2020版高中化学课时分层作业9化学平衡常数 人教版选修4

2020版高中化学课时分层作业9化学平衡常数 人教版选修4

课时分层作业(九)‎ ‎ (建议用时：40分钟)‎ ‎[基础达标练]‎ ‎1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)‎ A．K＝　　 B．K＝ C．K＝ D．K＝ D　[固体的浓度为常数，不写入表达式中。]‎ ‎2．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K。下列条件的变化中，能使K值发生变化的是(　　)‎ A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系的压强 C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂 C　[化学平衡常数只受温度的影响，温度变化，K值才发生变化；平衡常数的大小与浓度、压强以及是否使用催化剂无关。]‎ ‎3．2 000 K时，反应CO(g)＋O2(g) CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为(　　)‎ A. B.K2‎ C. D. C　[平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应：K＝，K′＝，所以K′＝。]‎ ‎4．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F22HF　K＝1047；②H2＋Cl22HCl　K＝1017；③H2＋Br22HBr　K＝109；④H2＋I22HI　K＝1。比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是 (　　)‎ A．①②③④ B．④②③①‎ C．①④③② D．无法确定 A　[K越大，反应程度越大。]‎ ‎5．已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。‎830 ℃‎时，向一个‎2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达到平衡。下列说法不 7‎ 正确的是(　　)‎ 温度/℃‎ ‎700‎ ‎830‎ ‎1 200‎ K值 ‎1.7‎ ‎1.0‎ ‎0.4‎ A．达到平衡后，B的转化率为50%‎ B．增大压强，正、逆反应速率均加快 C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动 D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1‎ C　[平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，D项正确。]‎ ‎6．汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是(　　)‎ A．温度T下，该反应的平衡常数K＝ B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小 C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂 D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH＜0‎ A　[A.由曲线a可知，达到平衡时c(N2)＝c1 mol/L，则生成的c(NO)＝2(c0－c1) mol/L，故K＝＝。B.反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为c1 mol/L。D.若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH＞0。]‎ ‎7．在密闭容器中，给一氧化碳和水蒸气的气体混合物加热，在催化剂存在下发生反应：CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。在‎500 ℃‎时，平衡常数K 7‎ ‎＝9。若反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.02 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率为(　　)‎ A．25%　　　　　　 B．50%‎ C．75% D．80%‎ C　[依据化学平衡，设CO的转化浓度为x mol·L－1，列三段式：‎ ‎　　　　 　 CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)‎ 起始量(mol·L－1)　0.02　　0.02　　　　0　　　0‎ 转化量(mol·L－1)　x　　　　x　　　　　x　　 x 平衡量(mol·L－1)　0.02－x　0.02－x　　x　　 x 平衡常数K＝＝＝9，解得：x＝0.015；CO的转化率＝×100%＝75%。]‎ ‎8．将4 mol SO2(g)与2 mol O2(g)放入‎4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。则此条件下的平衡常数K为(　　)‎ A．4 B．0.25‎ C．0.4 D．0.2‎ A　[　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ 初始(mol)：　　4　　　　2　　　　0‎ 转化(mol)：　　2　　　　1　　　　2‎ 平衡(mol)：　　2　　　　1　　　　2‎ 平衡时各物质的浓度：c(SO2)＝0.5 mol·L－1，c(O2)＝0.25 mol·L－1，c(SO3)＝0.5 mol·L－1，K＝＝＝4。]‎ ‎9．在‎80 ℃‎时，将0.4 mol的四氧化二氮气体充入‎2 L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：‎ ‎　　　t/s c/(mol/L)　　‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎60‎ ‎80‎ ‎100‎ c(N2O4)‎ ‎0.20‎ a ‎0.10‎ c d e c(NO2)‎ ‎0.00‎ ‎0.12‎ b ‎0.22‎ ‎0.22‎ ‎0.22‎ 反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。‎ ‎(1)该反应的化学方程式为_______________________________________，‎ 表中b________c(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(2)20 s时，N2O4的浓度为________mol/L,0～20 s内N2O4的平均反应速率为____________。‎ 7‎ ‎(3)该反应的平衡常数表达式为K＝________，在‎80 ℃‎时该反应的平衡常数K值为________(保留2位小数)。‎ ‎(4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡________(填字母序号)。‎ A．N2O4的转化率越大 B．NO2的产量越大 C．N2O4与NO2的浓度之比越大 D．正反应进行的程度越大 ‎[解析]　(1)根据题中信息，知 ‎　　　　　　　 N2O4(g)2NO2(g)‎ 开始浓度/(mol/L): 0.20 0‎ ‎20 s时/(mol/L): 0.14 0.12‎ ‎40 s时/(mol/L): 0.10 0.20‎ ‎60 s时/(mol/L): 0.09 0.22(此时达到平衡)‎ ‎80 s时/(mol/L): 0.09 0.22‎ 所以b>c。‎ ‎(2)20 s时c(N2O4)＝0.14 mol/L，‎ v(N2O4)＝＝ ‎＝0.003 mol/(L·s)。‎ ‎(3)平衡时K＝＝≈0.54。