化学选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡精品习题课件ppt

第二章化学反应速率与化学平衡

第二节　化学平衡

第2课时　化学平衡常数

课后篇素养形成

夯实基础轻松达标

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.对任一给定的可逆反应,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

解析K值与催化剂、反应物的浓度、化学反应速率的大小无关,所以A、D错误;与反应温度有关,但是温度升高,K值可能增大也可能减小,B也错误。

答案C

2.汽车尾气净化中的一个反应如下:

NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.4 kJ·mol-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(　　)

解析该反应为气体分子数减小的放热反应,升高温度,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,A项错误;同理升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B项错误;平衡常数只受温度影响,与NO的物质的量无关,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项错误。

答案C

3.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

解析K=,K1=,K1==4×10-4。

答案C

4.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

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。

答案D

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

解析化学平衡常数越大,表示该反应的正反应进行的程度越大,故A正确。

答案A

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

解析Q==1<K=2.2,故反应未达到平衡,反应向右进行。

答案A

7.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的表达式,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”)。 

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。

答案(1)c　(2)1　(3)不变

8.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是(　　)

A.平均相对分子质量

B.SO3(g)的转化率

C.

D.

解析将题中反应过程进行如下分析,假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器有隔板),保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变;然后抽掉隔板,将两容器压缩为一个容器大小,则压强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大;SO3(g)的转化率减小;c(SO2)、c(SO3)均增大,但c(SO3)增大的程度比c(SO2)增大的程度大,则增大;可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,故不发生变化。

答案B

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1.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,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数K=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

解析A项,K1=。B项,K==5×10-82,正确。C项,平衡常数越大,放出O2的倾向越大,故三种物质分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2。

答案B

2.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

解析SO3的起始浓度为0.05 mol·L-1,则分解的SO3的浓度为0.05 mol·L-1×20%=0.01 mol·L-1,所以平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.01 mol·L-1、0.005 mol·L-1、0.04 mol·L-1。化学平衡常数K==3.2×103。

答案A

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

A.5% B.10%

C.15% D.20%

解析　　　　　N2+3H22NH3

起始量(mol) 2 8 0

转化量(mol)  2 

平衡量(mol)  6 

氮气的体积分数为 mol÷(+6+) mol=≈15%。

答案C

4.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

解析　　　　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始/mol 1 1 0 0

转化/mol 0.5 0.5 0.5 0.5

平衡/mol 0.5 0.5 0.5 0.5

由以上方程式及数据判断可得,A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关,B项错误。

答案B

5.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

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 x x

平衡: 30 mL-x 20 mL-x x x

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。

答案B

6.在25 ℃时,恒容密闭容器中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

解析X、Y、Z三种物质的浓度变化之比为:(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2,故化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),K==1 600。平衡常数K与温度有关,与压强无关。

答案C

7.830 K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0。

试回答下列问题:

(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,4 s后达到平衡,此时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=　　　　。用H2O表示的化学反应速率为　　　　。 

(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态　　　　(填“是”或“否”),此时v(正)　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。 

(3)若降低温度,该反应的K值将　　　　。 

解析(1)　　　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

 2 3 0 0

 1.2 1.2 1.2 1.2

 0.8 1.8 1.2 1.2

该反应的平衡常数K==1,v(H2O)==0.3 mol·L-1·s-1。

(2)反应进行到某时刻时,c(H2)=c(CO2)=0.5 mol·L-1,c(CO)=0.5 mol·L-1,c(H2O)=1.5 mol·L-1,Q=<K,因此反应未达到平衡状态,向正反应方向进行。

(3)降低温度,平衡向正反应方向移动,K值增大。

答案(1)1　0.3 mol·L-1·s-1

(2)否　大于

(3)增大

8.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=　　　　　　　　。 

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。

答案(1)0.062 5　(2)①0.62　②1.29

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在80 ℃时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽成真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　　　　　　(填“<”“=”或“>”)c。 

(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,表明平衡时　　　　　　　　。 

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

解析(1)根据题中信息,知

　　　　　　　N2O4(g)2NO2(g)

开始浓度/(mol·L-1): 0.20 0

20 s时浓度/(mol·L-1): 0.14 0.12

40 s时浓度/(mol·L-1): 0.10 0.20

60 s时浓度/(mol·L-1): 0.09 0.22(此时达到平衡)

所以b>c。

(2)20 s时c(N2O4)=0.14 mol·L-1,v(N2O4)=-

=0.003 mol·L-1·s-1。

(3)平衡常数K=≈0.54。

(4)K值越大,说明正向反应进行的程度越大,反应进行越完全,反应物转化率越大,故A、B、D正确。

答案(1)N2O4(g)2NO2(g)　>

(2)0.14　0.003 mol·L-1·s-1

(3)　0.54

(4)ABD