训练 ‎1．关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　)‎ A．化学平衡常数与温度无关 B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变 C．化学平衡常数等于某时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 D．温度一定，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数 解析：A项，化学平衡常数只与温度有关；B项，平衡常数与化学方程式的书写形式有关；C项，K表达式中各物质的浓度均为平衡浓度；D项，根据K的表达式，推知正、逆反应的平衡常数互为倒数。‎ 答案：D ‎2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s) CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　)‎ A．反应①的平衡常数K1＝ B．反应③的平衡常数K＝ C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小 解析：在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现在平衡常数表达式中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；对于反应③，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH<0，C错误；对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。‎ 答案：B ‎3．PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g) 　ΔH<0。有关数据如下：‎ 10‎ ‎‎ ‎ PCl3(g) ‎ Cl2(g) ‎ PCl5(g)‎ 初始浓度/mol·L－1‎ ‎ 2.0 ‎ ‎1.0 ‎ ‎0‎ 平衡浓度/mol·L－1‎ ‎ c1‎ ‎ c2‎ ‎ 0.4‎ 下列判断不正确的是(　　)‎ A．10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol·L－1·min－1‎ B．当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡 C．升高温度，反应的平衡常数减小，则平衡时PCl3的转化率升高 D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)<0.2 mol·L－1‎ 解析：由题意可知c1＝1.6，c2＝0.6。A项，v(Cl2)＝(1.0 mol·L－1－0.6 mol·L－1)/10 min＝0.04 mol·L－1·min－1；B项，反应达平衡时Cl2的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol；C项，正反应是放热反应，所以升高温度，K减小，平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率降低；D项，平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2相当于压强减小一半，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)<0.2 mol·L－1。‎ 答案：C ‎4．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g) 2N2(g)＋6H2(g)反应热和化学平衡常数为(　　)‎ A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2‎ C．－2ΔH和K－2 D．2ΔH和－2K 解析：正逆反应的ΔH数值相等，符号相反，写化学计量数扩大或缩小倍数时，ΔH也随之扩大或缩小相同倍数，故4NH3(g) 2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；正逆反应的化学平衡常数互为倒数，所以2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为，则4NH3(g) 2N2(g)＋6H2(g)的化学平衡常数为()2＝K－2。‎ 答案：C ‎5．(2019年阳泉十五中高二上学期考试)在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：‎ 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ 10‎ 平衡浓度/mol·L－1‎ ‎0.05‎ ‎0.05‎ ‎0.1‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．反应达到平衡时，X的转化率为50%‎ B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600‎ C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析：X的转化率为×100%＝50%，A正确；根据表中的数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2可推导出：X＋3Y2Z，其平衡常数为＝1 600，B正确；增大压强不可能使平衡常数增大，平衡常数只随温度的改变而改变，C错误，D正确。‎ 答案：C ‎6．(2019年长春实验中学联考)某固定容积为1L的密闭容器中，1 mol A(g)与1 mol B(g)在催化剂作用下加热到500℃发生反应：A(g)＋B(g) C(g)＋2D(s) 　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，v正增大，v逆减小 B．平衡后再加入1 mol B，上述反应的ΔH增大 C．通入稀有气体，压强增大，平衡向逆反应方向移动 D．若B的平衡转化率为50%，则该反应的平衡常数等于2‎ 解析：升高温度，v正和v逆都增大，A项错误；平衡移动与ΔH的变化无关，B项错误；通入稀有气体，压强增大，但反应物和生成物浓度均保持不变， 平衡不移动，C项错误；B的平衡转化率为50%，容器容积为1 L，则平衡时，c(B)＝0.5 mol·L－1，c(A)＝0.5 mol·L－1，c(C)＝0.5 mol·L－1，则K＝＝＝2，D项正确。‎ 答案：D ‎7．合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0具有重要的意义。‎ ‎(1)该反应的化学平衡常数表达式是K＝________。