苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 化学反应的方向与限度第3课时练习

第3课时　化学平衡常数

必备知识基础练进阶训练第一层

知识点一化学平衡常数

1.在某温度下，可逆反应的平衡常数为K。下列说法不正确的是(　　)

A．K越大，达到平衡时反应进行的程度越大

B．K越大，达到平衡时反应物的转化率越大

C．K随反应物浓度的改变而改变

D．K随温度的改变而改变

2．关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　)

A．温度一定时，化学反应的平衡常数是一个定值

B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变

C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数

D．化学平衡常数及转化率与温度无关

3．已知反应A(g)＋2B(g)⇌C(g)，在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不改变的前提下将体积缩小，则该反应此时的平衡常数(　　)

A．增大为原来的3倍    B．增大为原来的2倍

C．增大为原来的9倍    D．不变

4．一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH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(　　)

A．2ΔH和2K    B．－2ΔH和K2

C．－2ΔH和K－2    D．2ΔH和－2K

5．下列反应在210 ℃达到平衡：

PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)　K＝1　①

CO(g)＋Cl2(g)⇌COCl2(g)　K＝5×104　②

COCl2(g)⇌CO(g)＋Cl2(g)　K　③

(1)根据反应①的平衡常数K的表达式，下列等式必定成立的是________(填字母)。

a．c(PCl5)＝c(PCl3)＝c(Cl2)＝1

b．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)＝1

c．c(PCl5)＝c(PCl3)·c(Cl2)

(2)反应②和反应③的K值的乘积是________。

(3)降低Cl2浓度，反应③的K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。

知识点二平衡转化率

6.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．40%    B．50%

C．60%    D．70%

7．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%。则平衡时氮气的体积分数接近于(　　)

A．5%    B．10%

C．15%    D．20%

知识点三综合考查平衡常数和平衡转化率

8.在2 L的密闭容器中，放入0.4 mol A和0.6 mol B，在一定温度下，压强为p，加入催化剂(体积忽略)，发生反应：2A(g)＋3B(g)⇌xC(g)＋2D(g)，保持温度不变，在a min后反应达到平衡状态，容器中c(D)＝0.1 mol·L－1，容器内压强变为0.9p，则：

(1)物质B的转化率是________。

(2)化学反应速率v(C)是________________。

(3)x为________。

关键能力综合练进阶训练第二层

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．已知450 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)的K＝50。由此推测在450 ℃时，反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)的化学平衡常数为(　　)

A．50    B．0.02

C．100    D．无法确定

2．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：

下列说法错误的是(　　)

A．反应达平衡时，X的转化率为50%

B．反应可表示为X＋3Y⇌2Z，其平衡常数为1 600

C．改变压强可以改变此反应的平衡常数

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

3．已知下列反应的平衡常数：①H2(g)＋S(s)⇌H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)⇌SO2(g)，K2；则反应H2(g)＋SO2(g)⇌O2(g)＋H2S(g)的平衡常数是(　　)

A．K1＋K2    B．K1－K2

C．K1×K2    D．

4．可逆反应：C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)，在t℃下达到平衡，其平衡常数可表示为(　　)

A．K＝    B．K＝

C．K＝    D．K＝

5．在一定温度下的密闭容器中存在：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知c始(SO2)＝0.4 mol·L－1，c始(O2)＝1 mol·L－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K＝19，则此反应中SO2的转化量为(　　)

A．0.24 mol·L－1    B．0.28 mol·L－1

C．0.32 mol·L－1    D．0.26 mol·L－1

6．下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　)

A．平衡常数K只与反应本身及温度有关

B．改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K

C.加入催化剂可以改变平衡常数K

D．平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关

7．在一定条件下，向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气，发生反应CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)，当反应达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则下列叙述错误的是(　　)

A．平衡后CO的体积分数为40%

B．平衡后CO的转化率为25%

C．平衡后水的转化率为50%

D．平衡后混合气体的平均相对分子质量为24

8．下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是(　　)

A．在任何条件下，化学平衡常数K都是一个定值

B．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数也会发生改变

C．化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强无关

D．化学平衡常数K与反应物的转化率是一一对应的

9．对于3Fe(s)＋4H2O(g)⇌Fe3O4(s)＋4H2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为(　　)

A．K＝

B．K＝

C.K＝

D．K＝

10．人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力。CO吸入肺中发生反应：CO＋HbO2⇌O2＋HbCO，37 ℃时，该反应的平衡常数K＝220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是(　　)

A．CO与HbO2反应的平衡常数为K＝

B．人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少

C．当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于时，人的智力才会受损

D．把CO中毒的病人放入高压氧舱中解毒，其原理是使上述可逆反应平衡常数增大

二、非选择题

11．(生产环保情境)酸雨被称为“空中死神”，20世纪全球SO2的排放量增加了6倍，导致酸雨降落范围日益扩大，其酸度不断上升。据报道欧洲酸雨酸度每年增加10%，酸雨使土壤酸化、林木枯萎、湖泊中大量鱼类死亡。SO2虽然是大气污染物，但也是重要的化工原料，对SO2进行综合治理和应用会造福人类。

例如，在H2SO4生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

某温度下，体系在不同压强下达到平衡时，SO2的转化率(α)与体系的压强(p)的关系如图所示。根据图示回答问题：

(1)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应体系达到平衡后，体系的总压强为0.1 MPa，该反应的平衡常数等于________。

(2)平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)________K(B)(填“大于”“小于”或“等于”)。

