第3課時　化學平衡常數基礎鞏固1.下列說法正確的是(　　)。A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)和N2(g)+H2(g)NH3(g)的平衡常數表達式相同B.改變反應物濃度或生成物濃度都會改變平衡常數KC.平衡常數K既與溫度、反應物本身的性質有關,也與反應物濃度、壓強有關D.從平衡常數K的大小可以推斷一個反應進行的程度答案:D解析:平衡常數只受溫度的影響,與濃度、壓強無關,不同溫度下,化學平衡常數不同?；瘜W方程式中各物質的化學計量數不同,化學平衡常數表達式也不同,故A、B、C項錯誤;平衡常數K越大,反應正向進行的程度越大,故由平衡常數K的大小可以推斷一個反應進行的程度,D項正確。2.對于3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),反應的化學平衡常數的表達式為(　　)。A.K=B.K=C.K=D.K=答案:C解析:平衡常數是生成物濃度的化學計量數次冪之積與反應物濃度的化學計量數次冪之積的比值,但固體濃度視為常數,不寫入平衡常數表達式中。3.在一定條件下,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K與各物質的濃度有如下關系:K=B.改變條件后,該反應的平衡常數K一定不變C.如果改變壓強并加入催化劑,平衡常數隨之變化D.若平衡時增加A和B的濃度,則平衡常數會減小答案:A 解析:對于確定的反應,K只與溫度有關,改變除溫度之外的條件都不會引起K的改變。4.將4 mol SO2與2 mol O2放入4 L的密閉容器中,在一定條件下反應達到平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),測得平衡時SO3的濃度為0.5 mol·L-1。則此條件下的平衡常數K為(　　)。A.4 B.0.25C.0.4 D.0.2答案:A解析:　　　　         2SO2(g)     +      O2(g)             2SO3(g) 1 0.5 0 0.5 0.25 0.5 0.5 0.25 0.5K==4。5.將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生反應:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g),達到平衡時生成0.8 mol Z,測得Q的濃度為0.4 mol·L-1,下列敘述錯誤的是(　　)。A.a的值為2B.平衡時X的濃度為0.2 mol·L-1C.平衡時Y的轉化率為60%D.平衡時Z的體積百分含量為20%答案:B解析:由題意知生成Q的物質的量為0.8mol,與生成Z的物質的量相等。由物質的量的轉化量之比等于化學計量數之比,可得a=2,A項正確;達到平衡時,X反應了0.4mol,Y反應了1.2mol,平衡時X的物質的量為1.6mol,Y的物質的量為0.8mol,則平衡時X的濃度為0.8mol·L-1,Y的轉化率為60%,B項錯誤,C項正確。平衡時氣體的總物質的量為4mol,所以平衡時Z的體積百分含量為20%,D項正確。6.一定條件下,將一定量的A、B的混合氣體充入密閉容器中發(fā)生下列反應:2A(g)+2B(g)C(g)+D(g)ΔH>0。當由M平衡到N平衡過程中,溫度與對應變化及M、N平衡混合氣中某些氣體的物質的量如圖所示。則平衡M到平衡N過程中B的轉化率是(　　)。A.24% B.30%C.60% D.48%答案:A解析:由圖像知Δn(A)=Δn(B)=1.5mol-0.3mol=1.2mol,所以Δn(B)=1.2mol,α(B)=×100%=×100%=24%,A項正確。7.25 ℃時,密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表所示:物質XYZ初始濃度/(mol·L-1)0.10.20.0平衡濃度/(mol·L-1)0.050.050.1下列說法錯誤的是(　　)。A.反應達到平衡時,X的轉化率為50%B.該反應可表示為X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常數為1 600C.增大壓強,平衡常數增大D.改變溫度可以改變該反應的平衡常數答案:C解析:X的濃度變化了0.05mol·L-1,所以達到化學平衡時,X的轉化率為0.05mol·L-1÷0.1mol·L-1×100%=50%,A項正確。Y的濃度變化了0.15mol·L-1,Z的濃度變化了0.1mol·L-1,故該反應的化學方程式為X(g)+3Y(g)2Z(g),其平衡常數K==1600,B項正確。對于一個確定的可逆反應,平衡常數與濃度、壓強無關,只與溫度有關,C項錯誤,D項正確。8.已知某溫度下可逆反應:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)　ΔH>0,請回答下列問題:(1)該溫度下,反應物的起始濃度分別為:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;達到平衡后,M的轉化率為60%,此時N的轉化率為　　　　。 (2)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;達到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=　。 (3)若反應溫度不變,反應物的起始濃度為:c(M)=c(N)=b mol·L-1,達到平衡后,M的轉化率為　　　　　　　　　。 答案:(1)25%(2)6(3)41.4%解析:　　(1)            M(g)         +            N(g)               P(g)      +            Q(g)　ΔH>0 1 2.4 0 0 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4 1.8 0.6 0.6所以:α(N)=×100%=25%,K==0.5。(2)　　M(g)              +      N(g)                P(g)            +         Q(g)　ΔH>0 4 a 0 0 2 a-2 2 2由K==0.5,解得a=6。(3)設M的轉化率為x,則達到平衡后各物質的平衡濃度分別為:c(M)=b(1-x)mol·L-1,c(N)=b(1-x)mol·L-1,c(P)=bxmol·L-1,c(Q)=bxmol·L-1,由K==0.5,解得x=41.4%。能力提升1.電石(主要成分為CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃時,電石的生產原理如下:①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1平衡常數K1②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)　ΔH2=b kJ·mol-1　平衡常數K2以下說法不正確的是(　　)。A.反應①K1=c(Ca)·c(CO)B.反應Ca(g)+C(s)CaC2(s)　平衡常數K=C.2 000 ℃時增大壓強,K1減小、K2增大D.反應2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b) kJ·mol-1答案:C解析:平衡常數只隨溫度改變而改變,則2000℃時增大壓強,平衡常數不變,C項錯誤;根據蓋斯定律①×2-②,可得熱化學方程式為2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)　ΔH=(2a-b)kJ·mol-1,D項正確。2.化學平衡常數K的數值大小是衡量化學反應進行程度的標準。在一定溫度下,下列反應的化學平衡常數數值如下:2NO(g)N2(g)+O2(g)　K1=1×10302H2(g)+O2(g)2H2O(g)　K2=2×10812CO2(g)2CO(g)+O2(g)　K3=4×10-92以下說法正確的是(　　)。A.該溫度下,NO分解產生O2的反應的平衡常數表達式為K1=c(N2)·c(O2)B.該溫度下,水分解產生O2,此反應的平衡常數的數值約為5×10-80C.該溫度下,NO、H2O、CO2三種化合物分解產生O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2D.以上說法都不正確答案:C解析:由化學平衡常數的定義可知K1=,A項錯誤;該溫度下,水分解反應的平衡常數為=5×10-82,B項錯誤;該溫度下,NO、H2O、CO2三種化合物分解產生O2的化學平衡常數數值分別為1×1030、5×10-82、4×10-92,所以產生O2的傾向:NO>H2O>CO2,C項正確,D項錯誤。3.將6 mol A和5 mol B混合于4 L密閉容器中,發(fā)生反應:3A(g)+B(g)nC(g)+2D(g),5 s后反應達到平衡狀態(tài),生成2 mol D和2 mol C,則下列結論中不正確的是????????????? (　　)。A.該溫度下反應的化學平衡常數為B.n=2C.平衡時B的濃度為1 mol·L-1D.平衡時B的轉化率為50%答案:D解析:生成C、D的物質的量相等,則C、D的化學計量數也相等,故n=2,設轉化的B的物質的量為xmol,則有:                                   3A(g)         +          B(g)           2C(g)          +         2D(g)初始/mol 6 5 0 0轉化/mol 3x x 2x 2x平衡/mol 6-3x 5-x 2x 2x根據題意得2x=2,x=1。平衡時B的濃度c(B)==1mol·L-1,轉化率α(B)=×100%=20%。K=。4.