2019_2020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4课时化学平衡常数课后提能层级练新人教版选修4.doc

第四课时　化学平衡常数
课后提能 层级练

1．在某温度下，可逆反应的平衡常数为K，下列说法不正确的是(　　)
A．K越大，达到平衡时反应进行的程度越大
B．K越大，达到平衡时反应物的转化率越大
C．K随反应物浓度的改变而改变
D．K随温度的改变而改变
解析：选C　平衡常数K只随温度变化而变化，与反应物浓度的大小无关。K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。
2．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：选C　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。
3．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
①H2＋F22HF　K＝1047
②H2＋Cl22HCl　K＝1017
③H2＋Br22HBr　K＝109
④H2＋I22HI　K＝1
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．①②③④ B．④③②①
C．①④③② D．无法确定
解析：选A　化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
4．汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.4 kJ·mol－1，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是(　　)

解析：选C　该反应的正方向为气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A选项错误；同理升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B选项错误；平衡常数只与温度有关，C选项正确；增加氮气的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D选项错误。
5．在淀粉­KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示：
T/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是(　　)
A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0
B．其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)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：选B　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，故正反应为放热反应，ΔH<0，A错；其他条件不变，升高温度，平衡向逆反应方向移动，溶液中c(I)减小，B对；该反应的平衡常数表达式为K＝，C错；平衡常数只与温度有关，25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，虽然平衡向正方向移动，但平衡常数不变，D错。
6．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(　　)
A．5% B．17%
C．25% D．33%
解析：选B　设达平衡时反应掉H2 物质的量浓度为x mol/L，
　　　　　 H2(g)＋X2(g)HX(g)
c(始)/mol/L　0　　　 0　　　　1
c(变)/mol/L　x　　　 x　　　　2x
v(平)/mol/L　x　　　 x　　　1－2x
＝10，解之得x＝ mol/L，得出HX的分解率为：＝≈17%。
7．已知反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH1，平衡常数为K1；
反应Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH2，平衡常数为K2。
在不同温度时K1、K2的值如表：

700 ℃
900 ℃
K1
1.47
2.15
K2
2.38
1.67
反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH，平衡常数为K，则ΔH＝__________(用ΔH1和ΔH2表示)，K＝________(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)是________(填“吸热”或“放热”)反应。
解析：目标反应可由上述两个反应相减得到，即ΔH＝ΔH1－ΔH2，K＝，随温度升高，K1增大，K2减小，所以增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。
答案：ΔH1－ΔH2　　吸热
8．一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＞0，CO2的浓度与时间的关系如图所示：

(1)该条件下反应的平衡常数为________；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 mol·L－1，则平衡时CO的浓度为________ mol·L－1。
(2)下列措施中能使平衡时增大的是________(填字母)。
A．升高温度 B．增大压强
C．再充入一定量的CO2 D．再加入一定量铁粉
解析：(1)平衡时c(CO2)＝0.5 mol·L－1，c(CO)＝1 mol·L－1，K＝2.0。设平衡时c(CO)＝a mol·L－1，则平衡时c(CO2)＝(2.0－a)mol·L－1，则K＝2.0＝，解得a＝。
(2)升高温度，平衡正向移动，A正确；增大压强，平衡不移动，B错误；充入一定量的CO2，其K值不变，值不变，C错误；加入铁粉不影响平衡的移动，D错误。
答案：(1)2.0　(2)A

