課時(shí)作業(yè)(二十二)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡常數(shù)1．一定溫度下，體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，經(jīng)2min后達(dá)到平衡，NH3的濃度減少了0.6mol·L－1。下列說(shuō)法正確的是()A．平衡時(shí)5v正(O2)＝4v逆(NO)B．2min末的反應(yīng)速率，用NO表示是0.3mol·L－1·min－1C．由混合氣體的密度不再改變可判定反應(yīng)達(dá)到平衡D．由混合氣體的壓強(qiáng)不再改變可判定反應(yīng)達(dá)到平衡D[平衡時(shí)，4v正(O2)＝5v逆(NO)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；0～2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率，用NO表示是0.6mol·L－1/2min＝0.3mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；容器體積不變，氣體總質(zhì)量不變，所以混合氣體的密度始終不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，容器體積不變，溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)是變量，當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。]2．已知：2H2S(g)＋O2(g)S2(s)＋2H2O(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)。T℃時(shí)，在體積為2L的恒容密閉容器中，起始加入2molH2S(g)和1molO2(g)，達(dá)到平衡時(shí)生成0.6molS2(s)。下列說(shuō)法能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．硫化氫的濃度是氧氣濃度的2倍B．容器中混合氣體的壓強(qiáng)不變C．反應(yīng)放出的熱量為0.3QkJD．消耗2molH2S(g)的同時(shí)生成2molH2O(g)B[硫化氫的濃度為氧氣的2倍，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，容器中混合氣體的壓強(qiáng)不變，說(shuō)明各氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡，B項(xiàng)正確；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成0.6molS2(s)，消耗的H2S為1.2mol，反應(yīng)放出0.6QkJ熱量，故反應(yīng)放出0.3QkJ熱量時(shí)，未達(dá)到平衡，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)已知熱化學(xué)方程式可知，任何時(shí)間段，消耗2molH2S(g)的同時(shí)一定生成2molH2O(g)，且可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．某溫度下氣體反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，平衡常數(shù)K＝c(A)·c2(B)/[c2(E)·c(F)]，恒容時(shí)，若溫度適當(dāng)降低，F(xiàn)的濃度增加，下列說(shuō)法正確的是()A．增大c(A)、c(B)，K增大B．降低溫度，正反應(yīng)速率增大C．該反應(yīng)的焓變?yōu)樨?fù)值D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2E(g)＋F(g)A(g)＋2B(g)D[平衡常數(shù)K只隨溫度的變化而變化，與濃度變化無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，B錯(cuò)；降溫時(shí)，F(xiàn)的濃度增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則焓變?yōu)檎担珻錯(cuò)。]4．反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)HI(g)eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)的平衡常數(shù)為K2，則K1、K2的關(guān)系式為(平衡常數(shù)為同溫度下的測(cè)定值)()A．K1＝2K2 B．K1＝Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))C．K1＝eq\f(1,Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))) D．K1＝eq\f(1,2)K2C[K1＝c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]，K2＝[ceq\s\up6(\f(1,2))(H2)·ceq\s\up6(\f(1,2))(I2)]/c(HI)，K1＝eq\f(1,Keq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)))。]5．可逆反應(yīng)：2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2。下列說(shuō)法正確的是(K為平衡常數(shù)，Q為濃度商)()A．Q不變，K變大，O2轉(zhuǎn)化率增大B．Q不變，K變大，SO2轉(zhuǎn)化率減小C．Q變小，K不變，O2轉(zhuǎn)化率減小D．Q增大，K不變，SO2轉(zhuǎn)化率增大C[當(dāng)可逆反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，保持恒溫恒容向容器中加入一定量的O2，平衡向右進(jìn)行，但O2轉(zhuǎn)化率減小，濃度商Q變小，K不變。]6．對(duì)于可逆反應(yīng)SiO2(s)＋C(s)＋N2(g)eq\o(→,\s\up7(高溫))Si3N4(s)＋CO(g)(未配平)ΔH<0。下列敘述正確的是()A．增加焦炭的用量，生成氮化硅的反應(yīng)速率增大B．增加SiO2的用量，焦炭的轉(zhuǎn)化率增大C.增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D．反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K＝eq\f(c6（CO）,c2（N2）)，升高溫度，平衡常數(shù)K減小D[焦炭是固體，增加焦炭的用量，反應(yīng)速率不變，A錯(cuò)誤。增加SiO2的用量，平衡不移動(dòng)，焦炭的轉(zhuǎn)化率不變，B錯(cuò)誤。增大壓強(qiáng)，正、逆反應(yīng)速率均增大，C錯(cuò)誤。配平反應(yīng)方程式可得：3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4(s)＋6CO(g)，則平衡常數(shù)可表示為K＝eq\f(c6（CO）,c2（N2）)；該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，D正確。]