课时训练9化学平衡常数
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课时训练9 化学平衡常数
1. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO，37 ℃时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0、02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是
A、CO与HbO2反应的平衡常数K=
B、人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少
C、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0、02时，人的智力才会受损
D、把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动
答案:C
2.某温度时,反应SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50,在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K'应为( )。
A.2 500 B.100
C.4×10-4 D.2×10-2
解析:SO2(g)+O2(g)SO3(g)
K=
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
其平衡常数K'=,
所以K'===4×10-4,故C项正确。
答案:C
3.关于平衡常数,下列说法不正确的是( )。
A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B.平衡常数随温度的改变而改变
C.平衡常数随压强的改变而改变
D.使用催化剂不能使平衡常数增大
答案:C
4.(2011·安徽理综,9)电镀废液中Cr2可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )。
解析:A项,平衡常数大小与温度有关,该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,生成物的物质的量浓度减小,反应物的物质的量浓度增大,平衡常数随温度升高而减小,故A项正确;B项,pH增大,c(H+)减小,平衡向正反应方向移动,Cr2转化率增大,故B项错误;C项,温度升高,正、逆反应速率都加快;D项,增大反应物Pb2+的物质的量浓度,平衡正向移动,另一反应物Cr2的物质的量减小,故D项错误。
答案:A
5.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2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,H2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+H2OCO2+H2O
解析:由平衡常数表达式可知方程式为:
CO2+H2CO+H2O,D错。升温,H2浓度减小,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,A正确。恒温恒容下,若通入惰性气体,压强增大,平衡不移动,H2浓度不变,B错。升高温度正逆反应速率都增大,C错。
答案:A
6.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,c(H2)=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:根据反应②:2HI(g)H2(g)+I2(g)消耗的c(HI)=2c(H2)=1 mol·L-1,再结合反应①:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知c(NH3)=1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1,因此该温度下,反应①的平衡常数:K=c(NH3)·c(HI)=5 mol·L-1×4 mol·L-1=20 mol2·L-2。
答案:C
7.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是( )。
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600
C.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:由 aX + bY cZ
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
转化浓度/(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
利用转化浓度之比等于化学计量数之比可得到化学方程式为:X(g)+3Y(g)2Z(g),这样再利用相关数据可得到A、B正确,D因为平衡常数是温度函数而正确,C错误。
答案:C
8.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.将1.0 mol氮气、3.0 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJ
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)C.上述反应在达到平衡后,增大压强,H2的转化率提高
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
解析:A项此反应为可逆反应,1.0 mol氮气、3.0 mol氢气在实际过程中不能完全转化,故放出的热量小于92.4 kJ,A错。B项温度不变,改变压强,平衡常数不变,B错。C项由图知,增大压强,平衡向正反应方向移动,H2的转化率提高,C正确。D项升高温度,逆反应速率、正反应速率都增大,D错。
答案:C
9.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:2I-+2Fe3+2Fe2++I2(水溶液)。
该反应的平衡常数K的表达式为K= 。当上述反应达到平衡状态后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡 移动(填“向右”“向左”或“不”)。
解析:加入CCl4萃取I2,I2浓度减小,平衡向右移动。
答案: 向右
10.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是( )。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
解析:(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出
K=
(2)由表中数据可以看出温度越高,平衡常数越大,说明反应混合物中CO或水蒸气的浓度越大,即升温,平衡向右移动,正反应为吸热反应。
(3)该反应为物质的量不变的反应,反应过程中压强始终不变,与平衡与否无关。
(4)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K=1,此时的温度由表中数据可知为830 ℃。
答案:(1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830
11.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;
(2)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”);
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为 。
解析:(1)N的转化率为×100%=25%。
该温度下:K==0.5
(2)因为反应ΔH>0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。
(3)根据反应M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度: 4 a 0 0
转化浓度: 2 2 2 2
平衡浓度: 2 (a-2) 2 2
根据温度不变,平衡常数不变的特点
K=2 mol·L-1×2 mol·L-1/[2 mol·L-1×(a-2) mol·L-1]=0.5
得a=6 mol·L-1。
(4)同理: M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度: b b 0 0
转化浓度: x x x x
平衡浓度: (b-x) (b-x) x x
根据温度不变,平衡常数不变的特点,
K=x2/(b-x)2=0.5
得x=0.41b mol·L-1
α(M)=(0.41b/b)×100%=41%。
答案:(1)25%
(2)增大
(3)6 mol·L-1
(4)41%
