（素能提升训练）第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

[对应素能提升训练第13页] 1．(浙江金华高二月考)下列关于化学平衡常数K的说法正确的是(　　) A．加入催化剂可能会改变K B．改变反应物浓度能改变K C．K与反应本身及温度有关 D．K越大，反应物的转化率越小 解析　化学平衡常数与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变K，A、B错误，C正确；K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，D错误。 答案　C 2.一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO，发生反应NO(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．a、b、c三点的正反应速率均大于逆反应速率 B．c点时CO的浓度在增大 C．d点时正、逆反应速率相等 D．d点时平衡体系中NO、CO、N2、CO2的浓度保持恒定 解析　根据题图可知，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，t1时刻正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；a、b、c三点都未达到平衡状态，正反应速率均大于逆反应速率，CO的浓度在减小，故A正确，B不正确。d点时正、逆反应速率相等，处于化学平衡状态，此时体系中各组分的质量或浓度均保持恒定，故C、D均正确。 答案　B 3．在密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，则平衡时各物质浓度可能是(　　) A．X为0.2 mol·L－1 B．Y为0.1 mol·L－1 C．Z为0.4 mol·L－1 D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1 解析　化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化的。所以，平衡时各物质的浓度范围为0<c(X)<0.2 mol·L－1，0<c(Y)<0.6 mol·L－1，0<c(Z)<0.4 mol·L－1。而当c(Z)＝0.1 mol·L－1时，c(Y)＝0.45 mol·L－1。 答案　B 4．(江西宜春高二上高二中校考阶段练习)在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应： 甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)； 乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。 现有下列状态： ①混合气体平均摩尔质量不再改变 ②恒温时，气体压强不再改变 ③各组成气体浓度相等 ④反应体系中温度保持不变 ⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍 ⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1 其中能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态的是(　　) A．①②⑤ B．③④⑥ C．⑥⑦ D．④⑤ 解析　①反应过程中，甲的平均相对分子质量不断发生改变，乙的平均相对分子质量始终不变，则反应混合气体平均摩尔质量不再改变时，乙不一定达平衡状态；②恒温时，甲中压强不断发生改变，乙中气体压强始终不变，则气体压强不再改变时，乙不一定达平衡状态；③各气体组成浓度相等时，甲、乙都不一定达平衡状态；④甲、乙反应发生后，反应体系的温度都会发生改变，当反应体系中温度保持不变时，两反应都达平衡状态；⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍，则甲、乙两反应的正、逆反应速率都分别相等，反应都分别达平衡状态；⑥甲中反应进行过程中，混合气体的密度不断发生改变，而乙中混合气体的密度始终不变，则混合气体密度不变时，甲中反应达平衡状态，乙中反应不一定达平衡状态；⑦单位时间内，消耗水质量与生成氢气质量比为9∶1，都是正反应反向，甲、乙两反应都不一定达平衡状态。综合以上分析，只有④⑤能表明甲、乙容器中反应都达到平衡状态，故选D。 答案　D 5．(天津高二统考期中)K2Cr2O7溶液中存在2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O的平衡。下列说法正确的是(　　) A．平衡时，溶液的颜色保持不变 B．平衡时2v(Cr2O)＝v(CrO) C．平衡时Cr2O和CrO的浓度相同 D．加酸调节体系的pH＝2，则溶液显黄色 解析　A．溶液中CrO为黄色，CrO为橙色，颜色不同，反应达到平衡时，各微粒浓度不变，溶液中颜色不再变化，故A正确；B．反应速率方向未知，不能据此判断平衡状态，故B错误；C．Cr2O和Cr2O的浓度相同时，该反应不一定达到平衡状态，与初始浓度及转化率有关，故C错误；D．加酸调节体系的 pH＝2，氢离子浓度增加，平衡正向移动，则溶液显橙色，故D错误。故选A。 答案　A 6．(江西宜春高二月考)在800 ℃时，体积为1 L的密闭容器中，可逆反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)达到化学平衡状态，已知CO(g)和H2O(g)的初始浓度均为0.01 mol·L－1时，H2(g)的平衡浓度为0.005 mol·L－1。