‎ ‎(2)该反应的化学平衡常数K与温度T的关系如下表所示：‎ 10‎ T/K ‎473‎ ‎573‎ ‎673‎ ‎…‎ K ‎4.4×10－2‎ ‎ K1 ‎ K2‎ ‎ …‎ 其中，K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。‎ 解析：(1)根据平衡常数的定义，该反应平衡常数表达式为。(2)正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，根据平衡常数的表达式可知K1>K2。‎ 答案：(1)　(2)>‎ 提高训练 ‎8．一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6 mol CO2 和8 mol H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 　 ΔH＝ －49.0 kJ·mol－1，测得n(H2)随时间的变化如曲线Ⅰ所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应在0～8 min内CO2 的平均反应速率是0.375 mol·L－1·min－1‎ B．保持温度不变，若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行 C．保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2 和4 mol H2，则平衡时H2的体积分数等于20%‎ D．改变条件得到曲线Ⅱ、Ⅲ，则曲线Ⅱ、Ⅲ改变的条件分别是升高温度、充入氦气 解析：A.由图中曲线I可知，该反应在0～8 min内氢气的变化量为6 mol，则二氧化碳的变化量为2 mol，该反应在0～8 min内CO2的平均反应速率是＝0.125 mol·L－1·min－1，A不正确；B.由图中曲线I可知，该反应在8 min达到平衡，反应混合物中有4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)，保持温度不变，若起始时向上述容器中充入4 mol CO2、2 mol H2、2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，相当于在原平衡状态减少1 mol H2O(g)，则此时反应向正反应方向进行，B正确；C.原平衡混合物中H2‎ 10‎ 的体积分数等于20%，保持温度不变，若起始时向上述容器中充入3 mol CO2和4 mol H2，相当于对原平衡减压，平衡逆向移动，则平衡时H2的体积分数大于20%，C不正确；D.该反应为放热反应，改变条件后，化学反应速率都加快了，但是Ⅱ的平衡向左移动、Ⅲ的平衡向右移动，所以曲线Ⅱ改变的条件是升高温度、曲线Ⅲ改变的条件是增大压强，D不正确。‎ 答案：B ‎9．(2019年山东淄博摸底考试)向恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，气体颜色变深。如图表示该反应平衡时有关物理量Y随某条件X(其他条件不变)变化的规律。X、Y分别是(　　)‎ A．温度T，逆反应速率v B．温度T，气体的密度ρ C．压强p，平衡常数K D．压强p，N2O4的转化率α 解析：升高温度，正、逆反应速率均增大，A项错误；气体的总质量不变，容器体积不变(恒容)，则升高温度，气体的密度不变，B项错误；平衡常数K仅受外界因素温度的影响，故增大压强，K不变，C项错误；增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率降低，D项正确。‎ 答案：D ‎10．(2019年合肥中学联考)已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) 　ΔH＝Q kJ·mol－1；在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是(　　)‎ ‎ 温度(℃) ‎ 容器体积 ‎ CO转化率 ‎ 平衡压强(p)‎ ‎① ‎ ‎200 ‎ V1 ‎ ‎50% ‎ p1‎ ‎② ‎ ‎200 ‎ V2 ‎ ‎70% ‎ p2‎ ‎③ ‎ ‎350‎ ‎ V3 ‎ ‎50% ‎ p2‎ 10‎ A.反应速率：③>①>②‎ B．平衡时体系压强：p1∶p2 ＝5∶4‎ C．若容器体积V1>V3，则Q<0‎ D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%‎ 解析：根据表中所给数据可知，容器①和容器②温度相同，但是容器②中CO转化率大，说明p2>p1，容器②与容器③中压强相等，且容器③中温度高于容器②中温度，则反应速率③>②>①，A选项错误；容器①和容器②的温度相同，但容器①和容器②的体积不同，不能确定压强之比，B选项错误；若容器①和容器③的温度相同，且V1>V3，则实验③与实验①相比，平衡正向移动，平衡时CO的转化率大，而实际上实验③和实验①中CO的转化率相同，故升高温度时，平衡逆向移动，所以正反应一定为放热反应，即Q<0，C选项正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，则相当于增大压强，平衡正向移动，CO的转化率大于70%，D选项错误。‎ 答案：C ‎11．(2019年山东潍坊模拟)已知：2CH3COCH3(1) CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应，测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应 B．升高温度能提高反应物的平衡转化率 C．在a点时，曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等 D．化学反应速率的大小顺序为：d>b>c 解析：曲线Ⅰ比曲线Ⅱ变化快，说明曲线Ⅰ的温度高，故A错误；曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高，但是曲线Ⅰ的转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，故B错误；曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，‎ 10‎ 所以曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数不相等，故C错误；反应开始反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，因为曲线Ⅰ的温度高所以，b处速率大于c处，故D正确。‎ 答案：D ‎12．在一定温度下，反应H2(g)＋X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为 ‎1．0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于(　　)‎ A．5% B．17%‎ C．25% D．