在一定溫度下,將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合放入容積為2 L的密閉剛性容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)　ΔH<0,2 min末反應達到平衡,生成0.8 mol D,并測得C的濃度為0.4 mol·L-1。請回答下列問題:(1)x的值為　　　　。 (2)A的轉化率為α(A)=　　　　。 (3)此溫度下該反應的平衡常數K=　　　　。 答案:(1)2　(2)60%　(3)0.5解析:(1)平衡時C的濃度為0.4mol·L-1,則n(C)=0.4mol·L-1×2L=0.8mol,反應生成的C、D的物質的量之比等于化學計量數之比,所以0.8mol∶0.8mol=x∶2,解得x=2。(2)平衡時n(D)=0.8mol,由反應方程式可知參加反應的n(A)=n(D)=×0.8mol=1.2mol,故A的轉化率為×100%=60%。(3)根據三段式計算平衡時各組分的濃度為:　　　3A(g)           +       B(g)                2C(g)        +          2D(g) 1 1 0 0 0.6 0.2 0.4 0.4 0.4 0.8 0.4 0.4故平衡常數K==0.5。5.已知反應2A(g)+B(g)3C(g),起始時按5∶2的體積比將A、B兩種氣體混合后充入一恒容密閉容器中,在恒定溫度下使其反應,達到化學平衡狀態(tài)時混合氣體中C的體積分數為60%。請回答下列問題:(1)A、B的轉化率分別為αA=　　　　,αB=　　　　。 (2)平衡時混合氣體的平均相對分子質量為(設A的相對分子質量為WA,B的相對分子質量為WB)　　　　　　　　。 (3)平衡時容器內的壓強與起始時相比,壓強　　　　(填“增大”“不變”或“減小”)。 答案:(1)56%　70%(2)(3)不變解析:(1)假設反應開始時,B氣體的充入量為2mol,達到化學平衡狀態(tài)時,B的變化量為xmol,則　　　　2A(g)　+  　B(g)                  3C(g)起始量/mol 5 2 0變化量/mol 2x x 3x平衡量/mol 5-2x 2-x 3x由題意可知,×100%=60%,解得x=1.4,αA=×100%=56%,αB=×100%=70%。(2)該反應為反應前后氣體分子數不變的反應,平衡時混合氣體的平均相對分子質量即為A、B兩種氣體混合時的平均相對分子質量。(3)反應前后氣體的總物質的量不變,在恒溫恒容條件下,容器內的壓強始終不變。6.汽車尾氣是造成霧霾天氣的重要原因之一,尾氣中的主要污染物為CxHy、NO、CO、SO2及固體顆粒物等。活性炭可用于處理汽車尾氣中的NO,在1 L恒容密閉容器中加入0.100 mol NO和2.030 mol固體活性炭,生成A、B兩種氣體,在不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強如下表:溫度A/molB/molp/MPa200 ℃2.0000.0400.0300.0303.930335 ℃2.0050.0500.0250.025p根據上表數據,寫出容器中發(fā)生反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,計算反應體系在200 ℃時的平衡常數Kp=　　　　　　　　　　(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×體積分數)。 答案:C+2NON2+CO2　解析:1L恒容密閉容器中加入0.100molNO和2.030mol固體活性炭,生成A、B兩種氣體,從不同溫度下測得平衡體系中各物質的物質的量以及容器內壓強數據可以看出:Δn(C)∶Δn(NO)∶Δn(A)∶Δn(B)=1∶2∶1∶1,可以推斷出生成的A、B兩種氣體分別為N2和CO2,反應的化學方程式為C+2NON2+CO2。該反應的平衡常數Kp=,容器的容積為1L,平衡分壓之比等于平衡濃度之比,代入表中數據計算得Kp=。7.在某溫度下充入一定量的N2和H2,發(fā)生合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反應達到平衡時,各物質的物質的量濃度是c(N2)=3 mol·L-1,c(H2)=9 mol·L-1,c(NH3)=4 mol·L-1,則:(1)該溫度時的平衡常數為　　　　　　　。 (2)起始濃度c(N2)=　　　　　　　。 (3)H2的轉化率為　　　　　　　。 答案:(1)7.32×10-3(2)5 mol·L-1(3)40%解析:　　　              N2           +            3H2           2NH3c(起始)/(mol·L-1) a b 0c(平衡)/(mol·L-1) 3 9 4(1)K==7.32×10-3。(2)N2的消耗濃度為2mol·L-1,則其起始濃度為a=5mol·L-1。(3)H2的消耗濃度為6mol·L-1,則α(H2)=×100%=40%。 

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