1. 人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2，因此具有输氧能力，CO吸入肺中发生反应：CO+HbO2O2+HbCO，37 ℃时，该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到HbO2浓度的0、02倍，会使人智力受损。据此，下列结论错误的是
A、CO与HbO2反应的平衡常数K=
B、人体吸入的CO越多，与血红蛋白结合的O2越少
C、当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0、02时，人的智力才会受损
D、把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒，其原理是使上述平衡向左移动
答案:C
2.某温度时,反应SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50,在同一温度下,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K'应为( )。
A.2 500 B.100
C.4×10-4 D.2×10-2
解析:SO2(g)+O2(g)SO3(g)
K=
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
其平衡常数K'=,
所以K'===4×10-4,故C项正确。
答案:C
3.关于平衡常数,下列说法不正确的是( )。
A.平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变
B.平衡常数随温度的改变而改变
C.平衡常数随压强的改变而改变
D.使用催化剂不能使平衡常数增大
答案:C
4.(2011·安徽理综,9)电镀废液中Cr2可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )。
解析:A项,平衡常数大小与温度有关,该反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,生成物的物质的量浓度减小,反应物的物质的量浓度增大,平衡常数随温度升高而减小,故A项正确;B项,pH增大,c(H+)减小,平衡向正反应方向移动,Cr2转化率增大,故B项错误;C项,温度升高,正、逆反应速率都加快;D项,增大反应物Pb2+的物质的量浓度,平衡正向移动,另一反应物Cr2的物质的量减小,故D项错误。
答案:A
5.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=。恒容时,温度升高,H2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,H2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+H2OCO2+H2O
解析:由平衡常数表达式可知方程式为:
CO2+H2CO+H2O,D错。升温,H2浓度减小,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,A正确。恒温恒容下,若通入惰性气体,压强增大,平衡不移动,H2浓度不变,B错。升高温度正逆反应速率都增大,C错。
答案:A
6.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,c(H2)=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:根据反应②:2HI(g)H2(g)+I2(g)消耗的c(HI)=2c(H2)=1 mol·L-1,再结合反应①:NH4I(s)NH3(g)+HI(g)知c(NH3)=1 mol·L-1+4 mol·L-1=5 mol·L-1,因此该温度下,反应①的平衡常数:K=c(NH3)·c(HI)=5 mol·L-1×4 mol·L-1=20 mol2·L-2。
答案:C
7.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质 X Y Z
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
下列说法错误的是( )。
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常数为1 600
C.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:由 aX + bY cZ
初始浓度/(mol·L-1) 0.1 0.2 0
平衡浓度/(mol·L-1) 0.05 0.05 0.1
转化浓度/(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
利用转化浓度之比等于化学计量数之比可得到化学方程式为:X(g)+3Y(g)2Z(g),这样再利用相关数据可得到A、B正确,D因为平衡常数是温度函数而正确,C错误。
答案:C
8.某温度下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。N2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.将1.0 mol氮气、3.0 mol氢气,置于1 L密闭容器中发生反应,放出的热量为92.4 kJ
B.平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,说明逆反应速率增大,正反应速率减小
解析:A项此反应为可逆反应,1.0 mol氮气、3.0 mol氢气在实际过程中不能完全转化,故放出的热量小于92.4 kJ,A错。B项温度不变,改变压强,平衡常数不变,B错。C项由图知,增大压强,平衡向正反应方向移动,H2的转化率提高,C正确。D项升高温度,逆反应速率、正反应速率都增大,D错。
答案:C
9.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:2I-+2Fe3+2Fe2++I2(水溶液)。
该反应的平衡常数K的表达式为K= 。当上述反应达到平衡状态后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡 移动(填“向右”“向左”或“不”)。
解析:加入CCl4萃取I2,I2浓度减小,平衡向右移动。
答案: 向右
10.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是( )。
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v正(H2)=v逆(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
解析:(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出
K=
(2)由表中数据可以看出温度越高,平衡常数越大,说明反应混合物中CO或水蒸气的浓度越大,即升温,平衡向右移动,正反应为吸热反应。
(3)该反应为物质的量不变的反应,反应过程中压强始终不变,与平衡与否无关。
(4)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K=1,此时的温度由表中数据可知为830 ℃。
答案:(1)
(2)吸热
(3)BC
(4)830
11.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为 ;
(2)若反应温度升高,M的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”);
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a= ;
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为 。
解析:(1)N的转化率为×100%=25%。
该温度下:K==0.5
(2)因为反应ΔH>0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。
(3)根据反应M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度: 4 a 0 0
转化浓度: 2 2 2 2
平衡浓度: 2 (a-2) 2 2
根据温度不变,平衡常数不变的特点
K=2 mol·L-1×2 mol·L-1/[2 mol·L-1×(a-2) mol·L-1]=0.5
得a=6 mol·L-1。
(4)同理: M(g)+N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度: b b 0 0
转化浓度: x x x x
平衡浓度: (b-x) (b-x) x x
根据温度不变,平衡常数不变的特点,
K=x2/(b-x)2=0.5
得x=0.41b mol·L-1
α(M)=(0.41b/b)×100%=41%。
答案:(1)25%
(2)增大
(3)6 mol·L-1
(4)41%