33%‎ 解析：当方程式改变方向时K会变为原来的倒数，故HX(g) H2(g)＋X(g)的K＝，达到平衡时分解率最大，所以设分解的HX为a mol，则生成H2为 mol，X2为 mol，K＝＝，a＝，故最大分解率接近于17%。‎ 答案：B ‎13．(2019年山西大同模拟)在恒温、恒容条件下发生下列反应：2X2O5(g) 4XO2(g)＋O2(g) ΔH>0，T温度下的部分实验数据为：‎ t/s ‎0‎ ‎ 50 ‎ ‎100‎ ‎ 150‎ c(X2O5)mol/L ‎4.00‎ ‎ 2.50 ‎ ‎2.00 ‎ ‎2.00‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．T温度下的平衡常数为K＝64(mol/L)3，100 s时转化率为50%‎ B．50 s内X2O5分解速率为0.03 mol·(L·s)－1‎ C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1>K2‎ D．若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变 解析：A.由表中数据可知，100 s时处于平衡状态，平衡时c(X2O5)＝2 mol/L，则：‎ ‎2X2O5(g)===4XO2(g)＋O2(g)‎ 起始浓度(mol/L): 4 0 0‎ 变化浓度(mol/L): 2 4 1‎ 平衡浓度(mol/L): 2 4 1‎ 10‎ T温度下平衡常数K＝＝＝64(mol/L)3，100 s时转化率为×100%＝50%，故A正确；B.50 s内X2O5浓度变化量为(4－2.5)mol/L＝1.5 mol/L，50 s内X2O5分解速率＝＝0.03 mol/(L·s)，故B正确；C.T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若温度T1＞T2，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，则K1＞K2，故C正确；D.恒容条件下，随反应进行容器内压强增大，若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，平衡时X2O5的转化率增大，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误。‎ 答案：D ‎14．(2014年高考·山东卷)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：‎ ‎2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g)　K1　‎ ΔH1＜0 (Ⅰ)‎ ‎2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K2　ΔH2＜0 (Ⅱ)‎ ‎(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。‎ ‎(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________mol，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)反应(Ⅰ)×2－反应(Ⅱ)即得到反应：4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，利用平衡常数定义可知，该反应的平衡常数K＝。‎ ‎(2)平衡时容器中n(ClNO)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 mol，则平衡后n(Cl2)＝0.1 mol－×0.15 mol＝0.025 mol；NO的转化率＝×100%＝75%；若恒压下达到平衡，相当于将原平衡加压，平衡正向移动，NO的转化率增大；平衡常数只与温度有关，恒压下达到平衡的平衡常数与原平衡常数相等；因该反应为放热反应，‎ 10‎ 升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。‎ 答案：(1) ‎(2)2.5×10－2　75%　＞　不变　升高温度 ‎15．高温下CuO和CO发生如下反应：CuO(s)＋CO(g) Cu(s)＋CO2(g)。‎ 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：‎ 温度/℃‎ ‎1 000‎ ‎1 150‎ ‎1 300‎ 平衡常数 ‎4.0‎ ‎3.7‎ ‎3.5‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。‎ ‎(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Cu、CuO、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO平衡转化率＝________。‎ ‎(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。‎ A．减少Cu的量 B．增加CuO的量 C．移出部分CO2 D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 解析：(1)因CuO、Cu为固体，所以K＝；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，即升高温度，平衡逆向移动，故ΔH＜0。‎ ‎(2)1 000 ℃时，Qc＝＝1＜4.0，故反应向正反应建立平衡状态，设CO的转化率为x，则有K＝＝4.0，得x＝60%，所以v(CO2)＝＝0.006 mol·L－1·min－1。‎ ‎(3)欲提高CO的转化率，应使平衡向正反应方向移动，故C正确。‎ 答案：(1)　＜‎ ‎(2)0.006 mol·L－1·min－1　60%　(3)C 探究创新 ‎16．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：‎ ‎①NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)；‎ 10‎ ‎②2HI(g) H2(g)＋I2(g)。‎ 达到平衡时，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·L－1，则此温度下，反应①的平衡常数为(　　)‎ A．9 B．16‎ C．20 D．25‎ 解析：平衡时，c(H2)＝0.5mol·L－1，则②中反应掉的HI为1 mol·L－1，而此时c(HI)＝4 mol·L－1，所以①反应生成了c(HI)＝(1＋4)mol·L－1＝5 mol·L－1，且生成的NH3和HI的浓度相等，故反应①的平衡常数为c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。‎ 答案：C 10‎