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化学平衡常数练习题

化学平衡常数练习题

《化学平衡与化学平衡常数》

1、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:

其化学平衡常数K与温度t的关系如下:

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:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

请回答下列问题:

(1)该反应的化学平衡常数K=。

(2)该反应为反应。

(填“吸热”或“放热”)

(3)800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO)=0.01mol/L,c(H2O)=0.03mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成

molN2O5充入一升密闭容器中,加热至t℃时反应达到了平衡状态。

平衡时,c(O2)=4.5mol/L,c(N2O3)=1.62mol/L,c(N2O)=_______mol/L,此时N2O5的分解率为________。

4.一定温度下,反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)达到平衡时,n(SO2):

n(O2):

n(SO3)=2:

3:

4。

缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,此时SO2的物质的量应是(  )

  A.0.4mol   B.0.6mol  C.0.8mol   D.1.2mol

  

5、在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q,在一定条件下发生反应:

2R(g)+5Q(g)

4X(g)+nY(g)反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原来87.5%,则化学方程式中的n值是()

A、2B、3C、4D、5

6、在一密闭容器中,用等物质的量的A和B发生如下反应:

A(g)+2B(g)

2C(g),反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为()

A、40%B、50%C、60%D、70%

7、在一密闭容器中,aA(g)

bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()

A、平衡向正反应方向移动了B、物质A的转化率减少了

C、物质B的质量分数增加了D、a>b

8、在一密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g),在一定条件下发生反应:

CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g),达到平衡时,生成

molCO2,当H2O(g)改为4mol时,在上述条件下生成的CO2为()

A、0.60molB、0.95molC、1.0molD、2.50mol

9、在密闭容器中进行X(g)+4Y2(g)

2Z2(g)+3Q2(g)的反应中,其中X2、Y2、Z2、Q2的开始浓度分别为0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L,0.3mol/L,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可能是()

A、c(X2)=0.15mol/LB、c(Y2)=0.9mol/L

C、c(Z2)=0.3mol/LD、c(Q2)=0.6mol/L

10.某密闭容器中进行如下反应:

X(g)+2Y(g)

2Z(g),若要使平衡时反应物的总物质的量与生成物的总物质的量相等,则X、Y的初始物质的量之比k应满足(  )

  A.1<k<3   B.1/4<k<3/2  C.3<k<4   D.1/4<k<2/3

  

11、在一密闭容器中充入1molNO2,建立如下平衡:

2NO2

N2O4,测得NO2的转化率为a%,在其它条件不变下,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测得NO2的转化率为b%,则a与b的关系为()

A、a>bB、a

12、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:

2SO2+O2

2SO3,并达到平衡。

在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率()

A、等于p%B、大于p%C、小于p%D、无法判断

课后作业

一、选择题(每小题4分,每小题有1~2个正确选项,共40分)

1.关于化学平衡常数的叙述正确的是(  )

A.温度一定,一个化学反应的平衡常数是一个常数

B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变

C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数

D.浓度商Qc

解析:

Kc是温度的函数,温度一定时,一个化学反应的平衡常数是一个常数,A项正确;平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关,同一个化学反应,化学方程式书写方式不同,平衡常数不同,正、逆反应的平衡常数互为倒数。

如H2(g)+I2(g)2HI(g),K正=

,K逆=

,所以K正=

,B项错误、C项正确;浓度商Qcv逆,D项错误。

答案:

AC

2.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+H2O

CO2+H2

解析:

由K=

得反应方程式为CO2+H2CO+H2O,D项错误;温度升高,H2浓度减小,平衡正向移动,说明该反应为吸热反应,A项正确;压强增大,各气体的浓度都增大,B项错误;升高温度,正、逆反应速率都增大,C项错误。

答案:

A

3.在一个6L的密闭容器中,放入3LX(g)和2LY(g),在一定条件下发生下列反应:

4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g),达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小

,则该反应方程式中的n的值是(  )

A.3           B.4

C.5D.6

解析:

解法1:

由于平衡后气体X的浓度减小

,容器是恒容的,可判断出容器内X的物质的量也比平衡前减少

,进而可得出容器内已发生反应的气体X的体积也是原来体积的

,即1L,由此可以写出

   4X(g) + 3Y(g)  2Q(g)+ nR(g)

(3-1)L(2-0.75)L0.5L0.25nL

根据题意,平衡时容器内压强为原来压强的1.05倍,则有2L+1.25L+0.5L+0.25nL=(3L+2L)×1.05,

解得:

n=6。

解法2:

按题意,反应是在一个恒温定容的密闭容器中进行的,但平衡时混合气体的压强比平衡前增大,这表明混合气体的物质的量比反应前增加了。

因而化学方程式中,生成物的化学计量数之和大于反应物的化学计量数之和,即2+n>4+3,解得:

n>5。

从题目所给出的选项来看,只有n=6才能满足题设所需条件。

答案:

D

4.反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)①

2HI(g)H2(g)+I2(g)②

2NO2(g)N2O4(g)③

在一定条件下,达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。

若保持各自的温度不变、体积不变,分别再加入一定量的各自的反应物,则转化率(  )

A.均不变         B.均增大

C.①增大,②不变,③减小D.①减小,②不变,③增大

解析:

均利用等效平衡处理,等效于增大压强,①相当于平衡左移,②不移动,③平衡右移,则转化率依次为减小、不变和增大。

答案:

D

5.低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物,发生的化学反应为:

2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)

2N2(g)+3H2O(g) ΔH<0

在恒容的密闭容器中,下列有关说法正确的是(  )

A.平衡时,其他条件不变,升高温度可使该反应的平衡常数增大

B.平衡时,其他条件不变,增加NH3的浓度,废气中氮氧化物的转化率减小

C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时,反应达到平衡

D.其他条件不变,使用高效催化剂,废气中氮氧化物的转化率增大

解析:

本题考查了化学平衡常数、外界因素对转化率的影响及化学平衡状态的判断。

A项,因该反应为放热反应,故升高温度,平衡常数减小,A错;B项,增大一种反应物浓度,另外一种反应物的转化率必增大,B错;使用催化剂,化学平衡不移动,转化率不变,D错。

答案:

C

6.某温度下,H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)的平衡常数K=

该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入H2(g)和CO2(g),其起始浓度如下表所示。

起始浓度

c(H2)/mol/L

0.010

0.020

0.020

c(CO2)/mol/L

0.010

0.010

0.020

下列判断不正确的是(  )

A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%

B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%

C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol/L

D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢

解析:

依三段式:

        H2  + CO2  H2O+CO

甲始态/(mol·L-1):

0.0100.01000

甲反应/(mol·L-1):

xxxx

甲终态/(mol·L-1):

0.010-x0.010-xxx

,所以x=0.006,甲中H2的转化率为60%,乙相当于在甲的基础上又充入了H2,CO2的转化率增大,A正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡不移动,丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍,甲平衡时CO2浓度为0.004mol·L-1,B正确、C错误;B、C也可以用三段式来求解。

由浓度可知D正确。

答案:

C

7.25℃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+3Y2Z,其平衡常数为1600

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:

题中有一明显的错误,就是C选项,增大压强不可能使平衡常数增大。

其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识,关键是根据表中数据(0.1-0.05)∶(0.2-0.05)∶(0.1-0)=1∶3∶2可推导出:

X+3Y2Z。

答案:

C

8.在一固定容积的密闭容器中,加入4LX(g)和6LY(g),发生如下反应:

X(g)+nY(g)2R(g)+W(g),反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为(  )

A.4          B.3

C.2D.1

解析:

设反应消耗X的体积为x。

则     X(g)+nY(g)2R(g)+W(g)

开始体积/L:

 4   6    0    0

转化体积/L:

 x   nx

据题意

解得:

答案:

B

9.将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:

NH4I(s)NH3(g)+HI(g),2HI(g)H2(g)+I2(g)。

当反应达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则NH3的浓度为(  )

A.3.5mol·L-1B.4mol·L-1

C.4.5mol·L-1D.5mol·L-1

解析:

若HI不分解时,其总浓度应为4mol·L-1+0.5mol·L-1×2=5mol·L-1,则NH3的浓度等于HI不分解时的总浓度。

答案:

D

10.在一定条件下,1molN2和3molH2混合后反应,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为(  )

A.20%B.30%

C.40%D.50%

解析:

     N2 + 3H22NH3

起始量/mol   1    3    0

转化量/mol   x    3x   2x

平衡量/mol   1-x  3-3x  2x

n总=1mol-x+3mol-3x+2x=4mol-2x,

m总=28g·mol-1×lmol+2g·mol-1×3mol=34g,

=5M(H2)=10g·mol-1,

x=0.3mol,即α(N2)=30%。

答案:

B

二、非选择题(共60分)

11.(14分)(Ⅰ)已知在448℃时,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为________;反应

H2(g)+

I2(g)HI(g)的平衡常数K3为________。

(Ⅱ)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

1000

1200

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(H2)正=v(H2O)逆

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________℃。

(5)在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol/L,c(H2)为1.5mol/L,c(CO)为1mol/L,c(H2O)为3mol/L,则下一时刻,反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。

解析:

(Ⅰ)第2个反应与第1个反应互为正逆反应,平衡常数互为倒数关系,第3个反应的化学计量数与第1个相比,缩小为一半,平衡常数也会发生变化,得K3=K

1。

(Ⅱ)通过表中K和t的关系可知,温度越高,K值越大,反应向正向进行的程度越大,说明正向反应为吸热方向。

当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时,K=1,此时温度由表中数据可知为830℃。

判断反应进行的方向时,可根据Q与K的大小关系判断,此时刻下,Q=

=1>0.9,所以反应向逆反应方向进行。

答案:

(Ⅰ)

 7

(Ⅱ)

(1)

 

(2)吸热

(3)BC (4)830 (5)逆向

12.(18分)T℃时,在一个体积为2L的容器中,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图所示。

(1)写出该反应的化学方程式:

________________________________________________________________________;

(2)该温度下该反应的平衡常数为___________;

(3)已知:

K(300℃)>K(350℃),该反应是________热反应;

(4)0~4分钟时,A的平均反应速率为________;

(5)到达平衡时B的转化率为________;

(6)恒容条件下,下列措施中能使

降低的有________。

A.充入氦气

B.使用催化剂

C.再充入2.4molA和1.6molB

D.降低温度

解析:

(1)据图可知t1时刻反应达到平衡,这段时间内A、B、C的物质的量变化值为0.8mol、0.4mol、0.4mol,故反应为2A(g)+B(g)C(g)。

(2)因平衡时A、B、C的物质的量浓度分别为0.8mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L,所以平衡常数

K=

=0.52。

(3)因为K(300℃)>K(350℃),该反应为放热反应。

(4)0~4分钟时,A的平均反应速率为(2.4mol-2.0mol)÷2L÷4min=0.05mol·L-1·min-1。

(5)到达平衡时B的转化率为0.4mol÷1.6mol×100%=25%。

(6)恒容条件下充入氦气和使用催化剂,平衡不发生移动,

不变;再充入2.4molA和1.6molB时,平衡正向进行的程度增大,反应物的转化率增大,故

降低;降低温度,平衡向正反应方向移动,

降低。

答案:

(1)2A(g)+B(g)C(g) 

(2)0.52 (3)放

(4)0.05mol·L-1·min-1 (5)25% (6)CD

13.(10分)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)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·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)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=________;

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:

c(M)=c(N)=bmol/L,达到平衡后,M的转化率为____________。

解析:

本题考查了化学平衡的有关计算。

(1)由题意:

 M(g)+N(g)P(g)+Q(g) ΔH>0

起始(mol/L)12.400

转化(mol/L)0.60.60.60.6

平衡(mol/L)0.41.80.60.6

K=

α(N)=

×100%=25%。

(2)该反应正向为吸热反应,升温平衡正向移动,M的转化率增大。

(3)温度不变,平衡常数不变,则K=

,解得:

a=6。

(4)温度不变,平衡常数不变,设平衡时,M的转化浓度为x,则

      M(g)+N(g)P(g)+Q(g)

