2020届一轮复习新课改省份专版三十六）难点专攻化学平衡常数及其计算作业 8页

跟踪检测（三十六） 难点专攻——化学平衡常数及其计算 ‎1．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是(　　)‎ A．K越大，反应限度越大 B．K越大，反应限度越小 C．K的大小与反应限度无关 D．升高温度，K增大 解析：选A　一定条件下的化学平衡，平衡常数越大，说明反应进行的限度越大，故A正确，B错误；平衡常数是衡量反应进行限度的物理量，故C错误；升高温度，如果平衡正向移动，K增大，如果平衡逆向移动，K减小，故D错误。‎ ‎2．下列叙述中，可作为a mol CO和b mol H2O(g)在一定条件下发生的可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)已达到平衡状态的充要条件的是(　　)‎ A．密闭容器内的总压强不随时间而改变 B．该反应CO和H2O(g)的转化率相等 C．该反应CO的转化率和H2 的产率相等 D．CO的转化率和CO2 的产率均不能再提高 解析：选D　当反应物的转化率、生成物的产率不再变化时，各物质的浓度也就不再变化，化学反应处于平衡状态。‎ ‎3．对于反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)的平衡常数，下列说法正确的是(　　)‎ A．K＝ B．K＝ C．增大c(H2O)或减小c(H2)，会使该反应平衡常数减小 D．改变反应的温度，平衡常数不一定变化 解析：选B　平衡常数是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为K＝，故A错误，B正确；平衡常数随温度变化，不随浓度变化，增大c(H2O)或减小c(H2)，该反应平衡常数不变，故C错误；反应过程中一定伴随能量变化，改变温度平衡一定发生变化，平衡常数一定变化，故D错误。‎ ‎4．下列对化学反应平衡常数(K)的叙述正确的是(　　)‎ A．仅升高温度，K可能增大，也可能减小 B．仅加入催化剂，K可能增大 C．仅增大压强，K可能减小 D．仅减小浓度，K可能减小 解析：选A　正反应是吸热反应，升高温度平衡常数K变大，正反应是放热反应，升高温度平衡常数K变小，故A正确；平衡常数与催化剂、压强、浓度变化无关，只与温度有关，故B、C、D错误。‎ ‎5．甲醚(CH3OCH3)广泛用于有机合成中，如可以转变为CH3OH，该过程的热化学方程式为CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)　ΔH＝＋23.5 kJ·mol－1。下列有关该反应的说法正确的是(　　)‎ A．温度升高时，反应的平衡常数K减小 B．缩小反应容积，各物质的浓度都将增大 C．当反应体系的压强不变时，意味着反应达到了平衡 D．合适的催化剂能提高CH3OCH3的转化率 解析：选B　A项，升高温度，平衡正向移动，K值增大；B项，体积减小，浓度增大；C项，该反应为气体分子数不变的反应，故压强不能作为平衡状态的标志；D项，催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动。‎ ‎6．在2 000 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)的平衡常数为(　　)‎ A.　　　　　　　 B．K2‎ C.2 D．(K)‎ 解析：选C　CO(g)＋O2(g)CO2(g)的平衡常数为K＝，2CO2(g)‎ 2CO(g)＋O2(g)的平衡常数K′＝＝2＝2。‎ ‎7．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．升高体系温度，平衡常数K减小 B．增大体系压强，平衡常数K不发生变化 C．平衡常数表达式为K＝ D．增加C(s)的量，平衡正向移动 解析：选B　正反应为吸热反应，升高体系温度，平衡正向移动，K增大，故A错误；化学平衡常数只受温度的影响，与体系的压强无关，故B正确；C为固体，不代入K的表达式中，因此K＝，故C错误；固体物质的浓度视为定值，因此增加C(s)的量，平衡不移动，故D错误。‎ ‎8．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，在5 L密闭容器中投入1 mol NH3和1 mol的O2，2 min后NO的物质的量增加了0.4 mol，下列说法正确的是(　　)‎ A．2 min内反应放出的热量值小于0.1a kJ B．用氧气表示2 min内的反应速率：‎ v(O2)＝0.05 mol·L－1·min－1‎ C．2 min内NH3的转化率是50%‎ D．2 min末c(H2O)＝0.6 mol·L－1‎ 解析：选B ‎4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　‎ 起始量/mol　 1　 　　　1　　　　0　 　 0‎ 变化量/mol　 0.4　　　 0.5　　　0.4　　 　0.6‎ 终了量/mol　 0.6　　　 0.5　　 0.4　　 　0.6‎ A项，2 min内参加反应的NH3的物质的量为0.4 mol，反应放出的热量值等于0.1a kJ，错误；B项，用氧气表示2 min内的反应速率：v(O2)＝0.05 mol ·L－1·min－1，正确；C项，2 min内NH3的转化率＝40%，错误；D项，2 min 末c(H2O)＝＝0.12 mol·L－1，错误。‎ ‎9．已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：‎ ‎①2NO(g)N2O2(g)(快)　ΔH1＜0　平衡常数K1‎ ‎②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(慢)　ΔH2＜0　平衡常数K2‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝－(ΔH1＋ΔH2)‎ B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝ C．反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率 D．反应过程中的能量变化如图所示 解析：选C　根据盖斯定律分析， 由①＋②即可得到反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，故反应热为ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，故A错误；因为反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)为①＋②的结果，所以其平衡常数K＝K1K2，故B错误；反应慢的速率决定总反应速率，所以反应②的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率，故C正确；题图表示前者为吸热，与题中信息不符合，故D错误。