高中化学苏教版 (2019)选择性必修1化学平衡的移动优秀同步达标检测题

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一、化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下，反应达到平衡后，将各物质的物质的量浓度代入表示式K＝eq \f(cc(C)•cd(D),ca(A)•cb(B))，得到的结果是一个定值，称为该反应的化学平衡常数。写出下表中各反应的平衡常数表达式：
2.意义
K值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越大。一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素
K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。
①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。
②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝Keq \\al(n,2)。
③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。
④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝eq \f(K1,K2)。
二、平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
2.表达式
平衡转化率α＝eq \f(该反应物的起始总量－该反应物的平衡量,该反应物的起始总量)×100%
对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝eq \f(c0(A)－c(A),c0(A))×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
4.相关计算——三段式
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a ml、b ml，达到平衡后，A的消耗量为mx ml，容器容积为V L，则有
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始(ml) a b 0 0
变化(ml) mx nx px qx
平衡(ml) a－mx b－nx px qx
(1)A的转化率α(A)＝eq \f(mx,a)×100%[或等于消耗的质量(浓度)与起始质量(浓度)之比]，同理可计算α(B)。
(2)α(A)：α(B)＝eq \f(mx,a)：eq \f(nx,b)[若a：b＝m：n，即投料比等于化学计量数之比，则α(A)＝α(B)]。
(3)A的体积(物质的量)分数φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%，同理可计算φ(B)、φ(C)、φ(D)。
(4)平衡和起始时的压强比eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。
(5)混合气体的密度ρ(混)＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),V) g/L。
(6)平衡时混合气体的平均摩尔质量M＝eq \f(a•M(A)＋b•M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x) g/ml。
课后分层练
1.(2023•河北石家庄第二十一中高二月考)下列关于平衡常数的说法正确的是( )
A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B.化学平衡正向移动，则化学平衡常数一定变大
C.平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关
D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的快慢
[答案] C
[解析] 在平衡常数表达式中，反应物浓度和生成物浓度均用平衡浓度，故A错误；平衡常数只与温度有关，温度发生变化时，平衡常数才会发生变化，故B错误；从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度，不能推断反应快慢，故D错误。故选C。
2.已知下列反应的平衡常数：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g)H2S(g) K2；则反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是( )
A.K1－K2 B．K2 －K1
C.K2 /K1 D．K1/K2
[答案] C
[解析] 反应①的平衡常数K1＝eq \f(c(SO2),c(O2))，反应②K2＝eq \f(c(H2S),c(H2))，反应H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常数是K＝eq \f(c(H2S)•c(O2),c(H2)•c(SO2))＝K2/K1。故选C。
3.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.当改变反应物的浓度时，化学平衡常数会发生改变
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.化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度
[答案] D
[解析] 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，A、B、C错误。
4.某温度时N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则此温度下NH3(g)eq \f(3,2)H2(g)＋eq \f(1,2)N2(g)的平衡常数为( )
A.eq \f(1,\r(a)) B.eq \r(a) C.eq \f(1,a3) D．a2
[答案] A
[解析] 某温度时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝a，则该温度下，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的平衡常数K1＝eq \f(1,a)，NH3(g)eq \f(3,2)H2(g)＋eq \f(1,2)N2(g)的平衡常数K2＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,a)))eq \s\up6(\f(1,2))＝eq \f(1,\r(a))，故选A。
5．在某温度下，可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常数为K，下列说法正确的是( )
A．K越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大
B．K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度和压强的改变而改变
[答案] A
[解析] K越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，K只与温度有关，与浓度、压强无关。
6．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
[答案] A
[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。
7．2 000 K时，反应CO(g)＋ eq \f(1,2)O2(g)CO2(g)的平衡常数为K，则相同温度下反应2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′为( )
A． eq \f(1,K) B．K2 C． eq \f(1,K2) D． eq \f(1,K\f(1,2))
[答案] C
[解析] 平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应，K＝ eq \f(c（CO2）,c（CO）·c\f(1,2)（O2）)，K′＝ eq \f(c2（CO）·c（O2）,c2（CO2）)，所以K′＝ eq \f(1,K2)。]
8．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )
A．K＝ eq \f(c4（H2）·c（Fe3O4）,c3（Fe）·c4（H2O）)
B．K＝ eq \f(c4（H2）,c4（H2O）)
C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数增大
D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化
[答案] B
[解析] A项，固体物质的浓度可视为常数，在平衡常数表达式中不写，错误；B项，符合平衡常数表达式的书写要求，正确；C项，化学平衡常数只与温度有关，而与反应物、生成物的浓度变化无关，故增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应的平衡常数不变，错误；D项，温度改变，平衡常数一定改变，错误。
9．某可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为( )
A．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值、K值均扩大了1倍
B．写成2aA(g)＋2bB(g)2cC(g)，ΔH值扩大了1倍，K值保持不变
C．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值、K值变为原来的相反数
D．写成cC(g)aA(g)＋bB(g)，ΔH值变为原来的相反数，K值变为原来的倒数
[答案] D
[解析] A、B项ΔH值扩大1倍，K变为原来的平方；C项K值变为原来的倒数。
10.常温下，下列反应的平衡常数如下：
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。
下列说法正确的是( )
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，水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10－79
C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝eq \f(1,2)(K2＋K3)
[答案] C
[解析] A项，根据平衡常数的含义可知常温下，NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1＝eq \f(c(N2)c(O2),c2(NO))，错误；B项，常温下，水分解产生O2，化学方程式为2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)，此时平衡常数K＝eq \f(1,K2)＝eq \f(1,2×1081)＝5×10－82，但化学方程式中化学计量数改变时，平衡常数会随之改变，错误；C项，在相同温度下，物质分解产生O2的化学平衡常数越大，说明反应进行得越彻底，由于三个产生O2反应的化学平衡常数：K(NO分解)>K(H2O分解)>K(CO2分解)，所以常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，正确。CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的K＝Keq \s\up6(\f(1,2))2•Keq \s\up6(\f(1,2))3，D项错误。
11.温度为T时，将NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，当NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)达到平衡时，测得体系的总压强为6 kPa，则该反应的平衡常数Kp为( )
A.6(kPa)2 B．9(kPa)2
C.8(kPa)2 D．36(kPa)2
[答案] B
[解析] 总压强为6 kPa，所以p(NH3)＝p(H2S)＝3 kPa。Kp＝eq \f(3 kPa×3 kPa,1)＝9(kPa)2，故选B。
12.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X＋2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于( )
A.33% B．40%
C.50% D．65%
[答案] D
[解析] 假设X和Y物质的量为1 ml，达到平衡时消耗X物质的量为a ml，则：
X ＋ 2Y2Z
起始/ml 1 1 0
转化/ml a 2a 2a
平衡/ml 1－a 1－2a 2a
根据题意有(1－a＋1－2a)：2a＝3：2 ，a＝eq \f(1,3)，Y的转化率＝eq \f(\f(1,3)×2 ml,1 ml)×100%≈67%，最接近65%，D项正确。
13．高炉炼铁过程中发生的主要反应为 eq \f(1,3)Fe2O3(s)＋CO(g) eq \f(2,3)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
该反应的平衡常数表达式K＝______________，ΔH________0(填“>”、“