7．用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)為4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH<0。在恒溫恒容條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中c(Cl2)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()t/min0246c(Cl2)/(10－3mol·L－1)01.83.75.4A.2～6min用Cl2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.9mol·L－1·min－1B．當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，可說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)C．化學(xué)平衡常數(shù)：K(200℃)>K(400℃)D．增大壓強(qiáng)，可以提高HCl的平衡轉(zhuǎn)化率A[2～6minc(Cl2)由1.8×10－3mol·L－1增大到5.4×10－3mol·L－1，則有v(Cl2)＝eq\f(3.6×10－3mol·L－1,4min)＝9×10－4mol·L－1·min－1，A錯(cuò)誤；恒溫恒容時(shí)，平衡建立過(guò)程中，混合氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量不斷變化，則氣體的平均摩爾質(zhì)量不斷變化，當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，B正確；該反應(yīng)的ΔH<0，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，則平衡常數(shù)：K(200℃)>K(400℃)，C正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則HCl的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確。]8．80℃時(shí)，在2L恒容密閉容器中充入0.40molN2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1(Q>0)，測(cè)得如下數(shù)據(jù)：時(shí)間/s020406080100c(NO2)/(mol·L－1)0.000.120.200.260.300.30下列判斷正確的是()A．升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小B．20～40s內(nèi)，v(N2O4)＝0.004mol·L－1·s－1C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，吸收的熱量為0.30QkJD．100s時(shí)再通入0.40molN2O4，達(dá)到新平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率增大C[該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K增大，A錯(cuò)誤；20～40s內(nèi)，Δc(NO2)＝0.08mol·L－1，則有v(NO2)＝eq\f(0.08mol·L－1,20s)＝0.004mol·L－1·s－1，v(N2O4)＝eq\f(1,2)v(NO2)＝0.002mol·L－1·s－1，B錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成的NO2為0.30mol·L－1×2L＝0.60mol，則反應(yīng)吸收的熱量為0.30QkJ，C正確；達(dá)到平衡后，再通入0.40molN2O4，相當(dāng)于保持n(N2O4)不變，縮小容器的容積，而縮小容積、增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，N2O4的轉(zhuǎn)化率減小，D錯(cuò)誤。]9．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16mol充入10L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋Y(g)2Z(g)ΔH<0，一段時(shí)間后達(dá)到平衡，反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說(shuō)法正確的是()A．8min時(shí)，其他條件不變，增大X的濃度，則反應(yīng)速率加快，活化分子的百分?jǐn)?shù)增加B．該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1.44C．其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前，v逆＞v正D．其他條件不變，再充入0.2molZ，平衡時(shí)X的體積分?jǐn)?shù)增大B[增大X的濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，則反應(yīng)速率加快，但活化分子的百分?jǐn)?shù)不變，A錯(cuò)誤。利用“三段式”計(jì)算：X(g)＋Y(g)2Z(g)起始濃度/(mol·L－1)0.0160.0160轉(zhuǎn)化濃度/(mol·L－1)0.0060.0060.012平衡濃度/(mol·L－1)0.010.010.012則該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2（Z）,c（X）·c（Y）)＝eq\f(（0.012）2,0.01×0.01)＝1.44，B正確。正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其他條件不變，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)達(dá)到新平衡前，v正>v逆，C錯(cuò)誤。其他條件不變，再充入0.2molZ，相當(dāng)于保持n(Z)不變同時(shí)縮小容器容積，而該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，縮小容器容積、增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，則X的體積分?jǐn)?shù)不變，D錯(cuò)誤。]10．一定條件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)；已知溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．平衡常數(shù)：KM＞KNC．生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D．當(dāng)溫度高于250℃，升高溫度，催化劑的催化效率降低C[升高溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A正確；該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡常數(shù)減小，B正確；化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，催化劑在250℃時(shí)催化活性最高，溫度繼續(xù)升高，其催化效率降低，所以v(N)有可能小于v(M)，C錯(cuò)誤，D正確。]