课时作业22化学平衡常数、化学反应进行的方向

1、.课时作业22化学平衡常数、化学反应进行的方向一、选择题1下列有关说法正确的是()ASO2(g)H2O(g)=H2SO3(l)，该过程熵值增大BSO2(g)=S(g)O2(g)H>0，S>0，该反应不能自发进行CSO2(g)2H2S(g)=3S(s)2H2O(l)H<0，低温下能自发进行D某温度下SO2(g)O2(g)SO3(g)解析：A中气体生成液体是熵减的反应，不正确；B中H>0，S>0，反应在高温下自发进行，不正确；C中是一个H<0，S<0的反应，由HTS可知，低温下能自发进行，正确；D中，不正确。答案：C2已知在25 时，下列反应的平衡常数如下

2、：N2(g)O2(g)2NO(g)K11×10302H2(g)O2(g)2H2O(g)K22×10812CO2(g)2CO(g)O2(g)K34×1092下列说法正确的是()ANO分解反应：NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常数为1×1030B根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2OC常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2D温度升高，上述三个反应的平衡常数均增大解析：A项，NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常数为()1015，错误；B项，H2和O2之间的反应需要点燃才能进行，错误；

3、C项，常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的平衡常数依次为1×1030、5×1082、4×1092，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确；D项，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，错误。答案：C3在淀粉KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：t/515253550K1 100841689533409下列说法正确的是()A反应I2(aq)I(aq)I(aq)的H>0B其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小C该反应的平衡常数表达式为KD25 时，向溶液中加入少量KI固

4、体，平衡常数K小于689解析：选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，H<0，错误；选项B，温度升高，平衡逆向移动，c(I)减小，正确；选项C，K，错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25 时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。答案：B4已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)，在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒

5、容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小解析：在书写平衡常数表达式时，固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H<0，C错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。答案：B5将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：下列说法不正确的是()Ax2.4BT1、T2的关系：T1>

6、T2CK1、K2的关系：K2>K1D实验1在前6 min的反应速率v(SO2)0.2 mol·L1·min1解析：实验1中，n(O2)参加(20.8) mol1.2 mol，n(SO2)消耗2.4 mol，x42.41.6，A错误；平衡时，实验1中n(SO2)1.6 mol，实验2中n(SO2)0.4 mol，而开始时反应物的起始量相等，实验1到实验2的过程，相当于平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理，降温能使平衡向正反应方向移动，即T1>T2，B正确；由B选项可得实验2是在实验1的基础上降温，温度降低，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，C正确；由表中数

7、据，v(SO2)0.2 mol·L1·min1，D正确。答案：A6某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K1，若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()Aa3 Ba2CB的转化率为40% DB的转化率为60%解析：若温度不变时将容器的容积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则可以确定该反应前后气体体积不变，所以a1，选项A、B错误；设B的转化率为x，列出三段式： A(g)B(g)C(g)D(g)初始物质的量/mol 2 3 0

8、0变化物质的量/mol 3x 3x 3x 3x平衡物质的量/mol 23x 33x 3x 3x1，解得x0.4，即B的转化率为40%。答案：C7化学平衡状态、的相关数据如下表：根据以上信息判断，下列结论错误的是()Aa>bB增大压强，平衡状态不移动C升高温度平衡状态向正反应方向移动D反应、均为放热反应解析：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，K1，CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，K2，Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)，K3，同温度下，K2，K3K1·K2,979 K平衡常数a1.47×1.622.38,1 173 K平衡常数b0.7

9、8。计算分析可知a>b，故A正确；反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，故B正确；计算得到平衡常数，反应平衡常数随温度升高而减小，平衡逆向进行，故C错误；反应的平衡常数随温度升高而减小，说明正反应为放热反应，反应平衡常数随温度升高而减小，说明正反应为放热反应，故D正确。答案：C8在一定条件下发生反应3A(g)2B(g)zC(g)2D(g)，在2 L的密闭容器中把4 mol A和2 mol B混合，2 min后反应达到平衡时生成1.6 mol C，又测得反应速率v(D)0.2 mol·L1·min1。则下列说法不正确

