2019高中化學(xué)第二章課下能力提升（九）化學(xué)平衡常數(shù)（含解析）新人教版選修4.docx

化學(xué)平衡常數(shù)一、選擇題1已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2(g)S(s)H2S(g)，K1；S(s)O2(g) SO2(g)，K2；則反應(yīng)H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常數(shù)是()AK1K2BK1K2CK1K2 D.解析：選DK1，K2，第三個反應(yīng)的平衡常數(shù)K3K1。2已知830時，反應(yīng)CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)K1，將各物質(zhì)按表中的物質(zhì)的量(單位：mol)投入恒容容器中，則開始時反應(yīng)逆向進行的是()選項ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)5232解析：選AQc(A)1.2，Qc(B)0.25，Qc(C)0，Qc(D)1。Qc(B)、Qc(C)均小于平衡常數(shù)1，所以B、C兩種情況下反應(yīng)正向進行；Qc(D)1，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Qc(A)大于1，反應(yīng)逆向進行。3在1 100 時，一定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)Ha kJmol1(a0)，該溫度下K0.263，下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，若c(CO)0.100 molL1，則c(CO2)0.026 3 molL1B若要提高CO的轉(zhuǎn)化率，則可以加入過量FeOC若容器內(nèi)壓強不隨時間變化，則可以判斷該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)D若生成56 g Fe，則吸收的熱量小于a kJ解析：選A1 100 時反應(yīng)的平衡常數(shù)K 0.263，故達到平衡時，若c(CO)0.100 molL1，則 c(CO2)0.026 3 molL1，A正確；加入FeO對平衡移動無影響，B錯誤；因反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故反應(yīng)過程中，容器內(nèi)壓強始終保持不變，C錯誤；根據(jù)熱化學(xué)方程式意義可知：若生成56 g Fe，則吸收的熱量為a kJ，D錯誤。4羰基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是()A升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大C反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 molDCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%解析：選CA項，升高溫度，H2S濃度增加，說明平衡逆向移動，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，錯誤；B項，通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間增大，又逐漸減小，錯誤；C項，根據(jù) CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1起始物質(zhì)的量 10 mol n mol 0 0變化物質(zhì)的量 2 mol 2 mol 2 mol 2 mol平衡物質(zhì)的量 8 mol (n2) mol 2 mol 2 mol設(shè)該容器的體積為V，根據(jù)K0.1，列關(guān)系式得0.1，解得n7，正確；D項，根據(jù)上述數(shù)據(jù)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為100%20%，錯誤。5雙選在容積為2 L的密閉容器中進行反應(yīng)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，其他條件不變，在300 和 500 時，物質(zhì)的量n(CH3OH)隨著反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示，下列說法正確的是()A該反應(yīng)的H0B其他條件不變，升高溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)增大C300 時，0t1 min內(nèi)CH3OH的平均生成速率為 molL1min1DM點的反應(yīng)體系從300 升高到500 ，達到平衡時 減小解析：選AC由圖像可知，溫度越高，平衡時CH3OH的物質(zhì)的量越小，故升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即H0，A正確，B錯誤；根據(jù)反應(yīng)速率的計算公式及題給數(shù)據(jù)計算，300 時，0t1 min內(nèi)v(CH3OH) molL1min1，C正確；D項，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，H2的物質(zhì)的量增大，CH3OH的物質(zhì)的量減小，故達到平衡時 增大，錯誤。6汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g) H373.4 kJmol1在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()解析：選C該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，平衡常數(shù)減小，A項錯誤；同理，CO的轉(zhuǎn)化率減小，B項錯誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的量無關(guān)，C項正確；增加N2的物質(zhì)的量，平衡逆向移動，NO的轉(zhuǎn)化率減小，D項錯誤。7.在密閉容器中，反應(yīng)X2(g)Y2(g)2XY(g)H0達到甲平衡，僅改變某一條件后，達到乙平衡。對此過程的分析正確的是()A可能是減小了反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)物X2轉(zhuǎn)化率一定減小B可能是加入了催化劑，反應(yīng)物X2的百分含量(X2%)將增大C可能是縮小了容器的體積，但該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變D可能是升高了溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)一定減小解析：選D根據(jù)圖像可知，乙達到平衡所用的時間比甲短，因此乙的反應(yīng)速率比甲快，因此不可能減小了反應(yīng)物的濃度，A錯誤；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動，XY的百分含量不變，B錯誤；該反應(yīng)是一個體積不變的反應(yīng)，故縮小容器的體積，平衡不移動，XY%不變，C錯誤；升高溫度平衡向左移動，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，D正確。8如圖所示表示兩個常見的固氮反應(yīng)：N23H22NH3和N2O22NO的平衡常數(shù)的對數(shù)(lg K)與溫度的關(guān)系，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是()A反應(yīng)為放熱反應(yīng)B常溫下，反應(yīng)的反應(yīng)速率很大，而反應(yīng)的反應(yīng)速率很小C升高溫度，反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，反應(yīng)的反應(yīng)速率減小D在常溫下，利用反應(yīng)固氮和利用反應(yīng)固氮反應(yīng)程度相差很大解析：選D溫度升高，反應(yīng)的lg K增大，說明反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A錯誤； K值的大小只表示反應(yīng)進行的程度，與反應(yīng)速率無關(guān)，B錯誤； 不論反應(yīng)是放熱還是吸熱，升高溫度，反應(yīng)速率均增大，C錯誤。