人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡第2课时课堂检测

第2课时　化学平衡常数

基础过关练

题组一　化学平衡常数

1.(原创)下列关于化学平衡常数的叙述正确的是(深度解析)

A.化学平衡常数表示反应进行的程度,与温度无关

B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数均相同

C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值

D.温度一定,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数

2.(2020湖南益阳箴言中学高二上期末)已知可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其平衡常数表达式正确的是(　　)

A.K=　 B.K=

C.K=　 D.K=

3.当把N2O4放入密闭容器中,并建立N2O4(g) 2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入一定量的N2O4气体,待反应达到新的平衡后,新平衡与旧平衡相比,(　　)

A.变大　　　　 B.不变　　　　　

C.变小　　　　 D.无法确定

题组二　化学平衡常数的计算

4.某温度时,反应SO2(g)+O2(g) SO3(g)的平衡常数K=50。在同一温度下,反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K1应为(　　)

A.2 500　 B.100 

C.4×10-4　 D.2×10-2

5.(2020湖北荆州高二上期末)298 K时,各反应的平衡常数如下:

①N2(g)+O2(g) 2NO(g)　K1=1×10-30

②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　K2=2×1081

③2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　K3=4×10-92

则该温度下,NO、H2O、CO2这三种化合物分解释放氧气的倾向最大的是(　　)

A.①    B.② 

C.③    D.无法判断

6.将4 mol SO2与2 mol O2充入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1。则此条件下的平衡常数K为(　　)

A.4　　　　　　 B.0.25　　　　　　　 C.0.4　　　　　　　 D.0.2

题组三　化学平衡转化率的计算

7.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度下HX(g)的最大分解率接近于　(　　)

A.5%　　　　 B.17%　　　 C.25%　　　 D.33%

8.某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g)。平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(　　)

A.m=2

B.两次平衡的平衡常数相同

C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1

D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1

9.可逆反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在密闭容器中建立了平衡。当温度为749 K时,K=,则:

(1)当CO和H2O的起始浓度均为2 mol·L-1时,CO的转化率为　　　　。 

(2)当CO的起始浓度仍为2 mol·L-1,H2O的起始浓度为6 mol·L-1时,CO的转化率为　　　　。 

10.已知可逆反应:M(g)+N(g) P(g)+Q(g)　ΔH>0,请回答下列问题。

(1)某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为　　　　。 

(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1,达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,则a=　　　　。 

(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为　　　。 

11.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时反应达到平衡状态,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　　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.D　一个确定的化学反应,其化学平衡常数通常情况下只与反应体系的温度有关,A项错误;相同物质的反应,书写的化学方程式不同时,化学计量数发生改变,平衡常数可能改变,B项错误;化学平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,C项错误;在一定温度下,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数,D项正确。

反思升华　(1)化学平衡常数(K)与浓度商(Q)的表达式相同,但各物质的浓度不一定相同,K中各物质的浓度必须是平衡浓度,而Q中各物质的浓度是任意时刻的浓度。

(2)化学平衡常数不能表示反应的快慢,即K大,化学反应速率不一定大。

2.C　化学平衡常数是利用平衡状态下物质的平衡浓度计算的,K=。

3.B　对于反应:N2O4(g) 2NO2(g),=K,对于确定的化学反应,温度不变,K不变。

4.C　由题意知,该温度下,K=,K1=,则K1==4×10-4。

5.A　根据N2(g)+O2(g) 2NO(g)　K1=1×10-30可知NO分解释放氧气的反应2NO(g) N2(g)+O2(g)的平衡常数K'1==1×1030,根据2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　K2=2×1081可知水分解释放氧气的反应2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)的平衡常数K'2==5×10-82,CO2分解释放O2:2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　K3=4×10-92,化学平衡常数越大,表示反应进行的程度越大,由于平衡常数:1×1030>5×10-82>4×

