（課堂設(shè)計）高中化學 2.2.3 化學平衡常數(shù)同步精練 蘇教版選修4

2.2.3化學平衡常數(shù)同步精練蘇教版選修41．在某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的平衡常數(shù)為K，下列說法正確的是()A．K越大，達到平衡時，反應(yīng)進行的程度越大B．K越小，達到平衡時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大C．K隨反應(yīng)物濃度的改變而改變D．K隨溫度的改變而改變解析：化學平衡常數(shù)的大小定量反映了可逆反應(yīng)進行程度的大小，它只是溫度的函數(shù)，與濃度、壓強無關(guān)。答案：AD2．對于可逆反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，在一定溫度下其平衡常數(shù)為K，下列條件的變化中能使K發(fā)生變化的是()A．將C(s)的表面積增大B．增大體系壓強C．升高體系溫度D．使用合適的催化劑解析：只有溫度改變K才會變化。正確選項為C。答案：C3．放熱反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在溫度t1時達到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0mol·L－1，其平衡常數(shù)為K1。其他條件不變，升高反應(yīng)體系的溫度至t2時，反應(yīng)物的平衡濃度分別為c2(CO)和c2(H2O)，平衡常數(shù)為K2，則()A．若增大CO濃度，K2和K1都增大B．K2>KC．c2(CO)＝c2(H2O)D．c1(CO)>c2(CO)解析：因放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)變小，平衡左移，故B、D錯誤；改變體系中任一物質(zhì)的濃度，平衡常數(shù)不變，A項錯誤；由于原平衡中c(CO)＝c(H2O)，兩者在反應(yīng)中計量數(shù)相等，故升高溫度達到新的平衡，二者濃度依然相等，故C項正確。答案：C4．關(guān)于化學平衡常數(shù)的敘述中，正確的是()A．只與化學反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)B．只與反應(yīng)的溫度有關(guān)C．與化學反應(yīng)本身和溫度有關(guān)，并且會受到起始濃度的影響D．只與化學反應(yīng)本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)解析：大量實驗證明，化學平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素：化學反應(yīng)的本身和反應(yīng)體系的溫度，與起始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。答案：A5．在一定溫度下，反應(yīng)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于()A．5%B．17%C．25%D．33%解析：eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)K1為10，那么HX(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)X2(g)的平衡常數(shù)K2為1/10，2HX(g)H2(g)＋X2(g)的平衡常數(shù)K3為(1/10)2＝0.01。由題意知，HX(g)分解率最大時為達到平衡時的分解率，設(shè)平衡時HX(g)分解xmol/L，有2HX(g)H2(g)＋X2(g)起始100轉(zhuǎn)化xeq\f(1,2)xeq\f(1,2)x平衡1－xeq\f(1,2)xeq\f(1,2)xK3＝(eq\f(1,2)x·eq\f(1,2)x)/(1－x)2＝0.01，得到x＝0.17，所以，該溫度時HX(g)的最大分解率接近于17%。答案：B1．下列過程是非自發(fā)的是()A．加熱鐵棒一端，熱量傳向另一端B．使鐵棒上的鐵銹轉(zhuǎn)化成單質(zhì)鐵C．氣體從高密度處向低密度處擴散D．煤氣的燃燒解析：根據(jù)自發(fā)過程的定義來進行判斷。熱量從高溫處傳向低溫處、金屬的腐蝕、氣體從高密度處向低密度處擴散、煤氣的燃燒都是自發(fā)的，其逆向過程都是非自發(fā)的。答案：B2．在一定溫度下，可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)達到平衡的標志是()A．Z的生成速率與Z的分解速率相等B．單位時間生成amolX，同時生成3aC．X、Y、Z的濃度不再變化D．X、Y、Z的分子數(shù)之比為1∶3∶2解析：由化學平衡狀態(tài)的定義可知，達到化學平衡狀態(tài)的根本標志是v(正)＝v(逆)，它可以有各種表現(xiàn)形式。B只表示出了v(逆)；D選項中三種氣體分子數(shù)之比與化學方程式中的化學計量數(shù)之比相等，與化學平衡狀態(tài)無關(guān)。答案：AC3．某溫度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(9,4)。該溫度下在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如下表所示。起始濃度甲乙丙c(H2)/mol/L0.0100.0200.020c(CO2)/mol/L0.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A．平衡時，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B．平衡時，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C．平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/LD．反應(yīng)開始時，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢解析：A選項假設(shè)轉(zhuǎn)化率為60%，則不滿足平衡常數(shù)為eq\f(9,4)，只有平衡正向移動才能滿足，因此二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大于60%；B選項利用代入法，當轉(zhuǎn)化率為60%時，滿足平衡常數(shù)，因為該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，故丙也滿足；C選項經(jīng)過計算，濃度應(yīng)為0.008mol/L；D選項丙中反應(yīng)物的濃度最大，甲中反應(yīng)物的濃度最小，因此丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢。