221 化学平衡状态 化学平衡常数练习解析版.docx

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221化学平衡状态化学平衡常数练习解析版

2.2.1化学平衡状态化学平衡常数练习（解析版）

1．在一个恒容密闭容器中发生反应：

2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mo1•L﹣1、1.0mo1•L﹣1、0.5mo1•L﹣1，当反应达到最大限度时，可能出现的数据是（　　）

A．c（SO3）═1.5mo1•L﹣1B．c（O2）＝c（SO3）═0.75mo1•L﹣1

C．c（O2）═1.25mo1•L﹣1D．c（SO2）+c（SO3）═1.5mo1•L﹣1

【答案】D

【解析】A．为可逆反应，不能完全转化，则c（SO3）＜1.5mo1•L﹣1，故A错误；

B．某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为1.0mo1•L﹣1、1.0mo1•L﹣1、0.5mo1•L﹣1，SO3的浓度增大0.25mol/L变为0.75mo1•L﹣1，此时转化的氧气为0.125mol/L，此时c（O2）＝1.0mol/L﹣0.125mol/L＝0.875mol/KL，故B错误；

C．为可逆反应，不能完全转化，结合上述分析可知，c（O2）＜1.25mo1•L﹣1，故C错误；

D．由S原子守恒可知，c（SO2）+c（SO3）═1.5mo1•L﹣1，故D正确；故选：

D。

2．观察图：

对合成氨反应中，下列叙述错误的是（　　）

A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大

C．反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，反应停止

D．反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态

【答案】C

【解析】A、反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，故A正确；

B、随着反应的进行，反应物的浓度降低，则正反应速率逐渐减小，生成物的浓度增大，则逆反应速率逐渐增大，故B正确；

C、反应到达t1时，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，反应没有停止，故C错误；

D、反应在t1之后，正反应速率与逆反应速率相等，但都不为零，达到化学平衡状态，故D正确；故选：

C。

3．在一定条件下，使SO2和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是（　　）

A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零

C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变

D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变

【答案】B

【解析】A．反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，故A正确；

B．随着反应的进行，反应物的浓度降低，因为可逆反应，则未完全转化，速率不为零，故B错误；

C．生成物的浓度增大，逆反应速率逐渐增大，最后不变，正、逆速率相等，故C正确；

D．随着反应的进行，反应物的浓度减小，正反应速率逐渐减小，最后不变，故D正确；故选：

B。

4．已知合成氨反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＝﹣92kJ•mol﹣1，在恒温恒容的密闭容器中通入2molN2和6molH2，达平衡时放出热量73.0kJ，则N2的转化率最接近（　　）

A．40%B．80%C．30%D．60%

【答案】A

【解析】合成氨反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＝﹣92kJ•mol﹣1，达平衡时放出热量73.0kJ，由方程式可知，消耗的氮气的物质的量为

＝0.80mol，则转化率为

＝40%，故选：

A。

5．对于反应2A（g）+xB（g）⇌4C（g）达到平衡时C的浓度为1.5mol•L﹣1，当其它条件不变，把体积扩大1倍时，测得C的浓度为0.8mol•L﹣1，则x的值为（　　）

A．1B．2C．3D．4

【答案】A

【解析】其它条件不变，把体积扩大1倍时，假定平衡不移动，C的浓度为0.75mol/L，实际C的浓度为0.8mol/L，大于0.75mol/L，说明体积扩大，降低压强平衡向生成C的方向移动，降低压强平衡向气体体积增大的方向移动，则：

x+2＜4，且x为整数，故x＝1，故选：

A。

6．已知可逆反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是（　　）

A．K＝

B．K＝

C．K＝

D．K＝

【答案】C

【解析】已知可逆反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡时，其平衡常数表达式K＝

，故选：

C。

7．关于化学平衡常数，下列说法不正确的是（　　）

A．化学平衡常数不随反应物或生成物的浓度的改变而改变

B．化学平衡常数随温度的改变而改变

C．对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1

D．温度越高，K值越大

【答案】D

【解析】A、同一反应，平化学衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，故A正确；

B、化学平衡常数只受温度影响，同一反应温度不同，平衡常数不同，故B正确；

C、同一反应，平化学衡常数只受温度影响，与反应物浓度、体系的压强无关，温度相同，同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数，对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1，故C正确；

