课时作业11 化学平衡常数和化学平衡计算1

课时作业11 化学平衡常数和化学平衡计算
时间：45分钟 分值：100分
一、选择题(每小题4分，共48分)
1．在一定条件下，有下列分子数相同的可逆反应，其平衡常数K 值分别是 ①H
2＋F 22HF K ＝1047 ②H
2＋Cl 22HCl K ＝1017 ③H
2＋Br 2
2HBr K ＝109
④H 2＋I 22HI K ＝1
比较K 值大小，可知各反应的正反进行的程度由大到小的顺序是( ) A ．①②③④ B ．④②③① C ．①④③② D ．无法确定
答案：A
2．(2008·海南高考)X 、Y 、Z 三种气体，取X 和Y 按1:1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X ＋2Y
2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3 2，则Y 的转化率最接近于( )
A ．33%
B ．40%
C ．50%
D ．66%
答案：D
3．(2008·山东高考)高温下，某反应达平衡，平衡常数K ＝c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)。

恒容时，温度
升高，H 2浓度减小。

下列说法正确的是( )
A ．该反应的焓变为正值
B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小
C ．升高温度，逆反应速率减小
D ．该反应化学方程式为CO ＋H 2O CO 2＋H 2
答案：A
4．有可逆反应：2A(g)＋3B(g)
x C(g)＋y D(g)。

已知c (A)
始＝5 mol·L －1
，c (B)始＝3 mol·L
－1
，v (C)＝0.5 mol·L(L·min)－1。

反应进行2 min 达到平衡，测得c (D 平)＝0.5 mol·L －1，关于此
反应的下列说法中正确的是( )
A ．c (A 平): c (
B 平)＝5 : 3
B ．c (A 平) : c (B 平)＝2 : 3
C ．x ＝1
D ．x : y ＝2 : 1
解析：由于C 、D 的计量数未知，则A 、B 的平衡浓度无法求得，但由已知条件可以求得C 、D 转化量之比为2 1，所以x : y ＝2 : 1。

答案：D
5．一定条件下，在容积为2 L 的密闭容器里加入一定物质的量的A ，发生如下反应并建立平衡：A(g)
2B(g)，2B(g)
C(g)＋2D(g)，测得平衡时各物质的浓度是c (A)＝0.3
mol·L －1
，c (B)＝0.2 mol·L －1
，c (C)＝0.05 mol·L －1
，最初向容器里加入A 的物质的量是( )
A ．0.5 mol
B ．0.8 mol
C ．0.9 mol
D ．1.2 mol
解析：因为平衡时，n (A)平＝0.3 mol·L －1×2 L ＝0.6 mol ，n (B)平＝0.2 mol·L －1×2 L ＝0.4 mol ，n (C)平＝0.05 mol·L －1
×2 L ＝0.1 mol ，所以n (B)转＝2n (C)平＝0.2 mol ，n (B)＝n (B)平＋n (B)
转
＝0.6 mol ，n (A)转＝1
2n (B)＝0.3 mol ，n (A)＝n (A)平＋n (A)转＝0.9 mol 。

答案：C
6．将一定量的Ag 2SO 4固体置于容积不变的密闭容器中(加入少量V 2O 5)，在某温度下
发生反应：Ag 2SO 4(s) Ag 2O(s)＋SO 3(g)，2SO 3(g) 2SO 2(g)＋O 2(g)，经10 min 后反应
达到平衡，此时c (SO 3)＝0.4 mol·L －1，c (SO 2)＝0.1 mol·L －1，下列判断正确的是( )
①用SO 2表示的反应速率v (SO 2)＝0.01 mol·(L·min)－1 ②用O 2表示的反应速率v (O 2)＝0.01 mol·L －1·min －1 ③SO 3的分解率等于10% ④SO 3的分解率等于20%
⑤Ag 2SO 4分解最初生成的c (SO 3)＝0.5 mol·L －1 A ．①④⑤ B ．①③⑤ C ．只有 ②③ D ．只有③⑤
解析：c (SO 2)＝0.1 mol·L
－1
为SO 2的平衡量也是转化量，v (SO 2)＝0.01 mol·L －1
·min －1
，
v (O 2)＝1
2v (SO 2)＝0.005 mol·L －1·min －1，c (SO 3)转＝c (SO 2)＝0.1 mol·L －1，c (SO 3)平＝0.4 mol·L －1，
c (SO 3)始＝0.4 mol·L －1
＋0.1 mol·L －1
＝0.5 mol·L －1
，α(SO 3)＝0.1 mol·L －1
0.5 mol·L －1
×100%＝20%，c (SO 3)
始
即为Ag 2SO 4分解最初生成的SO 3量。