‎ ‎10．某温度下，反应SO2(g)＋O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常数K2的值为(　　)‎ A．2 500　　　　　　 B．100‎ C．4×10－4 D．2×10－2‎ 解析：选C　某温度下，SO2(g)＋O2(g)SO3 (g) 的平衡常数K1＝50，所以相同温度下2SO2(g)＋O2(g)2SO3 (g) 的平衡常数K＝(K1)2＝502＝2 500，在同一温度下，反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常数K2＝＝＝4×10－4。‎ ‎11.一定温度下，在0.5 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，10 s时达到化学平衡状态。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应的化学方程式为2X3Y＋Z B．0～10 s时Y的平均速率为0.12 mol·L－1·min－1‎ C．X的转化率为66.7%‎ D．增大压强，该反应速率一定加快 解析：选A　A项，当达到平衡状态时，X反应了0.8 mol，生成了Y 1.2 mol，Z 0.4 mol，故化学计量数之比为2∶3∶1，正确；B项，0～10 s时Y的平均速率为0.12 mol·L－1·s－1，错误；C项，X的转化率为×100%＝33.3%，错误；D项，增大压强，反应速率不一定加快，比如，在密闭容器中通入惰性气体，压强增大，但是化学反应速率不变，错误。‎ ‎12.汽车尾气净化的主要反应原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。将1.0 mol NO、0.8 mol CO充入2 L恒容密闭容器，分别在T1 ℃和T2 ℃下测得n(CO2)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．该反应是吸热反应 B．T1 ℃时，K＝0.9‎ C．T2 ℃时，0～2 s内的平均反应速率 v(N2)＝0.075 mol·L－1·s－1‎ D．T1 ℃时，向平衡体系中加入1 mol NO，再次平衡时NO转化率大于40%‎ 解析：选C　根据图像，T1 ℃＞T2 ℃，升高温度，n(CO2)减少，平衡逆向移动，正反应是放热反应，故A错误；要注意加入NO尽管平衡正向移动，但NO本身的转化率减小，故D错误。‎ ‎13．在一定温度下，反应X(g)＋Y(g)2Z(g)的平衡常数为0.25，若将10 mol的Z(g)通入体积为10 L的密闭容器中，在该温度时Z(g)的最大分解率接近于(　　)‎ A．50%　　 B．80%　　　‎ C．88%　　　 D．95%‎ 解析：选B　在一定温度下，反应X(g)＋Y(g)2Z(g)的平衡常数为0.25，逆反应2Z(g)X(g)＋Y(g)平衡常数K＝＝4，起始浓度为＝1 mol·L－1，设Z分解浓度为x，则 ‎　　　　　　　　 2Z(g)X(g)＋Y(g)‎ 起始量/(mol·L－1)　　1　　　　0　　　0‎ 变化量/(mol·L－1)　　x　　　0.5x　　0.5x 平衡量/(mol·L－1)　1－x　 　0.5x　　0.5x 平衡常数K＝＝4，x＝0.8，则该温度时Z(g)的最大分解率为×100%＝80%。‎ ‎14．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表所示：‎ 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0‎ 平衡浓度/(mol·L－1)‎ ‎0.05‎ ‎0.05‎ ‎0.1‎ 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X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600‎ C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．升高温度平衡常数增大，则此反应为吸热反应 解析：选C　　　　　　　X(g)＋Y(g)Z(g)‎ 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0‎ 变化浓度/(mol·L－1) 0.05 0.15 0.1‎ 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1‎ A项，X的转化率为×100%＝50%，正确；B项，X、Y、Z的浓度变化量之比为0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，所以该化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数K＝＝＝1 600，正确；C项，平衡常数是温度的函数与压强无关，错误；D项，升温平衡常数增大表明平衡正向移动，因此反应为吸热反应，正确。‎ ‎15．(2018·浙江4月选考)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2‎ ‎(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：‎ 压强/‎ ‎(×105 Pa)‎ 温度/℃‎ NO达到所列转化率需要时间/s ‎50%‎ ‎90%‎ ‎98%‎ ‎1.0‎ ‎30‎ ‎12‎ ‎250‎ ‎2 830‎ ‎90‎ ‎25‎ ‎510‎ ‎5 760‎ ‎8.0‎ ‎30‎ ‎0.2‎ ‎3.9‎ ‎36‎ ‎90‎ ‎0.6‎ ‎7.9‎ ‎74‎ 根据表中数据，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，反应速率加快 B．增大压强，反应速率变慢 C．在1.0×105 Pa、90 ℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡 D．若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v＝表示，则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为 mol·s－1‎ 解析：选D　在其他条件不变的情况下，升高温度，由表可得反应速率减慢，增大压强，由表可得反应速率加快，故A、B两项均错误；不能确定正逆反应速率相等，无法判定是否达到平衡，故C项错误；转化率从50%增至90%，Δn(NO)＝0.1a×40%mol，Δt＝3.9 s－0.2 s＝3.7 s，则由题给反应速率计算公式可得v(NO)＝＝＝ mol·s－1，故D项正确。