资源简介

课时小练11　化学平衡常数
夯实基础
1 下列关于平衡常数的叙述中，正确的是(　　)
A. 化学平衡常数用来定量描述化学反应的限度
B. 利用化学平衡常数判断化学反应进行的快慢
C. 平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
D. 对于一个化学反应达到平衡之后，若只改变一个因素使得平衡发生移动，则K值一定变化
2 [南通海安中学月考]研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述错误的是(　　)
A. 加快了反应的速率 B. 增大了反应的平衡常数
C. 改变了反应的历程 D. 降低了反应的活化能
3 [常州中学期中]下列关于可逆反应和化学平衡的说法正确的是(　　)
A. 催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数
B. 温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素
C. 工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数
D. 增大反应物浓度一定能增大反应速率
4 [扬州期中]工业合成氨的热化学方程式可写成：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH1，此时反应的化学平衡常数为K1；相同条件下合成氨的热化学方程式还可写成：N2(g)＋H2(g) NH3(g)　ΔH2，此时反应的化学平衡常数为K2。则下列说法正确的是(　　)
A. K1＝2K2 B. K1＝K C. ΔH1＝ΔH2 D. ΔH1＝ΔH
5 [镇江一中期中]工业制备四氯化钛(TiCl4，熔点为－25 ℃，沸点为136.4 ℃)有以下两种方法：
①直接氯化法：TiO2(s)＋2Cl2(g) TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH＝＋181.0 kJ/mol；
②加碳氯化法：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s) TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝－40.0 kJ/mol。下列说法不正确的是(　　)
A. 直接氯化法中ΔS>0
B. 加碳氯化反应的化学平衡常数K＝
C. 增加加碳氯化法中原料C的投入量，既可加快反应速率，又能提高平衡产率
D. 与直接氯化法相比，加碳氯化法既有利于低温正向自发进行，又为氯化提供了能量
6 加热N2O5，依次发生的分解反应如下：
①N2O5(g) N2O3(g)＋O2(g)；
②N2O3(g) N2O(g)＋O2(g)。
在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到T ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则T ℃时反应①的平衡常数为(　　)
A. 4.25 B. 8.5 C. 17 D. 22.5
7 在一真空容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，在一定条件下达到平衡时，SO2的转化率为85%。若在同一容器中，在相同温度下向容器中充入SO3，欲使达到平衡时，各成分的体积分数与上述平衡相同，则起始时SO3的物质的量和达到平衡时SO3的转化率为(　　)
A. 2 mol　85% B. 1 mol　42.5%
C. 2 mol　15% D. 1 mol　30%
8 氯元素具有多种化合价，可形成Cl－、ClO－、ClO、ClO和ClO等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂RuO2作用下，O2氧化HCl可获得Cl2：4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0对于该反应下列说法正确的是(　　)
A. 该反应ΔS＜0
B. 4 mol HCl与1 mol O2反应转移电子数约为4×6.02×1023
C. RuO2的使用能降低该反应的焓变
D. 反应的平衡常数K＝
9 [扬州新华中学月考]一定温度下，在容积为 1 L 容器中发生反应Fe2O3(s)＋3C(s) 2Fe(s)＋3CO(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)
A. 该反应的ΔS＝0
B. 增大Fe2O3的量，可提高铁的产率
C. 该反应的平衡常数可表示为K＝c3(CO)
D. 其他条件不变，容积变为0.5 L，平衡常数增大
提升素养
10 [扬州新华中学阶段练]在1 L真空密闭容器中加入2 mol PH4I固体，t℃时发生如下反应：
PH4I(s) PH3(g)＋HI(g)　ΔH1①
4PH3(g) P4(g)＋6H2(g)　ΔH2②
2HI(g) H2(g)＋I2(g)　ΔH3③
达到平衡时，三个反应的平衡常数分别为K1、K2、K3，n(HI)＝0.8 mol，n(I2)＝0.6 mol，n(H2)＝1.2 mol。下列说法正确的是(　　)