‎ ‎(4)K值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应进行越完全，反应物转化率越大，故A、B、D正确。‎ ‎[答案]　(1)N2O4(g)2NO2(g)　＞‎ ‎(2)0.14　0.003 mol/(L·s)‎ ‎(3)　0.54‎ ‎(4)ABD ‎10．(1)K值大小与温度的关系是温度升高，K值________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。‎ ‎(2)在一体积为‎10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在‎850 ℃‎时发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。CO和H2O浓度变化如图所示，则前4 min的平均反应速率v(CO)＝________mol·L－1·min－1。‎ 7‎ ‎(3)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________，‎850 ℃‎时当反应进行到4 min时即达到平衡状态，这时化学平衡常数的值为________。‎ ‎[解析]　(2)v(CO)＝ mol·L－1·min－1。‎ ‎(3)　　　　 　CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)‎ c始/(mol·L－1)　0.2　　　0.3　　　 　0　　　0‎ Δc/(mol·L－1)　0.2－0.08　0.3－0.18　0.12　0.12‎ c平/(mol·L－1)　0.08　　　0.18　　　 0.12　0.12‎ K＝＝1。‎ ‎[答案]　(1)可能增大也可能减小 ‎(2)0.030　(3)　1‎ ‎[能力提升练]‎ ‎11．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生以下反应：2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0。T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：‎ 时间/s ‎0‎ ‎500‎ ‎1 000‎ ‎1 500‎ c(N2O5)/mol·L－1‎ ‎5.00‎ ‎3.52‎ ‎2.50‎ ‎2.50‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A．500 s内，N2O5的分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1‎ B．T1温度下的平衡常数K1＝125，平衡时N2O5的转化率为50% ‎ 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K15.00 mol·L－1‎ C　[该反应为吸热反应，温度越高，K值越大。]‎ ‎12．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：‎ 温度/ ℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ 平衡常数 ‎1.7‎ ‎1.1‎ ‎1.0‎ ‎0.6‎ ‎0.4‎ ‎830 ℃‎时，向一个‎2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1。下列说法正确的是(　　)‎ A．4 s时c(B)为0.76 mol·L－1‎ 7‎ B．‎830 ℃‎达平衡时，A的转化率为80%‎ C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D．1 ‎200 ℃‎时反应C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常数的值为0.4‎ B　[A项，4 s时Δc(A)＝v(A)·Δt＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol·L－1，则Δc(B)＝0.02 mol·L－1，则4 s时c(B)＝－0.02 mol·L－1＝0.38 mol·L－1，错误；C项，由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，错误；D项中的反应是题干中已知反应的逆反应，故1 ‎200 ℃‎时，K(逆)＝＝＝2.5，错误。]‎ ‎13．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 ‎(　　)‎ A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量 B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝ mol/(L·min)‎ C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆 D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小 C　[T1比T2先达到平衡，说明T1>T2(温度高反应速率快，达到平衡需要的时间短)。温度高，达到平衡比温度低达到平衡时X的浓度大，说明升温平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热反应(正反应是放热反应)。M点的反应程度比W点的反应程度小，故反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，A错误。选项B是X的反应速率的计算式，Y的反应速率是X的反应速率的一半，B错误。M点消耗的X比N点消耗的X多，消耗的X生成的Y也多，故M点逆反应速率大于N点逆反应速率，由于M点是平衡点，所以M点的正、逆反应速率相等，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C正确。M点时再加入一定量X，相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，反应物X的转化率增大，D错误。]‎ ‎14．对于可逆反应CO＋H2O(g)CO2＋H2，回答下列问题：‎ ‎(1)830 K时，若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。‎ ‎(2)830 K，若只将起始时c(H2O)改为6 mol·L－1，则水蒸气的转化率为________。‎ ‎(3)若830 K时，起始浓度c(CO)＝a mol·L－1，c(H2O)＝b mol·L－1，H2的平衡浓度c(H2‎ 7‎ ‎)＝c mol·L－1，则：‎ ‎①a、b、c之间的关系式是________；‎ ‎②当a＝b时，a＝________c。‎ ‎[解析]　在以下计算中，各浓度单位均为mol·L－1。‎ ‎(1)　　　　　 　CO＋H2O(g) CO2＋H2‎ 起始浓度　　　　2　 　3　　　　　0　　0‎ 转化浓度　　　　1.2　 1.2　　　 1.2 　1.2‎ 平衡浓度　　　　0.8　 1.8　　　 1.2　 1.2‎ K＝＝1，α(H2O)＝×100%＝40%。‎ ‎(2)设CO的转化浓度为x ‎　　　 　CO＋H2O(g)CO2＋H2‎ 起始浓度　　2　　6　　　　 0　 0‎ 转化浓度　　x　　 x　　　　x　 x 平衡浓度　　2－x　6－x　　　x　 x K＝＝1，解得x＝1.5 mol·L－1，‎ 则α(H2O)＝×100%＝25%。‎ ‎(3)　　　　　CO＋H2O(g)CO2＋H2‎ 起始浓度　　　a　　　b　　　　0　　0‎ 转化浓度　　　c　　　c　　　　c　　c 平衡浓度　　 a－c　　b－c　　　c　　c ＝1，化简得c＝，因为a＝b，所以a＝‎2c。‎ ‎[答案]　(1)40%　1　(2)25%　(3)①c＝　②2‎ 7‎