第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019）
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| 名称 | 第二章 第二节 第2课时 化学平衡常数 课时练（含答案）2023-2024学年化学人教（2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 106.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-28 19:41:21 | ||
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文档简介
第2课时 化学平衡常数
题组一 化学平衡常数及其意义
1．某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将化学方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为( )
A．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K均扩大了1倍
B．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K保持不变
C．写成cCaA＋bB，ΔH值、K变为原来的相反数
D．写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K变为原来的倒数
2．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分别是①H2＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
题组二 化学平衡常数的影响因素
3．(2022·云南宣威市高二月考)反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡后，保持温度不变，再通入O2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比，的值( )
A．变小 B．变大
C．不变 D．无法确定
4．在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法正确的是( )
A．平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系：K＝
B．改变条件后，该反应的平衡常数一定不变
C．如果改变压强，平衡常数会随之变化
D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小
题组三 化学平衡常数的相关计算
5．在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是( )
A．60% B．50% C．75% D．25%
6．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2
7．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．温度越高，反应进行的程度越小
C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃
8．(2022·山东师范大学附中高二检测)已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1＜0 K1 ②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(慢) ΔH2＜0 K2
下列说法正确的是( )
A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝
C．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
D．反应过程中的能量变化如图所示
9．(2022·江西金溪一中高二检测)在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生两个反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g) ΔH1<0 K1 ②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g) ΔH2<0 K2 10 min时反应达到平衡测得容器内体系的压强减少20%,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。下列说法不正确的是( )
A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为
B．平衡后c＝2.5×10－2 mol·L－1
C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大
D．平衡时NO2的转化率为50%
10．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所示：
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．反应前后压强之比为2∶3
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
11．一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是( )
A．当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B．SO2的转化率为90%
C．达到平衡时反应放出的热量为196 kJ
D．此温度下该反应的平衡常数K＝20 250
12．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)＝3 mol·L－1，c(H2)＝9 mol·L－1，c(NH3)＝4 mol·L－1，则
(1)该温度时的平衡常数为____________________；起始浓度c(N2)＝_____________。
(2)H2的转化率为________。
13．反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·
L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下：
(1)此反应的平衡常数为______________。
(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的平衡浓度及SO2和NO2的平衡转化率。
①c(SO3)＝__________ mol·L－1，c(SO2)＝________________ mol·L－1。
②SO2的转化率为______________，NO2的转化率为____________。
14．在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度下进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1。
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强p/(×100 kPa) 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
(1)一定处于平衡状态的时间段是__________，由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率的表达式为______________________，计算平衡时A的转化率为________(保留1位小数，下同)，反应的平衡常数K＝________。
(2)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝__________mol，n(A)＝____________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：
反应时间t/h 0 4 8 16
c(A)/(mol·L－1) 0.10 a 0.026 0.006 5
a＝________。
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是_______________
