专题2 第2单元 第2课时 化学平衡状态 化学平衡常数（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）

[对应知能达标训练P24] 1．(2024·长春检测)模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法。对于2HBr(g)⥫⥬H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是(　　) 解析　HBr、H2和Br2都是双原子分子，反应物和生成物共存，说明体系中应含有3种双原子分子。A.一种双原子分子和2种单原子分子，错误；B.2种双原子分子，错误；C.3种双原子分子，正确；D.2种双原子分子和2种单原子分子，错误。 答案　C 2．(2024·潍坊期中)一定温度下，反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒容密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　) 解析　因为容器是恒容的，且反应遵循质量守恒定律，所以整个反应过程中，气体的密度始终保持不变，图像表示有误，且也不能说明反应达到平衡状态，A错误；ΔH不随时间的变化而变化，所以焓变不变不能说明已达到平衡状态，B错误；化学反应达到平衡时正、逆反应速率相等，而图中表示的都是正反应速率，所以不能说明反应达到平衡状态，C错误；开始时正反应速率大于逆反应速率，N2O4的转化率不断增大，当N2O4的转化率不变时，说明正、逆反应速率相等，也说明化学反应达到了平衡状态，D正确。 答案　D 3．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应A(s)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)已达平衡状态的是(　　) A．混合气体的压强 B．混合气体的密度 C．B物质的相对分子质量 D．气体的总物质的量 解析　两边气体的化学计量数相等，所以容器的压强始终不变，A错误；混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；B是纯净物，相对分子质量是定值，一直不变，C错误；两边气体的化学计量数相等，气体的总物质的量一直不变，D错误。 答案　B 4．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可以发生反应：2N2O5(g)⥫⥬4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0。T1时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见表： 时间/s 0 500 1000 1500 c(N2O5)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法错误的是(　　) A．500 s内，N2O5的分解速率为2.96×10-3 mol·L-1·s-1 B．T1温度下的平衡常数K1＝125 C．平衡时N2O5的转化率为60% D．T1时，4NO2(g)＋O2(g)⥫⥬2N2O5(g)的平衡常数为 解析　A项，500 s内，N2O5的浓度变化量为(5.00－3.52)mol·L-1＝1.48 mol·L-1，v(N2O5)＝＝2.96×10-3 mol·L-1·s-1；B、C两项，分析如下： 　　　　　　　　　2N2O5(g)⥫⥬4NO2(g)＋O2(g) 起始浓度/(mol·L-1)　5.00　　　 　 0　　　　0 转化浓度/(mol·L-1)　2.50　　　　5.00　 　 1.25 平衡浓度/(mol·L-1)　2.50　　　　5.00　 　 1.25 K1＝＝＝125。 平衡时N2O5的转化率为50%。 答案　C 5．一定温度下，在一固定体积的密闭容器中，对于可逆反应：A(s)＋3B(g)⥫⥬2C(g)，下列说法说明达到平衡状态的是(　　) ①C的生成速率和C的分解速率相等；②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；③气体密度不再变化；④混合气体的总压强不再变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2；⑥C的体积分数不再变化 A．②④⑤ 　　　　　 B．①③④⑥ C．①②④⑥ D．①②③④⑤ 解析　①C的生成速率与C的分解速率相等，则正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态；②单位时间内生成a mol A是逆反应，同时生成3a mol B也是逆反应，未体现正与逆的关系，不能说明反应达到平衡状态；③密度是混合气体的质量和容器容积的比值，气体的总质量会变，体积不变，故气体密度不再变化，说明反应达到平衡状态；④反应前后气体的体积不等，故混合气体的总压强不再变化，说明反应达到平衡状态；⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2，不能说明反应达到平衡状态；⑥容器中C的体积分数不变，说明各物质的量不变，则反应达到平衡状态。 答案　B 6．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)⥫⥬2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是(　　) A．容器内压强不随时间变化 B．容器内物质的总质量不随时间变化 C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z 解析　A项，该反应前后气体体积不相等，则压强不变说明反应达到平衡；B项，由质量守恒知，在各时刻物质的总质量均不发生变化，故不能说明反应是否达到平衡；C项，X、Y、Z的浓度之比等于化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态；D项，单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z都是正反应方向，不能说明反应达到平衡。 答案　A 7．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.8 mol·L-1。