2021新人教版高中化学选修四2.3.3《化学平衡常数和化学平衡计算》word课后作业

高中化学 2-3-3化学平衡常数和化学平衡计算45分钟作业 新人

教版选修4

一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项)

1．在密闭容器中将CO 和水蒸气的混合物加热到800℃时，有下列平衡:CO ＋H 2O

CO 2＋H 2，且K ＝1。若用2molCO 和10mol H 2O 相互混合并加热到800℃，则CO

的转化率为 ( )

A ．16.7%

B ．50%

C ．66.7%

D ．83.3%

答案:D

2．在容积为1L 的密闭容器里，装有4molNO 2，在一定温度时进行下面的反应:2NO 2(g)

N 2O 4(g)，该温度下反应的平衡常数K ＝0.25，则平衡时该容器中NO 2的物

质的量为 ( )

A ．0mol

B ．1mol

C ．2mol

D ．3mol

答案:C

3．某温度下H 2(g)＋I 2(g)

2HI(g)的平衡常数为50。开始时，c (H 2)＝1mol·L －

1，达

平衡时，c (HI)＝1mol·L －

1，则开始时I 2(g)的物质的量浓度为 ( )

A ．0.04mol·L －

1 B ．0.5mol·L －

1 C ．0.54mol·L －1 D ．1mol·L －

1

答案:C

4．在一个容积为6 L 的密闭容器中，放入3 L X(g)和2 L Y(g)，在一定条件下发生反应:4X(g)＋n Y(g)

2Q(g)＋6R(g)反应达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比

原来增加了5%，X 的浓度减小1/3，则该反应中的n 值为( )

A ．3

B ．4

C ．5

D ．6

解析:因X 的浓度减小，说明反应向正反应方向进行，又因混合气体的压强比原来增加了5%，说明正反应为气体总体积扩大的反应，则有:4＋n <2＋6，所以n <4。

答案:A

5．在一定条件下，可逆反应X(g)十3Y(g)

2Z(g)达到平衡时，X 的转化率与Y 的转

化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X 与Y 的物质的量之比为( )

A ．1∶1

B ．1∶3

C ．2∶3

D ．3∶2

解析:由题意可得:1n (X )∶3n (Y )＝1∶2，n (X )n (Y )＝23

。

6．将等物质的量的CO 和H 2O(g)混合，在一定条件下发生反应:CO(g)＋H 2O(g)

CO 2(g)＋H 2(g)，反应至4min 时，得知CO 的转化率为31.23%，则这时混合气

体对氢气的相对密度为( )

A ．11.5

B ．23

C ．25

D ．28

解析:由于反应前后气体的质量和物质的量不变，所以，气体的平均相对分子质量也不变。

M r ＝

28＋18

2

＝23， 混合气体对H 2的相对密度为11.5。 答案:A

7．在一固定容积的密闭容器中，加入4 L X(g)和6 L Y(g)，发生如下反应:X(g)＋n Y(g)

2R(g)＋W(g)，反应达到平衡时，测知X 和Y 的转化率分别为25%和50%，则化

学方程式中的n 值为( )

A ．4

B ．3

C ．2

D ．1

解析:设反应消耗X 的体积为x 。 则 X(g)＋n Y(g)

2R(g)＋W(g)

开始体积/L: 4 6 0 0 转化体积/L: x nx

据题意???

x

4

×100%＝25%nx

6×100%＝50%

解得:?

????

x ＝1n ＝3

答案:B

8．将固体NH 4I 置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应:NH 4I(s)NH 3(g)＋HI(g)，

2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)。当反应达到平衡时，c (H 2)＝0.5mol·L －

1，c (HI)＝4mol·L －

1，则NH 3

的浓度为( )

A ．3.5mol·L －

1 B ．4mol·L －

1 C ．4.5mol·L －1

D ．5mol·L －

1

解析:若HI 不分解时，其总浓度应为4mol·L －

1＋0.5mol·L －

1×2＝5mol·L －

1，则NH 3的浓度等于HI 不分解时的总浓度。

9．体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应A(g)＋3B(g)2C(g)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V L，其中C气体的体积占10%。下列判断中正确的是()