答案：A
7．在一定条件下，有可逆反应X(g)＋3Y(g)
2Z(g)，若X 、Y 、Z 起始浓度分别为c 1、
c 2、c 3(均不为0)，经过2 min 后达到平衡，平衡时X 、Y 、Z 的浓度分别为0.1 mol·L －1、0.3
mol·L－1、0.04 mol·L－1，则下列判断不合理的是()
A．v(Z)＝0.02 mol·(L·min)－1
B．平衡时，X与Z的生成速率之比为1 : 2
C．c1:c2＝1 : 3
D．X、Y的转化率相等
解析：A中若v(Z)＝0.02 mol·(L·min)－1，则2 min内Z的浓度增加0.04 mol·L－1，由起始时Z的浓度不为0，因此A错；B项符合平衡时正、逆反应速率相等及反应速率之比与计量数之间的关系；由于X、Y的变化量之比为1 : 3，平衡时X、Y的浓度之比为1 : 3，因此C、D正确。

答案：A
8．在一定温度时，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1。

则下列
叙述不正确的是()
A．在5 min内，该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·(L·min)－1
B．在5 min时，容器内D的浓度为0.2 mol·L－1
C．当容器内压强保持恒定时，该可逆反应达到平衡状态
D．5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
解析：5 min时，c(C)＝0.1 mol·L－1，c(D)＝0.2 mol·L－1，v(C)＝0.1 mol·L－1
5 min
＝0.02
mol·(L·min)－1。

此反应是恒温时体积可变的反应，所以压强恒定，即达到了平衡状态。

5 min 时气体的总物质的量为2.5 mol。

答案：D
9．在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡：CO＋H 2O CO2＋H2，且K＝1。

若用2 mol CO和10 mol H2O(g)相互混合并加热到800℃，则CO的转化率为()
A．16.7% B．50%
C．66.7% D．83.3%
答案：D
10．在一个容积为6 L的密闭容器中，放入3 L X(g)和2 L Y(g)，在一定条件下发生反应；4X(g)＋n Y(g)2Q(g)＋6R(g)反应达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加了5%，X的浓度减小1/3，则该反应中的n值为()
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：因X的浓度减小，说明反应向正反应方向进行，又因混合气体的压强比原来增
加了5%，说明正反应为气体总体积扩大的反应，则有：4＋n <2＋6，所以n <4。

答案：A
11．在一定条件下，可逆反应X(g)＋3Y(g)
2Z(g)达到平衡时，X 的转化率与Y 的
转化率之比为1 : 2，则起始充入容器中的X 与Y 的物质的量之比为( )
A ．1 : 1
B ．1 : 3
C ．2 : 3
D ．3 : 2
解析：由题意可得：1n (X ):3n (Y )＝1 : 2，n (X )n (Y )＝2
3。

答案：C
12．体积可变的密闭容器，盛有适量的A 和B 的混合气体，在一定条件下发生反应A(g)＋3B(g)
2C(g)。

若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L ，其中C 气
体的体积占10%。

下列判断中正确的是 ( )
A ．原混合气体的体积为1.2V L
B ．原混合气体的体积为1.1V L
C ．反应达到平衡时气体A 消耗掉0.05V L
D ．反应达到平衡时气体B 消耗掉0.05V L 答案：BC
二、非选择题(共4个小题，共52分)
13．(16分)恒温下，将a mol N 2与b mol H 2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g)
(1)若反应进行到某时刻t 时，n t (N 2)＝13 mol ，n t (NH 3)＝6 mol ，计算a 的值。

(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH 3的体积分数为25%。

计算平衡时NH 3的物质的量。

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n (始)：n (平)＝______________。

(4)原混合气体中，a : b ＝________。

(5)达到平衡时，N 2和H 2的转化率之比，α(N 2) : α(H 2)＝________。

(6)平衡混合气体中，n (N 2) : n (H 2) : n (NH 3)＝________。

解析：(1)由反应的化学方程式得知，反应掉的N 2和生成NH 3的物质的量之比为1 2，设反应掉的N 2的物质的量为x 。

则x : 6＝1 : 2 解得：x ＝3 a ＝13＋3＝16。

(2)n 平(NH 3)＝716.8 L
22.4 L·mol －1
×25%＝8 mol 。

(3)平衡时：n 平＝716.8 L
22.4 L·mol －1＝32 mol
n 平(NH 3)＝8 mol 所以n 始＝40 mol
n 始: n 平＝40 mol : 32 mol ＝5 : 4。

