2018年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第3课时化学平衡常数习题新人教版.docx

第3课时 化学平衡常数课时训练(时间:40分钟)基础过关1. 某温度时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=a,则此温度下,NH3(g)H2(g)+N2(g)的平衡常数为(A)A.B.C.a2D.a-2解析:某温度时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=a,则该温度下,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K1=,NH3(g)H2(g)+N2(g)的平衡常数为K2=(=。2.下列有关平衡常数的说法中,正确的是(D)A.改变条件,反应物的转化率增大,平衡常数也一定增大B.反应2NO2(g)N2O4(g)H0,升高温度,该反应平衡常数增大C.对于给定可逆反应,温度一定时,其正、逆反应的平衡常数相等D.平衡常数为K=的反应,化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)解析:若是压强的改变,使反应物的转化率增大,则平衡常数K不变,A错误;对2NO2(g)N2O4(g)H0,升高温度,平衡常数K减小,B错误;对于给定可逆反应,温度一定,其正、逆反应的平衡常数互为倒数,C错误。3.(2017河南师范大学附中期中)已知:t 下的某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为K=,有关该平衡的说法中正确的是(C)A.升高温度,平衡常数K变大B.增大压强,W(g)物质的量分数变大C.升温,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应放热D.增大X浓度,平衡向正反应方向移动解析:由K=,可知反应为2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g),焓变未知,升高温度,若平衡正向移动,K增大,若平衡逆向移动,K减小,A错误;增大压强,平衡正向移动,W(g)物质的量分数减小,B错误;升温,若混合气体的平均相对分子质量变小,可知升高温度平衡逆向移动,则正反应放热,C正确;X为生成物,增大X浓度,平衡向逆反应方向移动,D错误。4. 密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g),反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为(A)A.40% B.50%C.60% D.70%解析:设A、B起始物质的量都为1 mol,A的转化率为x。A(g)+2B(g) 2C(g)起始(mol):1 1 0转化(mol):1x2(1x) 2(1x)平衡(mol):1-x1-2x 2x平衡时A和B的物质的量之和与C的物质的量相等:(1-x)+(1-2x)=2x。解得x=0.4。5. 在反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,有a mol SO2和b mol O2参加反应,达到化学平衡状态时有c mol SO3生成,则SO2在反应混合物中的体积分数为(D)A.% B.%C.% D.%解析:a mol SO2和b mol O2参加反应,达到化学平衡状态时有c mol SO3生成,则:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始量(mol) a b 0转化量(mol) c 0.5c c平衡量(mol) a-c b-0.5c c则SO2在平衡混合物中的体积分数为%。6. 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H和K,则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反应热和化学平衡常数为(C)A.2H和2K B.-2H和K2C.-2H和 D.2H和-2K解析:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热为H,故相同温度时反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的反应热为-H,故4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反应热为-2H;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数为K,故相同温度时反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为,故相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的化学平衡常数为()2=K-2。7. 分别在T1 K、T2 K、T3 K时,向三个500 mL的恒容密闭容器中均充入1 mol N2和2.5 mol H2,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0。实验测得反应t min时N2的体积分数如图所示。下列说法正确的是(D)A.在t min时,和一定达化学平衡B.2v(NH3)=3v(N2)时,三容器均达到平衡状态C.平衡后容器中混合气体的平均相对分子质量最小D.已知t min时,中c(N2)=1 molL-1,此时反应平衡常数K=0.5解析:合成氨反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,氮气的体积分数增大,在t min时,的体积分数最小,说明反应没有达化学平衡,A错误;化学反应速率之比不等于化学计量数之比,且没有说明正、逆反应速率,B错误;由质量守恒定律知,总质量不变,该反应为体积缩小的反应,中N2的含量最大,总物质的量最大,的平均相对分子质量最小,C错误;t min时,中c(N2)=1 molL-1,反应的氮气的浓度为 1 mol/L,平衡时氢气的浓度为5 mol/L-3 mol/L=2 mol/L,氨气的浓度为2 mol/L,K=0.5,D正确。8. (1)现有可逆反应2NO2(g)N2O4(g)H0,试根据下列图像判断t2、t3、t4时刻采取的措施(只改变一种外部条件)。t2: ;t3: ;t4:。(2)已知:A(g)+2B(g)2C(g)H0。此反应的平衡常数表达式K=,温度降低,K值会(填“增大”“减小”或“不变”,下同),A的转化率,化学反应速率。解析:(1)t2:正反应速率不变、逆反应速率增大,平衡逆向移动,因为与原来平衡点有接触点,只能是通过增大浓度实现,逆反应速率大于正反应速率,所以改变的条件是增大生成物N2O4浓度;t3:正、逆反应速率都减小,但逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,该反应的正反应是气体计量数减小的放热反应,改变的条件是减小压强;t4:正、逆反应速率都增大,且正、逆反应速率相等,且该反应前后气体计量数之和减小,所以改变的条件是使用催化剂。