D、平衡常数越大，说明可逆反应进行的程度越大，反应可能是吸热反应或放热反应，升温，平衡向吸热反应方向进行，平衡常数不一定增大，故D错误；故选：

D。

8．298K时，各反应的平衡常数如下：

①N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）　K＝1×10﹣30；

②2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g）　K＝2×1081

③2CO2（g）⇌2CO（g）+O2（g）　K＝4×10﹣92

则常温下，NO、H2O、CO2这三种化合物分解放氧的倾向最大的是（　　）

A．①B．②C．③D．无法判断

【答案】A

【解析】根据①N2（g）+O2（g）⇌2NO（g）　K＝1×10﹣30可知NO释放氧的反应：

2NO（g）⇌N2（g）+O2（g）的平衡常数K＝

＝1×1030，

根据②2H2（g）+O2（g）⇌2H2O（g）K＝2×1081可知水分解释放氧的反应：

2H2O（g）⇌2H2（g）+O2（g）的平衡常数K＝

＝5×10﹣82，

③2CO2（g）⇌2CO（g）+O2（g）　K＝4×10﹣92，

化学平衡常数越大，表示反应进行得越彻底，由于平衡常数：

1×1030＞5×10﹣82＞4×10﹣92，因此反应①NO分解放氧的倾向最大，故选：

A。

9．反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的平衡常数为K1；反应HI（g）⇌

H2（g）+

I2（g）的平衡常数为K2，则K1、K2的关系为（平衡常数为同温度下的测定值）（　　）

A．K1＝2K2B．K1＝

C．K1＝K22D．K1＝

【答案】B

【解析】反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的平衡常数K1，

则相同温度下，反应2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的平衡常数为

，

故反应HI（g）⇌

H2（g）+

I2（g）的平衡常数K2＝

，故K1＝

，故选：

B。

10．一定温度时N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数是K．则相同温度NH3（g）⇌

N2（g）+

H2（g）的平衡常数为（　　）

A．

B．K

C．K

D．﹣

【答案】C

【解析】N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的化学平衡常数为K，故相同温度时反应2NH3（g）⇌N2（g）+3H2（g）化学平衡常数为

，故相同温度时反应NH3（g）⇌

N2（g）+

H2（g）化学平衡常数为

＝K

，故选：

C。

11．化学平衡常数可以用K来表示，关于化学平衡常数的说法中正确的是（　　）

A．K与反应的压强有关B．K与反应物的浓度有关

C．K与生成物的浓度有关D．K与温度有关

【答案】D

【解析】A．K与反应的压强无关，故A错误；

B．K与反应物的浓度无关，故B错误；

C．K与生成物的浓度无关，故C错误；

D．K只与温度有关，温度变化，则K发生变化，故D正确；故选：

D。

12．已知反应

①CO（g）+CuO（s）⇌CO2（g）+Cu（s）和反应

②H2（g）+CuO（s）⇌H2O（g）+Cu（s）在相同某温度下的平衡常数分别为K1和K2．该温度下反应

③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）的平衡常数为K

则下列说法正确的是（　　）

A．K1＝

B．K＝

C．对于反应③，恒温恒容时，增大压强，c（H2）一定减小

D．对于反应③，恒容时，温度升高，c（H2）减小，则该反应的焓变为正值

【答案】B

【解析】A．化学平衡常数K等于气体生成物浓度幂之积与气体反应物浓度幂之积的比，则①的平衡常数K1＝

，故A错误；

B．反应方程式③＝①﹣②，其③化学平衡常数K等于①②的比，所以反应③的平衡常数K＝

，故B正确；

C．反应③，反应前后气体计量数之和不变，则在恒温恒容下增大压强，平衡不移动，所以氢气浓度不变，故C错误；

D．对于反应③，恒容时升高温度，氢气浓度减小，平衡逆向移动，逆方向为吸热反应，正方向为放热反应，则该反应的焓变为负值，故D错误；故选：

B。

13．下列有关平衡常数的说法中，正确的是（　　）

A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大

B．反应2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0，升高温度该反应平衡常数增大

C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等

D．CO2+H2

CO+H2O的平衡常数表达式为K＝

【答案】D

【解析】A．化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，则改变条件反应物转化率增大时温度不一定改变，则化学平衡常数不一定增大，故A错误；

