1、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:D2.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=c(Fe3O4)c(H2)c(Fe)c(H2O)B.K=c(Fe3O4)c4(H2)c(Fe)c4(H2O)C.K=c4(H2O)c4(H2)D.K=c4(H2)c4(H2O)
2、解析:平衡常数表达式中固体或纯液体不表示出来。答案:D3.2 000 K时,反应CO(g)+12O2(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.1K B.K2 C.1K2 D.1K12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=c(CO2)c(CO)c12(O2),K=c2(CO)c(O2)c2(CO2),所以K=1K2。答案:C4.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 m
3、ol/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)初始量/mol 420变化量/mol 212平衡量/mol 2 12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=c2(SO3)c2(SO2)c(O2)=0.520.520.25=4。答案:A5.在某温度下,将0.10 mol H2(g)与0.10 mol I2(g)充入10 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.008 mol/L
4、。则反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K为()A.1.0 B.0.75 C.0.5 D.0.25解析:根据题意,利用三段式法计算,则: H2(g) + I2(g)2HI(g)起始量/(mol/L)0.01 0.01 0变化量/(mol/L) 0.002 0.0020.004平衡量/(mol/L) 0.008 0.0080.004K=c2(HI)c(H2)c(I2)=0.00420.0080.008=0.25。答案:D6.已知830 时,反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数K=1。下表中的四组数据能表明反应达到化学平衡状态的是()选项ABCDc(CO2)
5、/(mol/L)3121c(H2)/(mol/L)2121c(CO)/(mol/L)1230.5c(H2O)/(mol/L)5232解析:Q(A)=2mol/L3mol/L1mol/L5mol/L=1.2,Q(B)=1mol/L1mol/L2mol/L2mol/L=0.25,Q(C)=2mol/L2mol/L3mol/L3mol/L0.44,Q(D)=1mol/L1mol/L2mol/L0.5mol/L=1。答案:D7.加热N2O5依次发生的分解反应为:N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)N2O3(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 ,
6、达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t 时反应的平衡常数为()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,在反应中N2O5分解了(x+3.4)mol,同时生成(x+3.4)mol O2。在反应中生成了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。反应的平衡常数K=
7、1.74.50.9=8.5。答案:B8.(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)H0.004,c=0.008B.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:
8、a=b0.004,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0.002mol/L0.01mol/L100%=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=0.0042(0.01-0.002)2=0.25,故D项正确。 答案:B11.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:NH4I(
9、s) NH3(g)+HI(g)2HI(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知反应分解的c(HI)=1 mol/L,由知c(NH3)=c总(HI)=1 mol/L+4 mol/L=5 mol/L,则反应的化学平衡常数为K=54=20。答案:C12.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/s020406080100c(
10、N2O4)0.20a0.10cdec(NO2)0.000.12b0.220.220.22 (1)该反应的化学方程式为,表中bc(填“”“c。(2)20 s时c(N2O4)=0.14 mol/L,020 s内v(N2O4)=-ct=0.20mol/L-0.14mol/L20 s=0.003 mol/(Ls)。(3)平衡时K=c2(NO2)c(N2O4)=0.2220.090.54。(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)0.140.003 mol/(Ls)(3)c2(NO2)c(N2O4)0.5
11、4(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)H=+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:vavb(填“”“vb。根据题目表述得到v正=k正xSiHCl32,v逆=k逆xSiH2Cl2xSiCl4,当反应达到平衡时v正=v逆,所以k正k逆=xSiH2Cl2xSiCl4xSiHCl32,实际就是平衡常数K,即k正k逆=0.02。a点时,转化率为20%,所以可以计算出:2SiHCl3 (g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始浓度(mol/L) 1 0 0变化浓度(mol/L)0.2 0.10.1平衡浓度(mol/L)0.8 0.10.1所以xSiHCl3=0.8;xSiH2Cl2=xSiCl4=0.1;所以v正v逆=k正k逆xSiHCl32xSiH2Cl2xSiCl4=0.020.820.121.3。答案: (1)22%0.02(2)1.3
