[课后分层练(8)] 化学平衡常数-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套练习（人教版单选）

[课后分层练(八)]　化学平衡常数 (限时40 min，选择题每题3分，非选择题26分) 【基础达标练】 1．高炉炼铁过程中发生反应Fe2O3(s)＋CO(g) ⥫⥬Fe(s)＋CO2(g)，1 000 ℃下K＝4.0，下列说法不正确的是(　　) A．使用合适的催化剂，能加快化学反应速率，但反应的K不变 B．该反应的K＝ C．增大c(CO)，该反应的K不变 D．1 000 ℃下Fe2O3与CO反应，t min达到平衡时c(CO)＝2×10-3 mol/L，则用CO表示该反应的平均速率为 mol/(L·min) 解析：选D。1 000 ℃下K＝4.0，t min达到平衡时c(CO)＝2×10-3 mol/L，K＝4.0＝，c(CO2)＝8×10-3 mol/L，消耗的c(CO)＝生成的c(CO2)，则用CO表示该反应的平均速率为 mol/(L·min)，D错误。 2．(2025·河北大名一中联考)一定条件下，某可逆反应的平衡常数表达式K＝ ，则该反应的化学方程式为(　　) A．M(g)＋3N(g)⥫⥬2Q(g)＋R(g) B．2Q(g)＋R(g)⥫⥬M(g)＋3N(g) C．Q(g)＋R(g)⥫⥬M(g)＋N(g) D．M(g)＋N(g)⥫⥬Q(g)＋R(g) 答案：C。 3．化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志，一定温度下的下列反应的平衡常数数值如下： 2NO(g)⥫⥬N2(g)＋O2(g)　K1＝1×1030 2H2(g)＋O2(g)⥫⥬2H2O(g)　K2＝2×1081 2CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋O2(g)　K3＝4×10-92 以下说法正确的是(　　 ) A．NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式K1＝ B．水分解产生O2，此时平衡常数的数值约为5×10-80 C．NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2 D．上述反应O2的浓度改变时，平衡常数也发生改变 解析：选C。K＝ ＝5×10-82，B错误；常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出O2的化学平衡常数K的数值逐渐减小，则化学反应进行倾向由大到小的顺序为NO＞H2O＞CO2，C正确；平衡常数只与温度有关，D错误。 4．(2025·福建福州第八中学高二期末)某温度下，在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行反应3A(g)＋2B(g)⥫⥬4C(？)＋2D(？)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后的压强之比为5∶4(相同的温度下测量)，则下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ B．增大该体系的压强，化学平衡常数增大 C．此时，B的平衡转化率是40% D．平衡时，A的浓度为1.6 mol·L-1 解析：选C。三段式 　　　　　　3A(g)＋2B(g)⥫⥬4C(？)＋2D(？) 初始/mol　 4 2 0 0 转化/mol 1.2 0.8 1.6 0.8 平衡/mol 2.8 1.2 1.6 0.8 反应前后气体物质的量之比等于压强之比，＝，解得x＝0.8，所以D是气体，C是非气态，C的浓度不写入表达式，平衡时A的浓度为1.4 mol·L-1，所以 A和D均错误；温度不变，化学平衡常数不变，B错误；B的转化率为×100%＝40%，C正确。 5．一定条件下，将一定量的A、B的混合气体充入密闭容器中发生下列反应：2A(g)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)　ΔH>0。当由平衡点M到平衡点N的过程中，温度与M、N点平衡混合气体中某些气体的物质的量的关系如图所示。平衡点M到平衡点N的过程中B的转化率是(　　) A．24% B．30% C．60% D．48% 解析：选A。由图像及化学方程式知Δn(A)＝Δn(B)＝1.5 mol－0.3 mol＝1.2 mol，α(B)＝×100%＝×100%＝24%，故A正确。 6．(2025·辽宁高二联考)已知448 ℃时，反应H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)的平衡常数是49，则HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)在该温度下的平衡常数是(　　 ) A． B．2 401 C．7 D． 答案：D。 7．反应2NO(g)＋2H2(g)⥫⥬N2(g)＋2H2O(g)生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v＝kcx(NO)·cy(H2)，k是速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如下表所示。 实验数据 初始浓度 生成N2的初始速率/(mol·L-1·s-1) cNO/(mol·L-1) c(H2)/(mol·L-1) 1 2.00×10-3 6.00×10-3 1.92×10-3 2 1.00×10-3 6.00×10-3 4.80×10-4 3 2.00×10-3 3.00×10-3 9.60×10-4 下列说法不正确的是(　　 ) A．关系式中x＝1、y＝2 B．800 ℃时，k的值为8×104 C．若800 ℃时，初始浓度c(NO)＝c(H2)＝4.00×10-3 mol·L－l，则生成N2的初始速率为5.12×10-3 mol·L-1·s-1 D．当其他条件不变时，升高温度，速率常数k将增大 解析：选A。