答案：C4．一定條件下，在密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定達到化學平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強不再發(fā)生變化④單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④解析：在一定條件下，可逆反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)達到平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，單位時間內(nèi)X、Y、Z各自生成的物質(zhì)的量等于其消耗的物質(zhì)的量，X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化，容器中的壓強不再發(fā)生變化。但X、Y、Z的物質(zhì)的量之比不一定等于化學計量數(shù)之比。答案：C5．一定溫度下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是()A．單位時間內(nèi)生成nmolA2的同時生成nmolABB．容器內(nèi)的總壓強不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)生成2nmolAB的同時生成nmolB2D．單位時間內(nèi)生成nmolA2的同時生成nmolB2解析：在一定條件下，判斷一個反應(yīng)是否達到平衡，主要看正、逆反應(yīng)速率是否相等，體系中各組分的濃度(或含量)是否保持不變。A項生成A2是逆反應(yīng)，生成AB是正反應(yīng)，但是v(正)<v(逆)，沒有達到平衡。對于左、右兩邊氣體的化學計量數(shù)相等的反應(yīng)來說，B項壓強不隨時間的變化而變化，不能說明反應(yīng)混合物中A2、B2和AB的濃度是否保持一定、v(正)是否等于v(逆)。該反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量保持不變，在其他條件一定時，反應(yīng)從開始至反應(yīng)達到平衡就一直保持不變，故壓強不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。C項表明v(正)＝v(逆)，反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。D項只說明了逆反應(yīng)速率，沒有說明正反應(yīng)速率，且不管平衡是否建立，只要反應(yīng)在進行，生成A2和B2的物質(zhì)的量之比始終為1∶1。答案：C6．在相同的溫度下，已知反應(yīng)：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常數(shù)K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝3.10×1025。則在該溫度下，兩個化學反應(yīng)的反應(yīng)程度之間的關(guān)系為()A．①>② B．①<②C．①＝② D．不能確定解析：平衡常數(shù)的大小能表示化學反應(yīng)可能進行的程度(即反應(yīng)限度)，平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進行得越徹底。各個化學反應(yīng)的平衡常數(shù)的大小相差很大，如本題中給出的兩個化學反應(yīng)：反應(yīng)①進行的程度很小，而反應(yīng)②進行的程度很大。因此，B選項是正確的。答案：B7．可逆反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在t℃下達到平衡，其平衡常數(shù)可表示為()A．K＝eq\f(cC·cH2O,cCO·cH2)B．K＝eq\f(cCO·cH2,cC·cH2O)C．K＝eq\f(cH2O,cCO·cH2)D．K＝eq\f(cCO·cH2,cH2O)解析：固體的濃度視為“1”，在平衡常數(shù)表達式中不出現(xiàn)。答案：D8．在一真空容器中，充入10molN2和30molH2，發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在一定條件下達到平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率為25%。若在同一容器中，在相同溫度下，向容器中充入NH3，欲使達到平衡時，各成分的體積分數(shù)與上述平衡相同，則起始時NH3的物質(zhì)的量和達到平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率分別為()A．20mol,25%B．20mol,75%C．40mol,30%D．10mol,50%解析：由反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，起始時加入10molN2和30molH2與起始時加入20molNH3達到的平衡是等效平衡。若10molN2與30molH2達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時n(NH3)＝2×10mol×25%＝5mol，則反應(yīng)從20molNH3開始時，平衡時n(NH3)也應(yīng)為5mol，故NH3的轉(zhuǎn)化率為eq\f(15mol,20mol)×100%＝75%。答案：B9．下列反應(yīng)中，熵減小的是()A．(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)＋NH3(g)B．2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)C．MgCO3(s)=MgO(s)＋CO2(g)D．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)解析：化學反應(yīng)中，氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)方向為熵增加的方向，反之為熵減小的方向，所以A、B、C三項均為熵增加的反應(yīng)，D為熵減小的反應(yīng)。答案：D10．在圖甲中的A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖乙所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()A．此過程為混亂程度小向混亂程度大的方向的變化過程，即熵增大的過程B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出C．此過程從有序到無序，混亂度增大D．此過程是自發(fā)可逆的解析：由題意知ΔH＝0，ΔS>0，由ΔH－T·ΔS<0知，該過程的逆過程不能自發(fā)進行，所以D錯。