1、第第 2 2 课时课时 化学平衡常化学平衡常数数 基础巩固 1.下列关于化学平衡常数的叙述正确的是( ) A.温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数 B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变 C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为相反数 D.温度变化时，一个化学反应的平衡常数一定发生变化 解析 K 是温度的函数，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。正、 逆反应的平衡常数互为倒数， 如 H2(g)I2(g) 2HI(g)， K正 c2（HI） c（H2） c（I2）， K逆c（H 2） c（I2） c2（HI） ，所以 K正 1 K逆。 答案 D
2、 2.反应 Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，700 时平衡常数为 1.47，900 时平 衡常数为 2.15。下列说法正确的是( ) A.升高温度该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小 B.该反应的化学平衡常数表达式为 Kc（FeO） c（CO） c（Fe） c（CO2） C.绝热容器中进行该反应，温度不再变化，则达到化学平衡状态 D.升高温度，该反应的正向进行的程度减小 解析 升高温度，v正、v逆均增大，A 错误；FeO、Fe 为固体，不能写入 K 的表 达式中，B 错误；升高温度，平衡常数增大，则该反应的正向进行的程度增大， D 错误；该反应为吸热反应，随着反应的进行，绝热容
3、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。 答案 C 3.将固体NH4I置于密闭容器中， 在一定温度下发生下列反应： NH4I(s)NH3(g) HI(g)； 2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡时， c(H2)0.5 mol L 1， c(HI)4 mol L 1，则此温度下反应的平衡常数为( ) A.9 B.16 C.20 D.25 解析 根据题干信息， 可知平衡时： c(NH3)c(HI)2c(H2)4 mol L 10.5 mol L 125 mol L1， 由化学平衡常数的定义， 则平衡常数 Kc(NH 3) c(HI)54 20。 答案 C 4.在
4、一定温度下，反应1 2H2(g) 1 2X2(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 ( ) A.5% B.17% C.25% D.33% 解析 由题中的反应和数据可知：HX(g) 1 2H2(g) 1 2X2(g)的平衡常数 K0.1。 设在该温度下 HX(g)的分解反应达平衡后其减小的浓度为 x mol L 1，则平衡时 HX、H2、X2的浓度分别为(1.0 x) mol L 1、0.5x mol L1、0.5x mol L1，代入 K 的表达式有 （0.5x）1 2 （0.5
5、x） 1 2 1.0 x 0.1，解得 x0.17，故可知 HX 的转化率为 0.17 mol L 1 1.0 mol L 1100%17%。 答案 B 5.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 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 X3Y2Z，其平衡常数为 1 600 C.增大压强，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
6、。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)(0.2 0.05)(0.10)132 推导出：X3Y2Z。 答案 C 6.某温度下，向容积为 2 L 的密闭反应器中充入 0.10 mol SO3，当反应器中的气体 压强不再变化时测得 SO3的转化率为 20%，则该温度下反应 2SO2(g) O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( ) A.3.2103 B.1.6103 C.8.0102 D.4.0102 答案 A 7.在一个 6 L 的密闭容器中放入 3 mol X 和 2 mol Y， 在一定条件下发生反应 4X(g) 3Y(g)2Q(g)nR(g)，达到平
7、衡后，容器内的压强比原来增加 5%，X 浓度 减小1 3，则该反应方程式中的 n 值是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析 平衡体系存在于一个恒容的容器中，据阿伏加德罗定律气体的物质的量之 比等于压强之比。 压强比原来增加5%， 说明物质的量比原来增加5%， 初态有3 mol X 和 2 mol Y，X 浓度减小1 3，说明反应中消耗 X 的物质的量为 1 mol，据方程式 由差量法可知当消耗 4 mol X 时，气体物质的量增加(2n)(43)mol(n5) mol，所以n5 4 (23)5%，解得 n6。 答案 D 8.在一定温度下，将 1 mol A 和 2 mol B 放入容积
8、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 mol L 1。则下列叙述不正确的是( ) 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 L 1 min1 B.在 5 min 时，容器内 D 的浓度为 0.2 mol L 1 C.当容器内压强保持恒定时，该可逆反应达到平衡状态 D.5 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 mol L 1，c(D)0.2 mol L1，v(C)0.1 mol L 1 5 min 0.02