11．室溫時(shí)，調(diào)節(jié)初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液的pH(假設(shè)溶液的體積不變)，溶液中存在2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O，測(cè)定平衡時(shí)溶液中c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))和c(H＋)獲得的曲線如圖。下列說(shuō)法不正確的是()A.降低pH可提高c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))B．A點(diǎn)時(shí)CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的平衡轉(zhuǎn)化率為50%C．A點(diǎn)時(shí)CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝1014D．平衡時(shí)，若溶液中c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))，則c(H＋)>2.0×10－7mol·L－1D[pH越小，氫離子濃度越大，越有利于平衡正向移動(dòng)，c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))越大，A項(xiàng)正確；A點(diǎn)時(shí)c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝0.25mol·L－1，反應(yīng)消耗的CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))為0.5mol·L－1，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，B項(xiàng)正確；A點(diǎn)時(shí)c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1，c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝0.25mol·L－1，則c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝0.5mol·L－1，求得平衡常數(shù)K＝eq\f(0.25,0.52×（1.0×10－7）2)＝1014，C項(xiàng)正確；若平衡時(shí)溶液中c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))，即c(Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))＝c(CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝eq\f(1,3)mol·L－1，利用K進(jìn)行計(jì)算，可知c(H＋)<2.0×10－7mol·L－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]12．將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時(shí)間/minCOH2OH2CO1650421.62.462900210.41.633900abcdt(1)實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K＝________。(2)實(shí)驗(yàn)3中，若平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a/b的值________(填具體值或取值范圍)。(3)實(shí)驗(yàn)4，若900℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，則此時(shí)v正________v逆(填“<”“>”或“＝”)。解析：(1)實(shí)驗(yàn)2條件下，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為1.6mol，則：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始量/mol2100變化量/mol0.40.40.40.4平衡量/mol1.60.60.40.4故900℃時(shí)，K＝eq\f(c（H2）·c（CO2）,c（H2O）·c（CO）)＝eq\f(0.2×0.2,0.8×0.3)＝eq\f(1,6)≈0.17。(2)由于CO與H2O(g)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都為1，所以當(dāng)兩者物質(zhì)的量相等時(shí)，二者轉(zhuǎn)化率相等。要使CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣的轉(zhuǎn)化率，則增大水蒸氣的物質(zhì)的量，即a/b的值小于1。(3)由上面的分析可知，900℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.17。實(shí)驗(yàn)4中，在900℃時(shí)，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol，則此時(shí)Qc＝1，Qc>K，故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以v正<v逆。答案：(1)eq\f(1,6)或0.17(2)<1(填0<a/b<1亦可)(3)<13．Ⅰ.氮的固定是幾百年來(lái)科學(xué)家一直研究的課題。(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分化學(xué)平衡常數(shù)K的值。反應(yīng)大氣固氮N2(g)＋O2(g)2NO(g)工業(yè)固氮N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)溫度/℃27200025400450平衡常數(shù)K3.84×10－310.15×1080.5070.152①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。②分析數(shù)據(jù)可知：人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因：___________________________________________________________________________________________。(2)工業(yè)固氮反應(yīng)中，在其他條件相同時(shí)，分別測(cè)定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線，下圖所示的圖示中，正確的是________(填“A”或“B”)；比較p1、p2的大小關(guān)系：________________________________________________________________。Ⅱ.目前工業(yè)合成氨的原理是N2(g)＋3H2(g