1．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：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③：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①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，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③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B　在书写平衡常数表达式时，纯固体不写入其中，A错误；由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确；反应③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ΔH＜0，C错误；对于反应③，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。
2．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 mol·L－1，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(　　)
A．K2和K1的单位均为 mol·L－1
B．K2＞K1
C．c2(CO)＝c2(H2O)
D．c1(CO)>c2(CO)
解析：选C　平衡常数数学表达式中的分子、分母的浓度单位可以消去，故本反应中K的单位为1，A错误；该反应为放热反应，升高温度平衡左移，K值减小，即K2<K1，B错误；该反应是等物质的量的CO和H2O(g)的反应；无论温度升降，压强如何变化，c(CO)＝c(H2O)，C正确；升高温度，平衡左移，因此，c2(CO)>c1(CO)，D错误。
3．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：
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．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：选C　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(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2推导出：X＋3Y2Z。
4．设反应①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)平衡常数为K1；
②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)平衡常数为K2。
测得在不同温度下，K1、K2值如表所示：
温度/℃
K1
K2
500
1.00
3.15
700
1.47
2.26
900
2.40
1.60
根据以上信息判断下列说法不正确的是(　　)
A．若500 ℃时进行反应①，则CO2转化率为50%
B．900 ℃进行反应③H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，其平衡常数K3＝1.50
C．反应①的焓变ΔH>0，反应②的焓变ΔH<0
D．反应①平衡体系中通入CO2，在温度不变的条件下，平衡正向移动，达到新平衡时CO2的转化率比原平衡小
解析：选D　根据数据K1随着温度升高而增大可知，反应①为吸热反应，K2随着温度升高而降低，反应②为放热反应，C项正确；反应①平衡体系中通入CO2，等效于增大压强，而反应①中改变压强不影响平衡移动，则转化率不变，D项不正确；若500 ℃时进行反应①，平衡时＝1，α(CO2)＝＝×100%＝50%，A项正确；K3＝＝＝＝1.50，B项正确。
5．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(　　)
A．m＝2
B．两次平衡的平衡常数相同
C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4 mol·L－1
解析：选D　在2 L的密闭容器中，反应达平衡时，各物质的体积分数之比等于各物质的物质的量之比，即平衡时，n(X)∶n(Y)∶n(Z)＝30%∶60%∶10%＝3∶6∶1。设第一次平衡时X消耗的物质的量为x，则
　　　X(g)　　＋　mY(g)3Z(g)
初始　1 mol　　　　2 mol　　　 0
转化　x mx 3x
平衡　1 mol－x 2 mol－mx 3x
则(1 mol－x)∶(2 mol－mx)∶3x＝3∶6∶1，
解得x＝0.1 mol、m＝2，由此可得，A项、C项正确；同理可得第二次平衡时，Z的浓度为0.2 mol·L－1，D项不正确；平衡常数只与温度有关，两次平衡反应温度相同，故平衡常数相同，B项正确。
6．在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1，反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应为吸热反应
B．通入CO后，正反应速率逐渐增大
C．反应前H2S物质的量为7 mol
D．CO的平衡转化率为80%
解析：选C　CO(g)　＋　H2S(g)COS(g)＋H2(g)
起始　　　 10 mol　　　x mol　　　0　　　　0
转化　　　 2 mol　　　2 mol　　2 mol　　2 mol
平衡　　　 8 mol(x－2) mol　2 mol　　2 mol
设容器体积为V L，由K＝0.1可得K＝＝＝0.1，解得x＝7，C项正确；CO的转化率为×100%＝20%，D项不正确；通入CO后c(CO)增大，v(CO)增大之后逐渐减小，B项不正确；升高温度，c(H2S)增大，说明平衡向左移动，正反应为放热反应，A项不正确。
7．(2019·常州高二检测)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：
2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)①　298 K时，K1＝2.95×1011
2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)　②　298 K时，K2＝1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K＝________。
(2)条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是________。以CO2为原料合成乙醇的优点是________(写出一点即可)。
(3)在一定压强下，测得反应①的实验数据如表：
温度(K)
CO2转化率(%)
n(H2)/n(CO2)
500
600
700
800
1.5
45
33
20
12
2
60
43
28
15
3
83
62
37
22
根据表中数据分析：
①温度升高，K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②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①的
K＝。
(2)因K2＝1.71×1022>K1＝2.95×1011，由平衡常数的意义知反应②进行的更彻底，转化率更高；反应①利用CO2为原料，可以使废弃物被利用，有利于环保。
(3)①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。②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②　废弃物利用，有利于环保(合理即可)
(3)①减小　②有利
8．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s 时测定c(I2)＝0.008 0 mol·L－1并保持不变。填写下列空白：
(1)反应的平衡常数的表达式是K＝________。
(2)此温度下，平衡常数值为________。
(3)若在此温度下，在10 L的密闭容器充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率为________。
解析：(2)c(I2)＝0.008 0 mol·L－1，c(H2)＝0.008 0 mol·L－1，
c(HI)＝0.004 0 mol·L－1
K＝＝0.25。
(3)设生成的H2的浓度为x mol·L－1，
　　　　　　　2HI(g)H2(g)＋I2(g)
起始(mol·L－1)　0.02　　　0　　　0
转化(mol·L－1)　2x　　　　x　　　x
平衡(mol·L－1)　0.02－2x　 x　　　x
K′＝＝，x＝0.008，
α(HI)＝×100%＝80%。
答案：(1)(2)0.25(3)80%

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