2016-2017学年高中化学第2章化学反应速率和化学平衡第3节化学平衡第3课时化学平衡常数学业分层测评新人教版选修

化学平衡常数学业 (建议用时：45分钟)学业达标12 000 K时，反应CO(g)O2(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.BK2C. D.【解析】2 000 K时，可逆反应2CO(g)O2(g)2CO2(g)的平衡常数为K2，那么2 000 K时，可逆反应2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数K为，C项正确。【答案】C2已知：C(s)CO2(g)2CO(g)，正反应为吸热反应，达到平衡后，改变下列条件，能使平衡常数增大的是 ()A升温B加压C使用催化剂D降温 【解析】升高温度，平衡正向移动，K值增大；加压、使用催化剂，K值均不变。【答案】A3放热反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 molL1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则()AK2和K1的单位均为molL1BK2c2(H2O)Dc1(CO)c2(CO)【解析】平衡常数数学表达式的分子和分母分别为两个浓度的乘积，因此K的单位不可能为molL1，A项错误；该反应是放热反应，升高温度平衡左移，所以K2K1，B是正确的；本反应是等摩尔的CO和H2O(g)起反应，因此无论温度升降、压强变化，c(CO)c(H2O)，选项C也不正确；升高温度平衡左移，因此c2(CO)比c1(CO)大，D项错误。【答案】B4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0.10 molL1，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】Q1K2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。【答案】A5298 K时，各反应的平衡常数如下：N2(g)O2(g)2NO(g)K11030；2H2(g)O2(g)2H2O(g)K21081；2CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092，则常温下，NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向最大的是 () 【导学号：29910028】ABCD无法判断【解析】要判断NO、H2O、CO2这三个化合物分解放氧的倾向，则必须求出各个分解放氧反应的平衡常数，然后比较大小。由计算可知：2NO(g)N2(g)O2(g)K110302H2O(g)2H2(g)O2(g)K510822CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，因此反应即NO分解放氧的倾向最大。【答案】A6已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值 D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小【解析】在书写平衡常数表达式时，纯固体不写，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0，C错误；对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入惰性气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。【答案】B7在25 时，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/molL10.10.20平衡浓度/molL10.050.050.1下列说法错误的是()A反应达到平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数为1 600C增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大D改变温度可以改变此反应的平衡常数【解析】平衡常数只与温度有关，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.10.05)(0.20.05)(0.10)132推导出：X3Y2Z。【答案】C8在一定温度下，反应H2(g)X2(g)HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于()A5%B17%C25%D33%【解析】考查“始、变、平”模式和平衡常数。设氢气的转化浓度为x mol/L。 H2(g)X2(g)HX(g)c始(mol/L)001c变(mol/L)xx2xc平(mol/L)xx12x 10解得x，得出HX的分解率为17%。【答案】B9在容积可变的密闭容器中，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%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20%【解析】达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol25%2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应： N23H22NH3起始物质的量/mol2 8 0转化物质的量/mol 2 平衡物质的量/mol 6 同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为100%15%。【答案】C10工业合成氨N2(g)3H2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点_(填“升高”或“降低”)，理由是_。(2)该反应平衡常数表达式为K_，当某时刻_K(填“”或“”)时，反应向右进行。(3)450 时该反应的平衡常数_(填“”或“”)500 时的平衡常数。(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有_(填字母代号)。a高温高压b加入催化剂c增加N2的浓度d增加H2的浓度e分离出NH3【解析】(1)催化剂能降低反应的活化能。(2)反应向右进行，说明K。(3)由图知该反应的正反应为放热反应，低温利于平衡正向移动，450 时反应正向进行的程度大，即450 对应的平衡常数K大。(4)高温使化学平衡逆向移动，H2转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c合理；d降低H2的转化率，不合理；分离出NH3，有利于平衡右移，e合理。 【答案】(1)降低催化剂能降低反应的活化能(2)(4)ce11(2014福建高考节选)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。(1)t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。【解析】(1)根据该反应的Kc(CO2)/c(CO)0.25，可知反应达到平衡时n(CO)n(CO2)41。(2)根据反应： FeO(s) CO(g) Fe(s) CO2(g)初始物质的量/mol 0.02 x 0 0变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01平衡物质的量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01根据化学平衡常数可知：K0.01/(x0.01)0.25，解得x0.05。【答案】(1)41(2)0.0512已知可逆反应COH2O(g) CO2H2，达到平衡时，K，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。(1)830 K时，若起始时：c(CO)2 mol/L，c(H2O)3 mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为_，K值为_。(2)830 K时，若只将起始时，c(H2O)改为6 mol/L，则水蒸气的转化率为_。(3)若830 K时，起始浓度c(CO)a mol/L，c(H2O)b mol/L，H2的平衡浓度c(H2)c mol/L。a、b、c之间的关系式是_。当ab时，a_。【解析】(1)COH2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L) 23 00转化浓度(mol/L) 1.21.2 1.21.2平衡浓度(mol/L) 0.81.8 1.21.2K1，(H2O)100%40%。(2)设水蒸气的转化浓度为x mol/L。 CO H2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L)2 6 00转化浓度(mol/L)x x xx平衡浓度(mol/L)2x 6x xxK1，x1.5，(H2O)100%25%。(3)COH2O(g) CO2H2起始浓度(mol/L) ab 00转化浓度(mol/L) cc cc平衡浓度(mol/L)acbc cc则1。当ba时，代入上式，可得a2c。【答案】(1)40%1(2)25%(3)12c能力提升13(2015天津高考)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()Am2B两次平衡的平衡常数相同CX与Y的平衡转化率之比为11D第二次平衡时，Z的浓度为0.4 molL1【解析】A根据再次加入1 mol Z(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m2。B.由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数不变。C.因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D.该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4 mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，容器体积为2 L，Z的浓度为0.2 molL1。【答案】D 14(2015安徽高考)汽车尾气中NO产生的反应为：N2(g)O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，右图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0【解析】A由曲线a可知，达到平衡时c(N2)c1 mol/L，则生成的c(NO)2(c0c1) mol/L，故K。B.反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C.催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为c1 mol/L。D.若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，H0。【答案】A15(2014山东高考节选)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H10( )2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2”“”或“”)，平衡常数K2_(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是_。【解析】(1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由( )2()得到，故该反应的平衡常数K。(2)由题给数据可知，n(ClNO)7.5103 molL1min110 min2 L0.15 mol。 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)起始物质的量/mol0.20.10 0.150.0750.15平衡时物质的量/mol0.050.0250.15故n(Cl2)0.025 mol；NO的转化率1100%75%。其他条件保持不变，由恒容条件(2 L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，NO的转化率增大，即21；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应()是放热反应，故应升高温度。【答案】(1)(2)2.510275%不变升高温度8