苏教版高中化学选修四课时检测：2-2-3化学平衡常数.doc

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第3课时 化学平衡常数
(时间：30分钟)
考查点 化学平衡常数的应用 1．对于3Fe ＋4H 2O(g)
高温
Fe 3O 4＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 ( )。

A ．K ＝c (Fe 3O 4)·c (H 2)
c (Fe )·c (H 2O )
B ．K ＝c (Fe 3O 4)·[c (H 2)]4
c (Fe )·[c (H 2O )]4
C ．K ＝[c (H 2O )]4
[c (H 2)]4
D ．K ＝[c (H 2)]4
[c (H 2O )]4
解析 平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，但固体浓度视为1，不写入常数计算式中。

答案 D
2．将物质的量均为1 mol 的X 和Y 充入一密闭容器中，发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，达到平衡时，
测得X 的转化率为25%，则平衡时X 的物质的量为 ( )。

A ．0.25 mol B ．0.5 mol C ．0.75 mol
D ．0.45 mol
解析 X(g) ＋ 3Y(g) 2Z(g)
起始： 1 mol 1 mol
转化： 0.25 mol 0.75 mol 0.5 mol 平衡： 0.75 mol 0.25 mol 0.5 mol 答案 C
3．在密闭容器中充入A(g)和B(g)，它们的初始浓度均为2 mol·L －
1，在一定条件下发生反应：A(g)＋
B(g)2C(g)，该温度下，此反应的平衡常数为4，则A 的转化率为 ( )。

A ．30%
B ．40%
C ．50%
D ．60% 解析 设A 转化了x mol·L －
1，则有
A(g)＋B(g)
2C(g)
c 0(mol·L －
1)
2 2 0 Δc (mol·L －
1)
x x 2x
c (mol·L －
1)
2－x 2－x 2x
由题意K ＝c 2(C )c (A )·c (B )＝(2x mol·L －
1)2(2－x ) mol·L －1·(2－x )mol·L －1＝4
解得x ＝1
所以，α(A)＝1 mol·L －
1
2 mol·L －1
×100%＝50%。

答案 C
4．将0.050 mol SO 2(g)和0.030 mol O 2(g)充入容积为1 L 的密闭容器中，反应：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)在一定条件下达到平衡，测得c (SO 3)＝0.040 mol·L －
1，则该条件下反应的平衡常数K 为
( )。

A ．4
B ．16
C ．32
D ．1.6×103
解析 依据平衡常数
K ＝c 2(SO 3)
c 2(SO 2)·c (O 2)可知K ＝1.6×103.
答案 D
5．已知一定温度下，下列反应的平衡常数：H 2(g)＋S(s)H 2S(g) K 1，S(s)＋O 2(g)
SO 2(g) K 2。

则
相同温度下反应：H 2(g)＋SO 2(g)O 2(g)＋H 2S(g)的平衡常数为 ( )。

A ．K 1＋K 2
B ．K 1－K 2
C ．K 1·K 2
D ．K 1/K 2
解析 反应相减，平衡常数相除。

答案 D
6．在相同的温度下，已知反应：①N 2(g)＋O 2(g)2NO(g)的平衡常数K ＝3.84×10
－31
；②2SO 2(g)＋
O 2(g)2SO 3(g)的平衡常数K ＝3.10×1025。

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
7．在一定温度下，反应12H 2(g)＋1
2
X 2(g)
HX(g)的平衡常数为10。

若将1.0 mol 的HX(g)通入体积为1.0 L
的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于 ( )。

A ．5%
B ．17%
C ．25%
D ．33%
解析 12H 2(g)＋1
2X 2(g)
HX(g)的平衡常数K 1为10，那么HX(g)
12H 2(g)＋1
2
X 2(g)的平衡常数K 2为1/10，2HX(g)
H 2(g)＋X 2(g)的平衡常数K 3为(1/10)2＝0.01。

由题意知，HX(g)分解率最大时为达
到平衡时的分解率，设平衡时HX(g)分解x mol·L －
1，有
2HX(g)
H 2(g)＋X 2(g)
起始 1 0 0 转化 x 12x 1
2x
平衡 1－x 12x 1
2
x
K 3＝(12x ·1
2x )/(1－x )2＝0.01，得到x ＝0.17，
所以，该温度时HX(g)的最大分解率接近于17%。

答案 B
8．某温度下，H 2(g)＋CO 2(g)
H 2O(g)＋CO(g)的平衡常数K ＝9
4。

该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭
容器中，投入H 2(g)和CO 2(g)，其起始浓度如下表所示。

起始浓度 甲 乙 丙 c (H 2)/mol·L －
1
0.010 0.020 0.020 c (CO 2)/mol·L －
1
0.010 0.010 0.020 下列判断不正确的是
( )。

