2018年高中化学 化学反应的方向、限度与速度第2节化学反应的限度第1课时化学平衡常数、平衡转化率作业1鲁科

第1课时 化学平衡常数、平衡转化率[基础达标] 1．对于可逆反应C(s)＋H 2O(g)CO(g)＋H 2(g)，在一定温度下其平衡常数为K ，下列措施中，能使K 变化的是( )A ．将C 粉碎为粉末B ．减小体系压强C ．降低体系温度D ．选用合适的催化剂解析：选C 。

对于一个给定的反应，化学平衡常数仅与温度有关。

2．对于3Fe(s)＋4H2O(g) Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为( )A ．K ＝[Fe 3O 4][H 2][Fe][H 2O]B ．K ＝[Fe 3O 4][H 2]4[Fe][H 2O]4C ．K ＝[H 2O]4[H 2]4D ．K ＝[H 2]4[H 2O]4 解析：选D 。

化学平衡常数是化学反应达到平衡以后生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。

在表达时，注意不能用固体、纯液体表示，因为它们的浓度可视为常数。

3．在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 (L/mol)2C ．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 。

根据表中数据可知X 、Y 、Z 三种物质的浓度变化之比为(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2，可推导出反应方程式为X ＋3Y 2Z ，K ＝23＝1 600 (L/mol)2。

平衡常数只与温度有关，增大压强不可能使平衡常数增大，C 项错误。

4．下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是( )A ．混合物中各组分的浓度改变B ．正、逆反应速率改变C ．混合物中各组分的百分含量改变D ．混合体系的压强发生改变解析：选C 。

如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的百分含量不变时，平衡也不移动；使用合适的催化剂，正、逆反应速率都改变，但平衡不移动；如果反应前后气态物质系数不变，则压强改变对平衡无影响。

5．K 为化学平衡常数，下列说法中正确的是( )A ．从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度B ．K 值越大，反应物的转化率越小C ．对同类型的反应，K 值越大，反应物的转化率越大D ．温度越高，K 值越大解析：选C 。

化学平衡常数对应一个书写具体的化学反应，包括物质的系数。

一般来说，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，故A 、B 项错误，C 项正确；反应进行的程度越大，化学平衡常数也越大，对于吸热反应来说，升温化学平衡常数增大，而对于放热反应来说，升温化学平衡常数则减小，D 项错误。

6．下列说法可以充分说明反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)在恒温下已达到平衡的是( )A ．A 和D 的生成速率相等B ．容器内A 、B 、C 、D 共存C ．容器内A 、B 、C 、D 的物质的量浓度相等D ．容器内的压强不随时间变化解析：选A 。

生成A 的速率是v 逆(A)，生成D 的速率是v 正(D)，v 逆(A)＝v 正(D)表明反应已达平衡，A 正确。

B 、C 选项并不是平衡的标志。

D 选项，因为反应前后气态物质系数相等，所以任何时候(包括平衡时和未达平衡时)容器内的压强均不随时间变化，故不一定达平衡状态。

7．将等物质的量的X 、Y 气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g) 2Z(g) ΔH <0。

当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，解析：选A 升温，平衡逆向移动，X 的转化率减小，A 项正确；增大压强，平衡正向移动，由于容器的容积不确定，不能判断X 的浓度变化，B 项错误；充入反应物，平衡正向移动，X 的转化率增大，而Y 的一般会减小，C 项错误；加入催化剂，可同等程度改变正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，但对平衡的移动无影响，D 项错误。

8．PCl 5的热分解反应为PCl 5(g) PCl 3(g)＋Cl 2(g)。

(1)写出反应的平衡常数表达式；(2)已知某温度下，在容积为10.0 L 的密闭容器中充入2.00 mol PCl 5，达到平衡后，测得容器内PCl 3的浓度为0.150 mol·L －1。

计算该温度下的平衡常数。

解析： PCl 5(g) PCl3(g)＋Cl 2(g)起始(mol·L －1) 0.200 0 0变化(mol·L －1) 0.150 0.150 0.150平衡(mol·L －1) 0.050 0.150 0.150所以平衡常数K ＝[PCl 3][Cl 2][PCl 5]＝0.150 mol·L －1×0.150 mol·L －10.050 mol·L－1＝0.45 mol·L －1。

答案：(1)K ＝[PCl 3][Cl 2][PCl 5](2)0.45 mol·L －1[能力提升]9．相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应：N 2(g)＋3H 2(g)2NH3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol －1。

A ．放出热量关系：a <b <92.4B ．三个容器内反应的平衡常数：③>①>②C ．达平衡时氨气的体积分数：①>③D ．N 2的转化率：②>①>③解析：选A 。

