2021_2022版高中化学课时分层作业9化学平衡常数含解析新人教版选修.doc

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1、化学平衡常数(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题6分,共36分)1.(2019南昌高二检测)化学平衡常数在工业上有着重要的应用。下列关于化学平衡常数的叙述中不正确的是()A.某特定反应的平衡常数仅是温度的函数B.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化C.平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动达到新的平衡D.催化剂不能改变平衡常数的大小【解析】选B。化学平衡常数仅是温度的函数,温度改变平衡常数改变,温度不变平衡常数不变,因此平衡常数变化时,化学平衡发生移动,但化学平衡发生移动时,平衡常数未必变化,催化剂不能使平衡移动,也不能使平衡常数改变。2.1 000 K时反应C(s)+2H2(

2、g)CH4(g)的K=8.28107,当各气体物质的量浓度分别为H2 0.7 molL-1、CH4 0.2 molL-1时,上述反应()A.正向移动B.逆向移动C.达到平衡D.不一定【解析】选A。Qc=0.408,Qcv(逆)。【易错提醒】解答本题注意以下两点:(1)比较浓度商Qc与平衡常数K的关系,可以判断反应进行的方向;(2)注意该反应平衡常数K的表达式的书写,固体不写入其中。3.(2019福州高二检测)将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g);2HI(g)H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5 molL-1,c(HI)

3、= 4 molL-1,则此温度下反应的平衡常数为()A.9B.16C.20D.25【解析】选C。由H2和HI的平衡浓度可推算出反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5 molL-12+4 molL-1=5 molL-1,由于NH3没有转化,其平衡浓度仍为5 molL-1,而HI的平衡浓度由题意可知为4 molL-1,则的平衡常数K1=c(NH3)c(HI)=54=20。4.(2019蚌埠高二检测)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/(molL-1)0.10.20平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1下列说法错误的是()A.反应达到平衡

4、时,X的转化率为50%B.反应可表示为X+3Y2Z,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.升高温度平衡常数增大,则此反应为吸热反应【解析】选C。平衡建立的过程,X的转化浓度为0.05 molL-1,其转化率为100%=50%,A对;平衡建立过程中,X、Y、Z转化的浓度分别为0.05 molL-1、0.15 molL-1、0.1 molL-1,三者的化学计量数之比为132,反应可表示为X+3Y2Z,平衡常数K=1 600,B对;平衡常数只与温度有关,C错;对于吸热反应,升温K值增大,D正确。5.(2019宜昌高二检测)已知830 时,反应CO(g)+H2O(

5、g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=1,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A。Qc(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。6.(2019张家口高二检测)对于mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量(C%)和压强(p)的关系如

6、图,下列叙述正确的是()A.达到平衡后,加入催化剂,则C%增大B.达到平衡后,若升温,平衡常数变小C.化学方程式中m+ne+fD.达到平衡后,增加A的量,平衡正向移动【解析】选B。加入催化剂平衡不移动,A项错误;由图知,相同压强下升高温度,C的百分含量(C%)减小,平衡向左移动,平衡常数变小,B项正确;由图知,温度相同增大压强,C的百分含量(C%)增大,平衡向正向移动,ne+f,A为固体,A的分子数及量并不影响平衡,C项错误; A为固体,增加固体的量平衡不发生移动,D项错误。【补偿训练】汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)H=-373.4 kJmol-1

7、,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。对于放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,K值减小,CO的转化率降低,A、B错误;温度不变,K值不变,C正确;增加N2的量,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)7.(2019南平高二检测)下列反应在210 达到平衡:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H0,K=1;CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)H0,下列叙述正确的是()A.当容器中X与Y的物质的量之比满足12时反应达到平衡B.达到平衡时X的转化率为25%,则平衡常数K为C.达到平衡后,

8、反应速率2v正(Y)=3v逆(Z)D.达到平衡后,加入Q,平衡逆向移动【解析】选B。反应中X、Y按照物质的量之比12进行反应,而容器中两者物质的量之比为12时不一定达到平衡,A项错误;设X、Y起始的物质的量都为1 mol,容器的体积为V L,达到平衡时X的物质的量是1 mol(1-25%)=0.75 mol,消耗X的物质的量是0.25 mol,则Y的物质的量为1 mol-0.25 mol2=0.5 mol,生成Z的物质的量为0.25 mol3=0.75 mol,则平衡常数K=,B项正确;达到平衡后3v正(Y)=2v逆(Z),C项错误;由于Q为固体,加入Q后平衡不移动,D项错误。【方法规律】对于