若此时再加入0.02 mol的H2O(g)，重新达到平衡时，H2(g)平衡浓度为(　　) A．0.025 mol·L－1 B．0.007 5 mol·L－1 C．0.005 mol·L－1 D．0.015 mol·L－1 解析　两次反应的温度相同，所以平衡常数不变，据此分析。列三段式： 　 　　 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 0.01　 　0.01　　　　0　　 　0 0.005　　0.005　 　0.005　　0.005 0.005　　0.005　 　0.005　　0.005 此时K＝＝1。再加入0.02 mol H2O(g)后，设H2O(g)的转化浓度为x mol·L－1，列三段式： 　　　　　 CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 　0.005　　0.025　 　0.005　　0.005 　　x　　　　x　　 　 　x　　　　x 0.005－x　0.025－x　0.005＋x　0.005＋x 此时K＝＝＝1, 解得x＝0.002 5，此时氢气的浓度为(0.005＋0.002 5) mol·L－1＝0.007 5 mol·L－1，B正确。 答案　B 7．(山东泰安一中高二期中)将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。500 ℃时，在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，测得CO2浓度与CH3OH 浓度随时间的变化关系如图所示，下列结论错误的是(　　) A．曲线X可以表示CH3OH(g)或 H2O(g)的浓度变化 B．500 ℃时该反应的平衡常数 K＝3 C．平衡时 H2的转化率为75% D．从反应开始到10 min 时，H2的平均反应速率v(H2)＝0.225 mol·L－1·min－1 解析　由题图可知，结合题给化学方程式，曲线X表示CH3OH(g)浓度的变化，曲线Y表示CO2(g)浓度的变化，化学方程式中 CH3OH和H2O的化学计量数相同，故曲线X也可以表示H2O(g)的浓度变化，A正确；由题图可知，反应在10 min时达到平衡状态，此时c(CO2)＝0.25 mol·L－1，c(H2)＝3 mol·L－1－3×(1－0.25) mol·L－1＝0.75 mol·L－1，c(CH3OH)＝c(H2O)＝0.75 mol·L－1，平衡常数K＝≈5.33，B错误；根据B项分析可知，平衡时c(H2)＝0.75 mol·L－1，起始浓度为＝3 mol·L－1，氢气的转化率为×100%＝75%，C正确：10 min内氢气的浓度变化量为3 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝2.25 mol·L－1，平均反应速率为＝0.225 mol·L－1，D正确。 答案　B 8．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)＝0.5 mol/L，c(HI)＝4 mol/L，则此温度下反应①的化学平衡常数为(　　) A．9 B．16 C．20 D．25 解析　可设反应容器的体积为1 L。平衡时c(H2)＝0.5 mol/L，则生成这部分H2，消耗的HI为1 mol，结合平衡时c(HI)＝4 mol/L，可知反应①共生成了5 mol HI，即生成的NH3也为5 mol，所以反应①的化学平衡常数K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。 答案　C 9．已知在25 ℃时，下列反应的平衡常数如下： ①N2(g)＋O2(g)2NO(g)　K1＝1×10－30 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　K2＝2×1081 ③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10－92 下列说法正确的是(　　) A．NO分解反应NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数为1×10－30 B．根据K2的值可以判断常温下H2和O2很容易反应生成H2O C．常温下，NO、H2O、CO2三种物质分解放出O2的倾向顺序为NO>H2O>CO2 D．2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)的平衡常数K＝ 解析　NO分解反应NO(g)N2(g)＋O2(g)的平衡常数K＝＝ ＝ ＝1015，故A错误；化学平衡常数表示化学反应进行的程度，但不表示反应难易程度，故B错误；化学平衡常数K的数值越大，化学反应进行的程度越大，常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减少，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2，故C正确；反应②－反应①可得2H2(g)＋2NO(g) N2(g)＋2H2O(g)，则平衡常数K＝，故D错误。 答案　C 10．一定温度下，向一容积为5 L的体积不变的密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。 (1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填序号)。 a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 b．容器内气体的压强不变 c．