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2019年高中化學 2.2.1 化學平衡常數(shù) 平衡轉(zhuǎn)化率課時提能演練 魯科版選修4 一、選擇題(本題包括6小題，每小題5分，共30分) 1.下列平衡常數(shù)K表示反應進行的程度，K越大，表示反應進行得越徹底。關于化學平衡常數(shù)的敘述不正確的是( ) A.溫度一定，一個化學反應的平衡常數(shù)不變 B.兩種物質(zhì)反應，不管怎樣書寫化學方程式，平衡常數(shù)不變 C.溫度一定時，對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù) D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個反應進行的程度 2.(雙選)能夠充分說明在恒溫恒容下的密閉容器中，反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)已達平衡狀態(tài)的標志是( ) A．容器中SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2 B．SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度相等 C．反應容器內(nèi)壓強不隨時間變化而變化 D．單位時間內(nèi)生成2 mol SO3的同時生成1 mol O2 3.已知反應①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)為K1；反應②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)為K2。 反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K為( ) A.Ｋ1+Ｋ2 B.K1-K2 C.Ｋ1Ｋ2 D.Ｋ1/Ｋ2 4.在一密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應：A(g)+2B(g) 2C(g)，反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則此時A的轉(zhuǎn)化率為( ) A．40％ B．50％ C．60％ D．70％ 5.恒溫(1 100℃)恒容密閉容器中發(fā)生反應：Na2SO4(s)+4H2(g) Na2S(s)+ 4H2O(l)，下列說法中正確的是( ) A.該平衡常數(shù)表達式為 B.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量或壓強保持不變，均可說明該反應已達到平衡狀態(tài) C.若Na2SO4足量，改變起始充入H2的濃度，則達到平衡時的H2轉(zhuǎn)化率不變 D.若初始時投入2.84 g Na2SO4與一定量H2，反應達到平衡時容器內(nèi)固體共有2.264 g，則Na2SO4的轉(zhuǎn)化率為25% 6.(xx龍巖高二檢測)在一定溫度下，將2 mol A和2 mol B兩種氣體混合放入體積為2 L的密閉剛性容器中，發(fā)生反應：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) 2 min末反應達到平衡，生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.4 molL-1，下列說法正確的是( ) A．x的值為1 B．A的轉(zhuǎn)化率為40% C．此溫度下該反應的平衡常數(shù)K等于0.5 D．A和B的平衡轉(zhuǎn)化率相等 二、非選擇題(本題包括2小題，共20分) 7．(8分)在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表： 回答下列問題： (1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=_________。 (2)能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____________________。 A．容器中壓強不變 B．混合氣體中c(CO)不變 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．［CＯ2］=［CO］ (3)某溫度下，平衡濃度符合：［CO2］［H2］=［CO］［H2O］，試判斷此時的溫度為__________℃。 8.(12分)(xx天津高考改編)金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金，以及燈泡的燈絲。高溫下，在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢，其總反應為WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)。 請回答下列問題： (1)上述反應的化學平衡常數(shù)表達式為____________。 (2)某溫度下反應達平衡時，H2與水蒸氣的體積比為2∶3，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 _______________。 (3)上述總反應過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關系如下表所示： 第一階段反應的化學方程式為_____________________； 580 ℃時，固體物質(zhì)的主要成分為_________________。 (4)鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細，加入I2可延長燈管的使用壽命，其工作原理為：W(s)+2I2(g) WI4(g)。下列說法正確的有________。 a.燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用 b.WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上 c.WI4在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長 d.溫度升高時，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率減慢 答案解析 1.