起始(mol/L)bb00

转化(mol/L)xxxx

平衡(mol/L)b-xb-xxx

K=

,则

,x=0.41b,

α(M)=41%。

答案:

(1)25% 

(2)增大 (3)6 (4)41%

14.(18分)恒温下,将amolN2与bmolH2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:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值。

(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的体积分数为25%。

计算平衡时NH3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,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=________。

(6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=________。

解析:

(1)由反应的化学方程式得知,反应掉的N2和生成的NH3的物质的量之比为1∶2,设反应掉的N2的物质的量为x。

则x∶6mol=1∶2 解得:

x=3mol

a=13+3=16。

(2)n平(NH3)=

×25%=8mol。

(3)平衡时:

n平=

=32mol

n平(NH3)=8mol 所以n始=40mol

n始∶n平=40mol∶32mol=5∶4。

(4)a+b=40 a=16 所以b为24

所以a∶b=16∶24=2∶3

(5)α(N2)∶α(H2)=

=l∶2。

(6)平衡时:

n(NH3)=8mol,n(N2)=12mol,n(H2)=12mol,

所以n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=3∶3∶2。

答案:

(1)16 

(2)8mol (3)5∶4 (4)2∶3

(5)1∶2 (6)3∶3∶2

 

《化学平衡与化学平衡常数》答案及解析

1.答案:

略(见红对勾答案148页11题第二问)

2.答案:

25%增大641%

3.解析:

N2O5的起始浓度为c(N2O5)=

,平衡时的气体成份及浓度为:

达平衡时的气体成份:

N2O5N2O3N2OO2

平衡浓度(mol/L)设x1.62设y4.5

由N原子守恒:

由O原子守恒:

解得:

x=0.94mol/L,y=1.44mol/L,所以,c(N2O)=1.44mol/L,N2O5的分解率为:

4.解析:

设第一次平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2xmol、3xmol、4xmol,第二次平衡时n(SO2)=ymol。

由O元素守恒得:

2x·2+3x·2+4x·3=2y+0.8×2+1.4×3……①

由S元素守恒得:

2x+4x=y+1.4……②

  解得:

x=0.3,y=0.4。

答案:

A。

5.解析:

本题貌似化学平衡的计算,但实则不然,题干中最关键的一句话为“压强是原来87.5%”说明体积和温度不变,压强减小了,故该反应是气体的物质的量减小的反应,即2+5>4+n,即n<3。

故选A。

6.解析:

由题意可知:

设A反应掉一半(即转化率为50%),则可推知B全部反应掉(即转化率为100%),很显然,这是不可能的,故A的转化率必小于50%。

正确答案应选A。

7.解析:

保持温度不变,将容器体积增加一倍(即减小压强),假如化学平衡不移动,则各种物质的浓度都应是原平衡时的一半,但现在生成物B的浓度却是原平衡的60%,这说明平衡向正反应方向发生移动,A的转化率升高,所以化学计量数b>a,又由于B的物质的量增加,B的质量增加,物质B的质量分数必然增大(因为总质量保持不变)。

故本题应选AC。

8.解析:

假设反应向正向进行到底,由于CO仍为1mol,故生成的CO2才为1mol,但由于反应的可逆性,这是不可能的。

所以,

mol

故选B。

9.解析:

假设正向进行到底时,则生成物c(Z2)=0.4mol/L、c(Q2)=0.6mol/L,但此反应实为可逆反应,由此可推知:

c(Z2)=0.3mol/L可能,c(Q2)=0.6mol/L是不可能的。

又假设反应向逆反应方向进行到底时,则反应物c(X2)=0.2mol/L、c(Y2)=0.8mol/L,同时由于该反应的可逆性,故c(X2)=0.15mol/L可能,而c(Y2)=0.9mol/L是不可能的。

综上所述,该题正确答案是BD。

10.解析:

设x、y分别为X、Y的初始物质的量。

若反应物X全部转化,据题意有:

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