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化学平衡常数练习题
1．某温度时，N2＋3H22NH3的平衡常数K＝a，则此温度下，NH3H2＋N2的平衡常数为(　　)
A. B. C.a D.
2．在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下，使用相同的催化剂分别进行反应：N2＋3H22NH3。按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol H2、
2 mol N2
6 mol H2、
4 mol N2
2 mol
NH3
达到平衡的
时间/min

5
8
平衡时N2的
浓度/mol·L－1
c1
1.5

NH3的体积分数
φ1

φ2
混合气体的
密度/g·L－1
ρ1
ρ2

下列说法不正确的是(　　)
A．容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1
B．在该温度下甲容器中反应的平衡常数K＝
C．2c1＜1.5 D．2ρ1＝ρ2
3．T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)X(s)　ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，则判断正确的是(　　)

A．T ℃时，该反应的平衡常数值为4
B．c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行
C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃
D．T ℃时，在d点加入一定量X可达到c点
4．在100 ℃时，将N2O4、NO2分别充入两个各为1 L的密闭容器中，反应过程中浓度变化如下[2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＜0]：
容器
物质
起始浓度/mol·L－1
平衡浓度/mol·L－1
Ⅰ
N2O4
0.100
0.040
NO2
0
0.120
Ⅱ
N2O4
0
0.014
NO2
0.100
0.072
下列说法正确的是(　　)
A．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中反应物的转化率α(N2O4)＜α(NO2)
B．平衡时，Ⅰ、Ⅱ中上述正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝2K(Ⅱ)
C．平衡后，升高相同温度，以N2O4表示的反应速率v(Ⅰ)＜v(Ⅱ)
D．平衡后，升高温度，Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将变深
5.工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应：
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
当达到平衡时实验数据如表，下列分析正确的是(　　)
　　　 温度(℃)
平衡态
260
270
280
290
300
310
320
CO转化率(%)
92
87
82
80
72
65
62
CH3OCH3产率(%)
33
45
77
79
62
58
52
A.反应①、②均为吸热反应 B．290 ℃时反应②平衡常数值达到最大
C．平衡时，反应①与②中CH3OH的消耗速率一定相等
D．增大压强能增大CH3OCH3产率
6．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(sCu(s)＋H2O(g)在相同的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的浓度减小，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的浓度一定减小
7相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1，实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示：
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量的变化
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
放出热量23.15 kJ
②
0.6
1.8
0.8
？
下列叙述不正确的是(　　)
A．容器①②中反应的平衡常数相同 B．容器①②中反应达到平衡时热效应相同
C．平衡时容器②中XY3的物质的量浓度为2 mol·L－1
D．若在恒压条件下容器①平衡时放出热量大于23.15 kJ
8．可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)(　　)
A．Q不变，K变大，O2转化率增大 B．Q不变，K变大，SO2转化率减小
C．Q变小，K不变，O2转化率减小 D．Q增大，K不变，SO2转化率增大
9．已知2A(g)＋B(g)2C(g)，向容积为1 L的密闭容器中加入0.050 mol A和 0.025 mol B，在500 ℃时充分反应，达平衡后测得c(C)＝0.040 mol·L－1，放出热量Q1 kJ。
(1)能说明上述反应已经达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a．v(C)＝2v(B) b．单位时间内生成2 mol A的同时消耗1 mol B
c．容器内压强保持不变 d．容器内气体的密度保持不变
(2)若在相同的容器中只加入0.050 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q2 kJ，则Q1与Q2之间的关系式可表示为____________(用含Q1、Q2的代数式表示)。
(3)500 ℃时，上述反应的化学平衡常数K＝________________。
(4)已知K(300 ℃)>K(350 ℃)，该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应；若反应温度升高，A的转化率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)某温度下，A的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示，平衡状态由a变到b时，化学平衡常数K(a)________K(b)(填“>”、“＜”或“＝” )。

10　CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

(1)M、N两点平衡状态下，容器中物质的总物质的量之比为n(M)总∶n(N)总=　　　　。
(2)M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为　　　　。
11.在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)+C(g)ΔH=+85.1 kJ·mol -1。反应时间(t )与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p/100 kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53

(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为　　　　　　　　　　　。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为　　　　　　　　　，平衡时A的转化率为　　　　，计算反应的平衡常数K=　　　　。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物 A的物质的量n(A)，n总=　　　　mol，n(A)=　　　　　　mol。
②下表为反应物A的物质的量浓度与反应时间的数据，计算a=　　　　。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/mol·L-1
0.10
a
0.026
0.006 5

分析该反应中c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是　　　　，由此规律推出反应在12 h时c(A)为　　　　mol·L-1。
12. (1)在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH<0体系中，n(NO)随时间的变化如下表。
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007

