1、课时作业9化学平衡常数和化学平衡计算时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共48分)1在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是H2F22HFK1047H2Cl22HClK1017H2Br22HBrK109H2I22HIK1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)A BC D无法确定2高温下，某反应达平衡，平衡常数K。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是(A)A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2OCO2H23下列有关平衡常数的说法中，正确的是(D)
2、A改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大B反应2NO2(g)N2O4(g)H0，升高温度，该反应平衡常数增大C对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等D平衡常数为K的反应，化学方程式为CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)解析：若是压强的改变，使反应物的转化率增大，则平衡常数K不变，A错误；对2NO2(g)N2O4(g)H0，升高温度，平衡常数K减小，B错误；对于给定可逆反应，温度一定，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C错误。4已知298.15 K时，可逆反应：Pb2(aq)Sn(s)Pb(s)Sn2(aq)的平衡常数K2.2，若溶液中Pb2和Sn2的浓度均为0
3、.10 molL1，则反应进行的方向是(A)A向右进行 B向左进行C处于平衡状态 D无法判断解析：Q10，D错误；该反应为吸热反应，随着反应的进行，绝热容器中的温度会降低，因此温度不再变化时，说明达到化学平衡状态，C正确。7把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)n(Y)n(Z)，则Y的转化率为(B)A.100% B.100%C.100% D.100%解析： X2Y2Z起始物质的量/mol a b 0转化物质的量/mol x 2x 2x平衡物质的量/mol ax b2x 2x据题意：(ax)(b2x)2x，解得x，故Y的转
4、化率为100%100%。8一定条件下，体积为2 L的密闭容器中，1 mol X和3 mol Y进行反应：X(g)3Y(g)2Z(g)，经12 s达到平衡，生成0.6 mol Z。下列说法正确的是(D)A以X浓度变化表示的反应速率为 mol/(Ls)B12 s 后将容器体积扩大为10 L，Z的平衡浓度变为原来的C若增大X的浓度，则物质Y的转化率减小D若该反应的H0，升高温度，平衡常数K减小解析： X(g)3Y(g)2Z(g)起始量(mol) 1 3 0转化量(mol) 0.3 0.9 0.6平衡量(mol) 0.7 2.1 0.6v(X) mol/(Ls)，所以A错误；12 s后将容器体积扩大为
5、10 L，平衡逆向移动，Z的浓度小于原来的，所以B错误；若增大X的浓度，Y的转化率增大，X的转化率减小；若H0，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小。9一定条件下，在容积为2 L的密闭容器里加入一定物质的量的A，发生如下反应并建立平衡：A(g)2B(g)，2B(g)C(g)2D(g)，测得平衡时各物质的浓度是c(A)0.3 molL1，c(B)0.2 molL1，c(C)0.05 molL1，最初向容器里加入A的物质的量是(C)A0.5 molB0.8 molC0.9 mol D1.2 mol解析：因为平衡时，n(A)平0.3 molL12 L0.6 mol，n(B)平0.2
6、 molL12 L0.4 mol，n(C)平0.05 molL12 L0.1 mol，所以n(B)转2n(C)平0.2 mol，n(B)n(B)平n(B)转0.6 mol，n(A)转n(B)0.3 mol，n(A)n(A)平n(A)转0.9 mol。10将一定量的Ag2SO4固体置于容积不变的密闭容器中(加入少量V2O5)，在某温度下发生反应：Ag2SO4(s)Ag2O(s)SO3(g)，2SO3(g)2SO2(g)O2(g)，经10 min后反应达到平衡，此时c(SO3)0.4 molL1，c(SO2)0.1 molL1，下列判断正确的是(A)用SO2表示的反应速率v(SO2)0.01 mo
7、l(Lmin)1用O2表示的反应速率v(O2)0.01 molL1min1SO3的分解率等于10%SO3的分解率等于20%Ag2SO4分解最初生成的c(SO3)0.5 molL1A BC只有 D只有解析：c(SO2)0.1 molL1为SO2的平衡量也是转化量，v(SO2)0.01 molL1min1，v(O2)v(SO2)0.005 molL1min1，c(SO3)转c(SO2)0.1 molL1，c(SO3)平0.4 molL1，c(SO3)始0.4 molL10.1 molL10.5 molL1，(SO3)100%20%，c(SO3)始即为Ag2SO4分解最初生成的SO3量。11在一定条
8、件下，有可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0)，经过2 min后达到平衡，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.04 molL1，则下列判断不合理的是(A)Av(Z)0.02 mol(Lmin)1B平衡时，X与Z的生成速率之比为12Cc1c213DX、Y的转化率相等解析：A中若v(Z)0.02 mol(Lmin)1，则2 min内Z的浓度增加0.04 molL1，由起始时Z的浓度不为0，因此A错；B项符合平衡时正、逆反应速率相等及反应速率之比与计量数之间的关系；由于X、Y的变化量之比为13，平衡时X、Y的浓
9、度之比为13，因此C、D正确。12在一定温度下，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)2B(g)C(g)2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 molL1。则下列叙述不正确的是(D)A在5 min内，该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol(Lmin)1B在5 min时，容器内D的浓度为0.2 molL1C当容器内压强保持恒定时，该可逆反应达到平衡状态D5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol解析：5 min时，c(C)0.1 molL1，c(D)0.2 molL1，v(C)0.02 mol(Lmin)1。此反
