高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率第2节 化学反应的限度复习练习题

2.2.1 化学平衡常数

1．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

A．K值不变，平衡可能移动 B．K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

【答案】D

【解析】

1. 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；
2. 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；
3. 平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确；
4. 平衡移动，温度可能不变，因此K值不一定变化，D不正确，

答案选D。

2．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026L·mol－1。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为

A．①＞② B．①＜② C．①＝② D．不能确定

【答案】B

【解析】化学平衡常数是生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，平衡常数越大，说明反应进行越彻底，题中反应①K很小，进行的程度很小；反应②K值很大，进行的程度很大，故选B。

3．化学平衡常数可以用K来表示，关于化学平衡常数的说法中正确的是

A．K与反应的压强有关

B．K与反应物的浓度有关

C．K与生成物的浓度有关

D．K与温度有关

【答案】D

【解析】在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，符号为K，化学平衡常数K只与温度有关。

答案为D。

4．某温度下，反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)的平衡常数K1=50，在同一温度下，反应2C(g)⇌2A(g)+B(g)的平衡常数K2为

A．2500 B．50 C．0.02 D．0.002

【答案】C

【解析】反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)的平衡常数K1==50，反应2C(g)⇌2A(g)+B(g)的平衡常数K2=，因温度相同，所以K2==0.02，故答案为C。

5．对于可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是

A．K= B．K=

C．K= D．K=

【答案】D

【解析】平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中，当反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，碳时固体，没有浓度，则K=，故答案选D。

6．反应 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 的平衡常数K1 ，反应 HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2 ，则K1、K2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)

A．K1=2K2 B． C．K1=K2 D．K1=

【答案】D

【解析】反应的平衡常数表达式为，反应的平衡常数表达式为，因此，D项正确。

7．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，化学平衡常数都是一个定值

B．化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的限度

C．化学平衡常数K与温度、反应物浓度、体系的压强都有关

D．当改变反应物的浓度时，化学平衡常数一定会发生改变

【答案】B

【解析】A.化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，故A错误；

2. 平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，因此可以用化学平衡常数K推断一个可逆反应进行的限度，故B正确；
3. 同一反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物浓度、体系的压强无关，故C错误；
4. 同一反应，化学平衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，故D错误，答案选B。

8．化学平衡常数(K)是化学反应限度的一个重要参数，该常数表示的意义是可逆反应进行的程度，K值越大，表示的意义错误的是

A．温度越高 B．反应物浓度越小

C．反应进行的越完全 D．生成物浓度越大

【答案】A

【解析】化学平衡常数是衡量一个反应进行程度的物理量，K值越大，表示反应的程度越大，根据题意，可知A选项错误。

9．下列关于平衡常数的说法正确的是

A．K不变，平衡可能移动

B．同一个反应的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍

C．K值越大，反应速率也越快

D．对于合成氨反应，压强增大，平衡右移，K增大

【答案】A

【解析】A. K值只与温度有关，影响化学平衡的因素主要有浓度、温度、压强等。如在其他条件不变时，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，有利于正反应的进行，K值不变，但平衡发生移动，所以K值不变，平衡可能移动，A项正确；

B. 相同条件下，同一个反应，其方程式的计量数增大2倍，K值应为原来的平方，B项错误；

C. K值表示反应进行的程度，其值越大，则说明正向进行的程度越大，与反应速率无关，C项错误；

D. 合成氨反应为N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)，此反应是气体体积减小的反应，则压强增大，平衡右移，但K值只与温度有关，温度不变，则K值不变，D项错误；

答案选A。

10．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，在常温下，下列反应的平衡常数数值如下：2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)2H2O(g) K2＝2×1081       2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92 以下说法正确的是

A．常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)/ c(NO)

B．常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的进行程度由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2

C．常温下，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－80

D．以上说法都不正确

【答案】B

【解析】A. 常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝c(N2)·c(O2)/ c2(NO)，错误；

2. 常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的平衡常数分别为1×1030、5×10—82(1/K2)、4×

10－92，反应进行程度由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，正确；

3. 常温下，水分解产生O2，此时平衡常数等于1/K2=5×10—82，错误；
4. 以上说法都不正确，错误。

11．常温下，水溶液中的反应Fe3++SCN-⇌[Fe(SCN)]2+达到平衡时，c(SCN-)=0.10 mol/L，c(Fe2+)=0.040 mol/L；c=0.68 mol/L。回答下列问题：

