2018-2019學年高中化學 專題2.5 化學平衡常數(shù)及應用練習 新人教版選修4.doc

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專題05 化學平衡常數(shù)及應用 一、化學平衡常數(shù)及應用 1．在一定條件下，有已達平衡的可逆反應：2A(g)＋B(g)2C(g)，下列說法中正確的是(　　) A．平衡時，此反應的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系：K＝ B．改變條件后，該反應的平衡常數(shù)K一定不變 C．如果改變壓強并加入催化劑，平衡常數(shù)會隨之變化 D．若平衡時增加A和B的濃度，則平衡常數(shù)會減小 【答案】A 【解析】K只隨溫度的改變而改變，除改變溫度外，改變其他條件都不會引起平衡常數(shù)的改變。 2．某溫度下2 L密閉容器中3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量(n)如表所示，下列說法正確的是(　　) A.該溫度下，此反應的平衡常數(shù)表達式是K＝ B．其他條件不變，升高溫度，若W的體積分數(shù)減小，則此反應ΔH<0 C．其他條件不變，使用催化劑，正、逆反應速率和平衡常數(shù)均增大，平衡不移動 D．其他條件不變，當密閉容器中混合氣體密度不變時，表明反應已達到平衡 【答案】B 3．某溫度T1時，向容積為2 L的恒容密閉容器中充入一定量的H2和I2(g)，發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表(表中t2>t1)。 反應時間/min n(H2)/mol n(I2)/mol 0 0.9 0.3 t1 0.8 t2 0.2 下列說法正確的是(　　) A．反應在t1 min內(nèi)的平均速率為：v(H2)＝ molL－1min－1 B．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20 mol H2，與原平衡相比，達到新平衡時I2(g)轉(zhuǎn)化率增大，H2的體積分數(shù)不變 C．保持其他條件不變，起始時向容器中充入的H2和I2(g)都為0.5 mol，達到平衡時n(HI)＝0.2 mol D．升高溫度至T2時，上述反應平衡常數(shù)為0.18，則正反應為吸熱反應 【答案】C t1時，H2(g)＋I2(g)2HI(g) 起始0.9　　　0.3 轉(zhuǎn)化0.1　　　0.1　　　0.2 平衡0.8　　　0.2　　　0.2 平衡常數(shù)K＝＝＝0.25， t2時，H2(g)＋I2(g)2HI(g) 起始0.5　　　0.5 轉(zhuǎn)化x　　　　x　　　　2x 平衡0.5－x　0.5－x　　2x K＝＝0.25，解得x＝0.1 mol，故平衡時n(HI)＝0.1 mol2＝0.2 mol，故C正確；升高溫度至T2時，上述反應平衡常數(shù)為0.18<0.25，說明升高溫度，平衡逆向移動，故正反應為放熱反應，故D錯誤。 4．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表： t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列問題： (1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K＝________。 (2)該反應為________(填“吸熱”或“放熱”)反應。 (3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c(CO2)c(H2)＝5c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為________。 (4)若830 ℃時，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反應達到平衡后，其化學平衡常數(shù)K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。 (5)830 ℃時，容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下，擴大容器的體積，平衡________(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)移動。 (6)若1 200 ℃時，在某時刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 molL－1、2 molL－1、4 molL－1、4 molL－1，則此時上述反應的平衡移動方向為________(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。 【答案】(1)　(2)吸熱　(3)700 ℃ (4)等于　(5)不　(6)逆反應方向 (4)只要溫度不變，K數(shù)值就不變，故830 ℃條件下，K的數(shù)值是1.0。 (5)830 ℃時達到平衡，擴大容器體積，由于反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，則平衡不移動。 (6)該條件下Qc＝ ＝＝4>K＝2.6， 故反應向逆反應方向移動。 二、化學平衡常數(shù)的有關(guān)計算 5．N2O5是一種新型硝化劑，在一定溫度下可發(fā)生下列反應：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0 T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如下表： t/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列說法不正確的是(　　) A．500 s內(nèi)N2O5分解速率為2.9610－3 mol/(Ls) B．T1溫度下的平衡常數(shù)為K1＝125,1 000 s時N2O5轉(zhuǎn)化率為50% C．其他條件不變時，T2溫度下反應到達1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L，則T1K3，則T1>T3 【答案】C 【解析】T2溫度下的N2O5濃度大于T1溫度下的濃度，則改變溫度使平衡逆向移動，逆向是放熱反應，則降低溫度平衡向放熱反應方向移動，即T20.060 【答案】C 【解析】A項，0至5 min內(nèi)，v(M)＝＝110－3 mol/(Lmin)，v(N)＝v(M)＝110－3 mol/(Lmin)，A項錯誤；B項，根據(jù)“三段式”： 　　　 　　　X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g) 　　　　　　X(g) ＋ Y(g)M(g)＋N(g) 初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0 轉(zhuǎn)化(mol/L) x x x x 平衡(mol/L) 0.020－x 0.030－x x x 根據(jù)溫度不變，K不變可得 ＝1，x＝0.012 X的轉(zhuǎn)化率＝100%＝60%，C項正確； 由實驗①②中數(shù)據(jù)可知該反應為放熱反應，900 ℃時的平衡常數(shù)應小于800 ℃時的平衡常數(shù)，假設實驗④中K＝1，則＝1　b＝0.06 綜上所述，900 ℃達到平衡時b<0.06，D錯誤。 4．一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示： 已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)體積分數(shù)。下列說法正確的是(　　) A．550 ℃時，若充入惰性氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動 B．650 ℃時，反應達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0% C．T ℃時，若充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應方向移動 D．925 ℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)Kp＝24.0p總 【答案】B 因此有：100%＝40%，解得x＝0.25，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為100%＝25%，B項正確。由圖可知，T ℃時，CO與CO2的體積分數(shù)相等，在等壓下充入等體積的CO和CO2，對原平衡條件無影響，平衡不移動，C項錯誤。925 ℃時，CO的體積分數(shù)為96%，故Kp＝＝＝23.04p總，D項錯誤。 5．已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0，請回答下列問題： (1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1 molL－1，c(N)＝2.4 molL－1；達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________。 (2)若反應溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4 molL－1，c(N)＝a molL－1；達到平衡后，c(P)＝2 molL－1，a＝________。 (4)若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝b molL－1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。 【答案】(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41% 【解析】(1)　　　M(g)＋ N(g)P(g)＋Q(g) 始態(tài)/molL－1 1 2.4 0 0 變化量/molL－1 160% 160% 因此N的轉(zhuǎn)化率為100%＝25%。 (2)由于該反應的ΔH>0，即該反應為吸熱反應，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。 (3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度： c(M)＝0.4 molL－1　c(N)＝1.8 molL－1 c(P)＝0.6 molL－1　c(Q)＝0.6 molL－1 因此化學平衡常數(shù)K＝＝＝ 由于溫度不變，因此K不變，新狀態(tài)達到平衡后 c(P)＝2 molL－1　c(Q)＝2 molL－1 c(M)＝2 molL－1　c(N)＝(a－2) molL－1 K＝＝＝ 解得a＝6。 (4)設M的轉(zhuǎn)化率為x，則達到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為 c(M)＝b(1－x) molL－1　c(N)＝b(1－x) molL－1 c(P)＝bx molL－1　c(Q)＝bx molL－1 K＝＝＝ 解得x≈41%。