9、mol L 1 min1。此反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。 答案 D 9.在一定温度下，将 100 mol N2、H2的混合气体充入密闭的恒压容器中反应，达 平衡时，测得反应后混合气体的密度是反应前混合气体密度的 1.25 倍，且反应后 混合气体的平均相对分子质量为 15.5，则平衡时，N2转化的百分率为( ) A.20% B.25% C.30% D.40% 解析 设起始时 N2物质的量为 a，H2物质的量为 b，反应掉 N2物质的量为 x，依 题意： ab100 mol ab1.25（ab2x） 28 g mo
10、l 1a2 g mol1b15.5 g mol1（ab2x） 解得： a40 mol b60 mol x10 mol (N2)10 mol 40 mol100%25%。 答案 B 10.X、Y、Z 为三种气体，把 a mol X 和 b mol Y 充入一密闭容器，发生反应：X 2Y2Z。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( ) A.ab 5 100% B.2（ab） 5b 100% C.2（ab） 5 100% D.ab 5a 100% 答案 B 11.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。 已知 CO(g)H2O(g)H2(g
11、)CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表： 温度/ 400 500 830 1 000 平衡常数 K 10 9 1 0.6 试回答下列问题： (1)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变，升高温度，正反应速率 _(填“增大”“减小”或“不变”)，容器内混合气体的压强_(填 “增大”“减小”或“不变”)。 (2)在 830 时，在 2 L 的密闭容器中加入 4 mol CO(g)和 6 mol H2O(g)达到平衡 时，CO 的转化率是_。 解析 (1)升高温度， 正、 逆反应速率均增大； 容器体积不变的情况下， 升高温度， 则容器内混合气体的压强增大。 (2)830 时，化学平衡常数
12、为 1， 平衡常数 K c（H2） c（CO2） c（CO） c（H2O） x2 （2x）（3x）1，解得 x1.2，则 CO 的转化率1.2 mol L 1 2 mol L 1100%60%。 答案 (1)增大 增大 (2)60% 12.能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开 发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H0。 (1)在 300 ，5 MPa 条件下，将 0.20 mol 的 CO 与 0.58 mol H2的混合气体充入 2 L 密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。 列式计算 3
13、00 时该反应的平衡常数 K_。 (2)300 时，将 0.50 mol CO、1.00 mol H2和 2.00 mol CH3OH 充入容积为 2 L 的 密闭容器中，此时反应将_。 A.向正反应方向进行 B.向逆反应方向进行 C.处于平衡状态 D.无法判断 解析 (2)向体系中加入 0.50 mol CO、1.00 mol H2和 1.00 mol CH3OH 时，可利用 反应体系中浓度商和平衡常数的比较，判断反应进行的方向。 答案 (1) c（CH3OH） c（CO） c2（H2） 0.02 0.080.2524 (2)B 能力提升 13.对于可逆反应 COH2O(g)CO2H2，回答
14、下列问题： (1)830 K 时，若起始时 c(CO)2 mol L 1，c(H 2O)3 mol L 1，平衡时 CO 的转 化率为 60%，水蒸气的转化率为_；平衡常数 K 的值为_。 (2)830 K，若只将起始时 c(H2O)改为 6 mol L 1，则水蒸气的转化率为_。 (3)若 830 K 时，起始浓度 c(CO)a mol L 1，c(H 2O)b mol L 1，H 2的平衡浓度 c(H2)c mol L 1，则： a、b、c 之间的关系式是_； 当 ab 时，a_c。 (2)设 CO 的转化浓度为 x mol L 1 答案 (1)40% 1 (2)25% (3)c ab a
15、b 2 14.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/ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式 K_。 (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)0.003 mol L 1 s1。 则 6 s 时 c(A)_mol L 1，C 的物质的量为_mol；若反应经一段时间后，达到平衡时 A 的转化 率为_。 (3)判断该反应是否达到平衡的依据为_。
16、 a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变 c.c(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_。 解析 (2)v(A)0.003 mol L 1 s1，则 A 减少的浓度 c(A)v(A)t0.003 mol L 1 s16 s0.018 mol L1，故剩余的 A 的浓度为0.2 mol 5 L 0.018 mol L 10.022 mol L 1；A 减少的物质的量为 0.018 mol L15 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.
17、09 mol。 设 830 达到化学平衡时，A 的转化浓度为 x mol L 1，则 由 x x （0.04x）（0.16x）1.0，解得 x0.032，故 A 的转化率 (A) 0.032 mol L 1 0.04 mol L 1100%80% 。 (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，a、b 项不符合题意；c(A)随反应的进行不再变化，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， d 项不符合题意。 (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 K 1 0.42.5。 答案 (1)c（C） c（D） c（A） c（B） (2)0.022 0.09 80% (3)c (4)2.5