1、第2课时化学平衡常数夯实基础轻松达标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C2.汽车尾气净化中的一个反应如下:NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)H=-373.4 kJmol-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
2、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C3.某温度时,反应SO2(g)+12O2(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 500B.100C.410-4D.210-2解析K=c(SO3)c(SO2)c12(O2),K1=c2(SO2)c(O2)c2(SO3),K1=1K2=410-
3、4。答案C4.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23,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D5.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H2+F22HFK=1047H2+Cl22HClK=1017H2+Br22HBrK=109H2+I22HIK=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.B.C.D.无法确定解析化学平衡常数越大,表示该反应的
4、正反应进行的程度越大,故A正确。答案A6.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 molL-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=c(Sn2+)c(Pb2+)=0.10molL-10.10molL-1=1NOCO2D.以上说法都不正确解析A项,K1=c(N2)c(O2)c2(NO)。B项,K=1K2=121081=510-82,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NOH2OCO2
5、。答案B2.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.3.2103B.1.6103C.8.0102D.4.0102解析SO3的起始浓度为0.05molL-1,则分解的SO3的浓度为0.05molL-120%=0.01molL-1,所以平衡时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.01molL-1、0.005molL-1、0.04molL-1。化学平衡常数K=c2(SO3)c2(SO2)c(O2)=3.2103。答案A3.在容积可变的密闭容器中
6、,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)280转化量(mol)23243平衡量(mol)43643氮气的体积分数为43mol(43+6+43)mol=21315%。答案C4.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=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的平
7、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/mol1100转化/mol0.50.50.50.5平衡/mol0.50.50.50.5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B5.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
8、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:30mL20mL00变化:xxxx平衡:30mL-x20mL-xxx由题意知:20mL-x=x,故x=10mL。故平衡后CO的体积分数为30mL-10mL50mL100%=40%,CO的转化率为10mL30mL100%33.3%,H2O的转化率为10mL20mL100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为3028+201850=24。答案B6.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:物质XYZ初始浓度/(molL-1)0.10.
9、20平衡浓度/(molL-1)0.050.050.1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 600C.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)=132,故化学方程式为X(g)+3Y(g)2Z(g),K=c2(Z)c(X)c3(Y)=0.120.05(0.05)3=1600。平衡常数K与温度有关,与压强无关。答案C7.830 K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H0。
10、试回答下列问题:(1)若起始时c(CO)=2 molL-1,c(H2O)=3 molL-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 molL-1,c(H2O)=2 molL-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 molL-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)起始浓度(molL-1)2300变化浓度(molL-1
11、)1.21.21.21.2平衡浓度(molL-1)0.81.81.21.2该反应的平衡常数K=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=1.21.20.81.8=1,v(H2O)=1.2molL-14s=0.3molL-1s-1。(2)反应进行到某时刻时,c(H2)=c(CO2)=0.5molL-1,c(CO)=0.5molL-1,c(H2O)=1.5molL-1,Q=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=0.50.50.51.5=13K,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)10.3 molL-1s-1(2)否大于(3
12、)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)08 min,v(CO)= molL-1min-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:温度/KK1K29731.472.381 1732.151.67根据表中数据,计算反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的K。温度为973 K时:K=。温度为1 173 K时:
13、K=。解析(1)v(CO)=ct=0.50molL-18min=0.0625molL-1min-1。(2)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)K1=c(CO)c(CO2);Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)K2=c(H2)c(H2O);而CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=c(H2O)c(CO)c(CO2)c(H2)=K1K2,故973K时,K=K1K2=1.472.380.62;1173K时,K=2.151.671.29。答案(1)0.062 5(2)0.621.29贴近生活拓展创新在80 时,将0.4 mol的四氧化二氮气体充入2 L已抽
14、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:时间(s)c/(molL-1)020406080100c(N2O4)0.20a0.10cdec(NO2)0.000.12b0.220.220.22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“”)c。(2)20 s时,N2O4的浓度为 molL-1,020 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
15、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/(molL-1):0.20020s时浓度/(molL-1):0.140.1240s时浓度/(molL-1):0.100.2060s时浓度/(molL-1):0.090.22(此时达到平衡)所以bc。(2)20s时c(N2O4)=0.14molL-1,v(N2O4)=-c(N2O4)t=(0.20-0.14)molL-1(20-0)s=0.003molL-1s-1。(3)平衡常数K=c2(NO2)c(N2O4)=(0.22)20.090.54。(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)0.140.003 molL-1s-1(3)c2(NO2)c(N2O4)0.54(4)ABD