人教版选修4高二化学章节验收233《化学平衡常数》.doc

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2-3-3化学平衡常数 一、选择题 1．(2012试题调研)下列关于平衡常数K的说法中，正确的是(　　) ①平衡常数K只与反应本身及温度有关　②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K　③加入催化剂不改变平衡常数K　④平衡常数K只与温度有关，与反应的本身及浓度、压强无关 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 答案：D 点拨：平衡常数K是一个温度常数，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。 2．(2012经典习题选萃)25℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。下列判断正确的是(　　) A．往平衡关系中加入少量金属铅后，c(Pb2＋)增大 B．往平衡关系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小 C．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH>0 D．25℃时，该反应的平衡常数K＝2.2 答案：D 点拨：A项金属铅是固体，其量的多少对平衡没有影响；B项往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体，体系中c(Sn2＋)增大，是使平衡逆向移动，c(Pb2＋)增大；C项中升高温度c(Pb2＋)增大，说明平衡逆向移动，则ΔH小于零；D项该反应的平衡常数表达式为： K＝＝＝2.2 故D项正确。 3．在容积可变的密闭容器中，2mol N2和8mol H2在一定条件下反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氢气的体积分数接近于(　　) A．5% B．10% C．15% D．20% 答案：C 点拨：由题给数据知：增加反应的H2的物质的量为： 8mol25%＝2mol 　　　 N2　＋　3H2　　2NH3 始态　　2mol　　8mol　　　0 变化量 mol 2mol mol 平衡量 mol 6mol mol 平衡时N2的体积分数为： 100%＝15% 故C项正确。 4．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＝ 答案：D 点拨：固体不写入表达式中。 5．关于化学平衡常数的叙述正确的是(　　) A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数 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．浓度商Qv(逆)。 6．X、Y、Z为三种气体，把amol X和bmol Y充入一密闭容器中， 发生反应X＋2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为(　　) A.100%　　　　　 B.100% C.100% D.100% 答案：B 点拨：　　　 　　X　＋　2Y2Z 起始物质的量/mol　a　　　b　　　0 转化物质的量/mol　x　　　2x　 　2x 平衡物质的量/mol　a－x　 b－2x　2x 据题意：(a－x)＋(b－2x)＝2x 解得x＝，故Y的转化率为100%＝100%。 7．将4molsO2与2mol O2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol/L。则此条件下的平衡常数K为(　　) A．4　　　 B．0.25　　　 C．0.4　　　 D．0.2 答案：A 点拨：　　　2SO2＋O22SO3 初(mol)：　　4　　　2　　　0 转(mol)：　　2　　　1　　　2 平(mol)：　　2　　　1　　　2 平衡时各自的浓度c(SO2)＝0.5mol/L， c(O2)＝0.25mol/L，c(SO3)＝0.5mol/L K＝＝4。 8．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．K1K2 D. 答案：D 点拨：K1＝，K2＝，第三个方程式的平衡常数K3＝＝K1＝。 9．在一定温度下的密闭容器中存在：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知c(SO2)始＝0.4molL－1，c(O2)始＝1molL－1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K＝19，此反应中SO2的转化量为(　　) A．0.24molL－1 B．0.28molL－1 C．0.32molL－1 D．0.26molL－1 答案：C 点拨：　　　　　　　 2SO2(g)＋O 2(g)2SO3(g) 起始量/(molL－1)：　 0.4　　　1　　　　　　　0 变化量/(molL－1)：　 x　　　 0.5x　　　 x 平衡量/(molL－1)：　 0.4－x　　　 1－0.5x　　　 x 由平衡常数的定义：K＝＝＝19，解得x＝0.32molL－1。 10．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2＋CO2(g)　ΔH＝－373.4kJmol－1 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(　　) 答案：C 点拨：该反应为气体化学计量数减小的放热反应。升温，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，同时，CO的转化率减小，故A项、B项都错；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错。 三、非选择题 11．(2012福建高二检测)T℃时，在一个体积为2L的容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图所示。 (1)写出该反应的化学方程式：____________________________ ___________________________________________； (2)该温度下该反应的平衡常数为_________________________ _______________________________________________； (3)已知：K(300℃)>K(350℃)，该反应是________热反应； (4)0～4分钟时，A的平均反应速率为____________； (5)到达平衡时B的转化率为____________； (6)恒容条件下，下列措施中能使降低的有__________。 A．充入氦气 B．使用催化剂 C．再充入2.4mol A和1.6mol B D．降低温度 答案：(1)2A(g)＋B(g)C(g) (2)0.52　(3)放 (4)0.05molL－1min－1 (5)25%　(6)C、D 点拨：(1)据图可知t1时刻反应达到平衡，这段时间内A、B、C的物质的量变化值为0.8mol、0.4mol、0.4mol，故反应为2A(g)＋B(g)C(g)。 (2)因平衡时A、B、C的物质的量浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L，所以平衡常数 K＝ ＝0.52mol－2L2 。 (3)因为K(300℃)>K(350℃)，该反应为放热反应。 (4)0～4分钟时，A的平均反应速率为(2.4mol－2.0mol)2L4min＝0.05molL－1min－1。 (5)到达平衡时B的转化率为0.4mol1.6mol100%＝25%。 (6)恒容条件下充入氦气和使用催化剂，平衡不发生移动，不变；再充入2.4mol A和1.6mol B时，平衡正向进行的程度增大，反应物的转化率增大，故降低；降低温度，平衡向正反应方向移动，降低。 12．已知可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)， (1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝______ 。 (2)830k时，若起始时：c(CO)＝2mol/L，c(H2O)＝3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为______。 (3)830k时，若只将起始时c(H2O)改为6mol/L，则水蒸气的转化率为__________。 答案：(1) (2)40%　1 (3)25% 点拨：(1)根据平衡常数的定义可写出K＝ (2)　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) c(初)mol/L　　2　　　3　　　　　 0 　　 0 Δcmol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 c(平)mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2 K＝＝1， H2O的转化率为100%＝40%。 (3)设H2O(g)的转化率为x，则 　　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) c(初)mol/L　　2　　　6　　　　　 0 　　　0 Δcmol/L 6x 6x 6x 6x c(平)mol/L 2－6x 6－6x 6x 6x 则K＝＝1， 解得x＝25%。 13．(2012经典习题选萃)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。 温度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 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10L的密闭容器中，1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min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＝______； (3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是______。 A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2 D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 答案：(1)　<　(2)0.006mol(Lmin)－1　60%　(3)C 点拨：(1)注意物质的状态，随着温度升高K逐渐减小，所以此反应是放热反应。 (2)三段式： 　　　　　　　Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) 始态/(molL－1)：　　　　 0.1　　　　　　 0.1 终态/(molL－1): 0.1－x 0.1＋x 反应/(molL－1): x x 温度为1 000℃，所以K＝＝＝4.0，所以x＝0.06， v(CO2)＝＝0.006minL－1min－1。 (3)Fe2O3、Fe均是固体，改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化反平衡，故A、B反应速率、化学平衡均不改变；C移出部分CO2，平衡右移，正确；D此反应为放热反应，升高温度，平衡左移，错误；E减小容器容积，相当于加压，平衡不移动，错误；F催化剂只影响化学反应速率，对平衡移动无影响，错误。 14．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。 (1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ①反应的平衡常数表达式为K＝________。 ②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，则10min内CO2的平均反应速率为0.015molL－1min－1,10min后生成了单质铁______g。 (2)可用上述的以应中某种物理量来说该反应已达到平衡状态的是________。 A．CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B．CO的生成速率与CO2的消耗速率相等 C．CO的质量不变 D．体系的压强不再发生变化 E．气体密度不再变化 答案：(1)①　②11.2　(2)ACE 点拨：(1)①固体没有浓度，只有气体、水溶液用浓度表示，所以K中不出现Fe2O3(s)和Fe(s)，K＝； ②10min 内生成CO2的物质的量为0.015molL－1min－110min2L＝0.3mol，以下关系式： 　2Fe　～ 3CO2 2mol 3mol 0 .2mol 0.3mol m(Fe)＝0.2mol56 gmol－1＝11.2 g (2)CO生成速率为逆反应速率，CO2生成速率为正反应速率且CO、CO2前系数相等，则v正(CO2)＝v逆(CO)，达到化学平衡；v生成(CO)＝v逆(CO)，v消耗(CO2)＝v逆(CO2)，无法说明是否达到化学平衡；m(CO)不变，则n(CO)不变，n(CO)不变，反应达到平衡；该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同；ρ＝，当m(气体)不变时，反应即达到平衡，达到平衡时ρ也不变。 易错案例警示 【案例】　体积为2L的密闭容器中，A与B在一定条件下反应生成C：A(g)＋2B(s)2C(g)。 (1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________； (2)在不同温度下达到平衡时生成物C的物质的量如下图所示，则该反应是______反应(填“放热”或“吸热”)，降低温度，K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)若将容器的体积压缩为1L，平衡向______方向移动，K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)在500℃，从反应开始到平衡，C的平均反应速率v(C)＝______________。 【解析】　 题号 内　容 (1) 易错答案 K＝ 错因剖析 没有认真看题，误把B当做气体，或者根本就不知固体物质不能写入平衡常数表达式中。 (2) 易错答案 K减小 错因剖析 错误认为不管反应特点如何，升高温度K增大，降低温度K减小；实际上，据图像可知，升高温度，C的物质的量降低，说明平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，故降低温度，平衡正向移动，K增大。 (3) 易错答案 K减小 错因剖析 误认为增大压强，平衡向逆反应方向移动，K就减小，忽略了K仅是温度的函数。 (4) 易错答案 0.05 错因剖析 忘记了化学反应速率的单位。 【答案】　(1)　(2)放热　增大 (3)逆反应　不变　(4)0.05mol/(Lmin)