A. 4PH4I(s) P4(g)＋8H2(g)＋2I2(g)　ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
B. 反应②中发生分解的PH3的物质的量为0.4 mol
C. 反应H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数K′3与K3的关系为K3＝2K′3
D. 用E表示键能，ΔH2＝12E(P－H)－4E(P－P)－6E(H－H)
11 [南通如皋教学质量调研]一定温度下，向体积为5 L的密闭容器中充入0.5 mol I2和0.5 mol H2，发生如下反应：
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。
测得气体混合物中HI的物质的量分数X(HI)与反应时间t的关系如下表所示。
X(HI)/% 0 50 68 76 80 80
t/min 0 20 40 60 80 100
下列说法正确的是(　　)
A. X(HI)＝25%时，t>10
B. 当容器内气体的密度不再变化时，反应达到平衡
C. 0～20 min的平均速率v(H2)＝0.01 mol/(L·min)
D. 该温度下反应的平衡常数K＝64
12 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表所示。
T/℃ 700 800 850 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题。
(1) 该反应的化学平衡常数表达式为______________________。
(2) 该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3) 能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。
a. 容器中压强不变
b. 混合气体中c(CO)不变
c. v正(H2)＝v逆(H2O)
d. c(CO2)＝c(CO)
(4) 某温度下，平衡浓度符合：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则此时的温度为________℃。该温度时，该可逆反应在该容器内各物质的浓度变化如下：
时间/min c(CO2)/(mol/L) c(H2)/(mol/L) c(CO)/(mol/L) c(H2O)/(mol/L)
0 0.200 0.300 0 0
2 0.138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
计算：3～4 min时CO的浓度c3的值为________(精确到小数点后三位)，CO2(g)的转化率为________。
课时小练11　化学平衡常数
1. A　2. B　
3. B　催化剂不能改变某确定温度下某反应的平衡常数，A错误；平衡常数只与温度有关，B正确；工业合成氨的反应是一个放热反应，升高温度会减小平衡常数K值，选择较高的温度进行合成氨反应是因为催化剂活性较高，化学反应速率较快，C错误；常温下，稀硫酸与铁反应生成H2，若用浓硫酸则会“钝化”，D错误。
4. B　N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的化学平衡常数为K1＝；N2(g)＋H2(g) NH3(g)的化学平衡常数为K2＝，因此K＝K1，反应放出的热量与反应物的物质的量成正比，因此ΔH1＝2ΔH2。
5. C　直接氯化为吸热反应，ΔH>0，能自发进行，则ΔH－TΔS<0，则ΔS>0，A正确；化学平衡常数等于生成物平衡浓度系数幂之积与反应物平衡浓度系数幂之积的比值，注意固体的浓度视为常数，因此TiO2(s)和C(s)不能出现在平衡常数表达式中，B正确；增大固体用量既不影响化学反应速率也不影响化学平衡，C错误；由热化学方程式可知，不加碳的氯化需要吸收大量的热，反应很难进行，而加入碳后，反应放出大量的热，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量，D正确。
6. B　在反应①中N2O3与O2 按物质的量之比为1∶1生成，如果不发生反应②，则两者一样多。发生反应②，平衡后，O2比N2O3多(9－3.4)mol＝5.6 mol；反应②中每减少1 mol N2O3，O2会增加1 mol，即O2会比N2O3多2 mol；O2比N2O3多5.6 mol，则共分解了2.8 mol N2O3；所以反应①中N2O5分解生成N2O3为(3.4＋2.8)mol＝6.2 mol，有6.2 mol N2O5发生分解，所以平衡后N2O5为(8－6.2)mol＝1.8 mol。容器体积为2 L，则反应①的平衡常数K＝＝＝8.5。
7. C　在相同的温度下，使平衡时各成分的百分含量相同，说明两平衡是等效平衡；按化学计量转化到一边，对应成分的物质的量相同，根据化学方程式2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)可知，2 mol SO2和1 mol O2若完全转化，可得n(SO3)＝2 mol，从SO3开始进行反应，达相同的平衡状态，需要SO3的物质的量为2 mol；从SO2和O2起始达平衡时，SO2的转化率为85%，转化的n(SO2)＝2 mol×85%＝1.7 mol，由硫元素守恒可知平衡时n(SO3)＝1.7 mol，所以从SO3开始进行反应，达相同的平衡状态，SO3的物质的量相同为1.7 mol，转化的SO3的物质的量为2 mol－1.7 mol＝0.3 mol，SO3转化率为×100%＝15%。