【解析】選B。K是溫度的函數(shù)，平衡常數(shù)的表達式與化學方程式的書寫形式有關，同一個化學反應，化學方程式書寫形式不同，平衡常數(shù)不同，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。 2.【思路點撥】解答本題應注意以下兩點： (1)化學平衡狀態(tài)的根本標志是正、逆反應速率相等。 (2)m+n≠p+q時，總壓強不再變化(其他條件一定)時可逆反應達到化學平衡狀態(tài)。 【解析】選C、D。由于題目中沒有給出各物質(zhì)的起始量，也沒有給出反應的具體條件，所以無法知道容器中SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2及SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度相等時反應是否達到平衡，也就是說無法知道達到平衡后，SO2和SO3的物質(zhì)的量濃度是否相等，所以A、B選項不正確。由于此反應是反應前后氣體體積不相等的反應，在恒溫恒容下，壓強不變，說明各物質(zhì)的濃度不變，故C選項正確。由于單位時間內(nèi)生成2 mol SO3時消耗了1 mol O2，此時又生成1 mol O2，即意味著正反應速率等于逆反應速率，所以D選項正確。 【互動探究】 (1)若混合氣體的密度不變時反應是否達到平衡狀態(tài)？ 提示：因為反應前后的m、V都是一定值，密度始終不變，所以無法判斷反應是否已平衡。 (2)若混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時反應是否達到平衡狀態(tài)？ 提示：因為此反應是反應前后氣體物質(zhì)的量發(fā)生改變的反應，所以可以用來判斷反應已達平衡狀態(tài)。 3.【解析】選D。反應①-②即得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以，反應的平衡常數(shù)為Ｋ1/Ｋ2。 4.【解析】選A?？稍OA、B起始的物質(zhì)的量各1 mol，A的轉(zhuǎn)化率為x，由題意知： A(g) + 2B(g) 2C(g) 初始物質(zhì)的量： 1 mol 1 mol 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量： x mol 2x mol 2x mol 平衡物質(zhì)的量： (1-x) mol (1-2x) mol 2x mol 因為平衡時，n(A)+n(B)=n(C)，則有(1-x) mol+(1-2x) mol=2x mol，解得x= 0.4 mol，轉(zhuǎn)化率 【方法技巧】解化學平衡計算題的步驟 (1)選準物理量：從題設中找出初始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量等，遇到未知的設未知數(shù)。 (2)找等式：從題設中找出用于建立等式的條件。 (3)列方程式：根據(jù)找到的等式列方程式，然后求解。 5.【解析】選B。Na2SO4和Na2S都是固體，H2O是純液體，不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中；反應體系中的氣體只有H2，氣體的質(zhì)量或壓強保持不變，均可說明該反應已達到平衡狀態(tài)；改變起始充入H2的濃度，會使達到平衡時的H2轉(zhuǎn)化率改變；反應后固體質(zhì)量減少的0.576 g為氧元素的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.576 g16 gmol-1=0.036 mol，反應的Na2SO4物質(zhì)的量為0.036 mol4=0.009 mol，Na2SO4的轉(zhuǎn)化率為0.009 mol132 gmol-12.84= 45%。 【方法技巧】判斷化學平衡標志問題的解題技巧 化學反應達到平衡后，反應混合物的百分組成一定可引申為物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積(物質(zhì)的量)分數(shù)一定、反應物的轉(zhuǎn)化率一定。但做題時要注意以下三點： (1)先觀察方程式中各物質(zhì)的狀態(tài)，確定反應前后氣體的物質(zhì)的量的變化情況。 (2)若是反應前后氣體體積沒有變化，則不可以用壓強、物質(zhì)的量等不變的判斷依據(jù)進行判斷，反之則可以。 (3)若根據(jù)反應前后反應速率來判斷平衡，一定要注意必須根據(jù)的是正、逆反應速率相等來進行判斷。 6.【解析】選C。平衡時C的物質(zhì)的量為0.8 mol，與D相等，x的值為2；平衡時A消耗了1.2 mol，轉(zhuǎn)化率60%；此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=0.420.42/(0.430.8)=0.5。 7．【解析】(1)根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義式即可寫出 (2)該反應為反應前后氣體物質(zhì)的量不變的反應，反應過程中壓強始終不變，與是否平衡無關。 (3)當［CＯ2］［H2］=［CO］［H2Ｏ］時，K=1，此時的溫度由表中數(shù)據(jù)可知為830 ℃。 答案：(1) (2)B、C (3)830 8.【思路點撥】解答本題時注意以下三點： (1)固體和純液體不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達式中。 (2)利用三階段法求平衡轉(zhuǎn)化率問題。 (3)利用蓋斯定律可以根據(jù)已知的熱化學方程式求某一反應方程式的焓變。 【解析】(1)平衡常數(shù)表達式中不出現(xiàn)固體和純液體； (2)根據(jù)氫氣和水蒸氣的體積比可以求出反應的氫氣的體積和反應前氫氣的體積，從而可以計算氫氣的轉(zhuǎn)化率。 (3)根據(jù)表格中每一個溫度段的主要物質(zhì)可以判斷反應方程式、固體產(chǎn)物以及消耗氫氣的量； (4)工業(yè)生產(chǎn)中向燈泡內(nèi)充入碘單質(zhì)之后，它與燈泡內(nèi)壁上的鎢在一定溫度下反應生成碘化鎢，碘化鎢在燈絲上分解生成鎢單質(zhì)，反應體系為密閉體系，反應又是可逆反應，因此碘單質(zhì)可以循環(huán)利用。 答案：(1) (2)60% (3)2WO3+H2 W2O5+H2O W2O5、WO2 (4)a、b