2019高中化学第二章化学反应的方向、限度与速率2.2.1化学平衡常数平衡转化率精练鲁科版

2019高中化学第二章化学反应的方向、限度与速率2.2.1化学平衡常数平衡转化率精练鲁科版

化学平衡常数　平衡转化率A组　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.关于化学平衡常数的叙述中,正确的是(　　)A.只与化学反应本身和温度有关B.只与反应的温度有关C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数解析:大量实验证明,化学平衡常数决定于两个方面的因素:化学反应本身和反应体系的温度,与起始浓度等其他外界条件没有任何关系。答案:A2.反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1;反应HI(g)12H2(g)+12I2(g)的平衡常数为K2,则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)(　　)A.K1=2K2B.K1=K22C.K1=1K22D.K1=12K2解析:K1=[HI]2[H2][I2],K2=[H2]12[I2]12[HI]所以K1=1K22。答案:C3.在1000K时,已知反应Ni(s)+H2O(g)NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.0059。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,此反应(　　)A.已达平衡状态B.未达平衡状态,反应正向进行C.未达平衡状态,反应逆向进行D.无法确定解析:Q=c(H2)c(H2O)=1,Q>K,故反应未达平衡,向逆反应方向进行。答案:C4.一定温度下,在一密闭容器中,充入一定量的H2(g)和I2(g)发生如下反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),并达到平衡状态,此时H2的转化率是x%,向平衡混合体系中充入一定量的I2(g),重新达到平衡后H2的转化率将(　　)A.增大B.减小C.不变D.无法确定n解析:达到平衡时,浓度商与平衡常数相等,当再充入一定量的I2(g)时,Q小于K,反应又正向进行直到平衡,转化的H2的量增加,转化率增大。答案:A5.炼铁高炉中发生的基本反应之一为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH>0。下列说法不正确的是(　　)A.升高温度,平衡移动后达到新的平衡时平衡常数增大B.将高炉加高后,达到平衡时平衡常数增大C.将矿石粉碎不能使平衡常数增大D.平衡常数越大,尾气中CO含量越少,CO2含量越多解析:该反应为吸热反应,故升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;平衡常数只与温度有关,与反应时间无关,故增加高炉的高度,不能改变平衡状态;将矿石粉碎只能增大反应速率,却不能使平衡常数增大;该反应的平衡常数表达式为K=[CO2][CO],故平衡常数越大,尾气中CO含量越少,CO2含量越多。答案:B6.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1。当反应达平衡时,可能存在的数据是(　　)A.SO2为0.4mol·L-1,O2为0.2mol·L-1B.SO3为0.25mol·L-1C.SO2、SO3均为0.15mol·L-1D.SO3为0.4mol·L-1解析:A项数据表明,题中0.2mol·L-1的SO3完全转化为SO2和O2,即平衡时,[SO3]=0,这是不可能的;B项表明在题给浓度的基础上又有0.05mol·L-1SO2和0.025mol·L-1O2化合生成0.05mol·L-1SO3,这是可能的;C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05mol·L-1,这也是不可能的;D项数据表明SO2完全转化成了SO3,即平衡时[SO2]=0,[O2]=0,这也是不可能的。答案:B7.放热反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在温度T1时达到平衡,[CO]1=[H2O]1=1.0mol·L-1,其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至T2时,反应物的平衡浓度分别为[CO]2和[H2O]2,平衡常数为K2,则(　　)A.K2和K1的单位均为mol·L-1B.K2>K1C.[CO]2=[H2O]2D.[CO]1>[CO]2n解析:根据平衡常数表达式知A项错误;该反应是放热反应,升高温度平衡左移,所以K2K,故反应向左进行,可以达到平衡。(2)升高温度再达到化学平衡时,K=0.2(mol·L-1)-2<0.4(mol·L-1)-2,据K=[NH3]2[N2][H2]3知,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应。答案:(1)①向右进行　②向左进行(2)放热B组1.下列关于平衡常数的说法中,正确的是(　　)A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示B.化学平衡常数较大的可逆反应,所有反应物的转化率一定大C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关解析:平衡常数中的浓度都是平衡浓度,它受反应物自身的性质及温度影响,故A、D错;其大小可以描述反应的限度大小,故C正确;转化率不但受平衡常数的影响,而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响,故B错。答案:C2.在容积为1L的密闭容器中,将CO和水蒸气的混合气体加热到800℃时,有下列平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),且K=1,若用2molCO和10molH2O(g)相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为(　　)A.16.7%B.50%C.66.7%D.83.3%解析:在一定温度下,K是定值。　　　　　　　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度(mol·L-1)21000转化浓度(mol·L-1)aaaa平衡浓度(mol·L-1)2-a10-aaa则K=[CO2][H2][CO][H2O]=a2(2-a)(10-a)=1解得:a=53mol·L-1故CO的转化率为53mol·L-12mol·L-1×100%=83.3%。n答案:D3.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XYZ初始浓度/(mol·L-1)0.10.20平衡浓度/(mol·L-1)0.050.050.2则25℃时,反应X(g)+3Y(g)4Z(g)的平衡常数为(　　)A.500B.600C.1200D.256解析:25℃,K=[Z]4[X][Y]3=(0.2mol·L-1)40.05mol·L-1×(0.05mol·L-1)3=256,故D正确。答案:D4.把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X(g)+2Y(g)2Z(g)。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为(　　)A.a+b5×100%B.2(a+b)5b×100%C.2(a+b)5×100%D.a+b5a×100%解析:　　　　　　　　　X(g)　+　2Y(g)2Z(g)起始物质的量/molab0转化物质的量/molx2x2x平衡物质的量/mola-xb-2x2x据题意:(a-x)+(b-2x)=2x解得x=a+b5mol,故Y的转化率为(a+b5)mol×2bmol×100%=2(a+b)5b×100%。答案:B5.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=94。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。起始浓度甲乙丙nc(H2)/(mol·L-1)0.0100.0200.020c(CO2)/(mol·L-1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是(　　)A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol·L-1D.平衡常数的表达式为K=[H2O][CO][H2][CO2]解析:设甲容器中氢气和二氧化碳的转化率为x,则有(0.010x)2(0.010-0.010x)2=94,解得x=60%。乙容器在甲容器的基础上c(H2)增大了一倍,故乙中CO2的转化率大于60%,A正确;丙容器中H2和CO2的浓度是甲容器中H2和CO2的浓度的2倍,但所给反应是反应前后气体分子数不变的反应,故平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%,B正确;平衡时,甲中c(CO2)是0.0040mol·L-1,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.0080mol·L-1,故C错误;根据平衡常数表达式的书写方式,可知D正确。答案:C6.二氧化硫是常用的化工原料,也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:(1)将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于　　　　。 (2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)　　　　(填“>”“<”或“=”)K(B)。 解析:(1)A点表示可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡状态,此时α(SO2)=0.80,所以建立平衡过程中SO2转化浓度为2.0mol10L×0.80=0.16mol·L-1,根据化学方程式可求得O2的转化浓度为12×0.16mol·L-1=0.08mol·L-1,SO3生成浓度为0.16mol·L-1,即有　　　　　　　　　　　　2SO2+O22SO3n起始浓度/(mol·L-1)2.0101.0100转化浓度/(mol·L-1)0.160.080.16平衡浓度/(mol·L-1)0.040.020.16K=(0.16mol·L-1)2(0.04mol·L-1)2×0.02mol·L-1=800(mol·L-1)-1。(2)平衡状态由A变到B时,条件的改变是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B)。答案:(1)800(mol·L-1)-1(2)=