①写出该反应的平衡常数表达式：K=　 。
②用O2表示从02 s内该反应的平均速率v(O2)=　　　　　　　　。
(2)在一密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)E(g)。
写出该反应的平衡常数表达式：　　　　　　　　，已知升高温度时，v(正)>v(逆)，此时K值　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)；该反应的ΔH　　　　(填“>”、“=”或“<”)0。

答案解析
1．A　[K＝＝a，而NH3H2＋N2的平衡常数K′＝＝a－＝。]
2．C　[由c＝，可得乙容器中氮气的起始浓度为2 mol·L－1，v(N2)＝＝(2－1.5) mol·L－1÷5 min＝0.1 mol·L－1·min－1，由于＝，则v(H2)＝3v(N2)＝ 0.3 mol·L－1·min－1，故A正确；甲容器中利用三段式可得：
　　　　　　　　　 3H2(g)＋ N2(g)2NH3(g)
起始浓度/mol·L－1 1.5 1 0
变化浓度/mol·L－1 3－3c1 1－c1 2－2c1
平衡浓度/mol·L－1 3c1－1.5 c1 2－2c1
K＝＝，B正确；对比甲、乙容器，其他条件保持不变时，平衡时将甲容器容积减半，就能变为乙平衡，容积减半可以使氮气、氢气、氨气浓度都立即加倍，增大反应体系的压强，因为合成氨是气体体积缩小的反应，则平衡向正反应方向移动，达到新平衡时氮气的浓度减小，因此2c1>1.5，C错误；对比甲、乙容器，由于反应物和生成物都是气体，反应前后气体的总质量不变，乙容器中混合气体总质量是甲的二倍，两容器容积均为2 L，由于混合气体的密度等于质量除以容器容积，则乙容器中混合气体密度是甲的2倍，即2ρ1＝ρ2，D正确。]
3．C　[从图中只能看出平衡时A和B的浓度，计算出平衡常数为，A错误；c点不是平衡点，对应的A或B的浓度偏高，反应向正方向进行，B错误；若c点为平衡点，应该是原平衡向逆方向进行，升温可以达到目的，C正确；X为固体，增大X的量不改变平衡的移动，D错误。]
4．D　[平衡时，Ⅰ中反应物的转化率α(N2O4)＝(0.060÷0.100)×100%＝60%，Ⅱ中反应物的转化率α(NO2)＝[(0.100－0.072)÷0.100]×100%＝28%，反应物的转化率α(N2O4)>α(NO2)，A错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，Ⅰ、Ⅱ中上述正反应的平衡常数K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)，B错误；升高温度化学反应速率加快，虽升高相同温度，但由于Ⅰ中N2O4的浓度较大，以N2O4表示的反应速率应为v(Ⅰ)>v(Ⅱ)，C错误；平衡后，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，NO2浓度都增大，因此Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将变深，D正确。]
5．D　[由表格可知，温度升高CO转化率降低，反应①平衡逆向移动，正反应为放热反应，温度升高平衡时CH3OCH3产率增大，反应②平衡正向移动，正反应为吸热反应，A错误；反应②为吸热反应，故温度越高平衡正向进行程度越大，平衡常数越大，B错误；平衡时，反应①与②中各自反应的CH3OH的消耗与生成速率一定相等，但反应①与②中CH3OH的消耗速率不一定相等，C错误；增大压强，反应①平衡正向移动，甲醇浓度增大，反应②平衡正向移动，CH3OCH3产率增大，D正确。]
6．B　[化学平衡常数表达式中固体、纯液体不需要表示，反应①的平衡常数K1＝，A错误；反应①的平衡常数K1＝，反应②的平衡常数K2＝，反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K＝＝，B正确；对于反应③，恒容时，温度升高，H2的浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，焓变为负值，C错误；对于反应③，恒温恒容下，通入稀有气体增大压强，平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。]
7．B　[平衡常数只与温度有关，温度不变，对同一反应平衡常数不变，A正确；①②中反应达到平衡时，属于完全等效平衡，但二者起始的情况不一样，因此热效应不一样，B错误；容器①反应达到平衡时，n(XY3)＝×2＝0.5 mol，容器②中n(XY3)也是0.5 mol，c(XY3)＝＝2 mol·L－1，C正确；该反应正向气体分子数减小，恒压时反应比恒容时进行的程度大，容器①平衡时放出热量大于23.15 kJ，D正确。
8答案　C
解析　当可逆反应2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右进行，但O2转化率减小，浓度商Q变小，K不变。