________________________________________________________________________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________ mol·L－1。
第2课时 化学平衡常数
1．D 2.A 3.C 4.A
5．C [设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·
L－1，c(CO2)＝c(H2)＝x mol·L－1。K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。]
6．B [设平衡时N2O5的浓度减小x，则
N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2
起始/(mol·L－1) 4 0 0 x x
转化/(mol·L－1) x x x 4.5
平衡/(mol·L－1) 4－x x x 1.7
所以4.5－x＝x－1.7，所以x＝3.1，则t ℃时反应①的平衡常数为＝8.5。]
7．C 8.A
9．C [4NO2＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)可由反应①×2－②得到，根据平衡常数计算规律可得此反应平衡常数为，A项正确；10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1) mol×(1－20%)＝0.4 mol,
10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡时n(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 mol，设达到平衡时反应①中消耗的NO2为x mol，反应②中消耗的Cl2为y mol，根据方程式①和②可得，反应①中生成的NOCl(g)为0.5x mol，反应②中消耗的NO(g)为2y mol，消耗的Cl2(g)为y mol，生成的NOCl(g)为2y mol。根据已知信息可列方程
解得x＝0.1 mol，y＝0.05 mol，
故平衡后c(Cl2)＝＝2.5×10－2 mol·L－1，B项正确；平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，C项错误；平衡时NO2转化0.1 mol，故转化率为50%，D项正确。]
10．C 11.C
12．(1)7.3×10－3 5 mol·L－1 (2)40%
13．(1)1 (2)①1.2 1.8 ②40% 60%
14．(1) 25～30 h (－1)×100% 94.1% 1.5
(2)①0.10× 0.10×(2－) ②0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半 0.013
解析 (1)25～30 h一定处于平衡状态，在温度、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。则α(A)＝×100%＝×100%＝×100%＝(－1)×
100%。p0＝4.91×100 kPa，平衡时，p＝9.53×100 kPa，
则α(A)＝(－1)×100%≈94.1%。
A(g) B(g) ＋ C(g)
起始/mol 0.10 0 0
平衡/mol 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝≈1.5。
(2)①恒温恒容下，＝，则n总＝n0，n0＝0.10 mol，故n总＝0.10× mol。
A(g) B(g) ＋ C(g)
起始 0.10 mol 0 0
某时刻 n(A) 0.10 mol－n(A) 0.10 mol－n(A)
n总＝0.20 mol－n(A)，则n(A)＝0.20 mol－n总＝0.20 mol－0.10× mol＝0.10×(2－) mol。
②由表中数据可知，4 h时，p＝7.31×100 kPa，则4 h时n(A)＝0.10×(2－) mol＝0.10×(2－) mol≈0.051 mol，故c(A)＝0.051 mol·L－1，即a＝0.051。由表中反应物A的浓度与时间间隔(Δt)之间的关系可知，达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半。8 h时，c(A)＝0.026 mol·L－1，再经过4 h，即12 h时，反应物的浓度c(A)为8 h时浓度的一半，即为0.013 mol·L－1。
题组一 化学平衡常数及其意义
1．某可逆反应aA＋bBcC在某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将化学方程式的书写做如下改变，则ΔH和K数值的相应变化为( )
A．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值、K均扩大了1倍
B．写成2aA＋2bB2cC，ΔH值扩大了1倍，K保持不变
C．写成cCaA＋bB，ΔH值、K变为原来的相反数
D．写成cCaA＋bB，ΔH值变为原来的相反数，K变为原来的倒数
2．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分别是①H2＋F22HF K＝1047；②H2＋Cl22HCl K＝1017；③H2＋Br22HBr K＝109；④H2＋I22HI K＝1。比较K的大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )
A．①②③④ B．④②③①
C．①④③② D．无法确定
题组二 化学平衡常数的影响因素
3．(2022·云南宣威市高二月考)反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡后，保持温度不变，再通入O2，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比，的值( )
A．变小 B．变大
C．不变 D．无法确定
4．在一定条件下，对于已达平衡的可逆反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法正确的是( )
A．平衡时，此反应的平衡常数与各物质的浓度有如下关系：K＝
B．改变条件后，该反应的平衡常数一定不变
C．如果改变压强，平衡常数会随之变化
D．若平衡时增加A和B的浓度，则平衡常数会减小
题组三 化学平衡常数的相关计算
5．在773 K时，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数K＝9，若CO、H2O的起始浓度均为0.020 mol·L－1，则在此条件下CO的转化率是( )
A．60% B．50% C．75% D．25%
6．加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2
7．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示：
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．温度越高，反应进行的程度越小
C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO为0.4 mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1 000 ℃
8．(2022·山东师范大学附中高二检测)已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1＜0 K1 ②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(慢) ΔH2＜0 K2
下列说法正确的是( )
A．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的平衡常数K＝
C．反应①的速率大小决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率
D．反应过程中的能量变化如图所示
9．(2022·江西金溪一中高二检测)在恒温条件下，向盛有食盐的2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO2、0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，发生两个反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g) ΔH1<0 K1 ②2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g) ΔH2<0 K2 10 min时反应达到平衡测得容器内体系的压强减少20%,10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。下列说法不正确的是( )