状态②相当于在达到平衡的状态①中再加入N 2，平衡右移，放出的热量增大，A 项正确；平衡常数只与温度有关，故三种情况下平衡常数相等，B 项不正确；状态③相当于将两个相同的状态①，压缩在一起，该反应是气体体积减小的反应，平衡正向移动，NH 3的含量增大，N 2的转化率增大，C 、D 项不正确。

10．对于在一定体积的密闭容器中进行的放热反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，初始时加入的A 和B 的物质的量是相等的，在温度t 1时达到平衡[A]1＝[B]1＝1.0 mol·L －1，其平衡常数为K 1。

升高反应体系的温度至t 2时，反应物的平衡浓度分别为[A]2和[B]2，平衡常数为K 2。

则下列说法中正确的是( )A ．K 1和K 2的单位均为mol·L －1B ．K 2<K 1C ．[A]2<[B]2D ．[A]1>[A]2解析：选B 。

平衡常数表达式为K ＝[C][D][A][B]，可得K 的单位为1，A 错。

由于初始时加入A 和B 的物质的量是相等的，又由于A 和B 的化学计量数之比始终是1∶1，所以在任何时刻A 和B 浓度都相等，C 错。

由于升高温度，平衡逆向移动，达新平衡时，A 、B 的浓度变大，C 、D 的浓度变小，因此由平衡常数表达式可得平衡常数减小，故K 2<K 1，[A]2>[A]1，B 对、D 错。

11．恒温恒容密闭容器中发生反应：Na 2SO 4(s)＋4H 2(g) Na 2S(s)＋4H 2O(l)，下列说法中正确的是( )A ．该平衡常数表达式为K ＝[H 2O]4[H 2]4B ．容器内气体的质量或压强保持不变，均可说明该反应已达到平衡状态C ．若Na 2SO 4足量，改变起始充入H 2的浓度，则达到平衡时的H 2转化率不变D ．若初始时投入2.84 g Na 2SO 4与一定量H 2，反应达到平衡时容器内固体共有2.264 g ，则Na 2SO 4的转化率为25%解析：选B 。

Na 2SO 4和Na 2S 都是固体，H 2O 是纯液体，不出现在平衡常数表达式中；反应体系中的气体只有H 2，气体的质量或压强保持不变，均可说明该反应已达到平衡状态；改变起始充入H 2的浓度，会使达到平衡时的H 2转化率改变；反应后固体质量减小的0.576 g为氧元素的质量，其物质的量为0.576 g÷16 g·mol －1＝0.036 mol ，反应的Na 2SO 4物质的量为0.036 mol÷4＝0.009 mol ，Na 2SO 4的转化率为0.009 mol×142 g·mol －1÷2.84 g＝45%。

12．将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH 4I(s) NH 3(g)＋HI(g)②2HI(g) H2(g)＋I 2(g)达到平衡时，[H 2]＝0.5 mol·L －1，[HI]＝4 mol·L －1，则此温度下反应①的平衡常数为( )A ．9 mol 2·L －2B ．16 mol 2·L －2C ．20 mol 2·L －2D ．25 mol 2·L －2解析：选C 。

根据题干信息，可知平衡时[NH 3]＝[HI]＋2[H 2]＝4 mol·L －1＋2×0.5 mol·L－1＝5 mol·L －1，反应①的平衡常数为K ＝[NH 3][HI]＝5 mol·L －1×4 mol·L －1＝20 mol 2·L －2。

13．已知反应NO 2(g)＋SO 2(g) SO 3(g)＋NO(g)的ΔH <0。

请回答下列问题：(1)一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。

a ．体系压强保持不变b ．混合气体颜色保持不变c ．SO 3和NO 的体积比保持不变d ．每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2(2)测得上述反应平衡时NO 2与SO 2体积比为1∶6，则平衡常数K ＝________。

解析：反应：NO 2(g)＋SO 2(g) SO 3(g)＋NO(g)是气体总体积不变的放热反应，反应过程中体系压强始终不变，且生成SO 3和NO 的体积比始终为1∶1，NO 2的颜色不变说明NO 2的浓度不再发生变化，体系达到平衡。

设起始时加入的NO 2为1 mol ，SO 2为2 mol ，容器的体积为V ，则有：(设NO 的转化量为x mol)NO 2(g)＋SO 2(g) SO 3(g)＋NO(g)起始 1 mol 2 mol 0 0转化 x mol x mol x mol x mol平衡 (1－x ) mol (2－x ) mol x mol x mol依题意：1－x 2－x ＝16，解之得：x ＝0.8， 所以：K ＝x V ·x V－x V ·－x V＝0.8×0.80.2×1.2＝83(或2.67)。

答案：(1)b (2)2.67(或83) 14．已知反应N 2(g)＋O 2(g) 2NO(g)，在2 216 K 时的K ＝1.10×10－3。