A．原混合气体的体积为1.2V L

B．原混合气体的体积为1.1V L

C．反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L

D．反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L

答案:B、C

10．在n L密闭容器中，使1molX和2molY在一定条件下反应:a X(g)＋b Y(g)c Z(g)。达到平衡时，Y的转化率为20%，混合气体压强比原来下降20%，Z的浓度为Y的浓度的0.25倍，则a，c的值依次为()

A．1,2B．3,2

C．2,1 D．2,3

解析:根据题意，可设n＝1，根据方程式可得出当Y转化20%时，其他各物质的物质的量变化:

a X(g)＋

b Y(g)

c Z(g)

a

b×0.4mol0.4mol c

b×0.4mol

由题意可得，Y的浓度为1.6mol/L，故c(Z)＝0.25×c(Y)＝0.25×1.6mol/L＝0.4mol/L，

即有c

b×0.4mol＝0.4mol/L×l L，所以b＝c。又根据压强比等于其物质的量之比，可得出

(1－0.4a

b) mol＋1.6 mol＋0.4 mol

1 mol＋

2 mol

＝

1－0.2

1，

即有3b＝2a，结合b＝c，可得a＝3时，c＝2。

答案:B

11．在一定条件下，1mol N2和3mol H2混合后反应，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率为()

A．20% B．30%

C．40% D．50%

解析:N2＋3H22NH3

起始量/mol130

转化量/mol x3x2x

平衡量/mol1－x3－3x2x

n总＝1mol－x＋3mol－3x＋2x＝4mol－2x，

m总＝28g·mol－1×lmol＋2g·mol－1×3mol＝34g，

故M＝m总

n总

＝

34 g

4 mol－2x

＝5M(H2)＝10g·mol－1，

x＝0.3mol，即α(N2)＝30%。

答案:B

二、非选择题(共56分)

12．已知CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的正反应为放热反应，850℃时K＝1。

(1)若温度升高到900°C，达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)850℃时，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)＝0.01mol·L－1，c(H2O)＝0.03mol·L－1，c(CO2)＝0.01mol·L－1，c(H2)＝0.05mol·L－1。则反应开始时，H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。

(3)恒温恒容时，若向容器内充入适量H2S气体，则重新达平衡时，CO的反应速率比充H2S之前________(填“大”、“小”或“不能确定”)，理由是______________________________。

答案:(1)小于(2)小(3)大因H2S气体会建立如下平衡:H2S H2＋S，H2增大浓度，使反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)平衡向左移动，CO浓度增大，达新平衡时，反应速率加快

13．0.96mol CO和0.75mol O2在100mL密闭容器中混合，加热到某一温度反应并达到平衡时，有0.8mol CO2生成，反应在此温度下的平衡常数为________。如果向平衡混合物中加入O2时，CO的转化率将会________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数会________。

答案:7.14增大不变

14．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应:CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:

t/°C 700 800 830 1000 1200

K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。

(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是()。

A．容器中压强不变

B．混合气体中c(CO)不变

C．v正(H2)＝v逆(H2O)

D ．c (CO 2)＝c (CO)

(4)某温度下，平衡浓度符合下式:

c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)，试判断此时的温度为_______℃。 解析:(1)根据化学平衡常数的定义式即可写出 K ＝

c (CO )·c (H 2O )

c (CO 2)·c (H 2)

。

(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大，说明反应混合物中CO 或水的浓度越大，即升温，平衡向右移动，正反应为吸热反应。

(3)该反应为物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与平衡与否无关。 (4)当c (CO 2)·c (H 2)＝c (CO)·c (H 2O)时，K ＝1，此时的温度由表中数据可知为830°C 。 答案:(1)c (CO )·c (H 2O )c (CO 2)·c (H 2)

(2)吸热 (3)B 、C (4)830

15．恒温下，将a mol N 2与b mol H 2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应:N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g)

(1)若反应进行到某时刻t 时，n t (N 2)＝13mol ，n t (NH 3)＝6mol ，计算a 的值。 (2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中NH 3的体积分数为25%。计算平衡时NH 3的物质的量。

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n (始):n (平)＝____________________________。

(4)原混合气体中，a ∶b ＝________。

(5)达到平衡时，N 2和H 2的转化率之比，α(N 2)∶α(H 2)＝________。 (6)平衡混合气体中，n (N 2)∶n (H 2)∶n (NH 3)＝________。

解析:(1)由反应的化学方程式得知，反应掉的N 2和生成的NH 3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N 2的物质的量为x 。