10、的是()Az4BB的转化率是40%CA的平衡浓度是1.4 mol·L1D平衡时气体压强是原来的解析： 3A(g)2B(g)zC(g)2D(g) 4 20 0 1.2 0.81.60.2×2×2根据生成C、D的物质的量之比等于化学计量数之比得z4，故A正确；B的转化率是0.8/2×100%40%，故B正确；A的平衡浓度是(4 mol1.2 mol)/2 L1.4 mol·L1，故C正确；平衡时气体压强是原来的(2.81.21.60.8)/(42)，故D错误。答案：D9.在一定温度下，向2 L体积固定的密闭容器中加入1 mol HI，发生反应：2H

11、I(g)H2(g)I2(g)H>0，H2的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法正确的是()A该温度下，反应的平衡常数是B02 min内HI的平均反应速率为0.05 mol·L1·min1C恒压下向该体系中加入N2，反应速率不变，平衡不移动，化学平衡常数不变D升高温度，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数可能增大也可能减小解析：A项，达到平衡状态时，氢气的浓度是0.05 mol·L1，碘的浓度和氢气的相等，碘化氢的浓度是0.4 mol·L1，其平衡常数是，故A项错误。B项，根据图象可知，氢气的变化量为0.1 mol，所以HI的变化量为0.2 mol。

12、所以02 min内HI的平均反应速率为0.05 mol·L1·min1。C项，恒压条件下向体系中加入氮气，容器体积增大，等效于反应体系的压强减小，反应速率减小，故错误。D项，升高温度，平衡正向移动，K值增大，故错误。答案：B10某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol X和2 mol Y进行如下反应：3X(g)2Y(g)4Z(s)2W(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol Z，则下列说法正确的是()A该反应的化学平衡常数表达式是KB此时，Y的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，化学平衡常数增大D增加Y，Y的平衡转化率增大解析：化学平衡常数的表达式

13、中不能出现固体或纯液体，而物质Z是固体，A错误；根据化学方程式可知，平衡时减少的Y的物质的量是1.6 mol×0.8 mol，所以Y的转化率为×100%40%，B正确；平衡常数只与温度有关，增大压强时平衡常数不变，C错误；增加Y后平衡右移，X的转化率增大，而Y的转化率减小，D错误。答案：B二、非选择题11工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。相关信息如下表：(1)反应的化学平衡常数表达式为K_，该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)2c(CO)·c(H2O)，试判断此时温度为_。(2)500

14、时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，发生反应，达到平衡后，其化学平衡常数K_1.0(填“大于”“小于”或“等于”)，在其他条件不变的情况下，扩大容器容积，平衡_移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)，化学平衡常数K2_(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)据上表信息推导出K1、K2与K3之间的关系，K3_(用K1、K2表示)。500 时测得反应在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，此时v(正)_v(逆)(填“>”“<”或“”)。(4)若某温度下反应从开

15、始到平衡CO和CH3OH的浓度变化如图1所示，则用H2浓度变化表示此段时间内该反应的平均速率v(H2)_。若某温度下反应中H2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图2所示，则平衡状态由A变到B时，平衡常数KA_KB(填“>”“<”或“”)。解析：(1)根据反应写出平衡常数的表达式为K，随温度升高，平衡常数增大，说明正反应为吸热反应。某温度下，5c(CO2)·c(H2)2c(CO)·c(H2O)，K2.50，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为800 。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在50

