1、第3课时化学平衡常数基础巩固1.下列关于某一化学反应的平衡常数的说法中正确的是()。A.与该反应的压强有关B.与反应的温度有关,还与反应本身有关C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到起始浓度的影响D.只与化学反应本身有关,与其他任何外界条件无关答案:B解析:平衡常数受反应温度的影响,平衡常数的表达式与方程式的书写有关,但与起始浓度、压强无关。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=答案:C解析:平衡常数是生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值,但固体浓度视为常数,不写入
2、平衡常数表达式中。3.对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H0,下列有关说法错误的是()。A.平衡常数表达式为K=B.增大体系压强,平衡常数K不发生变化C.升高体系温度,平衡常数K一定发生变化D.增加C(s)的量,能加快正反应速率答案:D解析:固态物质浓度视为常数,不需写入平衡常数表达式,A项正确;K只与温度有关,因此增大体系压强,平衡常数K不发生变化,B、C项正确。增加C(s)的量,对反应速率无影响,D项错误。4.将4 mol SO2与2 mol O2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 m
3、olL-1。则此条件下的平衡常数K为()。A.4B.0.25C.0.4D.0.2答案:A解析:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)1 0.500.5 0.250.50.5 0.250.5K=4。5.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g),达到平衡时生成0.8 mol Z,测得Q的浓度为0.4 molL-1,下列叙述错误的是()。A.a的值为2B.平衡时X的浓度为0.2 molL-1C.平衡时Y的转化率为60%D.平衡时Z的体积百分含量为20%答案:B解析:由题意知生成Q的物质的量为0.8 mol,与生成Z的物质的量相等。由物
4、质的量的转化量之比等于化学计量数之比,可得a=2,A项正确;达到平衡时,X反应了0.4 mol,Y反应了1.2 mol,平衡时X的物质的量为1.6 mol,Y的物质的量为0.8 mol,则平衡时X的浓度为0.8 molL-1,Y的转化率为60%,B项错误,C项正确。平衡时气体的总物质的量为4 mol,所以平衡时Z的体积百分含量为20%,D项正确。6.一定条件下,将一定量的A、B的混合气体充入密闭容器中发生下列反应:2A(g)+2B(g)C(g)+D(g)H0。当由M平衡到N平衡过程中,温度与对应变化及M、N平衡混合气中某些气体的物质的量如图所示。则平衡M到平衡N过程中B的转化率是()。A.24
5、%B.30%C.60%D.48%答案:A解析:由图像知n(A)=n(B)=1.5 mol-0.3 mol=1.2 mol,所以n(B)=1.2 mol,(B)=100%=100%=24%,A项正确。7.25 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所示:物质XYZ初始浓度/(molL-1)0.10.20.0平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1下列说法错误的是()。A.反应达到平衡时,X的转化率为50%B.该反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600C.增大压强,平衡常数增大D.改变温度可以改变该反应的平衡常数答案:C解析:X的浓度变化了0.
6、05 molL-1,所以达到化学平衡时,X的转化率为0.05 molL-10.1 molL-1100%=50%,A项正确。Y的浓度变化了0.15 molL-1,Z的浓度变化了0.1 molL-1,故该反应的化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数K=1 600,B项正确。对于一个确定的可逆反应,平衡常数与浓度、压强无关,只与温度有关,C项错误,D项正确。8.已知某温度下可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)H0,请回答下列问题:(1)该温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 molL-1,c(N)=2.4 molL-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率
7、为。(2)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 molL-1,c(N)=a molL-1;达到平衡后,c(P)=2 molL-1,a=。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b molL-1,达到平衡后,M的转化率为。答案:(1)25%(2)6(3)41.4%解析:(1) M(g)+N(g)P(g)+Q(g)H01 2.4 0 00.6 0.6 0.6 0.60.4 1.8 0.6 0.6所以:(N)=100%=25%,K=0.5。(2) M(g)+N(g)P(g)+Q(g)H04 a 0 02 a-2 2 2由K=0.5,解得a=6。(3)设M的转化率