12．某温度下，在一密闭容器中充入一定量CO2，并加入足量铁粉，发生反应Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)，测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示：

(1)0～8 min，v(CO)＝____________________ mol·L－1·min－1。

(2)已知：反应Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应Fe(s)＋H2O(g)⇌FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表：

根据表中数据，计算反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)的K。

①温度为973 K时：K＝________。

②温度为1 173 K时：K＝________。

第3课时　化学平衡常数

必备知识基础练

1．答案：C

解析：平衡常数K只随温度变化而变化，与反应物浓度的大小无关。K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。

2．答案：C

解析：化学平衡常数是与温度有关的常数，在不同温度下，K值不同，同时，平衡常数还与方程式的书写方式有关(即方程式中各物质的化学计量数有关)。当温度一定时，给定的可逆反应中正、逆反应的平衡常数互为倒数。

3．答案：D

解析：化学平衡常数仅与温度有关，温度不变，则平衡常数不变。

4．答案：C

解析：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)的反应热为ΔH，故相同温度时反应2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g)的反应热为－ΔH，故4NH3(g)⇌2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；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＝＝K－2。

5．答案：(1)c　(2)1　(3)不变

解析：(1)由K＝＝1可知，成立的是c。

(2)反应②和反应③互为逆反应，二者K值是倒数关系，故K(②)·K(③)＝1。

(3)浓度不影响平衡常数，故反应③K值不变。

6．答案：A

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):    x  2x 2x

平衡(mol):    1－x 1－2x 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＝40%。

7．答案：C

解析：由题给数据知：参加反应的H2的物质的量为8 mol×25%＝2 mol。

　　　　 N2(g)　＋　 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

始态     2 mol     8 mol     0

变化量      mol     2 mol      mol

平衡量      mol     6 mol      mol

平衡时N2的物质的量分数与体积分数相等，则体积分数为×100%≈15%，故C项正确。

8．答案：(1)50%　(2) mol·L－1·min－1　(3)2

解析：　　2A(g)＋3B(g)⇌xC(g)＋2D(g)

起始/mol    0.4    0.6    0    0

转化/mol    0.2    0.3    0.1x   0.2

平衡/mol    0.2    0.3    0.1x   0.2

α(B)＝×100%＝50%。同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比，即(0.4＋0.6)∶(0.2＋0.3＋0.1x＋0.2)＝1∶0.9，解得x＝2，v(C)＝0.2 mol÷(2 L×a min)＝ mol·L－1·min－1。

关键能力综合练

1．答案：B

解析：反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)的平衡常数表达式为K1＝；反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)的平衡常数表达式为K2＝，所以K2＝＝0.02。

2．答案：C

解析：X、Y、Z三种物质浓度的变化之比为(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2，故化学方程式为X＋3Y⇌2Z，K＝＝1 600，X的转化率为×100%＝50%；平衡常数K只与温度有关，改变温度，此反应的平衡常数相应变化。

3．答案：D

解析：K1＝，K2＝，第三个反应的平衡常数K3＝＝×＝K1×＝。

4．答案：D

解析：C是固体，它的浓度视为“1”，在平衡常数表达式中不出现。

5．答案：C

解析：　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

起始量/(mol·L－1):    0.4    1      0

变化量/(mol·L－1):    x0.5x  x

平衡量/(mol·L－1):    0.4－x   1－0.5x x

由平衡常数的定义：

K＝＝＝19，解得x≈0.32。

6．答案：A

解析：平衡常数K是一个与温度有关的常数，只与反应本身及温度有关。催化剂不能改变化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数K。

7．答案：B

解析：设达到平衡时，反应消耗的CO的体积为x。

　　　  CO(g)　＋　H2O(g)⇌ CO2(g)＋H2(g)

起始：     30 mL     20 mL    0    0

变化：     x  x xx

平衡： 30 mL－x 20 mL－xxx

由题意知：20 mL－x＝x，故x＝10 mL。

故平衡后CO的体积分数为×100%＝40%，CO的转化率为×100%≈33.3%，H2O的转化率为×100%＝50%，平衡后混合气体的平均相对分子质量不变，仍为＝24。

8．答案：C

解析：化学平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、体系的压强无关，故化学平衡常数与反应物的转化率不是一一对应的。

9．答案：D

解析：平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入平衡常数计算式中。

10．答案：D

解析：该平衡的平衡常数表达式为K＝，A项正确；c(CO)越大，平衡正向移动，会使HbO2减少，B项正确；C项中，因为K＝＝220，且＝0.02时，会使人智力受损，将两式合并，可知：220＝×0.02，＝，所以≥时，人的智力就会受损，C项正确；改变浓度对平衡常数无影响，D项错误。

11．答案：(1)800　(2)等于

解析：(1)由图示可知：当p＝0.1 MPa时，α＝0.80

　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

c始/(mol·L－1)    0.2    0.1      0

c转/(mol·L－1)    0.16    0.08      0.16

c平/(mol·L－1)    0.04    0.02      0.16

K＝＝＝800。

(2)平衡状态由A变到B时，温度不变，则K(A)＝K(B)。

12．答案：(1)0.062 5　(2)①0.62　②1.29

解析：(1)v(CO)＝＝＝0.062 5 mol·L－1·min－1。

(2)Fe(s)＋CO2(g)⇌FeO(s)＋CO(g)　K1＝；Fe(s)＋H2O(g)⇌FeO(s)＋H2(g)　K2＝；而CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K＝＝，故973 K时，K＝＝≈0.62；1 173 K时，K＝≈1.29。