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1、第4课时化学平衡常数A组1.化学平衡常数可以用K来表示,下列关于化学平衡常数的说法中正确的是()A.K越大,反应物的转化率越小B.K与反应物的浓度有关C.K与生成物的浓度有关D.K与温度有关解析:K越大,反应物的转化率越大;一个确定的化学反应,其化学平衡常数只与反应体系的温度有关。答案:D2.某温度时,反应SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50。在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K1应为()A.2 500B.100C.410-4D.210-2解析:K=,K1=,K1=410-4。答案:C3.将一定体积的SO3(g)充入恒容的密闭容器中,发生反应
2、2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡;保持温度不变,再充入相同体积的SO3(g),达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是()A.平均相对分子质量B.SO3(g)的转化率C.D.解析:本题可采取等效平衡法分析,假设在原容器上增加一个相同的容器(两容器有隔板),保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3(g),则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变,然后抽掉隔板,将容器压缩至原容器大小,则压强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大;SO3(g)的转化率减小;c(SO2)、c(SO3)均增大,但c(SO3)增大的
3、程度比c(SO2)增大的程度大,则增大;可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。答案:B4.在淀粉-KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq)(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示:t/515253550K1 100841689533409下列说法正确的是()A.反应I2(aq)+I-(aq)(aq)的H0B.其他条件不变,升高温度,溶液中c()减小C.该反应的平衡常数表达式为K=D.25 时,向溶液中加入少量KI固体,平衡常数K大于689解析:根据题中提供的数据知温度升高,平衡常数减小,则平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,故正反应为放热反
4、应,H”“0.9,所以反应向逆反应方向进行。答案:()7()(1)(2)吸热(3)BC(4)830(5)逆向B组1.在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其反应,当反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是()A.平衡后CO的体积分数为40%B.平衡后CO的转化率为25%C.平衡后水的转化率为50%D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24解析:设达到平衡时,反应掉CO的体积为x。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始:30 mL20 mL00变化:xxxx平衡:30 mL
5、-x20 mL-xxx由题意知:20 mL-x=x,故x=10 mL故平衡后CO的体积分数为100%=40%,CO的转化率为100%33.3%,H2O的转化率为100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为=24。答案:B2.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。起始浓度甲乙丙c(H2)/(molL-1)0.0100.0200.020c(CO2)/(molL-1)0.0100.0100.020下列判断不正确的是()A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%
6、B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012 molL-1D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢解析:由三段式:H2+CO2H2O+CO甲始态/(molL-1):0.0100.01000甲反应/(molL-1):xxxx甲终态/(molL-1):0.010-x0.010-xxx,所以x=0.006,甲中H2的转化率为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A项正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡不移动,丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004 molL-1,B项正确、C项错
7、误;B、C项也可以用三段式来求解。由浓度可知D项正确。答案:C3.某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行如下反应:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后的压强之比为54(相同的温度下测量),则下列说法正确的是()A.该反应的化学平衡常数表达式是K=B.此时,B的平衡转化率是35%C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大D.增加C,B的平衡转化率不变解析:平衡时容器内混合气体总的物质的量为(4 mol+2 mol)=4.8 mol,生成C的物质的量为1.6 mol,则:3A(g)
8、+2B(g)4C(?)+2D(?)初始量4 mol2 mol00转化量1.2 mol0.8 mol1.6 mol0.8 mol平衡量2.8 mol1.2 mol1.6 mol0.8 mol分析可知D为气体,C为固体或液体,该反应的化学平衡常数表达式是K=,A项错;平衡时B的转化率是100%=40%,B项错;增大该体系的压强,平衡向右移动,由于温度不变,故化学平衡常数不变,C项错;由于C为固体或液体,增加C对平衡没有影响,B的平衡转化率不变,D项正确。答案:D4.高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:温度/1 0
9、001 1501 300平衡常数4.03.73.5请回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K=,H0(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=;(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CO2D.提高反应温度E.减小容器的容积F.加入合适的催化剂解析:(1)注意物质的状态,随着温度升高K逐渐减小,所以此反应是放热反应。(2)由三段式: Fe2O
10、3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)始态/(molL-1):0.10.1终态/(molL-1):0.1-x0.1+x反应/(molL-1):xx温度为1 000 ,所以K=4.0,所以x=0.06,v(CO2)=0.006 mol(Lmin)-1。(3)Fe2O3、Fe均是固体,改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化学平衡,故A、B项反应速率、化学平衡均不改变;C项移出部分CO2,平衡右移,正确;D项此反应为放热反应,升高温度,平衡左移,错误;E项减小容器容积,相当于加压,平衡不移动,错误;F项催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,错误。答案:(1)(2)0.006 mol(
11、Lmin)-160%(3)C5.在一定温度下,向一个5 L的密闭容器中通入2 mol N2和8 mol H2及固体催化剂,使之反应。已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJmol-1,平衡时容器内气体压强为起始时的80%。(1)计算平衡时容器内NH3的体积分数为,该温度下反应的平衡常数为。(2)加入2 mol N2和8 mol H2,达到平衡时,放出热量为(填序号)。A.大于92.2 kJB.等于92.2 kJC.小于92.2 kJD.可能大于或小于或等于92.2 kJ(3)在相同容器中,降低温度,通入2 mol NH3和1 mol H2及固体催化剂,反应达到平衡时NH
12、3的体积分数是否为25%,下列判断正确的是(填序号)。A.一定等于25%B.一定大于25%C.一定小于25%D.可能大于或小于或等于25%解析:(1)平衡时容器内混合气体总的物质的量为(2 mol+8 mol)80%=8 mol,则:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)初始量2 mol8 mol0转化量x3x2x平衡量2 mol-x8 mol-3x2x(2 mol-x)+(8 mol-3x)+2x=8 mol,x=1 mol。平衡时,N2、H2、NH3的物质的量分别为1 mol、5 mol、2 mol,浓度分别为0.2 molL-1、1 molL-1、0.4 molL-1。氨气的体积分数即物质的量分数为100%=25%;K=0.8。(2)因反应生成的NH3为2 mol,根据热化学方程式的意义可知,放出的热量为92.2 kJ。(3)通入2 mol NH3和1 mol H2与相同条件下通入1 mol N2和4 mol H2建立的平衡等效。在相同温度下,若在2.5 L容器中,通入2 mol NH3和1 mol H2达到平衡时NH3的体积分数为25%,然后将体积扩大到5 L,平衡左移,NH3的体积分数小于25%,又因降低温度,平衡右移,则NH3的体积分数增大,因降温幅度大小不同,NH3的体积分数不能确定。答案:(1)25%0.8(2)B(3)D