高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡课堂检测

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第二节 化学平衡
课时2　化学平衡常数
【基础巩固】
1.下列关于化学平衡常数的叙述中正确的是 (　　)
A.化学平衡常数表示反应进行的程度,与温度无关
B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数均不变
C.化学平衡常数等于某一时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
D.温度一定,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数
答案:D
2.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=
解析:平衡常数表达式中固体或纯液体不表示出来。
答案:D
3.2 000 K时,反应CO(g)+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. B.K2 C. D.
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=,K'=,所以K'=。
答案:C
4.将4 mol SO2(g)与2 mol O2(g)放入4 L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为 0.5 mol/L。则此条件下的平衡常数K为 (　　)
A.4 B.0.25
C.0.4 D.0.2
解析:根据题意,利用“三段式”法计算,则:
　　　　　　　2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始量/mol　　　4　　　 2　　　　0
变化量/mol　　　2　　　 1　　　　2
平衡量/mol　　　2　　　 1　　　　2
平衡时各物质的浓度:c(SO2)=0.5 mol/L,c(O2)=0.25 mol/L,
c(SO3)=0.5 mol/L,K===4。
答案:A
5.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)为 0.5 mol,下列说法中错误的是 (　　)
A.在该温度下平衡常数K=1
B.平衡常数与反应温度无关
C.CO的转化率为50%
D.其他条件不变,再向密闭容器中通入1 mol H2O,平衡时平衡常数不变


解析:　　　　　　 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始物质的量/mol 　1 　1　 　 0 　0
转化物质的量/mol 　0.5 　0.5　 　0.5 　0.5
平衡物质的量/mol 　0.5 　0.5　 　0.5 　0.5
由化学方程式及以上数据判断可得,A、C、D项均正确。平衡常数与反应温度有关,B项错误。
答案:B
6.298 K时,各反应的平衡常数如下:
①N2(g)+O2(g)2NO(g)　K=1×10-30
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　K=2×1081
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　K=4×10-92
则该条件下,NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向最大的是 (　　)
A.NO B.H2O
C.CO2 D.无法判断
解析:要判断NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向,则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数,然后比较大小。由计算可知:
2NO(g)N2(g)+O2(g)　K=1×1030
2H2O(g)2H2(g)+O2(g)　K=5×10-82
2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　K=4×10-92
平衡常数越大,表示反应进行得越彻底,因此NO分解放氧的倾向最大。
答案:A
7.加热N2O5依次发生的分解反应为:
①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)
②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到 t℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则 t℃时反应①的平衡常数为 (　　)
A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2
解析:设达到平衡时,分解的N2O3物质的量为x mol,则反应过程中共生成(x+3.4)mol N2O3,在①反应中N2O5分解了(x+3.4)mol,同时生成(x+3.4)mol O2。在②反应中生成了x mol氧气,则有(x+3.4)mol+
x mol=9 mol,求得x=2.8,所以平衡后N2O5、N2O3、O2的物质的量依次为1.8 mol、3.4 mol、9 mol,浓度依次为0.9 mol/L、1.7 mol/L、4.5 mol/L。反应①的平衡常数K==8.5。
答案:B
8.(1)化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度,K越大,表示　　　　。K的大小与温度的关系是温度升高,K　　　　　(填“一定增大”“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。 
(2)在一容积为10 L的容器中,通入一定量的CO与H2O,在850 ℃时发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g)。CO和H2O浓度变化如图所示,则前 4 min 的平均反应速率v(CO)=　　　mol/(L·min)。该反应的化学平衡常数表达式为K=　　　　　　,850 ℃时当反应进行到 4 min 时即达到平衡状态,这时化学平衡常数为　　 (填数字)。 

解析:(1)化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度,K越大,表示可逆反应进行的程度越大;K的大小与温度的关系是温度升高,平衡向吸热反应的方向移动,若正反应吸热,K增大,若正反应放热,K减小。
(2)v(CO)=-=0.03 mol/(L·min)。平衡常数表达式为K=;由图中可得H2O、CO、CO2、H2的平衡浓度分别为
0.18 mol/L、0.08 mol/L、0.12 mol/L、0.12 mol/L,则K===1。
答案:(1)可逆反应进行的程度越大　可能增大也可能减小　
(2)0.03　　1
9.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中常用的试剂。已知:
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)　ΔH1=a kJ/mol
②4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)　ΔH2=b kJ/mol
③2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)　ΔH3=c kJ/mol
(1)a、b、c之间满足的关系为　　　　　　　　　　　。在同一温度下,上述反应的平衡常数依次为K1、K2、K3,三者之间满足的关系为　　　　　　。 
(2)某温度下,在密闭容器中发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),正反应速率表达式为v正=k·cn(NO)·cm(Cl2)(k是反应速率常数,只与温度有关;n、m为反应级数,只取正数)。测得正反应速率与浓度的关系如下表所示:
序号