8. A　对于该反应，生成物气体分子总数小于反应物气体分子总数，即ΔS＜0，A正确；由于该反应为可逆反应，4 mol HCl与1 mol O2混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4 mol，则反应转移电子数小于4×6.02×1023，B错误；RuO2为该反应的催化剂，催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，所以RuO2的使用不改变该反应的焓变，C错误；由于反应物和生成物都呈气态，所以反应的平衡常数K＝，D错误。
9. C　该正反应放热、熵增，在任何温度下都有自发倾向，但不一定能自发进行，A错误；Fe2O3为固体，增大Fe2O3的量不影响反应速率、不影响平衡，不可提高铁的产率，B错误；固体物质不能写入平衡常数表达式中，该反应的平衡常数可表达示为K＝c3(CO)，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D错误。
10. B　由盖斯定律4×①＋②＋2×③得反应4PH4I(s) P4(g)＋8H2(g)＋2I2(g)，所以ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3，A错误；平衡时n(HI)＝0.8 mol，n(I2)＝0.6 mol，n(H2)＝1.2 mol，由2HI(g) H2(g)＋I2(g)可知，该反应中生成的 n(H2)＝0.6 mol，则4PH3(g) P4(g)＋6H2(g)反应中生成的n(H2)＝1.2 mol－0.6 mol＝0.6 mol，由变化量之比等于化学计量数之比可得，反应②中发生分解的PH3的物质的量为0.4 mol，B正确；反应③为2HI(g) H2(g)＋I2(g)，由盖斯定律得反应H2(g)＋I2(g) HI(g)的平衡常数K′3与K3的关系为K′3＝＝，C错误；P4中含有6个P—P，用E表示键能，ΔH2＝12E(P—H)－6E(P—P)－6E(H—H)，D错误。
11. D　一开始反应物的浓度较大，反应速率较大，生成HI所需时间较短，则X(HI)＝25%时，t<10，A错误；体积为5 L的密闭容器中体积不变，混合气体的总质量不变，由ρ＝可知密度一直保持不变，则密度不变时不能说明反应达到平衡，B错误；20 min时，HI的物质的量分数X(HI)＝50%，由三段式：
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
n起始/mol 0.5 0.5 0
n变化/mol a a 2a
n20 min时/mol 0.5－a 0.5－a 2a
×100%＝50%，解得a＝0.25，0～20 min的平均速率v(H2)＝＝＝0.002 5 mol/(L·min)，C错误；由表可知平衡时HI的物质的量分数为80%，列三段式：
　　　　　　H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
n起始/mol 0.5 0.5 0
n变化/mol x x 2x
n平衡/mol 0.5－x 0.5－x 2x
×100%＝80%，解得x＝0.4，该温度下反应的平衡常数K＝＝＝64，D正确。
12. (1) K＝　(2) 吸热　(3) bc
(4) 850　0.120　60.0%
解析：(1) 化学平衡常数等于生成物的平衡浓度系数幂之积与反应物的平衡浓度系数幂之积的比值，该反应的化学平衡常数表达式为K＝。(2) 化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动；由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，化学平衡向正反应方向移动，因此正反应方向为吸热反应。(3) 该反应是反应前后气体体积不变的反应，反应过程中压强不变，容器中压强不变不能判断该反应是否平衡，a错误；当反应中各物质的浓度不变时，达到平衡状态，混合气体中c(CO)不变，可以判断该反应已达平衡，b正确；v正(H2)＝v逆(H2O)，说明反应的正、逆反应速率相同，能判断该反应已达平衡，c正确；c(CO2)＝c(CO)，不能判断该反应是否平衡，d错误。(4) 某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，则K＝＝1，当平衡常数为1时，温度为850 ℃；3～4 min时，CO、H2O的浓度未发生改变，已达到平衡，则CO2和H2的平衡浓度为(0.200－c3) mol/L和(0.300－c3) mol/L，列出三段式：
CO2(g) ＋ H2(g) CO(g)＋H2O(g)
0.200 0.300 0 0
c3 c3 c3 c3
0.200－c3 0.300－c3 c3 c3
代入平衡常数表达式则有：
＝1，解得c3＝0.120 mol/L，CO2的转化率＝×100%＝60.0%。

展开更多......

收起↑