B．该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小，故C错误；

C．温度一定时，正逆反应的化学平衡常数互为倒数，不一定相等，故C错误；

D．化学平衡常数K等于气体生成物浓度幂之积与气体反应物浓度幂之积的比，则该反应平衡常数表达式为K＝

，故D正确；故选：

D。

14．关于C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）的平衡常数书写形式，正确的是（　　）

A．K＝

B．K＝

C．K＝

D．K＝

【答案】C

【解析】反应C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）中C为固态，则该反应的化学平衡常数K＝

，故选：

C。

15．将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

①NH4I（s）⇌NH3（g）+HI（g），②2HI（g）⇌H2（g）+I2（g），当反应达到平衡时，测得c（H2）＝0.5mol/L，c（HI）＝4mol/L，则反应①的平衡常数为（　　）

A．4（mol/L）2B．16（mol/L）2

C．20（mol/L）2D．25（mol/L）2

【答案】C

【解析】平衡时c（HI）＝4mol•L﹣1，HI分解生成H2的浓度为0.5mol•L﹣1，

NH4I分解生成的HI的浓度为：

4mol•L﹣1+2×0.5mol•L﹣1＝5mol•L﹣1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为：

c（NH3）＝c（HI）5mol•L﹣1，

所以反应①的平衡常数为：

K＝c（NH3）•c（HI）＝5mol•L﹣1×4mol•L﹣1＝20mol2•L﹣2，故选：

C。

16．将固体NH4I置于某体积不变的密闭容器中，在某温度下发生下列反应：

①NH4I（s）⇌NH3（g）+HI（g）；②2HI（g）⇌H2（g）+I2（g），平衡时，c（HI）＝6mol•L﹣1，c（H2）＝1mol•L﹣1，则此温度下反应①的平衡常数为（　　）

A．36B．49C．48D．64

【答案】C

【解析】平衡时c（HI）＝6mol•L﹣1，HI分解生成的H2的浓度为1mol•L﹣1。

NH4I分解生成的HI的浓度为6mol•L﹣1+2×1mol•L﹣1＝8mol•L﹣1，所以NH4I分解生成的NH3的浓度为8mol•L﹣1，

所以反应①的平衡常数k＝c（NH3）•c（HI）＝8mol•L﹣1×6mol•L﹣1＝48mol2•L﹣2。

故选：

C。

17．将1molN2O5置于2L密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：

①2N2O5（g）⇌2N2O4（g）+O2（g）；②N2O4（g）⇌2NO2（g）．达到平衡时，c（O2）＝0.2mol•L﹣1，c（NO2）＝0.6mol•L﹣1，则此温度下反应①的平衡常数为（　　）

A．3.2B．0.2C．

D．

【答案】B

【解析】N2O5分解得到N2O4部分转化为NO2（g），平衡时c（O2）＝0.2mol•L﹣1，c（NO2）＝0.6mol•L﹣1，则：

平衡时c（N2O4）＝2c（O2）﹣

c（NO2）＝0.2mol/L×2﹣

×0.6mol/L＝0.1mol/L，

平衡时c（N2O5）＝

﹣2c（O2）＝0.5mol/L﹣0.2mol/L×2＝0.1mol/L，

故反应①的平衡常数k＝

＝

＝0.2，故选：

B。

18．向2L的密闭容器中充入1molA和1molB，反应A（g）+B（g）⇌C（g）+D（g）△H的平衡常数（K）和温度（T）的关系如下。

800℃时，经5s反应达到平衡状态，此时B的平均反应速率v（B）＝0.04mol/（L•s）。

下列说法不正确的是（　　）

温度/℃

700

800

900

平衡常数

0.1

X

1

A．平衡时，c（B）为0.6molL﹣1

B．800℃时平衡常数X＝

C．△H＞0

D．900℃该反应达到平衡状态时，A的物质的量为0.5mol

【答案】A

【解析】A．B的平均反应速率v（B）＝0.04mol/（L•s），反应经过5s达到平衡，则△c（B）＝v（B）△t＝0.04×5mol/L＝0.2mol/L，则c（B）＝0.5mol/L﹣0.2mol/L＝0.3mol/L，故A错误；

