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人教版高中化学选修4练习:第二章第三节第3课时代学平衡常数 Word版含答案

1、第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡第3课时 代学平衡常数1对于可逆反应:C(s)CO2(g)2CO(g),在一定温度下其平衡常数为K,下列条件的变化中能使K发生变化的是()A将C(s)的表面积增大 B增大体系压强C升高体系温度 D使用合适的催化剂解析:平衡常数K只与温度有关,与浓度、压强、是否使用催化剂无关。答案:C2在一定条件下,有下列分子数之比相同的可逆反应,其平衡常数K值分别是H2F22HFK1047;H2Cl22HClK1017;H2Br22HBrK109;H2I22HIK1。比较K值大小,可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是()A BC D无法确定解析:化学平衡常

2、数越大,表示该反应的正反应进行的程度越大,故A正确。答案:A3已知下列反应的平衡常数:H2(g)S(s)H2S(g),K1;S(s)O2(g)SO2(g),K2;则反应H2(g)SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数是()AK1K2 BK1K2CK1K2 D.解析:K1,K2,第三个反应的平衡常数K3K1。答案:D4对于反应2X(g)Y(g)2Z(g),下列说法中正确的是()A由于K,随着反应的进行,Z的浓度不断增大,X、Y的浓度不断减小,平衡常数不断增大B当温度不变时,增大反应物的浓度,使K变小C可逆反应达到平衡时,逆反应便立即停止了D温度发生变化,上述反应的K值也发生变化解析:平衡常

3、数K只与温度有关,D项正确。答案:D5在一定温度下的密闭容器中,加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),达到平衡时测得n(H2)为0.5 mol,下列说法不正确的是()A在该温度下平衡常数K1B平衡常数与反应温度无关CCO的转化率为50%D其他条件不变改变压强平衡不移动解析:由方程式及以上数据判断可得,A、C、D项均正确。平衡常数与反应温度有关,B项错。答案:B6. 在一定温度下,将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)。(1)该反应的化学平衡常数表达式K_

4、。(2)已知在700 时,该反应的平衡常数K10.6,则该温度下反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数K2_,反应 CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)的平衡常数K3_。(3)已知在830 时,该反应的平衡常数K41.0,则该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(4)在830 下,某时刻CO2的物质的量为2 mol,则此时v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。解析:(1)根据化学平衡常数的概念K。(2)K21.67,K30.77。(3)由于升高温度,该反应的平衡常数增大,故该反应为吸热反应。所以c(CO)0.5 molL1,c(H2O)0.5 molL1,

5、c(CO2)1 molL1,c(H2)0.5 molL1故v(逆)。答案:(1)(2)1.670.77(3)吸热(4) (时间:40分钟满分:100分)一、选择题(本题包括6个小题,每小题8分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)1下列关于平衡常数的说法中,正确的是()A在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示B化学平衡常数较大的可逆反应,所有反应物的转化率一定大C可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关解析:平衡常数中的浓度都是平衡浓度,它仅受温度的影响,A、D错误;化学平衡常数大小可以描述反应的限度,C正确;转

6、化率不但受平衡常数的影响,而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响,B错误。答案:C2只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是()AK值不变,平衡可能移动BK值变化,平衡一定移动C平衡移动,K值可能不变D平衡移动,K值一定变化解析:平衡常数只与温度有关系,温度不变平衡也可能发生移动,则K值不变,平衡可能移动,A正确;K值变化,说明反应的温度一定发生了变化,因此平衡一定移动,B正确;平衡移动,温度可能不变,因此K值可能不变,C正确;平衡移动,温度可能不变,因此K值不一定变化,D错误。答案:D3放热反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)在温度t1时达到平衡,c1(

7、CO)c1(H2O)1.0 molL1,其平衡常数为K1。其他条件不变,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()A若增大CO浓度,K2和K1都增大BK2K1Cc2(CO)c2(H2O)Dc1(CO)c2(CO)解析:升高温度,该平衡左移,c2(CO)c1(CO),K1K2,因为K只与温度有关,与浓度无关,则增大CO浓度不会影响K1、K2。答案:C4在20 ,5.05105 Pa条件下,密闭容器中进行反应2A(g)xB(g)4C(g),达平衡时c(A)1.00 molL1,现将压强减小到1.01105 Pa,建立平衡后,c(A)0.1