则x ∶6mol ＝1∶2 解得:x ＝3mol a ＝13＋3＝16。 (2)n 平(NH 3)＝

716.8 L

22.4 L·mol －1×25%＝8mol 。

(3)平衡时:n 平＝

716.8 L

22.4 L·mol －1

＝32mol

n 平(NH 3)＝8mol 所以n 始＝40mol

n 始∶n 平＝40mol ∶32mol ＝5∶4。 (4)a ＋b ＝40 a ＝16

所以b 为24

所以a ∶b ＝16∶24＝2∶3 (5)α(N 2)∶α(H 2)＝

416∶12

24

＝l ∶2。 (6)平衡时:n (NH 3)＝8mol ，n (N 2)＝12mol ，n (H 2)＝12mol ， 所以n (N 2)∶n (H 2)∶n (NH 3)＝3∶3∶2。

答案:(1)16 (2)8mol (3)5∶4 (4)2∶3 (5)1∶2 (6)3∶3∶2

16．在373k 时，把11.5gN 2O 4气体通入体积为500mL 的真空密闭容器中，立即出现红棕色的NO 2气体，反应原理为N 2O 4

2NO 2。反应进行到2s 时，NO 2含量为0.01mol ，

进行到60s 时达到平衡，此时容器内混合气体密度是氢气密度的28.75倍。试通过计算求:

(1)开始2s 内，以N 2O 4表示的反应速率为___mol·L －

1·s －

1。 (2)达到平衡时，体系的压强是开始时的____倍。 (3)平衡时还有_______mol N 2O 4。

(4)平衡后，若压缩容器体积，则再达到平衡后NO 2的浓度将________(填“增大”、“减少”或“不变”)。

答案:(1)0.005 (2)1.6 (3)0.05 (4)增大

17．(10分)一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO 2(g)＋O 2(g)

催化剂

△

2SO 3(g)，

知c 始(SO 2)＝0.4mol·L －

1，c 始(O 2)＝1mol·L －

1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K ≈19，试判断:

(1)当SO 2转化率为50%时，该反应是否达到平衡状态？若未达到，向哪个方向进行？ (2)达到平衡状态时，SO 2的转化率应为多少？ 解析:(1) 2SO 2＋O 2

2SO 3

开始/mol·L －

1 0.4 1 0 转化/mol·L －

1 0.

2 0.1 0.2 转化后/mol·L －1 0.2 0.9 0.2

此时:c 2(SO 3)c 2(SO 2)·c (O 2)＝0.220.22×0.9＝10.9＝1.11<19。可知当SO 2转化率为50%时，反应未达

到平衡状态，反应向正反应方向进行。(2)设达到平衡时，SO 2转化的物质的量为x ，则O 2转化x

2

，生成SO 3为x 。

所以K ＝

x 2

(0.4－x )2·(1－x

2

)

≈19，x ＝0.32mol·L －

1。 所以SO 2的转化率为0.32 mol·L －

1

0.4 mol·L －1

×100%＝80%。

答案:(1)反应Q c

18．(10分)在一定条件下，将N 2和H 2混合气体100mL 通入密闭的容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小1

5

，又测得此时混合气体的平均相对分子质量为9。试求:

(1)原混合气中N 2、H 2各多少毫升？ (2)H 2的转化率是多少？

解析:设原100mL 混合气体中含H 2体积为x ，则含N 2为(100mL －x )，再设反应的H 2

体积为3y ，则:

N 2 ＋ 3H 2

2NH 3

开始体积:(100mL －x ) x 0 变化体积: y 3y 2y 平衡体积:(100mL －x －y ) (x －3y ) 2y 平衡时总体积为(100mL －2y ) 据题意:p (前)p (平)＝V (前)

V (平)，

即

p 0(1－15

)p 0

＝100 mL

(100 mL －2y )， 解得y ＝10mL 。 又(100 mL －x －y )×28＋(x －3y )×2＋2y ×17

100－2y ＝9，

即

(90 mL －x )×28＋(x －30 mL )×2＋20 mL ×17

80 mL

＝9，

解得x ＝80mL 。所以α(H 2)＝

10 mL ×3

80 mL

×100%＝37.5%。

答案:(1)V (N 2)＝20mL ，V (H 2)＝80mL (2)α(H 2)＝37.5%