ⅰ
0.100
0.100
0.144
ⅱ
0.100
0.200
0.288
ⅲ
0.200
0.100
0.576
n=　　　　,m=　　　　。  
解析:(1)由方程式③=①×2-②,可得ΔH3=2ΔH1-ΔH2,则有c=2a-b,a、b、c之间满足的关系为2a=b+c或c=2a-b或b=2a-c。同理可得出K3=。
(2)将ⅰ、ⅱ两组数据代入v正=k·cn(NO)·cm(Cl2)中,可以求出m=1,将ⅰ、ⅲ两组数据代入v正=k·cn(NO)·cm(Cl2)中,可以求出n=2,即n=2,m=1。
答案:(1)2a=b+c(或c=2a-b或b=2a-c)　K3=　(2)2　1　
【拓展提高】
10.某温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2与I2,发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。
容器
起始浓度
平衡浓度



甲
0.01
0.01
0.004
乙
0.01
0.02
a
丙
0.02
0.01
b
丁
0.02
0.02
c

下列判断中错误的是 (　　)
A.HI的平衡浓度:a=b>0.004,c=0.008
B.平衡时,H2的转化率:丁>甲
C.平衡时,乙中H2的转化率大于20%　　
D.丙中条件下,该反应的平衡常数K=0.25
解析:甲、乙比较,乙中碘的浓度大,促进氢气的转化;甲、丙比较,丙中氢气浓度大,促进碘单质转化,乙、丙达到相同平衡状态,则HI的平衡浓度:a=b>0.004,反应H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体体积不变,丁投料是甲的2倍,c=0.008,故A项正确;甲、丁比较,起始物质的量为2倍关系,且物质的量之比等于化学计量数之比,增大压强,平衡不移动,则平衡时,H2的转化率:甲=丁,故B项错误;由甲中数据可知,甲中氢气转化率为×100%=20%,但甲、乙比较,乙中碘的浓度大,促进氢气的转化,故C项正确;甲、丙温度相同,K相同,结合表格中数据可知,K==0.25,故D项正确。
答案:B
11.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)NH3(g)+HI(g)　
②2HI(g)H2(g)+I2(g)
达到平衡时,c(H2)=0.5 mol/L,c(HI)=4 mol/L,则此温度下反应①的平衡常数为 (　　)
A.9　　　　B.16　　　　C.20　　　　D.25
解析:由c(H2)=0.5 mol/L知反应②分解的c(HI)=1 mol/L,由①知c(NH3)=c总(HI)=1 mol/L+4 mol/L=5 mol/L,则反应①的化学平衡常数为K=5×4=20。
答案:C
12.在80 ℃时,将0.4 mol的N2O4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:
c/(mol/L)
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)
0.20
a
0.10
c
d
e
c(NO2)
0.00
0.12
b
0.22
0.22
0.22

(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　 　　　,表中b　　　c(填“>”“c。
(2)20 s时c(N2O4)=0.14 mol/L,0～20 s内v(N2O4)=-=
=0.003 mol/(L·s)。
(3)平衡时K==≈0.54。
(4)K越大,说明正向反应进行的程度越大,反应进行越完全,反应物转化率越高,故A、C项正确。
答案:(1)N2O4(g) 2NO2(g)　>　(2)0.14 0.003 mol/(L·s)　(3)　0.54　(4)AC
【挑战创新】
13.三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH=+48 kJ/mol,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

(1)343 K时SiHCl3的平衡转化率为　　　　。平衡常数K343 K=　　　　(结果精确到0.01)。 
(2)比较a、b处反应速率大小:va　　　　vb(填“>”“vb。根据题目表述得到v正=k正·
,v逆=k逆··,当反应达到平衡时v正=v逆,所以=,实际就是平衡常数K,即=0.02。a点时,转化率为20%,所以可以计算出:
2SiHCl3 (g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　
　　　　 1　　　　　 0　　　　0
　　　　0.2　　　　 0.1　　　0.1
　　　　0.8　　　　 0.1　　　0.1
所以=0.8;==0.1;所以=×=0.02×≈1.3。
答案:(1)22%　0.02 (2)>　1.3