B．平衡时c（B）＝0.3mol/L，根据方程式，c（A）＝0.3mol/L，c（C）＝c（D）＝0.2mol/L，所以K＝

＝

＝

，故B正确；

C．根据700℃和900℃的平衡常数分析，温度升高，K增大，说明温度升高有利于反应正向进行，则△H＞0，故C正确；

D.900℃时K＝1，设平衡时生成了xmolC，则有

，可得x＝0.5，所以平衡时A的物质的量为0.5mol，故D正确，故选：

A。

19．某温度时，N2+3H2⇌2NH3的平衡常数K＝16，则此温度下，NH3⇌

H2+

N2的平衡常数为（　　）

A．0.25B．4C．2D．256

【答案】A

【解析】化学平衡状态是可逆反应在该条件下进行的最大限度，平衡常数就是平衡状态的一种数量标志，是表明化学反应限度的一种特征值。

化学平衡常数通常用各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值来表示，所以N2+3H2＝2NH3的平衡常数K1＝

；氨的合成反应NH3⇌

H2+

N2的平衡常数根据平衡常数K2＝

，所以K1＝

，将K1＝K＝16带入可得：

K2＝0.25，故选：

A。

20．已知热化学方程式：

aX（g）+3Y（s）⇌bZ（g）△H＜0．现在2L的密闭容器中加入0.9mol的X和1mol的Y，当Y的物质的量减少0.75mol时，达到平衡状态，此时X、Z的浓度分别是0.2mol/L和0.5mol/L，该温度下的平衡常数为（　　）

A．

B．

C．35D．20

【答案】A

【解析】aX（g）+3Y（s）⇌bZ（g）△H＜0

开始0.910

反应0.25a0.750.25b

平衡0.2×2＝0.40.250.5×2＝1

所以0.9﹣0.25a＝0.4，0.25b＝1，则a＝2，b＝4，则该温度下的平衡常数K＝

＝

＝

，故选：

A。

21．一定温度下，某气体反应达到化学平衡，平衡常数K＝c（A）•c2（B）/c2（E）•c（F），恒容时，若温度适当降低，则F的浓度增加，下列说法中正确的是（　　）

A．降低温度，正反应速率减小、逆反应速率增大

B．增大c（A）、c（B），K增大

C．该反应的化学方程式为2E（g）+F（s）⇌A（g）+2B（g）

D．该反应的焓变△H＞0

【答案】D

【解析】A．降低温度，减少活化分子百分数，所以正逆反应速率都减小，故A错误；

B．化学平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，与物质浓度无关，故B错误；

C．根据化学平衡常数知，F是气体且是反应物，其反应方程式为2E（g）+F（g）⇌A（g）+2B（g），故C错误；

D．降低温度，F浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，降低温度平衡向放热反应方向移动，则正反应是吸热反应，焓变大于0，故D正确；故选：

D。

22．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）＝0.25mol/L，c（HI）＝5mol/L，

则此温度下反应①的平衡常数（单位：

mol2•L﹣2）为（　　）

A．25B．0.025C．30.25D．27.5

【答案】D

【解析】平衡时c（HI）＝5mol•L﹣1，HI分解生成的H2的浓度为0.25mol•L﹣1，则：

NH4I分解生成的HI的浓度为5mol•L﹣1+2×0.25mol•L﹣1＝5.5mol•L﹣1，

所以NH4I分解生成的NH3的浓度为5.5mol•L﹣1，

所以反应①的平衡常数k＝c（NH3）•c（HI）＝5.5mol•L﹣1×5mol•L﹣1＝27.5mol2•L﹣2。

故选：

D。

23．二甲醚（CH3OCH3）是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：

2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＝﹣23.5J•mol﹣1．在T1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示．