9．(1)bc　(2)Q1＝4Q2　(3)3 200　(4)放热　减小　(5)＝
解析　(1)v(C)＝2v(B)，不能判断正反应速率和逆反应速率的关系，所以不能说明已经达到平衡状态，a错误；单位时间内生成2 mol A为逆反应速率，消耗1 mol B为正反应速率，而且正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，所以是平衡状态，b正确；反应后气体的物质的量减小，所以容器内的压强减小，所以容器内压强保持不变，即是平衡状态，c正确；反应后气体的体积不变，气体的质量也不变，所以容器内气体的密度始终保持不变，不能判断平衡状态，d错误。
(2)　　　　 2A(g)　　＋　 B(g)　　　 2C(g)
起始的量： 0.050 mol 0.025 mol 0
转化的量： x 0.5x x
平衡的量： 0.050 mol－x 0.025 mol－0.5x x
已知达平衡后测得c(C)＝0.040 mol·L－1，所以0.040 mol·L－1×1 L＝x，即x＝0.040 mol；若在相同的容器中只加入0.050 mol C，把C全部转化为A、B时，则生成0.050 mol A和0.025 mol B，与第一次相等，所以两次的平衡为等效平衡，所以平衡时各物质的量相同。
　　　　 2C(g)　　　2A(g)＋B(g)
起始的量： 0.050 mol 0 0
转化的量： y y 0.5y
平衡的量： 0.050 mol－y y 0.5y
所以0.040 mol＝0.050 mol－y，即y＝0.010 mol，则＝，所以Q1＝4Q2。
(3)平衡时c(A)＝ mol·L－1＝0.010 mol·L－1，c(B)＝ mol·L－1＝0.005 mol·L－1，c(C)＝0.040 mol·L－1，所以K＝＝3 200。
(4)已知K(300 ℃)>K(350 ℃)，所以温度越高K越小，说明升高温度平衡逆向移动，所以正反应为放热反应；反应温度升高，平衡逆向移动，所以A的转化率减小。
(5)平衡常数只与温度有关，所以平衡状态由a变到b时压强增大，但温度不变，所以K不变，即K(a)＝K(b)。
10. 【答案】　(1)5∶4　(2)KM=KN>KQ
【解析】　(1)M点CO的转化率为0.5，则参加反应的CO为10 mol×0.5=5 mol，
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)Δn
1 2
5 mol 10 mol
故M点平衡时，混合气体的总物质的量=10 mol+20 mol-10 mol=20 mol；
N点CO的转化率为0.7，则参加反应的CO为10 mol×0.7=7 mol，
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)Δn
1 2
7 mol 14 mol
故N点平衡时，混合气体的总物质的量=10 mol+20 mol-14 mol=16 mol。
故M、N两点时容器内气体的总物质的量之比为n(M)总∶n(N)总=20 mol∶16 mol=5∶4。
(2)由图可知，一定压强下，温度越高，CO的转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，Q点的温度高于N点，故平衡常数KN>KQ；M点的温度等于N点，故平衡常数相同。
11.【答案】4.　(1)升高温度、降低压强
(2)α(A)= ×100%=×100%
94.1%　1.5
(3) ①0.10　0.10×　②0.051　每隔4 h，A的浓度减小一半　0.013
【解析】　(1)该反应是吸热反应，反应前后气体体积增大，根据平衡移动原理分析可知，欲提高A的平衡转化率，可以升温或减压使平衡正向移动。
(2)反应前后气体物质的量的增大量为反应的A的量，所以由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)=×100%=×100%；平衡时A的转化率=×100%=94.1%；
依据化学平衡“三段式”得到
A(g)　　 　B(g)　+　　 C(g)
起始量/mol·L-1： 0.10 0 0
变化量/mol·L-1： 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡量/mol·L-1： 0.10×(1-94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K===1.5
(3)①依据压强之比等于物质的量之比，n总：n起始=p∶p0 ，n总= mol；
A(g) B(g)+C(g )
起始量/mol·L-1： 0.10 　0 　0
变化量/mol·L-1： x 　 x 　x
平衡量/mol·L-1： 0.10-x x 　x
(0.10+x)∶0.10=p∶p0
x=0.10
n(A)=0.10-0.10=0.10× mol
②n(A)=0.10×=0.10×=0.051 mol，所以c(A)=0.051 mol·L-1；分析数据特征可知，每隔4 h，A的浓度减小一半；由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)==0.013 mol·L-1。
12.【答案】　 (1)①　②1.5×10-3 mol·L-1·s-1
(2)K=　变大　>
【解析】　(1)02 s时，n(NO)由0.020 mol变成0.008 mol，消耗0.020 mol-0.008 mol=0.012 mol，消耗氧气的物质的量为0.006 mol，v(O2)===1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
(2)升高温度，v(正)>v(逆)，说明反应正向移动，正反应吸热，K变大。