第二章 基础课时9 化学平衡常数 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019）
文档属性
| 名称 | 第二章 基础课时9 化学平衡常数 练习（含答案）2025秋高中化学选择性必修一（人教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 216.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-10-14 13:35:41 | ||
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文档简介
第二章 基础课时9 化学平衡常数
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)化学平衡常数的认识和表达式的书写
1.(10分)判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变。( )
(2)温度升高，化学平衡常数一定增大。( )
(3)可逆反应2A(s)＋B(g)2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝。( )
(4)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度。( )
(5)H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1，H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数为K2，则K1×K2＝1。( )
2.(2024·天津河西区高二期中)某温度下密闭容器中反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH<0的平衡常数K的值为59，下列说法正确的是( )
加压，K>59
降温，K<59
使用催化剂，K＝59
HI分解反应的平衡常数的表达式为
3.已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数)：
①Cu2S(s)＋O2(g)Cu2O(s)＋SO2(g) ΔH1 K1
②2Cu2O(s)＋Cu2S(s)6Cu(s)＋SO2(g) ΔH2 K2
③Cu2S(s)＋O2(g)2Cu(s)＋SO2(g) ΔH3 K3
则ΔH3和K3的表达式分别为( )
，
，
，
，
(二)化学平衡常数的应用
4.(1分)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，向容积为2.0 L的恒容密闭容器中投入反应物，发生反应CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)，测得有关实验数据如下：
温度/K 530
起始物质的量/mol CH3OH(g) 0.40
NH3(g) 0.40
CH3NH2(g) 0
H2O(g) 0
平衡时物质的量/mol CH3NH2(g) 0.30
H2O(g)
530 K时，若起始时向容器中充入0.10 mol CH3OH、0.15 mol NH3、0.10 mol CH3NH2、0.10 mol H2O，则反应将向________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
5.(3分)在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：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
(1)(1分)该反应化学平衡常数的表达式：K＝________。
(2)(1分)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)(1分)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，试判此时的温度为________ ℃。
(三)化学平衡常数的计算
6.(6分)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)??COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)(2分)平衡时CO2的浓度为___________________________________。
(2)(4分)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝___________________________________________________________________。
7.(4分)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)。37 ℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]：
p(O2) 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
α(MbO2%) 50.0 67.0 80.0 85.0 88.0 90.3 91.0
(1)(2分)计算37 ℃、p(O2)为2.00 kPa时，上述反应的平衡常数K＝________。
(2)(2分)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α＝___________________________________________________________________
(用含有k正、k逆的式子表示)。
B级 素养培优练
8.(4分)回答下列问题(高考组合题)
(1)(2分)(2021·福建卷节选)基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为
①2Cu2O＋O2(g)4CuO ΔH1＝－227 kJ·mol－1
②8CuO(s)＋CH4(g)4Cu2O(s)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－348 kJ·mol－1
反应②的平衡常数表达式K＝____________________________________。
(2)(2分)(2021·全国甲卷节选)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2＝－90 kJ·mol－1
用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝___________________________________________________________________。
9.(4分)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3
(1)(1分)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________________________________(用K1、K2表示)。
(2)(1分)反应③的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(3)(2分)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。
10.(8分)回答下列与环境有关的问题：
(1)(4分)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应：
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，在不同温度(T)下发生上述反应时，c(CO)随时间(t)的变化曲线如图所示：
①温度为T1时，平衡常数K＝________(填计算结果的数值)