8、为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为:c(M)=b(1-x) molL-1,c(N)=b(1-x) molL-1,c(P)=bx molL-1,c(Q)=bx molL-1,由K=0.5,解得x=41.4%。能力提升1.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:NH4I(s)NH3(g)+HI(g);2HI(g)H2(g)+I2(g);达到平衡时,c(H2)=0.5 molL-1,c(HI)=4 molL-1,则此温度下反应的平衡常数为()。A.9B.16C.20D.25答案:C解析:根据反应2HI(g)H2(g)+I2(g),消耗的c(HI)=2c(H2)=1 molL-1
9、,再结合反应NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知c(NH3)=c(HI)=1 molL-1+4 molL-1=5 molL-1。因此该温度下,反应的平衡常数:K=c(NH3)c(HI)=54=20。2.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准。在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=110302H2(g)+O2(g)2H2O(g)K2=210812CO2(g)2CO(g)+O2(g)K3=410-92以下说法正确的是()。A.该温度下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)c(O2)B.该温度下,水分解产生O2,此
10、反应的平衡常数的数值约为510-80C.该温度下,NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D.以上说法都不正确答案:C解析:由化学平衡常数的定义可知K1=,A项错误;该温度下,水分解反应的平衡常数为=510-82,B项错误;该温度下,NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的化学平衡常数数值分别为11030、510-82、410-92,所以产生O2的倾向:NOH2OCO2,C项正确,D项错误。3.在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数
11、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.平衡后水的体积分数为20%答案:B解析:设CO的转化体积为x mL,则有 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始量/mL30 200 0转化量/mLx x x x平衡量/mL30-x 20-xx x由题意知:20-x=x,故x=10。故平衡后CO的体积分数为100%=40%,CO的转化率为100%=33.3%,水的转化率为100%=50%,平衡后水的体积分数为100%=20%。4.在一定温度下,将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入
12、容积为2 L的密闭刚性容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)H0,2 min末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.4 molL-1。请回答下列问题:(1)x的值为。(2)A的转化率为(A)=。(3)此温度下该反应的平衡常数K=。答案:(1)2(2)60%(3)0.5解析:(1)平衡时C的浓度为0.4 molL-1,则n(C)=0.4 molL-12 L=0.8 mol,反应生成的C、D的物质的量之比等于化学计量数之比,所以0.8 mol0.8 mol=x2,解得x=2。(2)平衡时n(D)=0.8 mol,由反应方程式可知参加反应的n(A)=n(
13、D)=0.8 mol=1.2 mol,故A的转化率为100%=60%。(3)根据三段式计算平衡时各组分的浓度为: 3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)1 10 00.6 0.20.4 0.40.4 0.80.4 0.4故平衡常数K=0.5。5.已知反应2A(g)+B(g)3C(g),起始时按52的体积比将A、B两种气体混合后充入一恒容密闭容器中,在恒定温度下使其反应,达到化学平衡状态时混合气体中C的体积分数为60%。请回答下列问题:(1)A、B的转化率分别为A=,B=。(2)平衡时混合气体的平均相对分子质量为(设A的相对分子质量为WA,B的相对分子质量为WB)。(3)平衡时容器内的压强与
14、起始时相比,压强(填“增大”“不变”或“减小”)。答案:(1)56%70%(2)(3)不变解析:(1)假设反应开始时,B气体的充入量为2 mol,达到化学平衡状态时,B的变化量为x mol,则 2A(g) + B(g) 3C(g)起始量/mol520变化量/mol2xx3x平衡量/mol5-2x2-x3x由题意可知,100%=60%,解得x=1.4,A=100%=56%,B=100%=70%。(2)该反应为反应前后气体分子数不变的反应,平衡时混合气体的平均相对分子质量即为A、B两种气体混合时的平均相对分子质量。(3)反应前后气体的总物质的量不变,在恒温恒容条件下,容器内的压强始终不变。6.在某
15、温度下充入一定量的N2和H2,发生合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应达到平衡时,各物质的物质的量浓度是c(N2)=3 molL-1,c(H2)=9 molL-1,c(NH3)=4 molL-1,则:(1)该温度时的平衡常数为。(2)起始浓度c(N2)=。(3)H2的转化率为。答案:(1)7.3210-3(2)5 molL-1(3)40%解析:N2+3H22NH3c(起始)/(molL-1)a b 0c(平衡)/(molL-1)3 9 4(1)K=7.3210-3。(2)N2的消耗浓度为2 molL-1,则其起始浓度为a=5 molL-1。(3)H2的消耗浓度为6 molL-1,则(H2)=100%=40%。