16、0 ，平衡常数的数值都是1.0，平衡常数只与温度有关，压强的改变不影响平衡常数，且反应是反应前后气体分子数不变的可逆反应，压强的改变也不会影响化学平衡。(3)根据三反应之间的关系，故K3K1·K2；根据反应在500 时的浓度值，可知此时其Qc0.88，小于化学平衡常数值，说明反应在正向进行，故正反应速率大于逆反应速率。(4)根据图1,10 min时达到平衡，此段时间内用CO表示的化学反应速率为0.075 mol·L1·min1，则用氢气表示反应速率为0.15 mol·L1·min1；化学平衡常数只与温度有关，故在图2中温度不变时，平衡常数保持不

17、变。答案：(1)吸热800 (2)等于不不变(3)K1·K2>(4)0.15 mol·L1·min112利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。(1)甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是_，当生成标准状况下35.84 L合成气时转移电子的物质的量是_。(2)将2 mol CH4和5 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。若达到A点所需的时间为5 min，则v(H2)_，100 时平衡常数K_。图中的p1_p2(填“<”“>

18、”或“”)，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_。(3)合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0。下列措施中能使增大的是_(填编号)。A降低温度B恒温恒容下充入He(g)C将H2从体系中分离D再通入一定量的水蒸气解析：(1)在CH4与H2O(g)的反应中，碳元素的化合价由4价升高到2价，氢元素的化合价由1价降低到0价，共转移6 mol电子，则被氧化的元素为碳元素，当生成气体1.6 mol(35.84 L)时，共转移电子2.4 mol。(2)在A点时CH4的转化率为0.5，则转化的CH4的物质的量为1 mol，生成的H2的

19、物质的量为3 mol，故v(H2)0.006 mol·L1·min1；根据CH4的平衡转化率可求得达到平衡时各物质的浓度为c(CH4)0.01 mol·L1，c(H2O)0.04 mol·L1，c(CO)0.01 mol·L1，c(H2)0.03 mol·L1，则K6.75×104。在横轴上大约150 处作垂直于横轴的直线，由此可看出在压强为p1时，CH4的转化率高，而该反应的正反应为气体体积增大的反应，故压强越小，CH4的转化率越高，故p1<p2；由图中任意一条曲线可看出，随着温度的升高，CH4的转化率在增大，故正反

20、应为吸热反应，而A、B、C三点温度越来越高，故平衡常数越来越大。(3)该反应的正反应为放热反应，故降低温度平衡正向移动，增大；恒温恒容时充入He，平衡不移动，不变；将H2从体系中分离出来，平衡正向移动，增大；再通入水蒸气，根据平衡移动原理可知减小。答案：(1)C(碳)2.4 mol(2)0.006 mol·L1·min16.75×104<KC>KB>KA(3)A、C13某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后，反应达到平衡

21、，此时转移电子6 mol。(1)该反应的平衡常数为_，v(CH3OH)_mol·L1·min1。若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此时v(正)_v(逆)(填“>”“<”或“”)。(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H2，达到新平衡时，CO的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是_。aCH3OH的质量不变b混合气体的平均相对分子质量不再改变cv逆(CO)2v正(H2)d混合气体的密度不再发生改变(4)在一定压强下，容积为V L的容器充入a mol CO与2

22、a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则p1_p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，H_0。该反应在_(填“高温”或“低温”)下能自发进行。(5)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a及时分离除CH3OH气体b适当升高温度c增大H2的浓度 d选择高效催化剂解析：(1)某温度，将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中，经过5 min后，反应达到平衡，依据化学方程式可知转移电子4 mol消耗CO物质的量为1 mol，则此时转移电子6 mol，消耗CO物质的量×1 mol1.5 mol， CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始量(mol)250变化量(mol)1.531.5平衡量(mol)0.521.5平衡浓度c(CO)0.25 mol·L1，c(H2)1 mol·L1，c(CH3OH)0.75 mol·L1平衡常数K3；甲醇表示的反应速率v(CH3OH)0.15 mol·L1·min1，若保持体积不变，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，计算此时浓度商Qc1.2<3说明平衡正向进行，此时v(正)>v(逆)；(2)在其他条件不变的情况下，再增加2 mol CO与5 mol H