下列判断错误的是(　　) A．x＝4 B．2 min内B的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1 C．混合气体密度不变，则表明该反应已达到平衡状态 D．B的转化率为40% 解析　根据化学平衡三段式列式计算，平衡时C的浓度为0.8 mol·L-1，物质的量为1.6 mol 　　　　　 3A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(g) 起始量(mol) 3 1 0 0 变化量(mol) 1.2 0.4 1.6 0.8 平衡量(mol) 1.8 0.6 1.6 0.8 根据物质的量变化量之比等于化学计量之比可知x＝4，A正确；2 min内B的反应速率＝＝0.1 mol·L-1·min-1，B正确；反应前后气体总质量不变，混合气体密度不变，不能表明该反应已达到平衡状态，C错误；B的转化率＝×100%＝40%，D正确。 答案　C 8．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 解析　设分解的N2O3物质的量为x mol，反应过程中共生成(x＋3.4)mol N2O3，在①反应中N2O5分解了(x＋3.4)mol，同时生成(x＋3.4)mol O2。在②反应中生成氧气x mol，则(x＋3.4)＋x＝9，求得x＝2.8，所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c(N2O5)＝(8－2.8－3.4)÷2＝0.9 mol·L-1，c(N2O3)＝3.4÷2＝1.7 mol·L-1，c(O2)＝9÷2＝4.5 mol·L-1。反应①的平衡常数K＝＝8.5。 答案　B 9．在某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，连续测定c(I2)的变化，5 s时测定c(I2)＝0.008 0 mol·L-1并保持不变。则： (1)反应的平衡常数的表达式是K＝　　　　。 (2)此温度下，平衡常数值为　　　　。 (3)若在此温度下，在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体，达到平衡时，HI的转化率为　　　　　　。 解析　(2)c(I2)＝0.008 0 mol·L-1，c(H2)＝0.008 0 mol·L-1，c(HI)＝0.004 0 mol·L-1，K＝＝0.25。(3)设生成的H2的浓度为x mol·L-1。 　　　　 　 2HI(g)　⥫⥬　H2(g)＋I2(g) 起始/mol·L-1 0.02 0 0 转化/mol·L-1 2x x x 平衡/mol·L-1 0.02－2x x x K′＝＝，x＝0.008，α(HI)＝×100%＝80%。 答案　(1)　(2)0.25　(3)80% 10．甲醇是重要的化工原料，应用前景广阔。研究表明，二氧化碳与氢气反应可以合成甲醇，反应如下：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，请回答下列问题： (1)用平衡时各组分的浓度表示反应的平衡常数表达式为K＝　　　　。 (2)研究温度对甲醇产率的影响时发现，在210～290 ℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示，则该反应的ΔH　　　　0(填“>”“＜”或“＝”)，依据是_______________________________________________________。 (3)试比较该反应在210 ℃和290 ℃时的平衡常数大小：K(210 ℃)　　　　K(290 ℃)(填“>”“＜”或“＝”)。 (4)有利于提高平衡时CO2转化率的措施有　　　　(填字母)。 a．持续升高温度 b．缩小容器容积，增大压强 c.使用催化剂 d．增大CO2和H2的初始投料比 e．适当增大H2的浓度 (5)在2 L密闭容器中通入CO2和H2，使其发生反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)。在20 s内用H2的浓度变化表示的化学反应速率为0.15 mol·L-1·s-1，则这20 s内消耗CO2的物质的量是　　　　mol。 (6)已知200 ℃时，反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)的K为2.6，在某时刻反应混合物中CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为2 mol·L-1、1 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1，则此时上述反应的平衡移动方向为　　　　(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。 解析　(1)平衡常数表达式K＝； (2)由图可知，从210 ℃～290 ℃，甲醇产率逐渐降低，即升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0； (3)该反应为放热反应，则升高温度平衡逆向移动，平衡常数K减小，则该反应在210 ℃的平衡常数大于290 ℃时的平衡常数； (4)a.持续升高温度，则平衡逆向移动，CO2转化率下降，故a不选； b．缩小容器容积，增大压强，平衡正向移动，CO2转化率上升，故b选； c．催化剂能加快化学反应速率，但不能提高CO2转化率，故c不选； d．增大CO2和H2的初始投料比，CO2初始浓度增大，则CO2转化率下降，故d不选； e．适当增大H2的浓度，可以提高CO2转化率，故e选；故选be； (5)20 s内H2的浓度变化为0.15 mol·L-1·s-1×20 s＝3 mol·L-1，则这20 s内消耗CO2的物质的量是×2 L＝2 mol； (6)Q＝＝8>2.6，则该反应逆向移动。 答案　(1) (2)＜　从210～290 ℃，甲醇产率逐渐降低，即升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应 (3)> (4)be (5)2 (6)逆反应方向 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$