10-92,因此NO分解释放氧气的倾向最大。

6.A　　　　　   2SO2　+　   O2                  2SO3

初始:　　　 4 mol　　 2 mol　　        0

转化:　　　 2 mol　　 1 mol　　　 2 mol

平衡:　　　 2 mol　　 1 mol　　　 2 mol

平衡时c(SO2)=0.5 mol·L-1,c(O2)=0.25 mol·L-1,c(SO3)=0.5 mol·L-1,则K==4。

7.B　由题中的反应和数据可知:在该温度下HX(g) H2(g)+X2(g)的平衡常数K=0.1。设HX(g)的分解反应达到平衡后其减小的浓度为x mol·L-1,则平衡时HX、H2、X2的浓度分别为(1.0-x) mol·L-1、0.5x mol·L-1、0.5x mol·L-1,则有=0.1,解得x≈0.17,故HX的转化率为×100%=17%。

8.D　在2 L的密闭容器中,反应达平衡时,各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比,即平衡时,n(X)∶n(Y)∶n(Z)=30%∶60%∶10%=3∶6∶1。设第一次平衡时消耗X的物质的量为x,则

　　　　X(g)　+　mY(g) 3Z(g)

初始　  1 mol　　2 mol　　 0

转化　　x　　　　mx　　　　3x

平衡　1 mol-x　 2 mol-mx  3x

则(1 mol-x)∶(2 mol-mx)∶3x=3∶6∶1

解得x=0.1 mol、m=2,由此可得,A、C项正确;同理可得第二次平衡时,Z的浓度为0.2 mol·L-1,D项不正确;通常情况下,化学平衡常数只与温度有关,两次平衡,温度相同,故平衡常数相同,B项正确。

9.答案　(1)60%　(2)85%

解析　(1)设转化的CO的物质的量浓度为x mol·L-1,

　　　　　　　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始浓度(mol·L-1)    2　　2　　　　 0　　　0

转化浓度(mol·L-1)    x　 x　　　　  x　　 x

平衡浓度(mol·L-1)   2-x　2-x　　   x　　  x

K==,解得x=1.2,CO的转化率为×100%=60%。

(2)设转化的CO的物质的量浓度为y mol·L-1,

　　　　　　　　　　　CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

起始浓度(mol·L-1)　   2　　6　　　　 0　　　0

转化浓度(mol·L-1)　   y　　y　　　　y　　　y

平衡浓度(mol·L-1)　  2-y　6-y　　 y　　　y

K==,解得y≈1.7,CO的转化率为×100%=85%。

10.答案　(1)25%　(2)6　(3)41.4%

解析　利用“三段式”法并结合平衡常数进行计算:

(1)                            M(g)+N(g) P(g)+Q(g)

起始浓度(mol·L-1)　　　　　 1　　 2.4　　　0　　 0

转化浓度(mol·L-1)　　　　　 0.6　 0.6　　 0.6　 0.6

平衡浓度(mol·L-1)　　　　　 0.4　 1.8　　 0.6　 0.6

N的转化率为×100%=25%,该温度下,K==0.5。

(2)                 M(g)　+　N(g) P(g)　+　Q(g)

起始浓度(mol·L-1) 4　     a　 0　      0

转化浓度(mol·L-1) 2     2      2      2

平衡浓度(mol·L-1) 2　    a-2　 2　      2

由K==0.5,解得a=6。

(3)设达到平衡后,M的转化率为x,则

M(g)　+　N(g) P(g)　+　Q(g)

起始浓度(mol·L-1)　 b　     b　  0　      0

转化浓度(mol·L-1) bx     bx  bx      bx

平衡浓度(mol·L-1)　 b(1-x)　b(1-x)  bx　      bx

由K==0.5,解得x≈41.4%。

11.答案　(1)50%　(2) mol·L-1·min-1　(3)2

解析　                    2A(g)+3B(g) xC(g)+2D(g)

起始的物质的量(mol):　　 0.4　　0.6　　　  0　　　0

转化的物质的量(mol):　　 0.2　　0.3　　　 0.1x　 0.2

平衡的物质的量(mol):　　 0.2　 0.3　　　  0.1x　 0.2

(1)物质B的转化率为×100%=50%。

(2)同温同体积条件下,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)== mol·L-1·min-1。