答案：D11．將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中，550℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋O22SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結(jié)果保留一位小數(shù))請回答下列問題：(1)判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是________(填字母)。a．SO2和SO3濃度相等b．SO2百分含量保持不變c．容器中氣體的壓強不變d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等e．容器中混合氣體的密度保持不變(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是________(填字母)。a．向裝置中再充入N2b．向裝置中再充入O2c．改變反應(yīng)的催化劑d．升高溫度(3)求該反應(yīng)達到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分數(shù)表示)。(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？解析：(1)達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的百分含量保持不變，b項符合題意；對反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)來說，在體積一定的條件下，壓強保持不變也可作為判斷反應(yīng)達平衡狀態(tài)的標志，c項正確；而其他三項在反應(yīng)未達到平衡時也可能成立。(2)a、c項不影響該平衡的移動，不能提高SO2的轉(zhuǎn)化率，而d項升高溫度使平衡逆向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低。(3)消耗的n(O2)＝0.7mol－eq\f(5.6L,22.4L·mol－1)＝0.45mol，生成的n(SO3)＝0.45mol×2＝0.9mol，SO2和SO3的物質(zhì)的量之和為eq\f(21.28L,22.4L·mol－1)＝0.95mol，故反應(yīng)前SO2的物質(zhì)的量為0.95mol，SO2的轉(zhuǎn)化率：eq\f(0.9mol,0.95mol)×100%＝94.7%。(4)SO2不與BaCl2溶液反應(yīng)，因此沉淀為BaSO4，質(zhì)量為：0．90mol×0.05×233g·mol－1＝10.5g。答案：(1)b、c(2)b(3)94.7%(4)10.5g12．高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)ΔH>0其平衡常數(shù)可表示為K＝c(CO2)/c(CO)，已知1100℃時K＝0.263，且化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不隨濃度和壓強的變化而變化。(1)溫度升高，化學平衡移動后達到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________，平衡常數(shù)K值________(均填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)1100℃時測得高爐中c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學平衡狀態(tài)________(填“是”或“否”)。此時，化學反應(yīng)速率是v(正)________v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_________________________________________________________________。解析：(1)反應(yīng)的正方向是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，c(CO2)增大，c(CO)減小，所以平衡常數(shù)K＝c(CO2)/c(CO)要增大。(2)平衡時，二氧化碳、一氧化碳的濃度比值等于平衡常數(shù)，若比值不等于平衡常數(shù)，就處于非平衡狀態(tài)。將c(CO2)＝0.025mol/L，c(CO)＝0.1mol/L代入，可得eq\f(cCO2,cCO)＝eq\f(0.025mol/L,0.1mol/L)＝0.25<0.263。所以此時不是平衡狀態(tài)，要達到平衡狀態(tài)，平衡需向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。答案：(1)增大增大(2)否大于溫度不變，K值不變，此時c(CO2)/c(CO)<0.263，不是平衡狀態(tài)，要達到平衡狀態(tài)，使c(CO2)/c(CO)＝0.263，需反應(yīng)向右進行，故v(正)>v(逆)13．鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取。該反應(yīng)為：Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)ΔH>0，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝c(K)，各物質(zhì)的沸點與壓強的關(guān)系見下表：壓強(kPa)13.3353.32101.3K的沸點(℃)590710770Na的沸點(℃)700830890KCl的沸點(℃)1437NaCl的沸點(℃)1465(1)在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度約為________，而反應(yīng)的最高溫度應(yīng)低于________。(2)在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是________。(3)常壓下，當反應(yīng)溫度升至900℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K＝________。解析：(1)由于鈉的金屬性比鉀弱，所以要制取鉀，應(yīng)該利用影響化學平衡的條件，使平衡向正反應(yīng)方向移動。在常壓下金屬鉀轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)從反應(yīng)混合物中分離的最低溫度應(yīng)高于鉀的沸點，最高溫度應(yīng)低于鈉的沸點；(2)在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡盡