高中化学 课时分层作业11 化学平衡常数(含解析)苏教版选修4-苏教版高二选修4化学试题

课时分层作业(十一) 化学平衡常数
(建议用时：45分钟)
[基础达标练]
1．下列有关化学平衡的说法正确的是( )
A．温度越高，K值越大
B．K值越大，正反应速率越大
C．K的大小与起始浓度有关
D．K值越大，反应物的转化率越大
D [A.温度升高，如平衡向正反应方向移动，则K值增大，如向逆反应方向移动，则K 值减小，故A错误；B.K值越大，反应物的转化率越大，则正向反应进行的程度越大，与正反应速率的大小无关，故B错误；C.平衡常数是温度的函数，只与温度有关，对于同一个化学反应来说，在相同温度下，平衡常数为定值，故C错误；D.K值越大，说明平衡时生成物浓度越大，反应物浓度越小，则反应物的转化率越大，故D正确。

]
2．在相同的温度下，测得反应：①N2(g)＋O2(g)2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；
②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026。

则在此温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系是( )
A．①>②B．①<②
C．①＝②D．无法判断
B [K值越大，反应进行的程度越大，即反应程度②>①。

]
3．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是
①H2＋F22HF K＝1047
②H2＋Cl22HCl K＝1017
③H2＋Br22HBr K＝109
④H2＋I22HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④B．④②③①
C．①④③②D．无法确定
A [化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。

]
4．已知298.15 K时，可逆反应：Pb2＋(aq)＋Sn(s)Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K ＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，则反应进行的方向是 ( ) A．向右进行B．向左进行
C ．处于平衡状态
D ．无法判断
A [Q ＝c (Sn 2＋)c (Pb 2＋)＝0.10 mol·L －1
0.10 mol·L －1
＝1<K ＝2.2，故反应未达到平衡，反应向右进行。

]
5．2 000 K 时，反应CO(g)＋1
2O 2(g)
CO 2(g)的平衡常数为K ，则相同温度下反应
2CO 2(g)
2CO(g)＋O 2(g)的平衡常数K ′为( )
A.1K
B ．K 2
C.1K
2
D ．1K 12
C [2 000 K 时，可逆反应2CO(g)＋O 2(g)2CO 2(g)的平衡常数为K 2
，那么2 000 K
时，可逆反应2CO 2(g)
2CO(g)＋O 2(g)的平衡常数为1
K
2，C 项正确。

]
6．某温度下，可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)的平衡常数为K ，下列对K 的说法正确
的是( )
A ．K 值越大，表明该反应越有利于C 的生成，反应物的转化率越大
B ．若缩小反应容器的容积，能使平衡正向移动，则K 增大
C ．温度越高，K 一定越大
D ．如果m ＋n ＝p ，则K ＝1
A [K 越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，A 正确；对于一个确定的化学反应，K 只是温度的函数，温度一定，K 一定，与压强无关，
B 错误；因该反应的热效
应不确定，C 错误；K ＝c p (C )
c m (A )·c n (B )
，故由m ＋n ＝p 无法判断K 的大小，D 错误。

]
7．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)
CO 2(g)＋Cu(s)和反应②：H 2(g)＋CuO(s)
Cu(s)
＋H 2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K 1和K 2，该温度下反应③：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(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K 1＝
c (CO 2)·c (Cu )
c (CO )·c (CuO )
B ．反应③的平衡常数K ＝K 1K 2
C ．对于反应②，若ΔH >0，温度升高，则该反应平衡常数减小
D ．对于反应③，恒温恒容下，增大H 2浓度，平衡常数K 一定会减小
B [在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A 错误；由于反应
③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K 1K 2
，B 正确；反应②中，ΔH ＞0，温度升高，K 2会增大，C 错误；对于反应③，由于温度没有发生变化，平衡常数K 不变，D 错误。

]
8．在容积可变的密闭容器中，2 mol N 2和8 mol H 2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H 2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A ．5%
B ．10%
C ．15%
D ．20%
C [达到平衡时，H 2转化的物质的量为8 mol×25%＝2 mol 。

在一定条件下，N 2与H 2发生反应：
N 2(g)＋3H 2(g)
一定条件
2NH 3(g)
起始物质的量/mol 2 8 0 转化物质的量/mol 23 2 4
3
平衡物质的量/mol 43 6 4
3
同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为4
3
mol 43mol ＋6 mol ＋43
mol ×100%≈15%。

]
9．850 ℃ 时，可逆反应CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g) ΔH <0，K ＝1。

(1)若升高温度到950 ℃达到平衡，K ________(填“大于”“小于”或“等于”)1。

(2)850 ℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO 、3.0 mol H 2O 、1.0 mol CO 2和x mol H 2，则：
①当x ＝5.0时，上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x 应满足的条件是________。

解析：(1)K 与温度相关，当升高温度时，可逆反应平衡向吸热反应方向移动，显然K 值减小，即K ＜1。

(2)①Q ＝
c (CO 2)·c (H 2)
c (CO )·c (H 2O )＝1.0V ×
5.0V 1.0V ×3.0V
＝53
＞K ＝1，说明v 逆＞v 正，反应向逆反应方向进行。

②由题意得Q ＝
1.0
V
×
x V 1.0
V
×
3.0V
＝x
3.0
＜K ＝1，即x ＜3.0。

答案：(1)小于 (2)①逆反应 ②x ＜3.0
10．在一体积为1 L 的密闭容器中，通入一定量的CO 和H 2O ，在850 ℃发生如下反应：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g) ΔH <0。

CO 和H 2O 浓度变化如图：
(1)0～4 min 的平均反应速率v (CO)＝________mol·(L·min)－1。

(2)850 ℃时，平衡常数K ＝________。

(3)850 ℃时，若向该容器中充入1.0 mol CO 、3.0 mol H 2O ，则CO 的平衡转化率为________。

(4)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填选项序号)。

a ．v 正(H 2)＝v 逆(H 2O) b ．c (CO 2)＝c (CO) c ．容器中气体密度不变
d ．1 mol H —H 键断裂的同时断裂2 mol H —O 键
解析：(1)0～4 min 的平均反应速率v (CO)＝(0.20－0.08)mol·L －14 min
＝0.03 mol·(L·min)
－1。

(2)850 ℃时，平衡时各物质的浓度为c (CO)＝0.08 mol·L －1
，c (H 2O)＝0.18 mol·L －1
，
c (CO 2)＝0.12 mol·L －1，c (H 2)＝0.12 mol·L －1，所以平衡常数K ＝0.12×0.12/(0.18×0.08)
＝1。

(3) CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)
起始(mol·L －1
) 1.0 3.0 0 0 变化(mol·L －1
) x x x x 平衡(mol·L －1) 1.0－x 3.0－x x x
850 ℃时，反应的平衡常数是1，则(1.0－x )×(3.0－x )＝x ×x ，解得x ＝0.75，CO 的平衡转化率为0.751.0×100%＝75%。

(4)该反应是在固定容积的密闭容器中进行的反应，且反应前后气体的质量不变，密度不能作为达到平衡的标志。

c (CO 2)＝c (CO)是一特定的状态，不一定达到平衡。

答案：(1)0.03 (2)1 (3)75% (4)ad
[能力提升练]
11．根据化学平衡常数K 的数值大小可以判断化学反应进行的程度，在常温下，下列反应的平衡常数的数值如下：
2NO(g)
N 2(g)＋O 2(g) K 1＝1×1030
2H 2(g)＋O 2(g)2H 2O(g) K 2＝2×1081 2CO 2(g)
2CO(g)＋O 2(g) K 3＝4×10
－92
以下说法正确的是( )
A ．常温下，NO 分解产生O 2的反应的平衡常数表达式为K 1＝c (N 2)·c (O 2)
B ．常温下，2H 2O(g)
2H 2(g)＋O 2(g)，此时平衡常数的数值约为5×10
－82
C ．常温下，NO 、H 2O 、CO 2三种物质分解放出O 2的倾向由大到小的顺序为H 2O>NO>CO 2
D ．以上说法都不正确
B [A 项，平衡常数表达式应为K ＝
c (N 2)·c (O 2)
c 2(NO )
，错误；B 项，方程式方向相反，化学平
衡常数互为倒数，正确；C 项，根据平衡常数大小可以判断反应进行的程度，可知放O 2倾向由大到小的顺序为NO>H 2O>CO 2，错误。

]
12．某温度下，将2 mol A 和3 mol B 充入一密闭的容器中，发生反应：a A(g)＋B(g)
C(g)
＋D(g)，5 min 后达到平衡。

已知各物质的平衡浓度关系为c a
(A)·c (B)＝c (C)·c (D)，若温度不变的情况下将容器的体积扩大为原来的10倍，A 的转化率不发生变化，则B 的转化率为( )
A ．40%
B ．60%
C ．24%
D ．4%
A [达到平衡后扩大容器体积，A 的转化率不发生变化，证明平衡不移动，可推知该反应前后气体体积相等，即a ＝1，设反应容器的体积为1 L 。

A(g)＋B(g)
C(g)＋D(g)
起始浓度(mol·L －1
) 2 3 0 0 转化浓度(mol·L －1
) x x x x 平衡浓度(mol·L －1) 2－x 3－x x x
则有(2－x )(3－x )＝x 2
，解得：x ＝1.2，B 的转化率为1.23×100%＝40%。

]
13．(双选)在淀粉­KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)＋I －
(aq)I －
3(aq)。

测得不同温
度下该反应的平衡常数K 如表所示：
t /℃ 5 15 25 35 50 K
1 100
841
689
533
409
下列说法正确的是( ) A ．反应I 2(aq)＋I －
(aq)
I －
3(aq)的ΔH <0
B ．其他条件不变，升高温度，K 减小
C ．该反应的平衡常数表达式为K ＝c (I 2)·c (I －)
c (I －3)
D ．25 ℃时，向溶液中加入少量KI 固体，平衡常数K 小于689
AB [根据反应方程式，该反应的平衡常数表达式为K ＝c (I －3)
c (I 2)·c (I －)
，C 项错误；从表格
中数据可知，升高温度，K 减小，该反应为放热反应，A 、B 项正确；温度不变，K 不变，D 项错误。

]
14．在80 ℃时，将0.4 mol 的四氧化二氮气体充入2 L 已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
时间(s)
c (mol/L)
20
40 60
80
100
c (N 2O 4) 0.20 a
0.10
c
d
e
c (NO 2)
0.00
0.12
b
0.22
0.22
0.22
(1)该反应的化学方程式为______________________________________， 表中b ________c (填“>”“<”或“＝”)。

(2)20 s 时，N 2O 4的浓度为________mol·L
－1,
0～20 s 内N 2O 4的平均反应速率为________。

(3)该反应的平衡常数表达式为K ＝________，在80 ℃时该反应的平衡常数K 值为________(保留2位小数)。

(4)在其他条件相同时，该反应的K 值越大，表明建立平衡________。

A ．N 2O 4的转化率越高 B ．N 2O 4与NO 2的浓度之比越大 C ．正反应进行的程度越大
解析：(1)根据题中信息，知 N 2O 4(g)
2NO 2(g)
开始浓度(mol·L －1
): 0.20 0 20 s 时(mol·L －1
): 0.14 0.12 40 s 时(mol·L －1): 0.10 0.20
60 s 时(mol·L －1): 0.09 0.22(此时达平衡) 80 s 时(mol·L －1): 0.09 0.22 所以b ＞c 。

(2)20 s 时c (N 2O 4)＝0.14 mol·L －1
，
0～20 s 内v (N 2O 4)＝Δc Δt ＝(0.20－0.14)mol·L －1
(20－0)s
＝0.003 mol·(L·s)－1。

(3)平衡时K ＝c 2(NO 2)c (N 2O 4)＝0.222
0.09
≈0.54。

(4)K 值越大，说明正向反应进行的程度越大，反应进行越完全，反应物转化率越大，故A 、C 项正确。

答案：(1)N 2O 4(g)
2NO 2(g) ＞
(2)0.14 0.003 mol·(L·s)－1
(3)c 2(NO 2)c (N 2O 4)
0.54 (4)AC。