2.2 化学平衡 课后练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

作业练习 课程基本信息 学科 高中化学 年级 高二 学期 秋季 课题 化学平衡常数 教科书 书 名：化学反应原理 作业练习 1．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，某温度下的平衡常数为K(K≠1)，反应热为ΔH。保持温度不变，将方程式的书写作如下改变，则ΔH和K的相应变化为 A．写成4SO2(g)＋2O2(g)4SO3(g)，ΔH、K均扩大了一倍 B．写成4SO2(g)＋2O2(g)4SO3(g)，ΔH扩大了一倍，K保持不变 C．写成2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，ΔH、K变为原来的相反数 D．写成2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，ΔH变为原来相反数，K变为原来的倒数 2．已知相同条件下：(1)2H2O(g)O2(g)＋2H2(g) K1；(2)Cl2(g)＋H22HCl(g) K2；(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)4HCl(g)＋O2(g) K3，则K1、K2、K3的关系正确的是 A．K3＝K1＋K22 B．K3＝ C．K3＝K1·K22 D．K3＝K1－K22 3．一定温度下，反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)在密闭容器中达到平衡时，测得容器内c(I2)＝0.11 mmol·L－1、c(H2)＝0.11 mmol·L－1、c(HI)＝0.78 mmol·L－1。相同温度下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是 A B C D c(I2)/m mol·L－1 0.22 0.44 0.11 1.00 c(H2)/m mol·L－1 0.22 0.44 0.44 1.00 c(HI)/m mol·L－1 1.56 3.00 1.56 8.00 4．T℃下，向某容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应过程中容器内的总压强随时间的变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．t1 min时，c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 B．0～t1 min内，v(NH3)＝ mol·L－1·min－1 C．t2 min时，NH3的体积分数为60% D．T℃下的平衡常数K＝ 5．一定温度下，把5 mol A和5 mol B混合盛入容积为2 L的密闭容器里，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经10 s反应达平衡，在此10 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1，同时生成2 mol D，下列叙述中不正确的是 A．x＝4 B．该温度下，此反应的平衡常数K＝32 C．反应达到平衡状态时A的转化率为60% D．反应达到平衡状态时，相同条件下容器内气体的压强与起始时压强之比为6∶5 6．在一定温度下的密闭容器中，加入1 mol CO和1 mol H2O发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡时测得n(H2)＝0.5 mol，下列说法不正确的是 A．在该温度下，反应的平衡常数K＝1 B．平衡常数与反应温度无关 C．CO的平衡转化率为50% D．平衡时n(H2O)＝0.5mol 7．反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)可用于汽车尾气净化。在恒温恒容密闭容器中加入一定量反应物，获得如下数据： c(NO) c(CO) c(N2) c(CO2) 起始时各物质的物质的量浓度/mol·L－1 0.4 0.4 0 0 平衡时各物质的物质的量浓度/mol·L－1 0.2 x y z （1）x＝______，y＝_____。 （2）CO的平衡转化率为___________。 （3）该温度下该反应的K的数值为___________。 （4）该温度下，按未知浓度配比进行反应，某时刻测得如下数据： c(NO) c(CO) c(N2) c(CO2) 某时刻各物质的物质的量浓度/mol·L－1 0.5 0.5 0.1 0.5 此时反应向___________方向(填“正反应”或者“逆反应”)进行，结合计算说明理由：_____________________________________________。 化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800 ① 2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ② H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.5 ③ 3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 8．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示。 （1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_______(用K1、K2表示)。 （2）500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度相等，且均为0.1 mol·L－1，则此时v正______v逆(填“①＞”“＝”或“＜”)。 反应时间/min 0 1 2 3 4 n(CH3OH)/mol 1.02 0.62 0.42 0.32 0.32 （3）某温度下在2 L恒容密闭容器中加入CH3OH(g)发生反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，测得有关数据如下。 ①反应在2 min内以CH3OCH3(g)表示的化学反应速率为_________________________。 ②该温度下的反应的平衡常数为_______。 1．【答案】D 【解析】写成4SO2(g)＋2O2(g)4SO3(g)，方程式是原来的2倍，则ΔH扩大了一倍，K是原来的平方，A、B两选项均错误；写成2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，ΔH变为原来的相反数，K变为原来的倒数；C项错误，D项正确。 2．【答案】C 【解析】两方程式相加，新方程的K等于原方程K的乘积；两方程式相减，新方程的K等于原方程K的相除；如方程乘以某数x，则新方程的K等于该方程K值的x幂。反应③＝反应①＋反应②×2，则K3＝K1·K22，故选C项。 3．【答案】D 【解析】平衡时,c(I2)＝0.11 mmol·L－1、c(H2)＝0.11 mmol·L－1、c(HI)＝0.78 mmol·L－1，则K＝≈50.3。 A组：Qc＝≈50.3＝K，反应处于平衡状态；B组：Qc＝≈46.5＜K，反应正向进行；C组：Qc＝≈50.3＝K，反应处于平衡状态；D组：Qc＝＝64＞K，反应逆向进行；故选D项。 4．【答案】A 【解析】A项，恒温恒容条件下，气体的压强之比＝物质的量之比，t1 min时，总压变为初始时的0.75倍，则总物质的量也变为初始时的0.75倍，t1 min时，n总＝4 mol×0.75＝3 mol。根据反应方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，1 mol N2参加反应，气体总的物质的量减少2 mol。设N2转化的物质的量为x，则1 mol＋3 mol－2x＝3 mol，x＝0.5 mol。t1 min时，n(N2)＝1 mol－0.5 mol＝0.5 mol，n(H2)＝3 mol－0.5 mol×3＝1.5 mol，n(NH3)＝2x＝1.0 mol，则c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝0.5 mol∶1.5 mol∶1.0 mol＝1∶3∶2，正确；B项，0～t1 min内，v(NH3)＝＝ mol·L－1·min－1，错误；C项，t2 min时，气体总压变为初始时的0.6倍，n总＝4mol×0.6＝2.4 mol，根据反应方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知，1 mol N2参加反应，气体总的物质的量减少2 mol。设N2转化的物质的量为y，则1 mol＋3 mol－2y＝2.4 mol，x＝0.8 mol。生成NH3的物质的量为2y＝1.6 mol，NH3的体积分数×100%＝66.7%，错误；D项，根据图像，反应在t2 min时达到平衡状态，0～t2 min内，生成1.6 mol NH3，消耗0.8 mol N2、2.4 mol H2，则t2 min时，c(N2)＝＝0.1 mol·L－1，c(H2)＝＝0.3 mol·L－1，c(NH3)＝＝0.8 mol·L－1，T℃下的平衡常数K＝＝，错误。 5．【答案】B 【解析】经10 s反应达平衡，在此10 s内C的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1，生成C的物质的量为0.2 mol·L－1·s－1×2 L×10 s＝4 mol，同时生成2 mol D，则x＝4，列三段式如下： 3A(g)＋B(g)4C(g)＋2D(g) 起始量/mol 5 5 0 0 转化量/mol 3 1 4 2 平衡量/mol 2 4 4 2 A项，由分析可知x＝4，正确；B项，该温度下，此反应的平衡常数K＝＝＝8，错误；C项，反应达到平衡状态时A的转化率为×100%＝60%，正确；D项，根据阿伏伽德罗定律，同温同体积时，体系的压强与气体物质的量成正比，即：＝＝＝，正确。 6．【答案】B 【解析】CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始量/mol 1 1 0 0 转化量/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 起始量/mol 0.5 0.5 0.5 0.5 A项，设容器体积为1 L，则平衡时各组分浓度都为0.5 mol·L－1，则在该温度下，反应的平衡常数K＝＝＝1，正确；B项，平衡常数只与反应温度有关，错误；C项，CO的平衡转化率为×100%＝50%，正确；D项，平衡时n(H2O)＝0.5 mol，正确。 7．【答案】（1）0.2 0.1 （2）50% （3）2.5 （4）正反应 计算得此时Qc＝0.4＜K，因此反应向正反应方向进行 【解析】根据已知数据和反应方程式2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)可列三段式： 2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g) 起始量/mol 0.4 0.4 0 0 转化量/mol 0.2 0.2 0.1 0.2 平衡量/mol 0.2 0.2 0.1 0.2 （1）由以上分析可知：x＝0.2，y＝0.1；（2）由以上分析可知：CO的平衡转化率为×100%＝50%；（3）由以上分析可求得该温度下该反应的K＝＝＝2.5；（4）根据给出的某时刻各物质的浓度可计算浓度商Qc＝＝＝0.4＜2.5，所以此时反应向正反应方向进行。 8．【答案】（1）K1K2 （2）＜ （3）0.075 mol·L－1·min－1 1.2 【解析】（1）将反应①＋②可得反应③，则K3＝K1K2，故答案为：K1K2；（2）由题给数据可知，500℃时，反应③在某时刻的浓度熵Qc＝＝100＞K＝2.5，反应向逆反应方向进行，正反应速率小于逆反应速率，故答案为：＜；（3）①由题给数据可知，反应在2 min内以二甲醚表示的化学反应速率为＝0.075 mol·L－1·min－1，故答案为：0.075 mol·L－1·min－1；②由表格数据可知，该温度下3 min时反应达到平衡，甲醇的浓度为＝0.16 mol·L－1，二甲醚和水蒸气的浓度都为＝0.175 mol·L－1，反应的平衡常数为≈1.2，故答案为：1.2。 学科网（北京）股份有限公司 $$