人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡精品课后测评

第2课时  化学平衡常数

1. 通过认识化学平衡常数的含义，学会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。

2.形成变化观念与平衡思想，能利用化学平衡常数进行简单的化学平衡计算。

1.浓度熵

对于一般的可逆反应mA(g) + nB(g)pC(g) +qD(g)，在任意时刻的         称为浓度熵，常用Q表示。

2.化学平衡常数

(1)表达式

对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，平衡常数的表达式为K=                。

(2)注意事项

①化学平衡常数只与                   有关，与反应物或生成物的浓度无关。

②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。

③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2+3H22NH3，K=a则有：2NH3N2 +3H2，K'=             。N2+H2NH3，K"=            。

(3)意义

K值越大→平衡体系中生成物所占的比例          →正向反应进行的程度     →反应进行得越      →反应物的转化率        ；反之，就越           ，转化率就越小。当K＞         时，该反应进行得就基本完全了。

3.利用浓度熵、化学平衡常数判断反应方向

Q<K，反应向          反应方向进行；

Q=K，反应处于               状态；

Q>K，反应向              反应方向进行。

探究任务    化学平衡常数的有关计算

1.化学平衡的计算模式及解题思路

(l)计算模式

(2)解题思路

①巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。

②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。

③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，得出题目答案。

2.反应物的转化率（α）=

3.改变反应物用量对转化率(用α表示)的影响

(1)反应物不止一种时，如:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)。

①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。

②若同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强。

当m+n=p+q时，α(A)、α(B)均不变；

当m+n>p+q时，α(A)、α(B)均增大；

当m+n<p+q时，α(A)、α(B)均减小。

(2)反应物只有一种时，如aA(g) bB(g)+cC(g)。增大c(A)，其影响结果相当于增大压强。

若a=b+c，α(A)不变；

若a>b+c，α(A)增大；

若a<b+c，α(A)减小。

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

(1)在某温度下，反应物的初始浓度分别为c0(M)=1 mol·L-1，c0(N)=2.4 mol·L-1；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，此时N的平衡转化率为　　　　　； 

(2)若反应温度不变，反应物的初始浓度分别为c0(M)=4 mol·L-1，c0(N)=a mol·L-1；达到平衡后，c(P)=2 mol·L-1，a=　　　　　。 

【变式训练】某温度下，向容积为1 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数为(　　)

A.8.0×102 B.1.6×103

C.3.2×103 D.4.0×102

1.(双选)下列关于平衡常数的说法中，正确的是(　　)

A.平衡常数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

C.加入催化剂可以改变反应速率，但不改变平衡常数

D.在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值

2．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＝

3.在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)，下列说法中正确的是(　　)

A.平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系:

B.改变条件后，该反应的平衡常数一定不变

C.如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D.若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小

4．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值发生变化的是(　　)

A．将C(s)的表面积增大   B．增大体系的压强

C．升高体系的温度 D．使用合适的催化剂

5.（2023·广东深圳外国语学校月考）将2.00 mol SO2和2.00 mol O2通入1.00 L的恒容密闭容器中，1 500 K时，反应达到平衡，测得SO3的物质的量浓度为0.64 mol·L-1，则平衡时SO2的平衡转化率为(　　)

A.30% B.32% C.50% D.18%

6．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：

回答下列问题：

(1)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A．容器中压强不变

B．混合气体中c(CO)不变

C．v正(H2)＝v逆(H2O)

D．c(CO2)＝c(CO)

(2)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。

7．在一定温度下，将3 mol CO2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＝0.5，则该温度下反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K2＝______，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的平衡常数K3＝_____________________________。

(3)已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K4＝1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“>”或“<”)。

(4)在1 000 ℃下，某时刻CO2的物质的量为2 mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。

1．关于平衡常数K，下列说法中正确的是(　　)

A．K值越大，反应速率越大

B．对任一给定的可逆反应，温度升高，K值增大

C．对可逆反应，K值越大，反应物的平衡转化率越高

D．加入催化剂或增大反应物浓度，K值将增大

2．下列数据是一些反应的平衡常数的数值，表示反应物转化率最大的是 (　　)

A．K＝1　　　　　 B．K＝10－1

C．K＝1010 D．K＝10－10

3．有反应：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2/3，则该反应此时的平衡常数为原平衡常数的(　　)

A．3倍 B．2倍

C．9倍 D．不变

4．在相同的温度下，测得反应：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＝3.10×1026。则在此温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系是(　　)

A．①>②　　　　　　 B．①<②

C．①＝② D．无法判断

5．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

①H2＋F22HF　K＝1047

②H2＋Cl22HCl　K＝1017

③H2＋Br22HBr　K＝109

④H2＋I22HI　K＝1

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    (　　)

A．①②③④ B．④②③①

C．①④③② D．无法确定

6．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是  (　　)

A．向右进行 B．向左进行

C．处于平衡状态  D．无法判断

7.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的数值如下：

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)

B．常温下，2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)，此时平衡常数的数值约为5×10－82

C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为H2O>NO>CO2

D．以上说法都不正确

8．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)　                   ③

(1)根据反应①的平衡常数K表达式，下列等式必定成立的是________。

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”)。

9．（2023·广东汕头潮阳实验学校检测）某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为 (　　)

A．3.2×103　　　 B．1.6×103

C．8.0×102 D．4.0×102

10. 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)＝0.5 mol，下列说法不正确的是(　　)

A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1

B．平衡常数与反应温度无关

C．CO的平衡转化率为50%

D．平衡时n(H2O)＝0.5 mol

11. 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＋3Y2Z，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

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＝________。

13.在80 ℃时，将0.4 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：

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______________，表中b______c(填“<”“＝”或“>”)。

(2)20 s时，N2O4的浓度为________mol·L－1，0～20 s内N2O4的平均反应速率为________。

(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________(保留2位小数)。

(4)在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡________。

A．N2O4的转化率越高

B．NO2的产量越大

C．N2O4与NO2的浓度之比越大

D．正反应进行的程度越大

14．在一定温度下，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

请回答下列问题：

(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH_________________0(填“<”“>”或“＝”)。

(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝________，CO的平衡转化率为________。

(3)1 000 ℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5 mol CO和0.5 mol CO2，v正________v逆(填“<”“>”或“＝”)，平衡向________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。