A ．平衡时，乙中CO 2的转化率大于60%
B ．平衡时，甲中和丙中H 2的转化率均是60%
C ．平衡时，丙中c (CO 2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L －
1
D ．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
解析 A 选项假设转化率为60%，则不满足平衡常数为9
4，只有平衡正向移动才能满足，因此二氧化碳
的转化率大于60%；B 选项利用代入法，当转化率为60%时，满足平衡常数，因为该反应为气体体积不变的反应，故丙也满足；C 选项经过计算，浓度应为0.008 mol·L －
1；D 选项丙中反应物的浓度最大，
甲中反应物的浓度最小，因此丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢。

答案 C
9．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)
H 2(g)＋I 2(g)
达到平衡时，c (H 2)＝0.5 mol·L －
1，c (HI)＝4 mol·L －
1，则此温度下反应①的平衡常数为( )。

A ．9
B ．16
C ．20
D ．25
解析 本题综合考查平衡计算和化学平衡常数。

2HI(g)
H 2(g) ＋ I 2(g)
平衡浓度/(mol·L －
1) 4 0.5 0.5
转化浓度/(mol·L －
1) 1 0.5 0.5
NH 4I(s)
NH 3(g) ＋HI(g)
转化浓度/(mol·L －
1) 5 5 平衡浓度/(mol·L －
1) 5 4
K ＝c (NH 3)·c (HI)＝5×4＝20。

答案 C
10．硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应 Ⅰ SO 2＋2H 2O ＋I 2===H 2SO 4＋2HI Ⅱ 2HI
H 2＋I 2
Ⅲ 2H 2SO 4===2SO 2＋O 2＋2H 2O
(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。

a ．反应Ⅲ易在常温下进行 b ．反应Ⅰ中SO 2氧化性比HI 强 c ．循环过程中需补充H 2O
d ．循环过程中产生1 mol O 2的同时产生1 mol H 2
(2)一定温度下，向1 L 密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ， H 2物质的量随时间的变化如右图所示。

0～2 min 内的平均反应速率v (HI)＝________该温度下，H 2(g)＋ I 2(g)
2HI(g)的平衡常数K ＝________。

解析 (1)H 2SO 4在常温下很稳定，不易分解，这是常识，故a 错；
反应Ⅰ中SO 2是还原剂，HI 是还原产物，故还原性SO 2＞HI ，则b 错；将Ⅰ和Ⅱ分别乘 以2和Ⅲ相加得：2H 2O===2H 2＋O 2，故c 正确，d 错误。

(2)v (H 2)＝0.1 mol 1 L ×2 min ＝0.05 mol·L －1·min －1，则v (HI)＝2v (H 2)＝0.1 mol·L －1·min －1；
2HI(g)
H 2(g)＋I 2(g)
起始浓度/ mol·L －
1： 1 0 0
变化浓度/ mol·L －
1： 0.2 0.1 0.1
平衡浓度/ mol·L －
1： 0.8 0.1 0.1
则H 2(g)＋I 2(g)
2HI(g)的平衡常数K ＝(0.8 mol·L －
1)2
0.1 mol·L －1×0.1 mol·L －1
＝64。

答案 (1) c (2)0.1 mol·L －
1·min －
1 64
11．一定条件下，在体积为3 L 的密闭容器中，CO 与H 2反应生成甲醇(催化剂为Cu 2O/ZnO)：
CO(g)＋2H 2(g)
CH 3OH(g)
(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K ＝________。

升高温度，K 值________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)在500 ℃，从反应开始到平衡，H 2的平均反应速率v (H 2)＝________。

解析 本题考查化学反应速率与化学平衡知识。

由图像可知升高温度，甲醇的物质的量减少，平衡向左移动，故正反应为放热反应。

K ＝c (CH 3OH )
c (CO )·c 2(H 2)，升高温度，平衡左移，K 减小。

生成n B mol 甲醇，
消耗H 2的物质的量为2n B ，v (H 2)＝2n B mol
3 L ×t B min
＝
2n B 3t B
mol·L －1·min －
1。

答案 (1)c (CH 3OH )
c (CO )·c 2(H 2) 减小
(2)2n B 3t B
mol·L －1·min －
1 12．接触法制硫酸工艺中，其主要反应在450 ℃并有催化剂存在下进行： 2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g) ΔH ＝－190 kJ·mol －
1
(1)该反应所用的催化剂是________(填写化合物名称)，该反应450 ℃时的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)该热化学反应方程式的意义是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。

a ．v (O 2)正＝2v (SO 3)逆
b ．容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化
c ．容器中气体的密度不随时间而变化
d ．容器中气体的分子总数不随时间而变化 解析 (1)由于2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g)正反应是放热反应，故升温平衡向逆反应方向移动，平衡常
数减小，故450 ℃时的平衡常数大于500 ℃时的平衡常数。

(2)该热化学方程式表示在450 ℃时，每2 mol SO 2气体和1 mol O 2气体完全反应生成2 mol SO 3气体放出190 kJ 的热量。

答案 (1)五氧化二钒 大于 (2)在450 ℃时，2mol SO 2气体和1 mol O 2气体完全反应生成 2 mol SO 3气体时放出的热量为190 kJ (3)b 、d。