2017届高中化学鲁科版选修四课时训练2.2.1化学平衡常数平衡转化率(含答案)

课时训练8化学平衡常数平衡转化率
一、单项选择题
1.在相同的温度下,已知反应:①N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数为
3.84×10-11;②2SO2+O22SO3的平衡常数为3.10×1026(mol·L-1)-1。

则在该温度下,两个化学反应的反应程度之间的关系为()。

A.①>②
B.①<②
C.①=②
D.不能确定
解析:平衡常数的大小能表示化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,表示反应进行得越彻底。

各个化学反应的平衡常数的大小相差很大,如本题中给出的两个化学反应:反应①进行的程度很小,而反应②进行的程度很大。

因此,B选项是正确的。

答案:B
2.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③H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是()。

A.K1+K2
B.K1-K2
C.K1×K2
D.
解析:反应①的平衡常数K1=,反应②的平衡常数K2=,反应③的平衡常数
K=。

答案:D
3.1 000 K时反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的K=8.28×107(mol·L-1)-1,当各气体物质的量浓度分别为H2:0.7 mol·L-1,CH4:0.2 mol·L-1时,上述反应()。

A.正向进行
B.逆向进行
C.达到平衡
D.不一定
解析:Q c=≈0.41(mol·L-1)-1<K,
反应向正向进行。

答案:A
4.已知450 ℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的K=50,由此推测在450 ℃时,反应
2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为()。

A.50
B.0.02
C.100
D.无法确定
解析:对于反应H2(g)+ I2(g)2HI(g)来说,K==50,而反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的化
学平衡常数为K1==0.02。

做题目时还要注意这两个反应是不是在同一个温度下,如果不是在相同温度下的话就无法确定。

答案:B
5.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反
应:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)。

达到平衡时,[H2]=0.5 mol·L-1,[HI]=4
mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为(mol·L-1)2()。

A.9
B.16
C.20
D.25
解析:根据三步法的计算可知:
2HI(g)H2(g)+I2(g)
起始浓度:a0
转化浓度: 1 mol·L-10.5 mol·L-1
平衡浓度: 4 mol·L-10.5 mol·L-1
a=4 mol·L-1+1 mol·L-1=5 mol·L-1,则[NH3]=[HI]起始浓度=5 mol·L-1,
根据平衡常数定义:K=[NH3]·[HI]=5 mol·L-1×4 mol·L-1=20(mol·L-1)2,
故C选项正确。

答案:C
6.H2和CO2在高温下发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。

下表是986 ℃时,在容积不
下列叙述中正确的是()。

①该温度下反应的平衡常数约为1.62
②该反应的平衡常数与反应的起始浓度无关
③增大CO2的起始浓度,可使CO2的转化率增大
④从反应开始至达到平衡状态,混合气体的密度没有发生改变
A.②③
B.①②③
C.①②④
D.①③
解析:根据K=,代入表中数据可求出K≈1.62,平衡常数K只是温度的函数,与起始浓度无关,故①②正确;增大CO2起始浓度,CO2转化率降低,③错误;反应体系均为气相体系,且容积不变,故从始至终密度不变,④正确。

答案:C
二、双项选择题
7.(2013上海高考)某恒温密闭容器中,可逆反应A(s)B+C(g)ΔH=-Q,Q>0达到平衡。

缩
小容器体积,重新达到平衡时,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。

以下分析正确的是()。

A.产物B的状态只能为固态或液态
B.平衡时,单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗=1∶1
C.保持体积不变,向平衡体系中加入B,平衡可能向逆反应方向移动
D.若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,达到平衡时放出热量Q
解析:缩小容器体积相当于加压,C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等,所以加压平衡逆向移动,即逆反应为气体分子数减小的反应,因为反应物只有固体,所以B的状态不能确定,A 选项错误,C选项正确;B选项,分别表示正反应速率、逆反应速率,且正、逆反应速率相等,正确。

答案:BC
8.炼铁高炉中发生的基本反应之一为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH>0。

下列说法不正
确的是()。

A.升高温度,平衡移动后达到新的平衡时平衡常数增大
B.将高炉加高后,达到平衡时平衡常数增大
C.将矿石粉碎能使平衡常数增大
D.平衡常数越大,尾气中CO含量越少,CO2含量越多
解析:该反应为吸热反应,故升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;将矿石粉碎只能增大反应速率,却不能使平衡常数增大;平衡常数只与温度有关,故增加高炉的高度,不能改变
平衡状态;该反应的平衡常数表达式为K=,故平衡常数越大,尾气中CO含量越少,CO2
含量越多。

答案:BC
三、非选择题
9.PCl5的热分解反应如下:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(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 PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150 mol·L-1。

计算该温度下的平衡常数。

解析:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
起始/(mol·L-1)0.20000
变化/(mol·L-1)0.1500.1500.150
平衡/(mol·L-1)0.0500.1500.150
所以平衡常数K=
=
=0.45 mol ·L -1。

答案:(1)K =
(2)0.45 mol·L -1
10.在密闭容器中,将2.0 mol CO 与10 mol H 2O 混合加热到800 ℃,达到下列平衡: CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g) K =1.0
求CO 转化为CO 2的转化率。

解析:设x 为达到平衡时CO 转化为CO 2的物质的量,V 为容器容积。

CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)
起始浓度/(mol ·L -1)
0 0
平衡浓度/(mol ·L -1)
K=
=1.0
x 2=(2.0-x )(10-x ) x 2=20-12x+x 2
x=mol ≈1.67 mol
CO 转化为CO 2的转化率为
×100%=83.5%。

答案:CO 转化为CO 2的转化率为83.5% 11.已知反应N 2(g)+O 2(g)
2NO (g),在2 216 K 时的K =1.10×10-3。

(1)求反应NO(g)N 2(g)+O 2(g)在2 216 K 下的K '值。

(2)在2 216 K 下,若反应开始时只有氮气和氧气且其物质的量之比为1∶1,求氮气的平衡转化
率。

解析:(1)反应NO(g)N2(g)+O2(g)的平衡常数应该是反应N2(g)+O2(g)2NO(g)平衡
常数K的-次方,即K'=(K=(1.10×10-3≈30.15。

(2)设反应开始时氮气和氧气的物质的量都为1 mol,氮气的平衡转化率为x。

N2(g)+O2(g)2NO(g)
开始时n/mol 1 1 0
平衡时n(平)/mol 1-x 1-x 2x
K==1.10×10-3
解得x=1.63%。

答案:(1)K'=30.15(2)氮气的平衡转化率为1.63%。