‎ ‎16．在一固定体积的密闭容器中，进行化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：‎ T/℃‎ ‎700‎ ‎800‎ ‎830‎ ‎1 000‎ ‎1 200‎ K ‎0.6‎ ‎0.9‎ ‎1.0‎ ‎1.7‎ ‎2.6‎ 则下列有关的叙述正确的是(　　)‎ A．该反应为放热反应 B．可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡 C．若在某平衡状态时，c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，此时的温度为830 ℃‎ D．达平衡时，浓度：c(CO2)＝c(CO)‎ 解析：选C　根据表格知，升高温度，化学平衡常数增大，则正反应是吸热反应，故A错误；该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，反应过程中压强保持不变，所以测量容器总压变化不能判定化学反应是否达到平衡，故B错误；在某平衡状态时，c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，则说明平衡常数K＝1，由表中数据可知，该温度为830 ℃‎ ‎，故C正确；达平衡时，c(CO2)不一定等于c(CO)，故D错误。‎ ‎17.研究和开发CO2 和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。CO可用于合成甲醇。在压强为0.1 MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)；平衡时CO的转化率与温度的关系如图。‎ ‎(1)该反应属于________反应(填“吸热”或“放热”)。‎ ‎(2)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO转化率__________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡常数________。‎ ‎(3)在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5 mol CO、7.5 mol H2，反应生成CH3OH(g)，达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时压强的______倍。‎ 解析：(1)同一压强下，CO的转化率随温度的升高而减小，所以正反应为放热反应。‎ ‎(2)由于该反应为气体体积减小的反应，再通入a mol CO,2a mol H2 相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO转化率增大，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以不会改变。‎ ‎(3)　　　　CO(g) 　＋　2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始/mol　　2.5　 　　　 7.5　　 　　 0‎ 转化/mol　　2.25　　 4.5　　 2.25‎ 平衡/mol　　0.25　　 3　　　 2.25‎ 由于压强之比等于物质的量之比，平衡时的物质的量总数为5.5 mol，起始时为10 mol，所以平衡时压强为起始时的0.55倍。‎ 答案：(1)放热　(2)增大　不变　(3)0.55‎ ‎18．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。‎ ‎(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：‎ 温度/℃‎ ‎1 000‎ ‎1 150‎ ‎1 300‎ 平衡常数 ‎64.0‎ ‎50.7‎ ‎42.9‎ 请回答下列问题：‎ ‎①该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。‎ ‎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1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝____，CO的平衡转化率为________。‎ ‎③欲提高②中CO的平衡转化率，可采取的措施是________。‎ A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3 的量 C．移出部分CO2‎ D．提高反应温度 E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂 ‎(2)写出氢氧化铝在水中发生碱式电离的电离方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 欲使上述体系中Al3＋浓度增加，可加入的物质是________。‎ 解析：(1)①书写平衡常数的表达式时固体不需写入。由表可知温度越高，K越小，可知升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应，ΔH＜0。‎ ‎②　　 　　Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)‎ c(始)/(mol·L－1)　　　 0.1　　　　　　　0.1‎ c(转)/(mol·L－1)　　 　 x　　　　　　　　 x c(平)/(mol·L－1)　　 0.1－x　　　　 　 0.1＋x 由K＝64.0＝，解得x＝0.06，故v(CO2)＝0.006 mol·L－1·min－1。CO的转化率为60%。‎ ‎③该反应的正反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，CO 平衡转化率降低，这是一个反应前后气体体积不变的反应，不能从压强方面考虑，Fe、Fe2O3 为固体，也不影响平衡，所以应从CO、CO2 的浓度方面考虑。(2)铝热反应在常温下不反应，高温时瞬间反应。(3)欲使Al3＋浓度增加，根据Al(OH)3 发生碱式电离的方程式：Al(OH)3Al3＋＋3OH－，使平衡右移，可加入酸性物质，如HCl、H2SO4 等。‎ 答案：(1)①　＜　②0.006 mol·L－1·min－1　60%　③C　(2)Al(OH)3Al3＋＋3OH－　盐酸(合理即可)‎