容器内混合气体的密度保持不变 d．SO3的物质的量不再变化 e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等 (2)SO2的转化率为________，达到平衡时反应放出的热量为________。 解析　(1)SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2不能说明正、逆反应速率相等，不是反应达到平衡的标志，故a不符合题意。该反应前后气体总物质的量发生变化，在体积不变的容器内气体的压强不变，说明达到平衡状态，故b符合题意。容器内混合气体的体积与总质量始终保持不变，所以密度不变不一定达到平衡，故c不符合题意。SO3的物质的量不再变化，即浓度不再变化，反应达到平衡状态，故d符合题意。SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故e符合题意。 (2)设SO2的变化量是x mol，则 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始量(mol) 0.4 0.2 0 变化量(mol) x 0.5x x 平衡量(mol) 0.4－x 0.2－0.5x x 当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，则＝0.7，解得x＝0.36，所以SO2的转化率＝×100%＝90%。由2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJ·mol－1可知消耗SO2的物质的量为0.36 mol时，放出的热量为×196 kJ＝35.28 kJ。 答案　(1)bde　(2)90%　35.28 kJ 11．在836 K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。 试回答下列问题。 (1)若起始时c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，4 s后达到平衡，此时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K＝________。用H2O表示的化学反应速率为________。 (2)在相同温度下，若起始时c(CO)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝2 mol·L－1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5 mol·L－1，则此时该反应是否达到平衡状态？________(选填“是”或“否”)，此时v正________(选填“大于”“小于”或“等于”)v逆。 解析　(1) CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 该反应的平衡常数K＝＝＝1，v(H2O)＝＝0.3 mol·L－1·s－1。(2)反应进行到某时刻时，c(H2)＝c(CO2)＝0.5 mol·L－1，c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(H2O)＝1．5 mol·L－1，Q＝＝＝<K，因此反应未达到平衡状态，向正反应方向进行，v正大于v逆。 答案　(1)1　0.3 mol·L－1·s－1　(2)否　大于 12．N2O4是NO2的二聚产物，NO、NO2等氮氧化物是主要的大气污染物，氮氧化物与悬浮在大气中的微粒相互作用时，涉及如下反应： ①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1<0　K1 ②2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH2<0　K2 (1)反应4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2表示)，该反应的平衡常数为________(用K1、K2表示)。 (2)为研究不同条件对反应②的影响，T ℃时，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.2 mol Cl2，经5 min达到平衡状态，反应过程中容器内的压强减小10%，则5 min内反应的平均速率v(ClNO)＝________mol/(L·min)，NO的平衡转化率α1＝________%。 解析　(1)分析反应①②，根据盖斯定律，由①×2－②可得4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)，则该反应的ΔH＝2ΔH1－ΔH2，该反应的平衡常数为K＝。(2)根据阿伏加德罗定律可知，同温同容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，反应过程中容器内的压强减小10%，则平衡时气体总物质的量为0.4 mol×(1－10%)＝0.36 mol。设反应中NO转化x mol，则： 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) 起始量/mol　0.2　　 0.2　　　　0 转化量/mol　x　　　 0.5x　　　x 平衡量/mol　0.2－x　0.2－0.5x x 则有(0.2－x＋0.2－0.5x＋x) mol＝0.36 mol，解得x＝0.08 mol，故5 min内反应的平均速率为v(ClNO)＝＝0.008 mol/(L·min)，NO的平衡转化率α1＝×100%＝40%。 答案　(1)2ΔH1－ΔH2　　(2)0.008　40 学科网（北京）股份有限公司 $$