PAGE6-化學平衡常數[A篇學問對點訓練]學問點一化學平衡常數1．下列關于平衡常數的說法中正確的是()A．在平衡常數表達式中，反應物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度B．在任何條件下，化學平衡常數是一個恒定值C．平衡常數的大小與溫度、濃度、壓強等有關D．從平衡常數的大小可以推斷一個反應進行的程度答案D解析在平衡常數表達式中，反應物濃度、生成物濃度都用平衡濃度，平衡常數的大小與溫度有關，溫度變更，反應的平衡常數也發生變更，因此A、B、C錯誤；平衡常數的大小可以推斷一個反應進行的程度，平衡常數越大，反應進行的程度越大，所以D正確。2．對于反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH>0，下列有關說法正確的是()A．平衡常數表達式為K＝eq\f(cCO·cH2,cC·cH2O)B．增大體系壓強，平衡常數K不發生變更C．上升體系溫度，平衡常數K減小D．增加C(s)的量，能加快正反應速率答案B解析固態物質濃度為常數，視為“1”，不需寫入平衡常數表達式，A項錯誤；K只與溫度有關，因此增大體系壓強，平衡常數K不發生變更，B項正確；升溫該反應正向進行，K增大，C項錯誤；增加C(s)的量，對反應速率無影響，D項錯誤。3．對于反應3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反應的化學平衡常數表達式為()A．K＝eq\f(cFe3O4·cH2,cFe·cH2O)B．K＝eq\f(cFe3O4·c4H2,cFe·c4H2O)C．K＝eq\f(c4H2O,c4H2)D．K＝eq\f(c4H2,c4H2O)答案D解析依據化學平衡常數的定義可寫出化學平衡常數的表達式，固體或純液體的濃度視為常數，它們不列入平衡常數的表達式中，故選D。4．某溫度時，反應SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)的平衡常數K＝50。在同一溫度下，反應2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的平衡常數K1應為()A．2500 B．100C．4×10－4 D．2×10－2答案C解析K＝eq\f(cSO3,cSO2·c\f(1,2)O2)，K1＝eq\f(c2SO2·cO2,c2SO3)，K1＝eq\f(1,K2)＝4×10－4。5．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記，在常溫下，下列反應的平衡常數的數值如下：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請填寫下列空白：(1)常溫下，NO分解產生O2的平衡常數表達式為________________。(2)常溫下，水分解產生O2，此時平衡常數的數值約為________。(3)常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的依次為____________。答案(1)K＝eq\f(cN2·cO2,c2NO)(2)5×10－82(3)NO>H2O>CO2解析(1)由化學平衡常數的定義可知K1＝eq\f(cN2·cO2,c2NO)。(2)水分解產生O2的平衡常數為eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82。(3)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。學問點二平衡常數和平衡轉化率的相關計算6．下列說法中正確的是()A．從平衡常數的大小可以推斷隨意反應進行的程度B．對同一反應，K值越大，反應物的轉化率越大C．K值越大，反應物的轉化率越小D．溫度越高，K值越大答案B解析平衡常數可以推斷可逆反應進行的程度，而非隨意反應，A錯誤；平衡常數越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，它的正向反應進行的程度越大，即該反應進行得越完全，反應物轉化率越大，故B正確，C錯誤；溫度上升，K值可能變大，也可能變小，D錯誤。7．在肯定溫度下的密閉容器中，加入1molCO和1molH2O發生反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達到平衡時測得n(H2)＝0.5mol，下列說法不正確的是()A．在該溫度下，反應的平衡常數K＝1B．平衡常數與反應溫度無關C．CO的平衡轉化率為50%D．平衡時n(H2O)＝0.5mol答案B解析CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始/mol1100轉化/mol0.50.50.50.5平衡/mol0.50.50.50.5由化學方程式及以上數據推斷可得A、C、D三項正確；平衡常數與反應溫度有關，B項錯誤。8．試驗室用4molSO2與2molO2進行反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.64kJ·mol－1，當放出314.624kJ熱量時，SO2的轉化率為()A．40% B．50%C．80% D．90%答案C解析依據放出314.624kJ的熱量可知參與反應的SO2的物質的量為eq\f(314.624kJ,196.64kJ·mol－1)×2＝3.2mol，故SO2的轉化率為eq\f(3.2mol,4mol)×100%＝80%。9．X、Y、Z為三種氣體，把amolX和bmolY充入一密閉容器中，發生反應X(g)＋2Y(g)2Z(g)。達到平衡時，若三者的物質的量滿意n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉化率為()A．[(a＋b)/5]×100%B．[2(a＋b)/(5b)]×100%C．[2(a＋b)/5]×100%D．[(a＋b)/(5b)]×100%答案B解析設參與反應的Y的物質的量為nmol，則X(g)＋2Y(g)2Z(g)起始/molab0平衡/mola－n/2b－nn由于平衡時n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則有(a－n/2)＋(b－n)＝n，解得n＝2(a＋b)/5，所以Y的轉化率為[2(a＋b)/5]/b×100%＝[2(a＋b)/(5b)]×100%。