高效攻略逐个击破高中化学《233化学平衡常数》章节验收题 新人教版选修4.docx
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高效攻略逐个击破高中化学《233化学平衡常数》章节验收题新人教版选修4
2-3-3化学平衡常数
一、选择题
1.(2012·试题调研)下列关于平衡常数K的说法中,正确的是( )
①平衡常数K只与反应本身及温度有关 ②改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数K ③加入催化剂不改变平衡常数K ④平衡常数K只与温度有关,与反应的本身及浓度、压强无关
A.①②B.②③
C.③④D.①③
答案:
D
点拨:
平衡常数K是一个温度常数,只与反应本身及温度有关,催化剂不能改变化学平衡,故加入催化剂不改变平衡常数K。
2.(2012·经典习题选萃)25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。
下列判断正确的是( )
A.往平衡关系中加入少量金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡关系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
答案:
D
点拨:
A项金属铅是固体,其量的多少对平衡没有影响;B项往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体,体系中c(Sn2+)增大,是使平衡逆向移动,c(Pb2+)增大;C项中升高温度c(Pb2+)增大,说明平衡逆向移动,则ΔH小于零;D项该反应的平衡常数表达式为:
K=
=
=2.2
故D项正确。
3.在容积可变的密闭容器中,2molN2和8molH2在一定条件下反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氢气的体积分数接近于( )
A.5%B.10%
C.15%D.20%
答案:
C
点拨:
由题给数据知:
增加反应的H2的物质的量为:
8mol×25%=2mol
N2 + 3H2 2NH3
始态 2mol 8mol 0
变化量
mol2mol
mol
平衡量
mol6mol
mol
平衡时N2的体积分数为:
×100%=15%
故C项正确。
4.对于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),反应的化学平衡常数的表达式为( )
A.K=
B.K=
C.K=
D.K=
答案:
D
点拨:
固体不写入表达式中。
5.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倒数
D.浓度商Q 答案: C 点拨: 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= ,K逆= ,所以K正= 。 浓度商Q 6.X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,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. ×100% B. ×100% C. ×100%D. ×100% 答案: B 点拨: X + 2Y2Z 起始物质的量/mol a b 0 转化物质的量/mol x 2x 2x 平衡物质的量/mol a-x b-2x 2x 据题意: (a-x)+(b-2x)=2x 解得x= ,故Y的转化率为 ×100%= ×100%。 7.将4molsO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡: 2SO2+O22SO3,测得平衡时SO3的浓度为0.5mol/L。 则此条件下的平衡常数K为( ) A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2 答案: A 点拨: 2SO2+O22SO3 初(mol): 4 2 0 转(mol): 2 1 2 平(mol): 2 1 2 平衡时各自的浓度c(SO2)=0.5mol/L, c(O2)=0.25mol/L,c(SO3)=0.5mol/L K= =4。 8.已知下列反应的平衡常数: ①H2(g)+S(s)H2S(g),K1;②S(s)+O2(g)SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( ) A.K1+K2B.K1-K2 C.K1×K2D. 答案: D 点拨: K1= ,K2= ,第三个方程式的平衡常数K3= =K1× = 。 9.在一定温度下的密闭容器中存在: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知c(SO2)始=0.4mol·L-1,c(O2)始=1mol·L-1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K=19,此反应中SO2的转化量为( ) A.0.24mol·L-1B.0.28mol·L-1 C.0.32mol·L-1D.0.26mol·L-1 答案: C 点拨: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 起始量/(mol·L-1): 0.4 1 0 变化量/(mol·L-1): x 0.5x x 平衡量/(mol·L-1): 0.4-x 1-0.5x x 由平衡常数的定义: K= = =19,解得x=0.32mol·L-1。 10.汽车尾气净化中的一个反应如下: NO(g)+CO(g) N2+CO2(g) ΔH=-373.4kJ·mol-1 在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是( ) 答案: C 点拨: 该反应为气体化学计量数减小的放热反应。 升温,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,同时,CO的转化率减小,故A项、B项都错;平衡常数只与温度有关,与物质的量无关,C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项错。 三、非选择题 11.(2012·福建高二检测)T℃时,在一个体积为2L的容器中,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图所示。 (1)写出该反应的化学方程式: _______________________________________________________________________; (2)该温度下该反应的平衡常数为________________________________________________________________________; (3)已知: K(300℃)>K(350℃),该反应是________热反应; (4)0~4分钟时,A的平均反应速率为____________; (5)到达平衡时B的转化率为____________; (6)恒容条件下,下列措施中能使 降低的有__________。 A.充入氦气 B.使用催化剂 C.再充入2.4molA和1.6molB D.降低温度 答案: (1)2A(g)+B(g)C(g) (2)0.52 (3)放 (4)0.05mol·L-1·min-1 (5)25% (6)C、D 点拨: (1)据图可知t1时刻反应达到平衡,这段时间内A、B、C的物质的量变化值为0.8mol、0.4mol、0.4mol,故反应为2A(g)+B(g)C(g)。 (2)因平衡时A、B、C的物质的量浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L,所以平衡常数 K= =0.52mol-2·L2。 (3)因为K(300℃)>K(350℃),该反应为放热反应。 (4)0~4分钟时,A的平均反应速率为(2.4mol-2.0mol)÷2L÷4min=0.05mol·L-1·min-1。 (5)到达平衡时B的转化率为0.4mol÷1.6mol×100%=25%。 (6)恒容条件下充入氦气和使用催化剂,平衡不发生移动, 不变;再充入2.4molA和1.6molB时,平衡正向进行的程度增大,反应物的转化率增大,故 降低;降低温度,平衡向正反应方向移动, 降低。 12.已知可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g), (1)写出该反应的化学平衡常数表达式: K=______。 (2)830k时,若起始时: c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为________;K值为______。 (3)830k时,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为__________。 答案: (1) (2)40% 1 (3)25% 点拨: (1)根据平衡常数的定义可写出K= (2) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) c(初)mol/L 2 3 0 0 Δcmol/L1.21.21.21.2 c(平)mol/L0.81.81.21.2 K= =1, H2O的转化率为 ×100%=40%。 (3)设H2O(g)的转化率为x,则 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) c(初)mol/L 2 6 0 0 Δcmol/L6x6x6x6x c(平)mol/L2-6x6-6x6x6x 则K= =1, 解得x=25%。 13.(2012·经典习题选萃)高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)。 温度/℃ 1000 1150 1300 平衡常数 4.0 3.7 3.5 请回答下列问题: (1)该反应的平衡常数表达式K=______________,ΔH=______0(填“>”、“<”或“=”); (2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min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CO2 D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂 答案: (1) < (2)0.006mol·(L·min)-1 60% (3)C 点拨: (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)三段式: Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 始态/(mol·L-1): 0.1 0.1 终态/(mol·L-1): 0.1-x0.1+x 反应/(mol·L-1): xx 温度为1000℃,所以K= = =4.0,所以x=0.06, v(CO2)= =0.006min·L-1·min-1。 (3)Fe2O3、Fe均是固体,改变Fe、Fe2O3的量不影响反应速率和化反平衡,故A、B反应速率、化学平衡均不改变;C移出部分CO2,平衡右移,正确;D此反应为放热反应,升高温度,平衡左移,错误;E减小容器容积,相当于加压,平衡不移动,错误;F催化剂只影响化学反应速率,对平衡移动无影响,错误。 14.铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。 (1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应: Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ①反应的平衡常数表达式为K=________。 ②该温度下,在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,则10min内CO2的平均反应速率为0.015mol·L-1·min-1,10min后生成了单质铁______g。 (2)可用上述的以应中某种物理量来说该反应已达到平衡状态的是________。 A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等 B.CO的生成速率与CO2的消耗速率相等 C.CO的质量不变 D.体系的压强不再发生变化 E.气体密度不再变化 答案: (1)① ②11.2 (2)ACE 点拨: (1)①固体没有浓度,只有气体、水溶液用浓度表示,所以K中不出现Fe2O3(s)和Fe(s),K= ; ②10min内生成CO2的物质的量为0.015mol·L-1·min-1·10min×2L=0.3mol,以下关系式: 2Fe ~3CO2 2mol3mol 0.2mol0.3mol m(Fe)=0.2mol×56g·mol-1=11.2g (2)CO生成速率为逆反应速率,CO2生成速率为正反应速率且CO、CO2前系数相等,则v正(CO2)=v逆(CO),达到化学平衡;v生成(CO)=v逆(CO),v消耗(CO2)=v逆(CO2),无法说明是否达到化学平衡;m(CO)不变,则n(CO)不变,n(CO)不变,反应达到平衡;该反应是气体体积不变的反应,反应任意时刻,体系的压强均相同;ρ= ,当m(气体)不变时,反应即达到平衡,达到平衡时ρ也不变。 易错案例警示 【案例】 体积为2L的密闭容器中,A与B在一定条件下反应生成C: A(g)+2B(s)2C(g)。 (1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________; (2)在不同温度下达到平衡时生成物C的物质的量如下图所示,则该反应是______反应(填“放热”或“吸热”),降低温度,K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)若将容器的体积压缩为1L,平衡向______方向移动,K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (4)在500℃,从反应开始到平衡,C的平均反应速率v(C)=______________。 【解析】 题号 内 容 (1) 易错答案 K= 错因剖析 没有认真看题,误把B当做气体,或者根本就不知固体物质不能写入平衡常数表达式中。 (2) 易错答案 K减小 错因剖析 错误认为不管反应特点如何,升高温度K增大,降低温度K减小;实际上,据图像可知,升高温度,C的物质的量降低,说明平衡向逆反应方向移动,说明该反应为放热反应,故降低温度,平衡正向移动,K增大。 (3) 易错答案 K减小 错因剖析 误认为增大压强,平衡向逆反应方向移动,K就减小,忽略了K仅是温度的函数。 (4) 易错答案 0.05 错因剖析 忘记了化学反应速率的单位。 【答案】 (1) (2)放热 增大 (3)逆反应 不变 (4)0.05mol/(L·min)
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