2019高中化学第二章课下能力提升（九）化学平衡常数（含解析）新人教版选修4.docx

化学平衡常数一、选择题1已知下列反应的平衡常数：H2(g)S(s)H2S(g)，K1；S(s)O2(g) SO2(g)，K2；则反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是()AK1K2BK1K2CK1K2 D.解析：选DK1，K2，第三个反应的平衡常数K3K1。2已知830时，反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数K1，将各物质按表中的物质的量(单位：mol)投入恒容容器中，则开始时反应逆向进行的是()选项ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232解析：选AQc(A)1.2，Qc(B)0.25，Qc(C)0，Qc(D)1。Qc(B)、Qc(C)均小于平衡常数1，所以B、C两种情况下反应正向进行；Qc(D)1，反应处于平衡状态；Qc(A)大于1，反应逆向进行。3在1 100 时，一定容积的密闭容器中发生反应：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)Ha kJmol1(a0)，该温度下K0.263，下列有关该反应的说法正确的是()A达到化学平衡状态时，若c(CO)0.100 molL1，则c(CO2)0.026 3 molL1B若要提高CO的转化率，则可以加入过量FeOC若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态D若生成56 g Fe，则吸收的热量小于a kJ解析：选A1 100 时反应的平衡常数K 0.263，故达到平衡时，若c(CO)0.100 molL1，则 c(CO2)0.026 3 molL1，A正确；加入FeO对平衡移动无影响，B错误；因反应前后气体的物质的量不变，故反应过程中，容器内压强始终保持不变，C错误；根据热化学方程式意义可知：若生成56 g Fe，则吸收的热量为a kJ，D错误。4羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%解析：选CA项，升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误；B项，通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；C项，根据 CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1起始物质的量 10 mol n mol 0 0变化物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol平衡物质的量 8 mol (n2) mol 2 mol 2 mol设该容器的体积为V，根据K0.1，列关系式得0.1，解得n7，正确；D项，根据上述数据CO的平衡转化率为100%20%，错误。5双选在容积为2 L的密闭容器中进行反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，其他条件不变，在300 和 500 时，物质的量n(CH3OH)随着反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A该反应的H0B其他条件不变，升高温度反应的平衡常数增大C300 时，0t1 min内CH3OH的平均生成速率为 molL1min1DM点的反应体系从300 升高到500 ，达到平衡时 减小解析：选AC由图像可知，温度越高，平衡时CH3OH的物质的量越小，故升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小该反应正反应是放热反应，即H0，A正确，B错误；根据反应速率的计算公式及题给数据计算，300 时，0t1 min内v(CH3OH) molL1min1，C正确；D项，温度升高，平衡向逆反应方向移动，H2的物质的量增大，CH3OH的物质的量减小，故达到平衡时 增大，错误。6汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g) H373.4 kJmol1在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是()解析：选C该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。7.在密闭容器中，反应X2(g)Y2(g)2XY(g)H0达到甲平衡，仅改变某一条件后，达到乙平衡。对此过程的分析正确的是()A可能是减小了反应物的浓度，反应物X2转化率一定减小B可能是加入了催化剂，反应物X2的百分含量(X2%)将增大C可能是缩小了容器的体积，但该反应的平衡常数保持不变D可能是升高了温度，该反应的平衡常数一定减小解析：选D根据图像可知，乙达到平衡所用的时间比甲短，因此乙的反应速率比甲快，因此不可能减小了反应物的浓度，A错误；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，XY的百分含量不变，B错误；该反应是一个体积不变的反应，故缩小容器的体积，平衡不移动，XY%不变，C错误；升高温度平衡向左移动，该反应的平衡常数减小，D正确。8如图所示表示两个常见的固氮反应：N23H22NH3和N2O22NO的平衡常数的对数(lg K)与温度的关系，根据图中的数据判断下列说法正确的是()A反应为放热反应B常温下，反应的反应速率很大，而反应的反应速率很小C升高温度，反应的反应速率增大，反应的反应速率减小D在常温下，利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大解析：选D温度升高，反应的lg K增大，说明反应是吸热反应，A错误； K值的大小只表示反应进行的程度，与反应速率无关，B错误； 不论反应是放热还是吸热，升高温度，反应速率均增大，C错误。二、非选择题9工业合成氨N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低_，理由是_。(2)该反应平衡常数表达式为K_，当浓度商Q_K(填“”或“”)时，反应向右进行。(3)450 时该反应的平衡常数_500 时的平衡常数(填“”或“”)。(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有_(填字母代号)。a高温高压 b加入催化剂c增加N2的浓度d增加H2的浓度e分离出NH3解析：(1)催化剂降低反应的活化能。(2)反应向右进行，说明QK。(3)该反应正向反应为放热反应，低温利于平衡正向移动，450 时反应正向进行的程度大，即450 对应的平衡常数K大。(4)高温使化学平衡逆向移动，H2转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c可以；d降低H2的转化率；分离出NH3，有利于平衡右移，e可以。答案：(1)降低催化剂能降低反应活化能 (2)(4)ce10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K10.5，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1 000 时，该反应的平衡常数K41.0，则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(4)在1 000 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)K22，K3K1。(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。(4) CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)起始/mol：3 2 00变化/mol: 1 1 1 1某时刻/mol: 2 1 1 1所以c(CO)0.5 molL1，c(H2O)0.5 molL1，c(CO2)1 molL1，c(H2)0.5 molL1，故Qcv(逆)。答案：(1)(2)2(3)吸热(4)能力提升11()已知在448时，反应H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常数K2为_；反应H2(g)I2(g)HI(g)的平衡常数K3为_。()在一定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_(填字母)。A容器中压强不变B混合气体中c(CO)不变Cv正(H2)v逆(H2O)Dc(CO2)c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为_。(5)在800时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)2 molL1、c(H2)1.5 molL1、c(CO)1 molL1、c(H2O)3 molL1，则下一时刻，反应向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。解析：()第2个反应与第1个反应互为正、逆反应，平衡常数互为倒数关系，即K2；第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为一半，则平衡常数K3。()(2)通过表中K和温度t的关系可知，温度越高，K值越大，反应正向进行的程度越大，说明正反应为吸热反应。(3)该反应为气体体积不变的反应，反应前后压强始终不变，A不符合题意；混合气体中c(CO)不变，反应达到平衡状态，B项符合题意；v正(H2)v逆(H2O)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C项符合题意；c(CO2)c(CO)时，浓度不一定不再变化，反应不一定达到平衡状态，D项不符合题意。(4)当c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)时，K1，此时温度由表中数据可知为830 。(5)判断反应进行的方向时，可根据Qc与K的大小关系判断，此时刻下，Qc10.9，所以反应向逆反应方向进行。答案：()7()(1) (2)吸热(3)BC(4)830(5)逆反应12汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可以发生反应：4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g)H1 200 kJmol1。在一定温度下，向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示：(1)010 min内该反应的平均速率v(CO)_，从11 min起其他条件不变，压缩容器的容积变为1 L，则n(NO2)的变化曲线可能为图中的_(填字母)。(2)恒温恒容条件下，不能说明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。A容器内混合气体颜色不再变化B容器内的压强保持不变C2v逆(NO2)v正(N2)D容器内混合气体密度保持不变(3)对于该反应，温度不同(T2T1)、其他条件相同时，下列图像表示正确的是_(填序号)。解析：(1)010 min内v(CO)2v(NO2)20.03 molL1min1。从11 min起压缩容器容积，压强增大，平衡正向移动，n(NO2)应逐渐减小直至达到新