2022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代学平衡常数课时训练新人教版选修 .pdf

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H2F22HF K1047；H2Cl22HCl K1017；H2Br22HBr K109；H2I22HI K1。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 ( ) AB CD 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 ： 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 ( ) AK1K2B K1K2CK1K2D.K1K2解析：K1c（H2S ）c（H2），K2c（SO2）c（O2），第三个反应的平衡常数K3c（H2S）c（O2）c（H2）c（SO2）c（H2S）c（H2）1c（SO2）c（O2）K11K2K1K2。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Kc2（Z）c2（X）c（Y），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变小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 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K1 B平衡常数与反应温度无关CCO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 C O2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12 CO2(g) 12 H2(g)12CO(g)12 H2O(g) 的平衡常数K3_。(3) 已知在 830 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 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Kc（CO ）c（H2O ）c（CO2）c（H2）。(2)K2c（CO2）c（H2）c（CO ）c（H2O）1K110.61.67 ，K3c1/2（CO ）c1/2（H2O ）c1/2（CO2）c1/2（H2）K10.6 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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 所以c(CO)0.5 mol L1，c(H2O)0.5 mol L1，c(CO2) 1 mol L 1，c(H2) 0.5 molL1故0.5 0.510.512v( 逆) 。答案： (1)c（CO ）c（H2O ）c（CO2）c（H2）(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( ) AK值不变，平衡可能移动BK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 molL 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，反应物的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 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BK2K1Cc2(CO)c2(H2O) Dc1(CO)c2(CO) 解析： 升高温度，该平衡左移，c2(CO)c1(CO)，K1K2，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 ，5.05105 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 L1，现将压强减小到1.01105 Pa ，建立平衡后，c(A) 0.18 molL1，则下列说法正确的是( ) A. x2 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Kc4（C）c2（A）c（B）解析： 由题意假设平衡不移动，则c(A) 0.20 mol L1，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，x1，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Kc4（C）c2（A）c（B），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Kc（CO ）c（H2O ）c（CO2）c（H2）。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 H2OCO2H2解析：因为该可逆反应的化学平衡常数Kc（CO ）c（H2O ）c（CO2）c（H2），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；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 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 L1) 0.1 0.2 0 平衡浓度 /(mol L1) 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X3Y2Z，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) HakJmol1，平衡常数为K。测得在不同温度下，K值如下表：温度/ 500 700 900 K1.00 1.47 2.40 (1) 若 500 时进行上述反应，CO2起始浓度为2 molL1，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 CO2C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 L1，则名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 则Kc（CO ）c（CO2）x2x1，解得x1。故 CO的平衡浓度为1 mol L1。(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 L1(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K9.94 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，Kc（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O）2315 1.2 ， 大 于1 ， 反 应 向 逆 反 应 进 行 ， 错 误 ； B 项 ，Kc（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O）11220.25 ，小于 1，反应向正反应进行，正确；C项，开始只有CO 、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - H2，反应向正反应进行，正确；D项，Kc（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O ）110.5 21，处于平衡状态，错误； E项，Kc（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O）213223，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Kc（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O）c2（10c2）9，解得c7.5 molL1，则 30 s 内 CO的平均反应速率7.5 mol L130 s0.25 mol L1s1。(3) 已知在一定温度下，C(s) CO2(g)2CO(g)，K的表达式为Kc2（CO ）c（CO2）；反应C(s) H2O(g)CO(g) H2(g) 的 平 衡 常 数K1c（CO ）c（H2）c（H2O ）； 反 应CO(g) H2O(g)H2(g) CO2(g) 的平衡常数K2c（H2）c（CO2）c（CO ）c（H2O ）；KK1K2c2（CO ）c（CO2）。答案： (1)BCE (2)0.25 molL1s1(3)Kc2（CO ）c（CO2）KK1K29(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：2CO2(g) 6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g)(298 K时，K12.951011) 。2CO(g)4H2(g) CH3CH2OH(g)H2O(g)(298 K时，K21.711022) 。(1) 写出反应的平衡常数表达式K_。(2) 条件相同时，反应与反应相比，转化程度更大的是_。(3) 在一定压强下，测得反应的实验数据如下表：500 600 700 800 1.5 45 33 20 12 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 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的Kc（C2H5OH ）c3（H2O ）c2（CO2） c6（H2）。(2) 因K21.711022K12.951011，由平衡常数的意义知反应进行得更彻底，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)c（C2H5OH ）c3（H2O ）c2（CO2） c6（H2） (2)反应(3) 减小有利名师资料总结 - 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