8、8 molL1,则下列说法正确的是()A. x2B若增大该体系的压强,平衡向左移动,化学平衡常数变小C若增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数不变D反应的平衡常数表达式为K解析:由题意假设平衡不移动,则c(A)0.20 molL1,故减小压强,平衡向正反应方向移动,正反应为气体总体积增大的反应,x1,A错误;增大该体系的压强,平衡向左移动,C错误;压强对化学平衡常数不影响,化学平衡常数不变,B错误;反应的化学平衡常数表达式是K,D正确。答案:D5在高温、催化剂条件下,某反应达到平衡,平衡常数K。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是()A该反应的焓变为正值B恒温恒容下,增大压强

9、,H2浓度一定减小C升高温度,逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H2解析:因为该可逆反应的化学平衡常数K,可得出该反应的化学方程式为CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g),D项错误;由于恒容时,温度升高,氢气浓度减小,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,即焓变为正值,A项正确;该反应为反应前后气体分子数不变的反应,恒温恒容下,如充入惰性气体使压强增大,H2浓度不变,B项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,C项错误。答案:A6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/(molL1)0.10.20平衡浓度/(mol

10、L1)0.050.050.1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:温度为25 ,增大压强,平衡常数不变,C项错误。答案:C二、非选择题(本题包括3个小题,共52分)7(15分)已知Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)Ha kJmol1,平衡常数为K。测得在不同温度下,K值如下表:温度/500700900K1.001.472.40(1)若500 时进行上述反应,CO2起始浓度为2 molL1,CO的平衡浓度为_。(2)方程式中的a_0(

11、填“大于”“小于”或“等于”)。(3)700 时上述反应达到平衡,要使得该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有()A缩小反应器体积 B通入CO2C升高温度到900 D使用合适的催化剂解析:(1)设500 时CO的平衡浓度为x molL1,则则K1,解得x1。故CO的平衡浓度为1 molL1。(2)由表格中数据可知,温度越高K值越大,推知温度升高平衡向正方向移动,故此反应的正反应为吸热反应,即a大于0。(3)A项,缩小反应器体积,平衡不移动,错误;B项,通入CO2,平衡向右移动,正确;C项,升高温度时,平衡向右移动,正确;D项,使用催化剂不会使平衡发生移动,错误。答案:(1)1 mol

12、L1(2)大于(3)BC8(20分)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。已知反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:温度/400500800平衡常数K9.9491试回答下列问题:(1)在800 发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的是_(选填A、B、C、D、E)。选项n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D0.5211E3121(2)在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气,在500 下经过30 s达到平衡,则30 s内CO的平均反应速率为_。(3)已

13、知在一定温度下,C(s)CO2(g)2CO(g) 平衡常数K,K的表达式为_。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)平衡常数K1,CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)平衡常数K2,则K、K1、K2之间的关系是_。解析:(1)反应在同一容器内进行,体积相同,方程式中各物质的化学计量数都是1,所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值,800 时反应平衡常数为1。A项,K1.2,大于1,反应向逆反应进行,错误;B项,K0.25,小于1,反应向正反应进行,正确;C项,开始只有CO、H2,反应向正反应进行,正确;D项,K1,处于平衡状态,错误;E项,K,小于1,反应向正反应进行,正确。(2)

14、在1 L密闭容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸气,在500 下经过30 s达到平衡,设CO的浓度变化量为c,用三段式法表示出平衡时各组分的浓度:代入500 时反应平衡常数,有K9,解得c7.5 molL1,则30 s内CO的平均反应速率0.25 molL1s1。(3)已知在一定温度下,C(s)CO2(g)2CO(g),K的表达式为K;反应 C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常数K1;反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数K2;K。答案:(1)BCE(2)0.25 molL1s1 (3)KK9(17分)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制

15、取乙醇:2CO2(g)6H2(g) CH3CH2OH(g)3H2O(g)(298 K时,K12.951011)。2CO(g)4H2(g) CH3CH2OH(g)H2O(g)(298 K时,K21.711022)。(1)写出反应的平衡常数表达式K_。(2)条件相同时,反应与反应相比,转化程度更大的是_。(3)在一定压强下,测得反应的实验数据如下表:5006007008001.545332012260432815383623722根据表中数据分析:a温度升高,K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。b提高氢碳比n(H2)/n(CO2),对生成乙醇_(填“有利”或“不利”)。解析:(1)根据平衡常数的定义知反应的K。(2)因K21.711022K12.951011,由平衡常数的意义知反应进行得更彻底,转化率更高。(3)分析表格中数据发现,在n(H2)/n(CO2)相同时,随着温度的升高,CO2的转化率降低,所以K值减小。分析表格中数据发现,在温度相同时,随n(H2)/n(CO2)值的增大,CO2的转化率升高,有利于生成乙醇。答案:(1) (2)反应(3)减小有利