（课时作业）第二章 02 第二节 化学平衡 02 第2课时 化学平衡常数-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

第2课时　化学平衡常数 题组一　化学平衡常数的定义与理解 1.[2025·湖北武汉高二联考] 平衡常数K能表明化学反应的限度,下列关于平衡常数说法正确的是 (　) A.K越大,反应的速率越快,反应进行得越彻底 B.在一定温度下,反应A(g)+3B(s)2C(g)达到平衡时,该反应的K= C.在一密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),增大压强,平衡正向移动,平衡常数的值增大 D.一般来说,当K>105时,该反应就进行得基本完全 2.[2026·湖北黄冈中学高二月考] 电石(主要成分为CaC2)是重要的基本化工原料。已知2000 ℃时,电石生产原理如下: ①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1　K1 ②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)　ΔH2=b kJ·mol-1　K2 以下说法不正确的是 (　) A.反应①的K1=c(Ca)·c(CO) B.反应Ca(g)+C(s)CaC2(s)的平衡常数K= C.2000 ℃时增大压强,K1减小、K2增大 D.反应2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)　ΔH=(2a-b) kJ·mol-1 3.在容积为1 L的恒温恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。下列叙述正确的是 (　) A.9 min内,平均反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1 B.该反应的平衡常数K=3 C.达平衡时,H2的转化率和CO2的转化率相等 D.3 min时,正反应的反应速率等于逆反应的反应速率 4.在恒温恒容条件下发生反应CO(g)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO2(g)。下列说法正确的是 (　) A.混合气体的密度不变说明反应达到平衡状态 B.平衡常数表达式为K= C.充入氩气,容器压强增大,反应速率增大 D.平衡时,再充入少量CO,平衡常数增大 题组二　化学平衡常数的计算与应用 5.加热A气体,发生以下两个分解反应:①A(g)B(g)+C(g),②B(g)D(g)+C(g),在2 L恒容密闭容器中充入8 mol A,加热到T ℃达到化学平衡时n(B)为3.4 mol,n(C)为9 mol,则在该温度下反应①的化学平衡常数为 (　) A.8.5 B.17.0 C.15.5 D.10.7 6.一定温度下,向1 L的恒容密闭容器中加入足量AB2固体,发生反应2AB2(s)A2(s)+2B2(g)。达到平衡状态后,测得c(B2)=2 mol·L-1,保持温度不变,将容器的容积扩大一倍,达到新平衡时B2的物质的量为 (　) A.4 mol B.3 mol C.2 mol D.1 mol 7.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,在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下: 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.常温下,NO分解产生O2的反应的平衡常数表达式为K1=c(N2)·c(O2) B.常温下,水蒸气分解产生O2,此时平衡常数的数值约为5×10-80 C.常温下,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.常温下,CO2(g)CO(g)+O2(g)的平衡常数为2×10-92 8.[2025·湖北名校协作体高二联考] 向恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ(容积均为2 L)中都充入NO和CO气体,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH,各物质的起始物质的量见下表。实验测得两容器在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量如图所示,下列说法错误的是 (　) 容器 起始物质的量 NO CO Ⅰ 1 mol 3 mol Ⅱ 6 mol 2 mol A.若容器内气体的平均摩尔质量不变,说明该反应达到平衡状态 B.N点的平衡常数为0.04 C.若将容器Ⅰ的容积改为1 L,则T1温度下达到平衡时NO的转化率为25% D.图中M点所示条件下,再通入2 mol CO和2 mol N2,此时v正>v逆 9.一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题: (1)McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp: 2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)　Kp1 Cl2(g)+2NO(g)2NOCl(g)　Kp2 则反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K=　　　　　　　(用Kp1、Kp2表示)。  (2)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(ν)光的照射下反应机理如下: NOCl+hνNOCl* NOCl+NOCl*2NO+Cl2 其中hν表示一个光子的能量,NOCl*表示NOCl的激发态。可知,分解10 mol的NOCl需要吸收　　　　　mol的光子。  (3)已知反应Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)在某温度下的平衡常数K=250,反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的正反应速率为v正=k正c2(ICl),逆反应速率为v逆=k逆c(Cl2)·c(I2),其中k正、k逆为速率常数,则该温度下k正与k逆的比值为　　　　　　　。  (4)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8 ℃时平衡常数K'p=1.0×104 Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8 ℃,碘蒸气初始压强为20.0 kPa。376.8 ℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5 kPa,则p(ICl)=　　　　　　kPa,反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的平衡常数K=　　　　　　　　(列出计算式即可)。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　化学平衡常数 1.D　[解析] 化学平衡常数只反映反应进行的程度,与反应速率无直接关联,K越大反应进行得越彻底,A错误;固体没有浓度变化的概念,平衡常数表达式中不应包含B的浓度,正确的表达式应为K=,B错误;增大压强,可使平衡正向移动,但平衡常数K仅与温度有关,温度不变则K不变,C错误;当K>105时,反应物转化率极高,可认为反应进行得基本完全,D正确。 