9、一个确定的可逆反应,温度一定,平衡常数只有一个,平衡常数与平衡转化率之间存在一定关系,用平衡常数可以计算转化率,也可以用平衡转化率计算平衡常数。3.(2019荆门高二检测)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K1=B.反应的平衡常数K=C.对于反应,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的H0D.对于反应,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小【解析】选B

10、。固体物质不列入平衡常数表达式,反应的平衡常数K1=,A错误;反应的平衡常数K1=,反应的平衡常数K2=,反应的平衡常数K3=,B正确;对于反应温度升高,H2浓度减小,说明平衡逆向移动,该反应的H0C.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态D.30 时,b点对应状态的v正0,B项正确;体系中两种气体的物质的量之比始终不变,所以NH3的体积分数不变时,该反应不一定达到平衡状态,C项错误; 30 时,b点未平衡,最终要达到平衡状态,平衡常数的负对数要变大,因为此时的(-lgQc)K,反应逆向进行,因此b点对应状态的v正v逆,D项正确。5.(2019太原高二检测)在体积为2 L的恒容密闭容器

11、中发生反应:xA(g)+yB(g)zC(g),图甲表示200 时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)n(B)的变化关系。则下列结论正确的是()A.200 时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.2 molL-1min-1B.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g)zC(g)的Hv逆D.200 时,向容器中充入2 mol A和1 mol B,达到平衡时,A的体积分数小于0.5【解析】选D。v(B)=0.02 molL-1min-1,A错误;温度越高,平衡时C的体积分数越高,反应为吸热反应,由图甲知,A、B的消耗速率与C的生成速率之比为211,

12、故x=2,y=z=1,图乙最高点是n(A)n(B)=xy=21=a的时刻,B错误;体积固定的密闭容器中充入He,平衡不移动,即v正=v逆,C错误;图甲条件下A的体积分数为0.5,D项条件相当于对图甲条件下的容器加压,平衡右移,A的体积分数减小,D正确。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)6.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=_,H_(填“”或“=”)0。(2)830 时,向一个5 L密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80

13、 mol 的B,如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 molL-1s-1,则6 s时c(A)=_molL-1,C的物质的量为_mol。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为_(填正确选项前的字母)。a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变 c.c(A)不随时间改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1 200 时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为_。【解析】(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K=;由表中数据可知,温度升高,K值减小,故正反应为放热反应,H0。(2)v(A)=0.003 molL-1s-1,则6 s后A减少的浓

14、度c(A)=v(A)t=0.018 molL-1,故剩余的A的浓度为-0.018 molL-1=0.022 molL-1;A减少的物质的量为0.018 molL-15 L=0.09 mol,根据方程式的化学计量数关系,生成的C的物质的量也为0.09 mol。(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,当c(A)不变时反应达平衡,故c正确;不论是否达到平衡,单位时间里生成C和D的物质的量永远相等,故d错。(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系

15、,故1 200 时,C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K=2.5。答案:(1)(2)0.0220.09(3)c(4)2.5【补偿训练】在80 时,将0.40 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:时间/s020406080100c(N2O4)/molL-10.20a0.10cdec(NO2)/molL-10.000.12b0.220.220.22反应进行至100 s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。(1)该反应的化学方程式为_。(2)20 s时,N2O4的浓度为_molL-1,020 s内N2O4的平均反

16、应速率为_。(3)该反应的平衡常数表达式K=_,在80 时该反应的平衡常数K值为_。(4)在其他条件相同时,该反应的K值越大,表明建立平衡时正反应进行的程度越_(填“大”或“小”)。【解析】(1)该反应的化学方程式为N2O42NO2。(2)20 s内NO2浓度的变化为0.12 molL-1,则20 s内N2O4浓度的变化为0.06 molL-1,20 s时,N2O4的浓度为0.20 molL-1-0.06 molL-1=0.14 molL-1,020 s内N2O4的平均反应速率为0.06 molL-120 s=0.003 molL-1s-1。 (3)该反应的平衡常数表达式K=,由数据可知60 s后达到平衡,同(2)可求得60 s时c(N2O4)=0.09 molL-1,则K=0.54。 (4)在其他条件相同时,该反应的K值越大,反应进行的程度越大。答案:(1)N2O42NO2(2)0.140.003 molL-1s-1(3)0.54(4)大- 10 -