①上述由甲醇制二甲醚的反应属于_放热_反应．在T1℃时，反应的平衡常数为_5_；

②相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为c（CH3OH）＝0.4mol•L﹣1，c（H2O）＝0.6mol•L﹣1、c（CH3OCH3）＝1.2mol•L﹣1，此时正、逆反应速率的大小：

v（正）_＞_v（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）．

【答案】①反放热；5；②＞．

【解析】①反应焓变小于0，故甲醇制二甲醚属于放热反应；

由图可知，在t1min时到达平衡，平衡时CH3OH、CH3OCH3、H2O浓度分别为0.4mol/L、1mol/L、0.8mol/L，故该温度下平衡常数K＝

＝

＝5，

故答案为：

放热；5；

②此时的浓度商Qc＝

＝4.5，小于平衡常数5，故反应向正反应进行，则v（正）＞v（逆），故答案为：

＞．

24．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用．

Ⅰ、利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：

TaS2（s）+2I2（g）═TaI4（g）+S2（g）△H＞0（I）

（1）反应（I）的平衡常数表达式K＝____________________，

（2）若K＝1，向某恒容密闭容器中加入1molI2（g）和足量TaS2（s），I2（g）的平衡转化率为______________．

Ⅱ、恒温下，在容积为2L的恒容密闭容器A中通入1molN2与1molH2的混合气体，发生如下反应：

N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），△H＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4mol．

（1）此温度时该反应的K值为___________________．

（2）若在此温度下，向另一容积为1L的恒容容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3，此时，该反应是否处于平衡状态___________________（填“是”或“否”），此时若没有达平衡，反应向___________________方向进行（填“正”或“逆”）．

【答案】Ⅰ、

（1）K＝

；

（2）66.7%；

Ⅱ、

（1）12.5；

（2）否；正．

【解析】Ⅰ、

（1）根据题意反应（Ⅰ）的平衡常数表达式K＝

，故答案为：

K＝

；

（2）若K＝1，设I2的平衡转化率为x，则参加反应的为xmol，平衡时生成TaI4和S2各0.5xmol，剩余I2为（1﹣x）mol，

根据K＝

＝

＝1，

解之得：

x＝66.7%，

故答案为：

66.7%；

Ⅱ、

（1）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），

初始浓度：

0.50.50

变化浓度：

0.10.30.2

平衡浓度：

0.40.20.2

K＝

＝12.5．故答案为：

12.5；

（2）向另一容积为1L的恒容容器B中按物质的量分别为2mol、1mol、1mol充入N2、H2、NH3，此时Qc＝

＝0.5＜K，所以不是平衡状态，会向着正方向进行，

故答案为：

否；正．

25．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4（g）⇌2NO2（g），随温度升高，混合气体的颜色变深．回答下列问题：

（1）反应的△H__________________0（填“大于”“小于”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示．在0～60s时段，反应速率v（N2O4）为_________________mol·L﹣1·s﹣1反应的平衡常数K1＝_________________．

（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c（N2O4）以0.0020mol·L﹣1·s﹣1的平均速率降低，经10s又达到平衡．

①T___________________100℃（填“大于”“小于”），判断理由是__________________________

②温度T时反应的平衡常数K2＝_________________

（3）温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_________________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动，判断的理由是：

_________________．

（4）综合

（1）、

（2）小题信息你得出温度对平衡常数的影响规律是：

____________________．

【答案】

（1）大于；0.0010mol•L﹣1•s﹣1；0.36mol/L；

（2）①大于；c（N2O4）降低平衡正向移动，正反应为吸热反应，故温度升高；②1.28mol/L；

（3）逆反应；增大压强平衡向逆反应方向移动；

（4）吸热反应升高温度平衡常数增大．

【解析】

（1）随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，即△H＞0；0～60s时段，N2O4浓度变化为：

0.1mol/L﹣0.04mol/L＝0.06mol/L，v（N2O4）＝

＝0.0010mol•L﹣1•s﹣1；K＝

＝

＝0.36mol/L，

故答案为：

大于；0.0010mol•L﹣1•s﹣1；0.36mol/L；

（2）①N2O4的浓度降低，平衡向正反应方向移动，由于正反应方向吸热，T＞100℃，故答案为：

大于；c（N2O4）降低平衡正向移动，正反应为吸热反应，故温度升高；

②平衡时，c（NO2）＝0.120mol•L﹣1+0.0020mol•L﹣1•s﹣1×10s×2＝0.16mol•L﹣1，c（N2O4）＝0.040mol•L﹣1﹣0.0020mol•L﹣1•s﹣1×10s＝0.020mol•L﹣1，K2＝

＝1.28mol/L，故答案