A．反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数为
B．平衡后c＝2.5×10－2 mol·L－1
C．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，则平衡常数K2增大
D．平衡时NO2的转化率为50%
10．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所示：
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．反应前后压强之比为2∶3
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
11．一定温度下，向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的，下列说法错误的是( )
A．当容器内气体的压强不变时说明该反应达到化学平衡状态
B．SO2的转化率为90%
C．达到平衡时反应放出的热量为196 kJ
D．此温度下该反应的平衡常数K＝20 250
12．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c(N2)＝3 mol·L－1，c(H2)＝9 mol·L－1，c(NH3)＝4 mol·L－1，则
(1)该温度时的平衡常数为____________________；起始浓度c(N2)＝_____________。
(2)H2的转化率为________。
13．反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·
L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下：
(1)此反应的平衡常数为______________。
(2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的平衡浓度及SO2和NO2的平衡转化率。
①c(SO3)＝__________ mol·L－1，c(SO2)＝________________ mol·L－1。
②SO2的转化率为______________，NO2的转化率为____________。
14．在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度下进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1。
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
总压强p/(×100 kPa) 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
回答下列问题：
(1)一定处于平衡状态的时间段是__________，由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率的表达式为______________________，计算平衡时A的转化率为________(保留1位小数，下同)，反应的平衡常数K＝________。
(2)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝__________mol，n(A)＝____________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：
反应时间t/h 0 4 8 16
c(A)/(mol·L－1) 0.10 a 0.026 0.006 5
a＝________。
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是_______________
________________________________________________________________________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________ mol·L－1。
第2课时 化学平衡常数
1．D 2.A 3.C 4.A
5．C [设达到平衡时CO转化的浓度为x mol·L－1，则平衡时c(CO)＝c(H2O)＝(0.020－x)mol·
L－1，c(CO2)＝c(H2)＝x mol·L－1。K＝＝＝9，解得x＝0.015，则CO的转化率为×100%＝75%。]
6．B [设平衡时N2O5的浓度减小x，则
N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2
起始/(mol·L－1) 4 0 0 x x
转化/(mol·L－1) x x x 4.5
平衡/(mol·L－1) 4－x x x 1.7
所以4.5－x＝x－1.7，所以x＝3.1，则t ℃时反应①的平衡常数为＝8.5。]
7．C 8.A
9．C [4NO2＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)可由反应①×2－②得到，根据平衡常数计算规律可得此反应平衡常数为，A项正确；10 min时反应达到平衡，测得容器内体系的压强减少20%，则平衡时混合气体总物质的量为(0.2＋0.2＋0.1) mol×(1－20%)＝0.4 mol,
10 min内用NOCl(g)表示的平均反应速率v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡时n(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1×10 min×2 L＝0.15 mol，设达到平衡时反应①中消耗的NO2为x mol，反应②中消耗的Cl2为y mol，根据方程式①和②可得，反应①中生成的NOCl(g)为0.5x mol，反应②中消耗的NO(g)为2y mol，消耗的Cl2(g)为y mol，生成的NOCl(g)为2y mol。根据已知信息可列方程
解得x＝0.1 mol，y＝0.05 mol，
故平衡后c(Cl2)＝＝2.5×10－2 mol·L－1，B项正确；平衡常数只受温度影响，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡常数K2不变，C项错误；平衡时NO2转化0.1 mol，故转化率为50%，D项正确。]
10．C 11.C
12．(1)7.3×10－3 5 mol·L－1 (2)40%
13．(1)1 (2)①1.2 1.8 ②40% 60%
14．(1) 25～30 h (－1)×100% 94.1% 1.5
(2)①0.10× 0.10×(2－) ②0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半 0.013
解析 (1)25～30 h一定处于平衡状态，在温度、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。则α(A)＝×100%＝×100%＝×100%＝(－1)×
100%。p0＝4.91×100 kPa，平衡时，p＝9.53×100 kPa，
则α(A)＝(－1)×100%≈94.1%。
A(g) B(g) ＋ C(g)
起始/mol 0.10 0 0
平衡/mol 0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝≈1.5。
(2)①恒温恒容下，＝，则n总＝n0，n0＝0.10 mol，故n总＝0.10× mol。
A(g) B(g) ＋ C(g)
起始 0.10 mol 0 0
某时刻 n(A) 0.10 mol－n(A) 0.10 mol－n(A)
n总＝0.20 mol－n(A)，则n(A)＝0.20 mol－n总＝0.20 mol－0.10× mol＝0.10×(2－) mol。
②由表中数据可知，4 h时，p＝7.31×100 kPa，则4 h时n(A)＝0.10×(2－) mol＝0.10×(2－) mol≈0.051 mol，故c(A)＝0.051 mol·L－1，即a＝0.051。由表中反应物A的浓度与时间间隔(Δt)之间的关系可知，达到平衡前每间隔4 h，c(A)约减少一半。8 h时，c(A)＝0.026 mol·L－1，再经过4 h，即12 h时，反应物的浓度c(A)为8 h时浓度的一半，即为0.013 mol·L－1。