②温度为T2时，反应达到平衡时NO的转化率为________。
(2)(4分)某小组往一恒温恒压容器中充入9 mol N2和23 mol H2模拟合成氨的反应，下图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60 MPa下达到平衡。
①此时H2的平衡分压为______________________________ MPa。(分压＝总压×物质的量分数)
②列式计算此时的平衡常数Kp＝________________________________。(用平衡分压代替平衡浓度计算，保留2位有效数字)
基础课时9 化学平衡常数
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.C [A.K值只与温度有关，加压K不变，故A错误；B.反应为放热反应，降温，平衡正向移动，K增大，K>59，故B错误；C.使用催化剂，平衡不移动，K不变，K＝59，故C正确；D.HI分解反应方程式为2HI(g)===H2(g)＋I2(g)，平衡常数表达式为，故D错误。]
3.C [根据盖斯定律可得反应×(2×①＋②)得到③，则ΔH3＝，由K1＝、K2＝c(SO2)，则K3＝＝＝，故选C。]
4.正
解析 由表可知530 K时，K＝＝9，改变初始加入的物质的量，浓度商Q＝＝5.(1) (2)吸热 (3)830
解析 化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热；某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，说明K＝1，对应的温度是830 ℃。
6.(1)0.036 mol·L－1 (2)2.5 0.002 85
解析 对于反应
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则＝0.02，x＝0.01。
H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。
钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)＝0.156 mol·L－1，c(CO2)＝0.036 mol·L－1，c(COS)＝c(H2O)＝0.004 mol·L－1，则K＝≈0.002 85。
7.(1)2.00 (2)
解析 (1)37 ℃、p(O2)＝2.00 kPa时，结合度为80.0%，化学平衡常数K＝＝＝2.00；(2)由结合度的定义式可知，反应达平衡时，v正＝v逆，所以K＝＝，可求出c(MbO2)＝，代入结合度定义式α＝，可得α＝。
8.(1) (2)Kp＝
9.(1)K1·K2 (2)< (3)>
解析 (1)2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，
K1＝；
H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，
K2＝；
3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，
K3＝＝
＝K1×K2；
(2)K3＝K1·K2，500 ℃反应③的平衡常数为2.5×1＝2.5；800 ℃反应③的平衡常数＝0.15×2.5＝0.375，升高温度，平衡常数减小，正反应放热，ΔH<0；(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，Q＝＝≈0.88v逆。
10.(1)①80 ②95% (2)①15 ②0.043
解析 (1)①由图知：温度为T1时，
则平衡常数K＝＝＝80；②温度为T2时，反应达到平衡时NO的转化率α＝×100%＝×100%＝95%。
(2)①
相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，则氨气的物质的量分数＝＝60%，x＝6 mol，则平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别为3 mol、5 mol、12 mol，气体总物质的量＝(3＋5＋12) mol＝20 mol，此时H2的平衡分压为＝×60 MPa＝15 MPa。②氮气分压＝×60 MPa＝9 MPa，氨气分压＝×60 MPa＝36 MPa，此时的平衡常数Kp＝＝＝0.043 (MPa)－2。
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(每小题5分)
(一)化学平衡常数的认识和表达式的书写
1.(10分)判断正误(正确划“√”，错误划“×”)。
(1)化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变。( )
(2)温度升高，化学平衡常数一定增大。( )
(3)可逆反应2A(s)＋B(g)2C(g)＋3D(g)的平衡常数为K＝。( )
(4)平衡常数表达式中，物质的浓度可以是任一时刻的浓度。( )
(5)H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数为K1，H2(g)＋I2(g)HI(g)的平衡常数为K2，则K1×K2＝1。( )
2.(2024·天津河西区高二期中)某温度下密闭容器中反应H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH<0的平衡常数K的值为59，下列说法正确的是( )
加压，K>59
降温，K<59
使用催化剂，K＝59
HI分解反应的平衡常数的表达式为
3.已知下列3个热化学方程式(K为平衡常数)：
①Cu2S(s)＋O2(g)Cu2O(s)＋SO2(g) ΔH1 K1
②2Cu2O(s)＋Cu2S(s)6Cu(s)＋SO2(g) ΔH2 K2
③Cu2S(s)＋O2(g)2Cu(s)＋SO2(g) ΔH3 K3
则ΔH3和K3的表达式分别为( )
，
，
，
，
(二)化学平衡常数的应用
4.(1分)甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下，向容积为2.0 L的恒容密闭容器中投入反应物，发生反应CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g)，测得有关实验数据如下：
温度/K 530
起始物质的量/mol CH3OH(g) 0.40
NH3(g) 0.40
CH3NH2(g) 0
H2O(g) 0
平衡时物质的量/mol CH3NH2(g) 0.30
H2O(g)
530 K时，若起始时向容器中充入0.10 mol CH3OH、0.15 mol NH3、0.10 mol CH3NH2、0.10 mol H2O，则反应将向________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
5.(3分)在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：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
(1)(1分)该反应化学平衡常数的表达式：K＝________。
(2)(1分)该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)(1分)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，试判此时的温度为________ ℃。
(三)化学平衡常数的计算
6.(6分)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)??COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)(2分)平衡时CO2的浓度为___________________________________。
(2)(4分)H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝___________________________________________________________________。