2.C　[解析] 反应①为CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g),则反应①的K1=c(Ca)·c(CO),A正确;根据反应②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)　ΔH2=b kJ·mol-1　K2,则反应Ca(g)+C(s)CaC2(s)的平衡常数K= ,B正确;平衡常数只随温度改变而改变,则2000 ℃时增大压强,平衡常数不变,C错误;根据①CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1,②Ca(g)+2C(s)CaC2(s)　ΔH2=b kJ·mol-1,由盖斯定律①×2-②得热化学方程式2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)　ΔH=(2a-b) kJ·mol-1,D正确。 3.C　[解析] 由图可知,9 min内,CO2的物质的量减少了(1.0-0.25) mol=0.75 mol,根据反应方程式可知消耗H2的物质的量为(0.75×3) mol=2.25 mol,则平均反应速率v(H2)==0.25 mol·L-1·min-1,A错误;平衡时, c(CO2)=0.25 mol·L-1、c(CH3OH)=0.75 mol·L-1、c(H2O)=0.75 mol·L-1、c(H2)=0.75 mol·L-1,平衡常数K=≈5.3,B错误;充入CO2和H2的物质的量之比为1∶3,等于两种物质的化学计量数之比,两种物质变化的物质的量之比为1∶3,平衡时,H2的转化率和CO2的转化率相等,C正确;3 min后,各组分的物质的量仍在变化,此时反应正向进行,正反应的反应速率大于逆反应的反应速率,D错误。 4.A　[解析] 该反应有固体参与,恒容条件下,反应过程中CO转化为CO2,气体的密度增大,当混合气体的密度不变时,说明反应达到平衡状态,A正确;反应CO(g)+2CuO(s)Cu2O(s)+CO2(g)的平衡常数K=,B错误;恒温恒容条件下充入氩气,容器内CO和CO2的浓度不变,化学反应速率不变,C错误;平衡常数只与温度有关,与反应物浓度无关,平衡时,再充入少量CO,平衡常数不变,D错误。 5.A　[解析] 设①反应分解A的浓度为x,②反应分解B的浓度为y,可知x-y=1.7 mol·L-1,x+y=4.5 mol·L-1,解得x=3.1 mol·L-1,y=1.4 mol·L-1,则达平衡时c(A)=4 mol·L-1-3.1 mol·L-1=0.9 mol·L-1,则K= =8.5 。 6.A　[解析] 一定温度下,向1 L的恒容密闭容器中加入足量AB2,发生反应2AB2(s)A2(s)+2B2(g),达到平衡状态后,测得c(B2)=2 mol·L-1,K=c2(B2),保持温度不变,将容器的容积扩大一倍,达到新平衡时K不变,即c(B2)=2 mol·L-1不变,B2的物质的量为2 mol·L-1×2 L=4 mol。 7.C　[解析] 由化学方程式可知,K1的平衡常数表达式应为K1=,故A错误;常温下,水蒸气分解产生O2和H2,是H2和O2化合生成H2O(g)的逆反应,2H2O(g)2H2(g)+O2(g)的平衡常数的数值应为K2的倒数,数值为5×10-82,故B错误;化学平衡常数越大,反应正向进行的程度越大,由于三个反应都处在常温下,根据K的大小可以得出三种化合物分解放出O2的倾向由大到小的顺序为NO>H2O>CO2,故C正确;CO2(g)CO(g)+O2(g)可以由得到,其K==2×10-46,故D错误。 8.C　[解析] 该反应中涉及的物质均为气体,则气体总质量不变,因为该反应正向气体分子数减小,则气体总物质的量不变可以说明反应达到平衡状态,而气体的平均摩尔质量等于气体总质量除以气体总物质的量,故气体平均摩尔质量不变可以说明反应达到平衡状态,A正确;温度不变,平衡常数不变,故N点的平衡常数与M点相同,M点平衡时CO2物质的量为1 mol,则消耗了NO与CO各1 mol,剩余5 mol NO与1 mol CO,生成N2的物质的量为0.5 mol,平衡常数为=0.04,B正确;将容器Ⅰ的容积改为1 L,设T1温度下达到平衡时NO的转化率为25%,列出三段式: 　　　 　2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 起始/mol　　　　1　　　　3　　　　0　　　　0 变化/mol　　　0.25　　　0.25　　 0.125　　0.25 平衡/mol　　　0.75　　　2.75　　 0.125　　0.25, 则Q=≈0.001 8≠0.04,没有达到平衡,C错误;浓度商为,平衡时的浓度商等于平衡常数,在M点所示条件下再加入2 mol CO与2 mol N2,浓度商为=<0.04,浓度商小于平衡常数,平衡正向移动,则正反应速率大于逆反应速率,D正确。 9.(1)　(2)5　(3)0.004　(4)24.8　 [解析] (1)已知: ①2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)　Kp1 ②Cl2(g)+2NO(g)2NOCl(g)　 Kp2 根据盖斯定律,将①-②,整理可得2ICl(g)Cl2(g)+I2(g),所以根据平衡常数的含义可得K=。 (2)NOCl+hνNOCl*和NOCl+NOCl*2NO+Cl2,将两个方程式相加可得,2NOCl+hνCl2+2NO,可知每分解2 mol NOCl,需消耗1 mol光子,则分解10 mol的NOCl需要吸收5 mol光子。 (3)已知反应Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)在某温度下的平衡常数K=250,则反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的化学平衡常数为,该反应的正反应速率为v正=k正c2(ICl),逆反应速率为v逆=k逆c(Cl2)·c(I2),其中k正、k逆为速率常数,当反应达到平衡时,v正=v逆,即k正c2(ICl)=k逆c(Cl2)·c(I2),则该温度下k正与k逆的比值为===0.004。 (4)根据题意可知氯铂酸钡固体加热分解的方程式为BaPtCl6(s)BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g),376.8 ℃时该反应的平衡常数为K'p=p2(Cl2)=1×104 Pa2,故平衡时p(Cl2)=0.1 kPa,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量氯铂酸钡固体,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气,起始压强为20.0 kPa,376.8 ℃平衡时压强为32.5 kPa,由ICl分解反应前后压强不变可知,压强的增大是氯铂酸钡固体分解产生Cl2所致,则分解产生氯气的压强为12.5 kPa,达到平衡时氯气的压强为0.1 kPa,所以有12.4 kPa的氯气反应消耗掉了,则平衡时p(ICl)=24.8 kPa;ICl分解反应的平衡常数为K==。 学科网（北京）股份有限公司 $