(1)加入少量KSCN固体后，平衡将向___________(“正”或“逆”)方向移动。

(2)该反应的平衡常数K为多少?__________________。

(3)加水稀释至原溶液体积的2倍，平衡将向______________(“正”或“逆”)方向移动。

【答案】正    K==1.7×102(mol‧L-1)-1    逆； Qc==3.4×102(mol‧L-1)-1＞K

【解析】(1)加入固体KSCN后，溶液中SCN-浓度增大，平衡正向移动；

(2)化学平衡常数K=＝=1.7×102(mol‧L-1)-1；

(3)加水稀释至原溶液体积的2倍，各离子的浓度均等于原浓度的，浓度商Qc==3.4×102(mol‧L-1)-1＞K，平衡逆向移动。

12．目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：

请回答下列问题：

(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)；根据反应③判断ΔS___0(填“>”、“＝”或“<”)，在______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。

(3)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol/L、0.8mol/L、0.3mol/L、0.15mol/L，则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。

【答案】吸热     K1×K2    ＜    较低    ＞   

【解析】(1)由表中数据可得，反应②，温度升高，平衡常数增大，所以该反应是吸热反应。

(2)根据盖斯定律，反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2；反应③是气体分子数减小的反应，故ΔS<0；500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K3=K1×K2=0.15×2.52=0.378，所以反应③随温度升高，平衡常数减小，是放热反应，ΔH＜0，根据自发进行的条件△H-T△S＜0，在较低温度下有利于该反应自发进行。

(3)500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，由题意Q==≈0.88<2．5，此时反应正向进行，v正>v逆。

13．硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：

Ⅰ　SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI

Ⅱ　2HI⇌H2＋I2

Ⅲ　2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O

(1)分析上述反应，下列判断正确的是__________。

A．反应Ⅲ易在常温下进行

B．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强

C．循环过程中需补充H2O

D．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2

图2－2－2

(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图

2-2-2所示。该温度下，H2(g)＋I2(g) ⇌2HI(g)的平衡常数K＝__________。

相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则__________是原来的2倍。

A．平衡常数            B．HI的平衡浓度

C．达到平衡的时间      D．平衡时H2的体积分数

【答案】(1)c　(2)64　b

【解析】(1)H2SO4沸点较高，在常温下不发生分解；反应Ⅰ中SO2的还原性比HI强；循环过程中H2O分解生成了H2与O2，需补充；循环过程中产生1 mol O2同时产生2 mol H2，c正确。

(2)　　2HI(g)⇌　　H2(g)　　＋　　I2(g)

初始： 1 mol·L－1       0              0

平衡： 0.8 mol·L－1  0.1 mol·L－1   0.1 mol·L－1

该反应的平衡常数K1＝＝＝，

相同温度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝＝64。

该温度下，开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，平衡常数不变，HI、H2、I2平衡浓度均为原来的2倍，初始浓度变大，反应速率加快，HI、H2、I2的体积分数均不变，故选b。

14．(Ⅰ)已知在448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g) ⇌2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g) ⇌H2(g)＋I2(g)的平衡常数K2为______；反应H2(g)＋I2(g) ⇌HI(g)的平衡常数K3为__________。

(Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行化学反应：CO2(g)＋H2(g) ⇌CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数和温度的关系如下表所示：

回答下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________。

(2)该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)某温度下，平衡浓度符合下式[CO2][H2]＝[CO][H2O]，试判断此时的温度为__________℃。

(4)在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)＝2 mol·L－1，c(H2)＝1.5 mol·L－1，c(CO)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，则下一时刻，反应向__________(填“正向”或“逆向”)进行。

【答案】(Ⅰ)　7　(Ⅱ)(1)(2)吸热　(3)830　(4)逆向

【解析】(Ⅰ)可逆反应的正逆反应的平衡常数互为倒数，方程式系数减半，K值变为原来的K1/2

(Ⅱ)(1)平衡常数表达式K=

(2)通过表格数据看，升高温度，K值增大，平衡正向移动，说明正反应为吸热反应。

(3)此时K=1，通过表格看温度为830℃。

(4)通过计算浓度商Q=c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2)=1×3/2×1.5=1，此时K=0.9。Q＞K，平衡逆向移动。

15．(1)化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度，K值越大，表示_______，K值大小与温度的关系是：温度升高，K值__________(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。

(2)在H2SO4生产中，SO2催化氧化成SO3：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2－2－3所示。根据图示回答下列问题：

图2－2－3

①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 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”)。

【答案】(1)可逆反应进行的程度越大　可能增大也可能减小

(2)①800 mol/L　②等于

【解析】 (1)根据平衡常数的定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，可知K值越大表示该反应向正反应方向进行的程度越大；由于正反应方向的热效应不确定，若正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，K值增大，若正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，K值减小。

(2)①由图示可知：当p＝0.10 MPa时，α＝0.80。

　　　　　　 　  2SO2(g)　＋　O2(g)　2SO3(g)

起始浓度/mol·L－1 :  0.2        0.1          0

转化浓度/mol·L－1 :  0.16      0.08        0.16

平衡浓度/mol·L－1 :  0.04      0.02        0.16

K＝＝＝800 mol/L。

②平衡状态由A变到B时，温度不变，K(A)＝K(B)。