二、非選擇題9工業(yè)合成氨N2(g)3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：(1)該反應(yīng)通常用活性鐵作催化劑，加活性鐵會使圖中B點升高還是降低_，理由是_。(2)該反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為K_，當(dāng)濃度商Q_K(填“”或“”)時，反應(yīng)向右進行。(3)450 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)_500 時的平衡常數(shù)(填“”或“”)。(4)一定條件下的密閉容器中，該反應(yīng)達到平衡，要提高H2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的合理措施有_(填字母代號)。a高溫高壓 b加入催化劑c增加N2的濃度d增加H2的濃度e分離出NH3解析：(1)催化劑降低反應(yīng)的活化能。(2)反應(yīng)向右進行，說明QK。(3)該反應(yīng)正向反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫利于平衡正向移動，450 時反應(yīng)正向進行的程度大，即450 對應(yīng)的平衡常數(shù)K大。(4)高溫使化學(xué)平衡逆向移動，H2轉(zhuǎn)化率降低，a不合理；催化劑對平衡無影響，b不合理；增加N2的濃度可以提高H2的轉(zhuǎn)化率，c可以；d降低H2的轉(zhuǎn)化率；分離出NH3，有利于平衡右移，e可以。答案：(1)降低催化劑能降低反應(yīng)活化能 (2)(4)ce10在一定溫度下，將3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K_。(2)已知在700 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K10.5，則該溫度下反應(yīng)CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)K2_，反應(yīng) CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的平衡常數(shù)K3_。(3)已知在1 000 時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K41.0，則該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)在1 000 下，某時刻CO2的物質(zhì)的量為2 mol，則此時v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。解析：(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念K。(2)K22，K3K1。(3)由于升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(4) CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)起始/mol：3 2 00變化/mol: 1 1 1 1某時刻/mol: 2 1 1 1所以c(CO)0.5 molL1，c(H2O)0.5 molL1，c(CO2)1 molL1，c(H2)0.5 molL1，故Qcv(逆)。答案：(1)(2)2(3)吸熱(4)能力提升11()已知在448時，反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49，則該溫度下反應(yīng)2HI(g)H2(g)I2(g)的平衡常數(shù)K2為_；反應(yīng)H2(g)I2(g)HI(g)的平衡常數(shù)K3為_。()在一定容積的密閉容器中，進行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表所示：t/7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K_。(2)該反應(yīng)為_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(3)能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_(填字母)。A容器中壓強不變B混合氣體中c(CO)不變Cv正(H2)v逆(H2O)Dc(CO2)c(CO)(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。(5)在800時，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)2 molL1、c(H2)1.5 molL1、c(CO)1 molL1、c(H2O)3 molL1，則下一時刻，反應(yīng)向_(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進行。解析：()第2個反應(yīng)與第1個反應(yīng)互為正、逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，即K2；第3個反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)與第1個相比，縮小為一半，則平衡常數(shù)K3。()(2)通過表中K和溫度t的關(guān)系可知，溫度越高，K值越大，反應(yīng)正向進行的程度越大，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)前后壓強始終不變，A不符合題意；混合氣體中c(CO)不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，B項符合題意；v正(H2)v逆(H2O)時，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C項符合題意；c(CO2)c(CO)時，濃度不一定不再變化，反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，D項不符合題意。(4)當(dāng)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)時，K1，此時溫度由表中數(shù)據(jù)可知為830 。(5)判斷反應(yīng)進行的方向時，可根據(jù)Qc與K的大小關(guān)系判斷，此時刻下，Qc10.9，所以反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行。答案：()7()(1) (2)吸熱(3)BC(4)830(5)逆反應(yīng)12汽車尾氣中的CO、NO2在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：4CO(g)2NO2(g) 4CO2(g)N2(g)H1 200 kJmol1。在一定溫度下，向容積固定為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和NO2，NO2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示：(1)010 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(CO)_，從11 min起其他條件不變，壓縮容器的容積變?yōu)? L，則n(NO2)的變化曲線可能為圖中的_(填字母)。(2)恒溫恒容條件下，不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_(填字母)。A容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化B容器內(nèi)的壓強保持不變C2v逆(NO2)v正(N2)D容器內(nèi)混合氣體密度保持不變(3)對于該反應(yīng)，溫度不同(T2T1)、其他條件相同時，下列圖像表示正確的是_(填序號)。解析：(1)010 min內(nèi)v(CO)2v(NO2)20.03 molL1min1。從11 min起壓縮容器容積，壓強增大，平衡正向移動，n(NO2)應(yīng)逐漸減小直至達到新