由实验数据1和2可知，c(H2)不变，c(NO)扩大1倍，反应速率变为原来的＝4(倍)，则x＝2，由实验数据1和3可知，c(NO)不变，c(H2)扩大1倍，反应速率变为原来的＝2(倍)，则y＝1，A错误；根据实验数据1可知800 ℃时，k的值为＝8×104，B正确；若800 ℃时，初始浓度c(NO)＝c(H2)＝4.00×10-3 mol·L-1，则生成N2的初始速率v＝k×c2(NO)·c(H2)＝8×104×(4.00×10-3)2×(4.00×10-3)＝5.12×10-3(mol·L-1·s-1)，C正确；温度升高，反应速率加快，故当其他条件不变时，升高温度，速率常数k一定是增大的，D正确。 8．NOx的排放主要来自汽车尾气，有人利用反应C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－34.0 kJ·mol-1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压，测得NO的转化率随着温度的变化如下图所示： 用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)：在1 050 K、1.1 × 106 Pa时该反应的化学平衡常数Kp＝___________ [已知： 气体分压(p分)＝气体总压(p总)×物质的量分数]。 解析：在1 050 K、1.1 × 106 Pa时，NO的平衡转化率为80%，设开始NO的物质的量为1 mol，则 　C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g) 初始/mol　 　　1　　 　0　　 　0 转化/mol　　　0.8　 　 　0.4　 　0.4 平衡/mol　　　0.2　 　 　0.4　 　0.4 Kp＝＝4 答案：4 9．化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 Ⅰ.利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应： TaS2(s)＋2I2(g)⥫⥬TaI4(g)＋S2(g)　ΔH＞0 (1)该反应的平衡常数表达式K＝________。 (2)若K＝1，向某恒容密闭容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为________。 Ⅱ.恒温下，在容积为2 L的恒容密闭容器A中通入1 mol N2与1 mol H2的混合气体，发生如下反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　 ΔH＜0，一段时间后，达到平衡，若平衡时氨气的物质的量为0.4 mol。 (3)此温度时该反应的K值为___________。 (4)若在此温度下，向另一容积为1 L的恒容容器B中按物质的量分别为2 mol、1 mol、1 mol充入N2、H2、NH3，此时，该反应是否处于平衡状态？______(填“是”或“否”)，此时若没有达平衡，反应向______(填“正”或“逆”)方向进行。 解析：Ⅰ.(2)若K＝1，设I2的平衡转化率为x，则参加反应的为x mol，平衡时生成TaI4和S2各0.5x mol，剩余I2为(1－x) mol，根据K＝＝ ＝1，解之得x≈66.7%； Ⅱ.(3)　　　 　N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) c初/(mol·L-1)： 0.5 0.5 0 c变/(mol·L-1)： 0.1 0.3 0.2 c平/(mol·L-1)： 0.4 0.2 0.2 K＝＝12.5； (4)Qc＝ ＝0.5＜K，所以不是平衡状态，会向着正方向进行。 答案：(1) 　(2)66.7% (3)12.5　(4)否　正 【拓展提能练】 10．(2025·江西南昌一中联考)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的平衡常数的值为(　　 ) A．8.5 B．9.6 C．10.2 D．17.0 解析：选A。 根据题目信息：达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol，则有：x＋y＝、x－y＝，解得x＝3.1，y＝1.4。所以反应①的平衡常数K＝＝＝8.5。 11．环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体，其制备涉及的反应为 该反应在刚性容器中进行。实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下，通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为160 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则p(H2O)＝________kPa，平衡常数Kp＝______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。 解析：某温度下，通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气，达到平衡后总压为160 kPa，则增压60 kPa，双环戊二烯的转化率为80%，则反应前双环戊二烯的分压为＝75 kPa，则p(H2O)＝100 kPa－75 kPa＝25 kPa，平衡时双环戊二烯、环戊二烯的平衡分压分别为15 kPa、120 kPa，平衡常数Kp＝＝960 kPa。 答案：25　960 12．绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。减轻汽车尾气(CO、NOx)对大气的污染，对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。思考回答下列问题： Ⅰ.已知H2还原CO合成甲醇的热化学方程式为： ①CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH1，K1； ②CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－49 kJ·mol-1，K2； ③CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH3＝－41.1 kJ·mol-1，K3。 (1)ΔH1＝________________________，K2＝_______(用K1、K3表示)。 Ⅱ.Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应NO2(g)＋CO(g)⥫⥬NO(g)＋CO2(g)，该反应中正反应速率v正＝k正·p(NO2)·p(CO)，逆反应速率v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，其中k为速率常数。 (2)Kp＝_______(用k正、k逆表示)。 Ⅲ.已知4CO(g)＋2NO2(g)⥫⥬4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－1 200 kJ·mol-1，在恒温恒容下发生上述反应。 (3)能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。 a．v正(CO)＝4v逆(N2) b．CO2和N2的体积比保持不变 c．混合气体的平均相对分子质量保持不变 d．混合气体的密度保持不变 (4)某温度下，向1 L恒容密闭容器中充入2 mol CO和1 mol NO2，发生上述反应，随着反应的进行，容器内的压强变化如下表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 压强/kPa 120 117.44 115.36 113.12 111.52 110 110 ①0～10 min用CO2的浓度变化表示的反应速率为________________________________________________________________________。 ②此温度下，反应的平衡常数Kp＝_______kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)；若保持温度不变，再将CO、CO2气体的浓度分别增加一倍，则平衡_______(填“右移”“左移”或“不移动”)。 解析：(1)由盖斯定律可知，②＋③得反应①CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－49 kJ·mol-1)＋(－41.1 kJ·mol-1)＝－90.1 kJ·mol-1，K1＝K2K3，则K2＝。 (2)达到平衡时正、逆反应速率相等，则v正＝k正·p(NO2)·p(CO)＝v逆＝k逆·p(NO)·p(CO2)，故＝＝Kp。(3)a.反应速率比等于系数比，v正(CO)＝4v逆(N2)，则正、逆反应速率相等，达到平衡状态，正确；b.反应生成二氧化碳和氮气的物质的量之比等于系数比，是固定的，CO2和N2的体积比保持不变，不能说明达到平衡状态，错误；c.混合气体的平均摩尔质量为M＝m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，正确；d.容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，错误。(4)由表可知，10 min时反应达到平衡状态，根据阿伏加德罗定律可知，此时总的物质的量为(2＋1) mol×＝2.75 mol，反应为反应前后化学计量数减小1的反应，则生成氮气为2 mol＋1 mol－2.75 mol＝0.25 mol。①0～10 min，用CO2的浓度变化表示的反应速率为v(CO2)＝4v(N2)＝4× mol/(L·min)＝0.1 mol/(L·min)。②由三段式可知： 　　　 　　　4CO(g)＋2NO2(g)⥫⥬4CO2(g)＋N2(g) 初始/mol 2 1 0 0 转化/mol 1 0.5 1 0.25 平衡/mol 1 0.5 1 0.25 此温度下，反应的平衡常数Kp＝＝0.025 kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)；若保持温度不变，再将CO、CO2气体的浓度分别增加一倍，则CO、CO2的物质的量分别为2 mol、2 mol，总的物质的量为4.75 mol，此时总的压强为110 kPa×＝190 kPa，Qp＝＝0.025 kPa-1＝Kp，则平衡不移动。 答案：(1)－90.1 kJ·mol-1　　(2) (3)ac　(4)①0.1 mol/(L·min) ②0.025　不移动 13．乙醇—水催化重整可获得氢气。主要发生以下反应： 反应①：C2H5OH(g)＋3H2O(g)⥫⥬2CO2(g)＋6H2(g)　 ΔH1＝＋173.3 kJ·mol-1 反应②：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 回答下列问题： (1)已知有关键能数据如下表： 化学键 H—H H—O C===O C≡O 键能/(kJ·mol-1) 436 464 803 1 071 反应②中ΔH2＝____________kJ·mol-1。 反应③C2H5OH(g)＋H2O(g)⥫⥬2CO(g)＋4H2(g)的ΔH3＝__________kJ·mol-1。 (2)向体积为V L的恒容密闭容器中充入1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应①②。初始时体系压强为100 kPa，平衡时CO2和CO的选择性、H2的产率随温度的变化曲线如图所示。[CO的选择性＝×100%] 反应①的标准平衡常数Kθ＝，其中p0为标准压强100 kPa，p(X)为气体X的平衡分压，分压＝总压×该气体的物质的量分数。500 ℃时，测得C2H5OH的转化率为80%，则反应①的Kθ＝________(保留1位小数)。 解析：(1)ΔH2＝反应物键能和－生成物键能和＝2×803＋436－1 071－464×2＝＋43 kJ·mol-1，根据盖斯定律得ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2＝＋173.3＋43×2＝＋259.3 kJ·mol-1。(2)根据题干信息及图像可知，C2H5OH的转化率为80%，转化了0.8 mol，平衡时还剩0.2 mol。图中M点CO和CO2的选择性均为50%，故生成CO和CO2各0.8 mol，根据反应①和②系数比可算出n(H2O)＝1.4 mol，n(CO)＝0.8 mol，n(CO2)＝0.8 mol，n(H2)＝4 mol。由于反应体系为恒容密闭容器，平衡时的压强p＝ kPa，根据Kθ＝代入数得Kθ≈18.7。 答案：(1)＋43　＋259.3　(2)18.7 学科网（北京）股份有限公司 $