7.(4分)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结合生成MbO2：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)。37 ℃时测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如表[结合度(α)指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比]：
p(O2) 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
α(MbO2%) 50.0 67.0 80.0 85.0 88.0 90.3 91.0
(1)(2分)计算37 ℃、p(O2)为2.00 kPa时，上述反应的平衡常数K＝________。
(2)(2分)导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度(α)与O2的压强[p(O2)]之间的关系式α＝___________________________________________________________________
(用含有k正、k逆的式子表示)。
B级 素养培优练
8.(4分)回答下列问题(高考组合题)
(1)(2分)(2021·福建卷节选)基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为
①2Cu2O＋O2(g)4CuO ΔH1＝－227 kJ·mol－1
②8CuO(s)＋CH4(g)4Cu2O(s)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－348 kJ·mol－1
反应②的平衡常数表达式K＝____________________________________。
(2)(2分)(2021·全国甲卷节选)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2＝－90 kJ·mol－1
用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝___________________________________________________________________。
9.(4分)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
化学反应 平衡常数 温度/℃
500 800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3
(1)(1分)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________________________________(用K1、K2表示)。
(2)(1分)反应③的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(3)(2分)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“>”“＝”或“<”)。
10.(8分)回答下列与环境有关的问题：
(1)(4分)在汽车排气系统中安装三元催化转化器，可发生下列反应：
2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在某恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，在不同温度(T)下发生上述反应时，c(CO)随时间(t)的变化曲线如图所示：
①温度为T1时，平衡常数K＝________(填计算结果的数值)
②温度为T2时，反应达到平衡时NO的转化率为________。
(2)(4分)某小组往一恒温恒压容器中充入9 mol N2和23 mol H2模拟合成氨的反应，下图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60 MPa下达到平衡。
①此时H2的平衡分压为______________________________ MPa。(分压＝总压×物质的量分数)
②列式计算此时的平衡常数Kp＝________________________________。(用平衡分压代替平衡浓度计算，保留2位有效数字)
基础课时9 化学平衡常数
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.C [A.K值只与温度有关，加压K不变，故A错误；B.反应为放热反应，降温，平衡正向移动，K增大，K>59，故B错误；C.使用催化剂，平衡不移动，K不变，K＝59，故C正确；D.HI分解反应方程式为2HI(g)===H2(g)＋I2(g)，平衡常数表达式为，故D错误。]
3.C [根据盖斯定律可得反应×(2×①＋②)得到③，则ΔH3＝，由K1＝、K2＝c(SO2)，则K3＝＝＝，故选C。]
4.正
解析 由表可知530 K时，K＝＝9，改变初始加入的物质的量，浓度商Q＝＝
解析 化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热；某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)×c(H2)＝c(CO)×c(H2O)，说明K＝1，对应的温度是830 ℃。
6.(1)0.036 mol·L－1 (2)2.5 0.002 85
解析 对于反应
反应平衡后水的物质的量分数为0.02，则＝0.02，x＝0.01。
H2S的平衡转化率α1＝×100%＝2.5%。
钢瓶的体积为2.5 L，则平衡时各物质的浓度分别为c(H2S)＝0.156 mol·L－1，c(CO2)＝0.036 mol·L－1，c(COS)＝c(H2O)＝0.004 mol·L－1，则K＝≈0.002 85。
7.(1)2.00 (2)
解析 (1)37 ℃、p(O2)＝2.00 kPa时，结合度为80.0%，化学平衡常数K＝＝＝2.00；(2)由结合度的定义式可知，反应达平衡时，v正＝v逆，所以K＝＝，可求出c(MbO2)＝，代入结合度定义式α＝，可得α＝。
8.(1) (2)Kp＝
9.(1)K1·K2 (2)< (3)>
解析 (1)2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，
K1＝；
H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)，
K2＝；
3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，
K3＝＝
＝K1×K2；
(2)K3＝K1·K2，500 ℃反应③的平衡常数为2.5×1＝2.5；800 ℃反应③的平衡常数＝0.15×2.5＝0.375，升高温度，平衡常数减小，正反应放热，ΔH<0；(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，Q＝＝≈0.88
10.(1)①80 ②95% (2)①15 ②0.043
解析 (1)①由图知：温度为T1时，
则平衡常数K＝＝＝80；②温度为T2时，反应达到平衡时NO的转化率α＝×100%＝×100%＝95%。
(2)①
相同条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，则氨气的物质的量分数＝＝60%，x＝6 mol，则平衡时氮气、氢气、氨气物质的量分别为3 mol、5 mol、12 mol，气体总物质的量＝(3＋5＋12) mol＝20 mol，此时H2的平衡分压为＝×60 MPa＝15 MPa。②氮气分压＝×60 MPa＝9 MPa，氨气分压＝×60 MPa＝36 MPa，此时的平衡常数Kp＝＝＝0.043 (MPa)－2。