(4)a ＋b ＝40 mol a ＝16 mol 所以b 为24 mol
所以a : b ＝16 mol : 24 mol ＝2 : 3 (5)α(N 2) : α(H 2)＝
416 : 12
24
＝l : 2。

(6)平衡时：n (NH 3)＝8 mol ，n (N 2)＝12 mol ，n (H 2)＝12 mol ，所以n (N 2) : n (H 2) : n (NH 3)＝3 : 3 : 2。

答案：(1)16 (2)8 mol (3)5 : 4 (4)2 : 3 (5)1 : 2 (6)3 : 3 : 2
14．(12分)一定条件下，在体积为3 L 的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu 2O/ZnO)：CO(g)＋2H 2(g) CH 3OH(g)，甲醇的物质的量随外界条件的改变而变
化的曲线如图所示：
根据题意完成下列各题：
(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，氢气的平均反应速率v (H 2)＝________。

(3)在其他条件不变的情况下，将处于E 点的体系体积压缩到原来的1
2，下列有关该体系
的说法正确的是________。

a ．氢气的浓度减小
b ．正反应速率增大，逆反应速率也增大
c ．甲醇的物质的量增加
d ．重新平衡时n (H 2)/n (CH 3OH)增大
解析：本题考查了平衡常数、化学反应速率的计算和化学平衡移动的问题，只要把握住它们的定义，问题便可以迎刃而解。

答案：(1)K ＝
c (CH 3OH )
c (CO )·c 2(H 2)
减小
(2)2n B 3t B mol·L －1·min －1
(3)bc 15．(12分)(1)反应a A(g)
b B(g)＋
c C(g)在一容积不变的容器内进行反应，达到平衡
以后(以下填“增大”“减小”或“不变”)。

①若a ＝b ＋c ，增大A 的物质的量浓度，A 的转化率____________。

②若a >b ＋c ，增大A 的物质的量浓度，A 的转化率____________。

(2)若反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋d D(g)在一容积不变的容器内进行反应，且起始时A
与B 的物质的量之比为a : b 。

①平衡时A 与B 的转化率之比是________。

②若增大A 的物质的量浓度，则A 的转化率________。

③若同时同等倍数增大A 、B 的物质的量浓度，则a ＋b 与c ＋d 满足什么关系时，A 与B 的转化率同时增大？
a ＋
b ________
c ＋
d (填“>”“＝”“<”)。

解析：(1)①若a ＝b ＋c ，增大A 的物质的量浓度，可理解为同倍数地增加A 、B 、C 的平衡时混合气体的量，即相当于加压，但平衡不移动，A 的转化率不变。

②若a >b ＋c ，增大A 的物质的量浓度，可理解为同倍数地增加A 、B 、C 的平衡时混合气体的量，即相当于加压，平衡向右移动，A 的转化率增大。

(2)①起始时A 与B 的物质的量之比与方程式中A 与B 的化学计量数之比相同，则平衡时A 与B 的转化率相等。

②增大A 的物质的量浓度，平衡向右移动，B 的转化率增大，A 的转化率减小。

③同等倍数增大A 、B 的物质的量浓度，相当于加压，若A 、、B 的转化率同时增大，则平衡向右(气体体积减小的方向)移动，即a ＋b >c ＋d .
答案：(1)①不变 ②增大
(2)①1 ︰1②减小③>
16．(12分)在密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，SO2的起始浓度是0.4 mol·L－1，O2的起始浓度是1.0 mol·L－1。

当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。

(1)求反应的平衡常数。

(2)若将平衡时反应混合物的压强增大1倍，平衡将如何移动？
(3)若将平衡时反应混合物的压强减小1倍，平衡将如何移动？
(4)平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压强变为原来的3倍，平衡又将如何移动？
解析：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4 1.0
转化浓度(mol/L) 0.32 0.16 0.32
平衡浓度(mol/L) 0.08 0.84 0.32
(1)平衡常数K＝
0.322
0.082×0.84
＝19.0。

(2)压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍，Q＝
0.642
0.162×1.68
＝9.5<19.0，即Q<K，所以平衡向正反应方向移动。

(3)压强减小1倍，各组分的
浓度也减小1倍。

Q＝
0.162
0.042×0.42
＝38.1>19.0，即Q>K，所以平衡向逆反应方向移动。

(4)
保持体积不变，充入稀有气体Ar，尽管总压强改变，但反应混合物各组分的浓度保持不变。

Q＝0.322
0.082×0.84
＝19.0＝K，所以平衡不发生移动。

答案：(1)K＝19.0
(2)平衡向正反应方向移动
(3)平衡向逆反应方向移动
(4)平衡不移动。