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课时精练(三十四) 化学平衡常数及转化率的计算
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.在一定温度下,下列反应的化学平衡常数数值如下:
①2NO(g)N2(g)+O2(g) K1=1×1030
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) K2=2×1081
③2CO2(g)2CO(g)+O2(g) K3=4×10-92
以下说法正确的是( )
A.该温度下,反应①的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2)
B.该温度下,反应2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值约为5×10-80
C.该温度下,反应①、反应②的逆反应、反应③产生O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2
D.以上说法都不正确
C [由化学平衡常数的定义可知K1=,A项错误;该温度下,水分解反应的平衡常数为==5×10-82,B项错误;该温度下,NOQH2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数分别为1×1030、5×10-82、4×10-92,所以产生O2的倾向:NO>H2O>CO2,C项正确,D项错误。]
2.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10,若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( )
A.5% B.17% C.25% D.33%
B [由一定温度下,反应H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常数为10,则相同条件下HX分解的化学反应的平衡常数为,设HX分解的物质的量为x,则
HX(g)H2(g)+X2(g)
开始/(mol·L-1) 1.0 0 0
转化/(mol·L-1) x
平衡/(mol·L-1) (1.0-x)
故=,解得x≈0.17 mol,
该温度时HX(g)的最大分解率为×100%=17%。]
3.加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为( )
A.10.7 B.8.5 C.9.6 D.10.2
B [设N2O5的转化浓度为x mol·L-1,N2O3的转化浓度为y mol·L-1。
N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)
开始/(mol·L-1) 4 0 0
转化/(mol·L-1) x x x
平衡/(mol·L-1) 4-x x x
N2O3(g)N2O(g)+O2(g)
开始/(mol·L-1) x 0 x
转化/(mol·L-1) y y y
平衡/(mol·L-1) x-y y x+y
根据题意得,所以x=3.1,y=1.4,所以反应①的平衡常数为K===8.5。]
4.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态
D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:=,判断此时的温度是1 000 ℃
C [化学反应的平衡常数表达式为K=,平衡常数是生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值,故反应物是一氧化碳和水,生成物是二氧化碳和氢气,反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),故A正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以该反应的正反应是放热反应,故B正确;
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始量/mol 0 0 1 1
变化量/mol 0.4 0.4 0.4 0.4
5 min后/mol 0.4 0.4 0.6 0.6
反应前后气体的体积不变,可以用物质的量代替物质的量浓度计算,故Q==2.25>1,830 ℃