10、应是恒温时体积可变的反应，所以压强恒定，即达到了平衡状态。5 min时气体的总物质的量为2.5 mol。二、非选择题(52分)13(12分)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，甲醇的物质的量随外界条件的改变而变化的曲线如图所示：根据题意完成下列各题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K，升高温度，K值减小(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在500 ，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)。(3)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是
11、bc。a氢气的浓度减小b正反应速率增大，逆反应速率也增大c甲醇的物质的量增加d重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大解析：本题考查了平衡常数、化学反应速率的计算和化学平衡移动的问题，只要把握住它们的定义，问题便可以迎刃而解。14(12分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下。温度/1 0001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K，H”“”或“”)0。(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1 mol，反应经过
12、10 min 后达到平衡状态。则该时间段内的平均反应速率v(CO2)为0.006_mol/(Lmin)，CO的转化率为60%。(3)欲提高(2)中CO的转化率，可采取的措施是C。A减少Fe的量 B增加Fe2O3的量C移出部分CO2 D升高温度E减小容器的容积 F加入合适的催化剂解析：(1)因Fe和Fe2O3都为固体，不能写入平衡常数表达式中，所以平衡常数K。由表中数据知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故H0。(2) Fe2O3(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)起始物质的量(mol) 1 1 1 1转化物质的量(mol) x x x x平衡物质的量(mol) 1
13、x 1x 1x 1x由题意得K4.0，解得x0.6。所以CO的转化率为100%60%，v(CO2)0.006 mol/(Lmin)。(3)根据勒夏特列原理，A、B、E、F四项中条件的改变对平衡移动均无影响；移出部分CO2，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率减小。15(12分)由于温室效应和资源短缺，如何降低大气中CO2的含量并加以开发利用等问题，引起了全世界的普遍重视。目前工业上用CO为原料生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。(1)图甲是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达到平衡状态
14、，用CO浓度的变化表示反应的平均反应速率v(CO)0.075_mol/(Lmin)。(2)如图乙是该反应进行过程中能量的变化。曲线a(填“a”或“b”)表示不使用催化剂时反应的能量变化，不使用催化剂时该反应的逆反应的活化能为510_kJ/mol。(3)该反应的平衡常数K的表达式为，升高温度，平衡常数K减小(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)恒容条件下，下列措施能使增大的有C。A升高温度B充入HeC再充入1 mol CO和2 mol H2D使用催化剂解析：(4)催化剂能加快化学反应速率是因为催化剂降低了反应物的活化能，但它不能改变反应的热效应，也不能改变可逆反应的平衡状态；由题图乙可以看出该
15、反应为放热反应，故升高温度，该反应的平衡常数减小；恒容条件下，升高温度，反应向逆反应方向进行，减小，充入He不能改变反应的平衡状态，再充入1 mol CO和2 mol H2，则相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，增大，使用催化剂，不变。16(16分)已知A(g)B(g)C(g)D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K，H(填“”或“”)0。(2)830 时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A
16、)0.003 molL1s1。则6 s时c(A)0.022 molL1，C的物质的量为0.09 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为80%，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气，平衡时A的转化率为80%。(3)判断该反应是否达到平衡的依据为c。a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变cc(A)不随时间改变d单位时间里生成C和D的物质的量相等(4)1 200 时，反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为2.5。解析：(1)因反应中的物质都是气体，根据平衡常数的定义可知，K；由表中数据可知，温度升高，K值减小，故正反应为放热反应，H0。(2)v(A)0.003
17、molL1s1，则A减少的浓度c(A)v(A)t0.003 molL1s16 s0.018 molL1，故剩余的A的浓度为0.018 molL10.022 molL1；A减少的物质的量为0.018 molL15 L0.09 mol，根据化学方程式中的化学计量关系知，生成的C的物质的量为0.09 mol。设830 达到化学平衡时，A的转化浓度为x molL1，则 A(g) B(g)C(g)D(g)起始浓度(molL1) 0.04 0.16 0 0转化浓度(molL1) x x x x平衡浓度(molL1) 0.04x 0.16x x x由1.0，解得x0.032，故A的转化率(A)100%80%；由于容器的容积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，化学平衡不移动。(3)由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，容器中压强、气体的密度都始终不变，故a、b项错误；c(A)随反应的进行不再变化，故c可以说明反应已达到平衡状态；不论是否达到平衡状态，单位时间里生成C和D的物质的量都相等，故d项错误。(4)反应“C(g)D(g)A(g)B(g)”与“A(g)B(g)C(g)D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1 200 时，C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数K2.5。