(2)K=,该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡向放热反应方向移动,生成物浓度增大、反应物浓度减小,化学平衡常数增大;温度降低,单位体积内活化分子百分数减小,反应速率减小,平衡正向移动,A的转化率增大。答案:(1)增大N2O4的浓度减小压强使用催化剂(2)增大增大减小能力提升9.将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)2HI(g)H2(g)+I2(g)当反应达到平衡时,c(H2)=0.5 mol/L,c(HI)=4 mol/L,则反应的化学平衡常数为(C)A.10B.15C.20D.25解析:平衡时c(HI)=4 mol/L,HI分解生成的H2的浓度为0.5 mol/L,NH4I分解生成的HI的浓度为4 mol/L+20.5 mol/L=5 mol/L,所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5 mol/ L,所以反应的平衡常数K=c(NH3)c(HI)=54=20。10. 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)0.10.20平衡浓度(mol/L)0.050.050.1下列说法错误的是(C)A.反应达平衡时,X的转化率为50%B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大D.当混合气体的平均相对分子质量不变时,该反应达到了化学平衡状态解析:反应达到平衡状态时,X的转化率=100%=50%,A正确;根据表中数据知,反应达到平衡状态时c(X)=(0.1-0.05)mol/L=0.05 mol/L、c(Y)=(0.2-0.05)mol/L=0.15 mol/L、c(Z)=(0.1-0)mol/L=0.1 mol/L,同一反应中同一段时间内各物质浓度变化量之比等于其化学计量数之比,所以X、Y、Z的化学计量数之比=0.05 mol/L0.15 mol/L0.1 mol/L=132,其方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),化学平衡常数K=1 600,B正确;该反应正反应方向气体体积减小,增大压强平衡正向移动,化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,C错误;该反应正反应方向气体物质的量减小,反应前后气体质量总和不变,所以当混合气体的平均相对分子质量不变时,该反应达到了化学平衡状态,D正确。11. 已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:t 7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是(C)A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)B.上述反应的正反应是放热反应C.若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ,此时测得CO2为0.4 mol,该反应达到平衡状态D.若平衡浓度符合关系式=,则此时的温度为1 000 解析:依据平衡常数的表达式可知反应物是一氧化碳和水,生成物是二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),A正确;表中数据分析,温度越高,平衡常数越小,则反应是放热反应,B正确;在1 L的密闭容器中: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始量(mol/L) 0 0 1 1变化量(mol/L) 0.6 0.6 0.6 0.65 min的量(mol/L) 0.6 0.6 0.4 0.4Qc=1,830 时Qc不等于K,说明反应未达到平衡,C错误;关系式:=,得到=0.6,对照平衡常数可知温度是1 000 ,D正确。12. 有如下的可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),现将X和Y以12的体积比混合在密闭容器中,加压到3107Pa,达到平衡后,已知平衡状态时反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等,对应图中坐标上的温度是(C)A.100 B.200 C.300 D.不能确定解析:设开始加入的X和Y的物质的量分别为1 mol、2 mol,设达到平衡时,X转化的物质的量为x mol,则:X(g)+2Y(g)2Z(g)起始/mol 1 2 0转化/mol x 2x 2x平衡/mol 1-x2-2x 2x所以有1-x+2-2x=2x,解得x=0.6,故X和Y的转化率均为100%=60%,对应温度为300 。13. 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)K1H0 ()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2H”“”或“=”),平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”)。解析:(1)2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1H0()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2H1;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,即平衡常数K2不变。答案:(1)(2)0.02575%不变14.(2017陕西延安联考)氨是重要的氮肥,合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ/ mol。回答下列问题:(1)写出平衡常数K的表达式,如果降低温度,该反应K值(填“增大”“减小”或“不变”,下同),化学反应速率,N2的转化率。(2)在500 、20 MPa时,将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示,回答下列问题:10 min内以NH3表示的平均反应速率:。在1020 min内,NH3浓度变化的原因可能是。A.加了催化剂B.缩小容器容积C.降低温度 D.增加NH3物质的量第1次达到平衡的时间为 ,第2次达到平衡的时间为。在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因为。A.缩小容器容积 B.降低温度C.分离了部分NH3达第二次平衡时,新平衡的平衡常数K2 K1(填“大于”“小于”或“等于”)。解析:(1)化学平衡常数K=;该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,降低温度平衡正向移动,化学平衡常数增大,降低温度化学反应速率减小,氮气转化率增大。(2)10 min内v(NH3)= mol/(Lmin)=0.005 mol/(Lmin)。在1020 min内,根据图知,改变条件的瞬间各物质的物