人教版高中化学选修4练习：第二章第三节第3课时代学平衡常数含答案
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
第3课时 代学平衡常数
1．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发生变化的是( )
A．将C(s)的表面积增大 B．增大体系压强
C．升高体系温度 D．使用合适的催化剂
解析：平衡常数K只与温度有关，与浓度、压强、是否使用催化剂无关。
答案：C
2．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
解析：化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
答案：A
3．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是( )
A．K1＋K2 B．K1－K2
C．K1×K2 D.
解析：K1＝，K2＝，第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。
答案：D
4．对于反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)，下列说法中正确的是( )
A．由于K＝，随着反应的进行，Z的浓度不断增大，X、Y的浓度不断减小，平衡常数不断增大
B．当温度不变时，增大反应物的浓度，使K变小
C．可逆反应达到平衡时，逆反应便立即停止了
D．温度发生变化，上述反应的K值也发生变化
解析：平衡常数K只与温度有关，D项正确。
答案：D
5．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol，下列说法不正确的是( )
A．在该温度下平衡常数K＝1
B．平衡常数与反应温度无关
C．CO的转化率为50%
D．其他条件不变改变压强平衡不移动
解析：
由方程式及以上数据判断可得，A、C、D项均正确。平衡常数与反应温度有关，B项错。
答案：B
6. 在一定温度下，将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。
(1)该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
(2)已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K1＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝________，反应 CO2(g)＋ H2(g) CO(g)＋ H2O(g)的平衡常数K3＝________。
(3)已知在830 ℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)在830 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。
解析：(1)根据化学平衡常数的概念K＝。(2)K2＝＝＝≈1.67，K3＝＝＝≈0.77。(3)由于升高温度，该反应的平衡常数增大，故该反应为吸热反应。
所以c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(H2O)＝0.5 mol·L－1，c(CO2)＝1 mol·L－1，c(H2)＝0.5 mol·L－1故＝
v(逆)。
答案：(1) (2)1.67 0.77 (3)吸热 (4)>
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
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，它仅受温度的影响，A、D错误；化学平衡常数大小可以描述反应的限度，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，B错误。
答案：C
2．只改变一个影响因素，平衡常数K
与化学平衡移动的关系叙述错误的是( )
A．K值不变，平衡可能移动
B．K值变化，平衡一定移动
C．平衡移动，K值可能不变
D．平衡移动，K值一定变化
解析：平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；K值变化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D错误。
答案：D
3．放热反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。其他条件不变，升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则( )
A．若增大CO浓度，K2和K1都增大
B．K2＞K1
C．c2(CO)＝c2(H2O)
D．c1(CO)＞c2(CO)
解析：升高温度，该平衡左移，c2(CO)>c1(CO)，K1>K2，因为K只与温度有关，与浓度无关，则增大CO浓度不会影响K1、K2。
答案：C
4．在20 ℃，5.05×105 Pa条件下，密闭容器中进行反应2A(g)＋xB(g)4C(g)，达平衡时c(A)＝1.00 mol·L－1，现将压强减小到1.01×105 Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18 mol·L－1，
则下列说法正确的是( )
A. x＞2
B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小
C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变
D．反应的平衡常数表达式为K＝
解析：由题意假设平衡不移动，则c(A)＝0.20 mol·L－1，故减小压强，平衡向正反应方向移动，正反应为气体总体积增大的反应，x＝1，A错误；增大该体系的压强，平衡向左移动，C错误；压强对化学平衡常数不影响，化学平衡常数不变，B错误；反应的化学平衡常数表达式是K＝，D正确。
答案：D
5．在高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数K＝。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变为正值
B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
C．升高温度，逆反应速率减小
D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2
解析：因为该可逆反应的化学平衡常数K＝，可得出该反应的化学方程式为CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，D项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，
A项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入惰性气体使压强增大，H2浓度不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C项错误。
答案：A
6．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
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＋3Y2Z，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：温度为25 ℃，增大压强，平衡常数不变，C项错误。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(15分)已知Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1，平衡常数为K。测得在不同温度下，K值如下表：
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)若500 ℃时进行上述反应，CO2起始浓度为2 mol·L－1，CO的平衡浓度为________。
(2)方程式中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700 ℃时上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有( )
A．缩小反应器体积 B．通入CO2
C．升高温度到900 ℃ D．使用合适的催化剂
解析：(1)设500 ℃时CO的平衡浓度为x mol·L－1，则
则K＝＝＝1，解得x＝1。故CO的平衡浓度为1 mol·L－1。(2)由表格中数据可知，温度越高K值越大，推知温度升高平衡向正方向移动，故此反应的正反应为吸热反应，即a大于0。(3)A项，缩小反应器体积，平衡不移动，错误；B项，通入CO2，平衡向右移动，正确；C项，升高温度时，平衡向右移动，正确；D项，使用催化剂不会使平衡发生移动，错误。
答案：(1)1 mol·L－1 (2)大于 (3)BC
8．(20分)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
试回答下列问题：
(1)在800 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的是________(选填A、B、C、D、E)。
选项
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(2)在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在500 ℃下经过30 s达到平衡，则30 s内CO的平均反应速率为________。
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)2CO(g) 平衡常数K，K的表达式为________。
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) 平衡常数K1，
CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 平衡常数K2，
则K、K1、K2之间的关系是________。
解析：(1)反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800 ℃时反应平衡常数为1。A项，K＝＝＝1.2，大于1，反应向逆反应进行，错误；B项，K＝＝＝0.25，小于1，反应向正反应进行，正确；C项，开始只有CO、H2，反应向正反应进行，正确；D项，K＝＝＝1，处于平衡状态，错误；E项，K＝＝＝，小于1，反应向正反应进行，正确。
(2)在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气，在
500 ℃下经过30 s达到平衡，设CO的浓度变化量为c，用三段式法表示出平衡时各组分的浓度：
代入500 ℃时反应平衡常数，有K＝＝＝9，解得c＝7.5 mol·L－1，则30 s内CO的平均反应速率＝＝0.25 mol·L－1·s－1。
(3)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)2CO(g)，K的表达式为K＝；反应 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数K1＝；反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数K2＝；K＝＝。
答案：(1)BCE (2)0.25 mol·L－1·s－1 (3)K＝ K＝
9．(17分)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：
①2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)(298 K时，K1＝2.95×1011)。
②2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)(298 K时，K2
＝1.71×1022)。
(1)写出反应①的平衡常数表达式K＝________。
(2)条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是________。
(3)在一定压强下，测得反应①的实验数据如下表：
500
600
700
800
1.5
45
33
20
12
2
60
43
28
15
3
83
62
37
22
根据表中数据分析：
a．温度升高，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
b．提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)]，对生成乙醇________(填“有利”或“不利”)。
解析：(1)根据平衡常数的定义知反应①的K＝。(2)因K2＝1.71×1022>K1＝2.95×1011，由平衡常数的意义知反应②进行得更彻底，转化率更高。(3)分析表格中数据发现，在n(H2)/n(CO2)相同时，随着温度的升高，CO2的转化率降低，所以K值减小。分析表格中数据发现，在温度相同时，随n(H2)/n(CO2)值的增大，CO2的转化率升高，有利于生成乙醇。
答案：(1) (2)反应② (3)减小 有利
