第三节 化学平衡移动 练习题目

1 第三节 化学平衡移动 9/29/2014

解题技巧 1．在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应总体积的比值为( ) A．1∶5 B．1∶4 C．1∶3 D．1∶2 2．一定条件下，在2SO2＋O22SO3的化学平衡体系中，SO2、O2、SO3的浓度分别是：2 mol·L－1、0.8 mol·L－1、2.4 mol·L－1，则O2在反应起始时，可能的浓度范围是( ) A．0.8～2.0 mol·L－1 B．0～2.0 mol·L－1 C．0～0.8 mol·L－1 D．无法确定 3．恒温下，反应aX(g) bY(g)＋cZ(g)达到平衡状态，把容器体积压缩到原来的1/2，且达到新的平衡状态时，X的物质的量浓度从0.1 mol/L增大到0.19 mol/L，下列判断正确的是( ) A．a>b＋c B．aC．a＝b＋c D．a＝b＝c 4．一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200℃时，发生如下反应：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)，反应达到平衡后，PCl5所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中，最初投入2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为N%，则M和N的正确关系是( ) A．M>N B．MC．M＝N D．无法比较 答案：B 2

1．解析：由N2(g)＋3H2(g) 2NH3知，反应前后气体体积的变化ΔV＝2，则混合气体中NH3的体积，即为反应中气体体积的减少量。假设平衡时气体体积为4体积，则NH3为1体积。 则反应前气体的体积为4＋1＝5体积。 故反应后缩小的气体体积与反应总体积的比值为1∶5。 答案：A 2．解析：化学平衡时，SO2、O2、SO3的浓度分别是：2 mol·L－1、0.8 mol·L－1、2.4 mol·L－1，那么反应可能从正向开始，O2有最大值为2.0 mol·L－1；也可从逆向开始O2有最小值为0 mol·L－1，即可得出答案。 答案：B 3．解析：假设缩小体积，平衡状态不移动，则X的物质的量浓度应从0.1 mol/L增大到0.2 mol/L，而此时X的物质的量浓度为0.19 mol/L<0.2 mol/L，则在缩小容器体积的过程中消耗了X，由此可知平衡向正反应方向移动。而缩小体积相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，说明该反应的正反应是气体体积减小的反应。 答案：A 4．解析：保持温度不变，将1 mol PCl5放入容积为1 L的容器，将2 mol PCl5放入容积为2 L的容器。

(Ⅰ)、(Ⅱ)具有完全相同的平衡状态，PCl5的体积分数相同，即为M%。状态(Ⅲ)是(Ⅱ)加压的结果，而增大压强，会使PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)逆向移动，PCl5的体积分数变大，故N%>M%。 3

基础练习： 1．(2011·济南模拟)下列关于平衡常数的说法中，正确的是( ) A．在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示 B．化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大 C．可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度 D．平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关 2．关于C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的平衡常数书写形式，正确的是( )

A．K＝cC·cH2OcCO·cH2 B．K＝cCO·cH2cC·cH2O

C．K＝cCO·cH2cH2O D．K＝cH2OcCO·cH2 3．某温度下，反应2A(g)＋B(g) 2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g) 2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为( ) A．2 500 B．50 C．0.02 D．0.002 4．在相同的温度下，已知反应：①N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K＝3.10×1026。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为( ) A．①>② B．①<② C．①＝② D．不能确定 5．写出下列各反应的平衡常数表达式： (1)CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)； (2)3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)； (3)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 4

1．解析：平衡常数中的浓度都是平衡浓度，它仅受温度的影响，A、D错误；其大小可以描述反应的限度，C正确；转化率不但受平衡常数的影响，而且还受自身起始浓度及其他物质浓度的影响，B错误。 答案：C 2．解析：依据平衡常数的概念可书写出平衡常数的表达式，但固体C不出现在表达式中。 答案：C

3．解析：对反应2A(g)＋B(g) 2C(g)的平衡常数K1＝c2Cc2A·cB，而同一温度下，反应

2C(g) 2A(g)＋B(g)的平衡常数K2＝c2A·cBc2C＝1K1＝0.02。 答案：C 4．解析：相同温度下，平衡常数K值越大，反应进行的程度越大，即②>①。 答案：B 5．解析：反应物或生成物中有固体或纯液体时，其浓度可看做“1”，不代入公式，只代入气体或溶液中溶质的浓度。

答案：(1)K＝cCO2·cH2cCO·cH2O

(2)K＝c4H2c4H2O (3)K＝c2NH3cN2·c3H2

平衡常数的应用 5

1．某温度下，向容积为2 L的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常数为( ) A．3.2×103 B．1.6×103 C．8.0×102 D．4.0×102 2．(2011·抚顺模拟)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(s)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是( ) A．该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91 (L/mol)3 B．A的平均反应速率为0.3 mol/(L·s) C．B的转化率为60% D．若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 3．(2012·广东四校联考)工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：

温度/℃ 250 350

K/(mol·L－1)－2 2.041 x

(1)下列符合表中的平衡常数x的数值是________(填序号)。 a．0 b．0.012 c．32.081 d．100 (2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表： c(CO) c(H2) c(CH3OH) 0 min 0.8 mol·L－1 1.6 mol·L－1 0 2 min 0.6 mol·L－1 y 0.2 mol·L－1 4 min 0.3 mol·L－1 0.6 mol·L－1 0.5 mol·L－1 6 min 0.3 mol·L－1 0.6 mol·L－1 0.5 mol·L－1 在2 min到4 min内，用H2表示的平均反应速率为________。反应达到平衡时CO的转化率为________。反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是________(填序号)。 a．使用催化剂 b．降低温度 c．增加H2的浓度 1．解析： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) c(始)/mol·L－1 0 0 0.05 c(变)/mol·L－1 0.01 0.005 0.01 6

c(平)/mol·L－1 0.01 0.005 0.04 K＝c2SO3c2SO2·cO2＝3.2×103。 答案：A 2．解析：平衡时，n(C)＝0.2 mol/L×2 L＝0.4 mol， n(D)＝0.8 mol， 故n(C)∶n(D)＝1∶2，所以x＝1； 平衡时A、B、C的浓度分别为 0．9 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，

则平衡常数K＝0.20.93×0.3＝0.91 (L/mol)3，A对；

v(C)＝0.2 mol/L2 min＝0.1 mol/(L·min)，

v(A)＝3v(C)＝0.3 mol/(L·min)，B错。 B转化的物质的量n(B)＝12n(D)＝0.4 mol， 故B的转化率为α(B)＝0.4 mol1 mol×100%＝40%，C错； 该反应前后气体分子数不相等，且气体质量也不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D错。 答案：A 3．解析：(1)ΔH <0，所以正反应为放热反应，故平衡常数随着温度的升高而降低，x<2.041，而且因为是可逆反应，平衡常数不可能为0。 (2)根据表格中CO或CH3OH的浓度可知： y＝1.2 mol·L－1，所以在2 min到4 min内，用H2表示的平均反应速率为(1.2 mol·L－1－0.6 mol·L－1)/2 min＝0.3 mol·L－1·min－1； 4 min时，反应已达到平衡，故CO的转化率为(0.8－0.3)/0.8×100%＝62.5%；开始2 min内的反应速率比2 min到4 min的反应速率小，故从第2 min开始可能使用了催化剂。 答案：(1)b (2)0.3 mol·L－1·min－1 62.5% a