化学平衡常数和化学平衡计算练习题

第二章《化学反应速率和化学平衡》第三节《化学平衡》周考卷十一——化学平衡常数和化学平衡计算

时间：45分钟满分：100分

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＋H22＋H2，且K＝1。若用2molCO和10mol H2O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4molNO2，在一定温度时进行下面的反应：2NO 22O4(g)，该温度下反应的平衡常数K＝0.25，则平衡时该容器中NO2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)＋I2的平衡常数为50。开始时，c(H2)＝1mol·L－1，达平衡时，c(HI)＝1mol·L－1，则开始时I2(g)的物质的量浓度为 ( ) A．0.04mol·L－1B．0.5mol·L－1

C．0.54mol·L－1D．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＋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 ＝2

3

。 答案：C

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 2

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 ＋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

＋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 4

3

(g)＋HI(g)，

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。

答案：D

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)＋

。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

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 ．1,2

B ．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 ×0.4mol 0.4mol 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

－

0.4a b

＋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 N 2和3mol H 2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： N 2＋ 3H 2

2NH 3

起始量/mol 1 3 0

转化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 3－3x 2x

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 (H 2)＝10g·mol －1

， x ＝0.3mol ，即α(N 2)＝30%。

答案：B

二、非选择题(共56分) 12．已知CO(g)＋H 2

2

(g)＋H 2(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)＝0.01m ol·L －1

，

c (H 2O)＝0.03mol·L －1，c (CO 2)＝0.01mol·L －1，c (H 2)＝0.05mol·L －1。则反应开始时，H 2O 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H 2S 气体，则重新达平衡时，CO 的反应速率比充H 2S 之前________(填“大”、“小”或“不能确定”)，理由是______________________________。

答案：(1)小于 (2)小 (3)大 因H 2S 气体会建立如下平衡：H 2

2

＋S ，H 2增大浓度，

使反应CO(g)＋H 22

(g)＋H 2(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 O 2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 CO 2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O 2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：CO 2(g)＋H 2

＋H 2O(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 K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题：

(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(H 2)＝v 逆(H 2O)

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 2c 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 2c 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

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 2SO 3c 2

SO 2·c O 2＝0.22

0.22×0.9＝1

0.9

＝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

－x

2

－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

－15

p 0

＝

100 mL

－2y

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

100－2y ＝9，

即

－x ×28＋x －

＋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%