10．可逆反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在密閉容器中建立了平衡。當溫度為749K時，K＝eq\f(9,4)，則：(1)當CO和H2O的起始濃度均為2mol·L－1時，CO的轉化率為________。(2)當CO的起始濃度仍為2mol·L－1，H2O的起始濃度為6mol·L－1時，CO的轉化率約為________。答案(1)60%(2)85%解析(1)設CO轉化的物質的量濃度為xmol·L－1，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1)2200轉化(mol·L－1)xxxx平衡(mol·L－1)2－x2－xxxK＝eq\f(x2,2－x2)＝eq\f(9,4)，解得：x＝1.2CO的轉化率＝eq\f(1.2mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝60%。(2)設CO轉化的物質的量濃度為ymol·L－1，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol·L－1)2600轉化(mol·L－1)yyyy平衡(mol·L－1)2－y6－yyyK＝eq\f(y2,2－y6－y)＝eq\f(9,4)，解得：y≈1.7CO的轉化率＝eq\f(1.7mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝85%。[B篇綜合提升訓練]11．某溫度下，在一個2L的密閉容器中加入4molA和2molB進行反應3A(g)＋2B(g)4C(s)＋D(g)，反應2min后達到平衡，測得生成1.6molC，下列說法正確的是()A．前2min，D的平均反應速率為0.2mol·L－1·min－1B．達到平衡狀態時，B的轉化率是40%C．增大該體系的壓強，化學平衡常數增大D．達到平衡時，A、B的轉化率之比為1∶1答案B解析生成1.6molC的同時消耗0.8molB，生成0.4molD，則前2min，v(D)＝eq\f(\f(0.4mol,2L),2min)＝0.1mol·L－1·min－1，A項錯誤；B的平衡轉化率為eq\f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B項正確；平衡常數僅與溫度有關，C項錯誤；起先時，A、B的投入量與化學計量數并不對應，所以兩者的轉化率并不相等，D項錯誤。12．人體血液內的血紅蛋白(Hb)易與O2結合生成HbO2，因此具有輸氧實力，CO吸入肺中發生反應：CO＋HbO2O2＋HbCO,37℃時，該反應的平衡常數K＝220。HbCO的濃度達到HbO2濃度的0.02倍，會使人智力受損。據此，下列結論錯誤的是()A．CO與HbO2反應的平衡常數K＝eq\f(cO2·cHbCO,cCO·cHbO2)B．人體吸入的CO越多，與血紅蛋白結合的O2越少C．當吸入的CO與O2濃度之比大于或等于0.02時，人的智力才會受損D．把CO中毒的病人放入高壓氧艙中解毒，其原理是使上述平衡向左移動答案C解析由反應方程式知，K的表達式正確，A正確；CO與HbO2反應的平衡常數達220，可見其正向進行的程度很大，B正確；K＝eq\f(cO2·cHbCO,cCO·cHbO2)，由題意知，K＝220，eq\f(cHbCO,cHbO2)＝0.02時，人的智力受損，則eq\f(cCO,cO2)≈9×10－5，C錯誤；當O2濃度很大時，題中平衡將逆向移動，從而解救病人，D正確。13．H2S與CO2在高溫下發生反應：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02。(1)H2S的平衡轉化率α1＝________%，反應平衡常數K＝________。(2)在620K重復試驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率α2________α1，該反應的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。答案(1)2.50.00285(2)>>解析對于反應H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)初始(mol)0.400.1000轉化(mol)xxxx平衡(mol)0.40－x0.10－xxx反應平衡后水的物質的量分數為0.02，則eq\f(x,0.50)＝0.02，x＝0.01。(1)H2S的平衡轉化率α1＝eq\f(0.01mol,0.40mol)×100%＝2.5%鋼瓶的體積為2.5L，則平衡時各物質的濃度分別為c(H2S)＝0.156mol·L－1，c(CO2)＝0.036mol·L－1，c(COS)＝c(H2O)＝0.004mol·L－1，則K＝eq\f(0.004×0.004,0.156×0.036)＝eq\f(1,351)≈0.00285。(2)依據題目供應的數據可知溫度由610K上升到620K時，化學反應達到平衡后水的物質的量分數由0.02變為0.03，所以H2S的轉化率增大，α2>α1；依據題意可知：上升溫度，化學平衡向正反應方向移動，所以該反應的正反應為吸熱反應，故ΔH>0。14．工業合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反應過程中的能量變更如圖所示，據圖回答下列問題：(1)該反應通常用活性鐵作催化劑，加活性鐵會使圖中B點上升還是降低________，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)該反應平衡常數表達式為K＝____________，當某時刻eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)________K(填“<”“>”或“＝”)時，反應向右進行。(3)450℃時該反應的平衡常數________500℃時的平衡常數(填“<”“>”或“＝”)。(4)肯定條件下的密閉容器中，該反應達到平衡，要提高H2的轉化率，可以實行的合理措施有________(填字母代號)。a．高溫高壓 B．加入催化劑c．增加N2的濃度 D．增加H2的濃度e．分