課時作業11化學平衡狀態化學平衡常數1．可逆反應N2＋3H2?2NH3的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．v正(N2)＝3v逆(H2)2．在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述錯誤的是()A.開始反應時，正反應速率最大，逆反應速率為零B.隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后減小為零C．隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后保持恒定D．隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后與逆反應速率相等且都保持恒定3．有關可逆反應4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO(g)＋6H2O(g)，下列敘述正確的是()A．達到化學平衡時，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若單位時間內生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，則反應達到平衡狀態C．達到化學平衡時，若增大容器容積，則正反應速率減小，逆反應速率增大D．化學反應速率關系：2v正(NH3)＝3v正(H2O)4．在密閉容器中進行反應X2(g)＋Y2(g)?2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當反應達到平衡狀態時，各物質的濃度可能是()A．c(Z)＝0.3mol·L－1B．c(X2)＝0.2mol·L－1C．c(Y2)＝0.4mol·L－1D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55mol·L－15．一定條件下，將NO2與SO2以體積比為1∶2置于恒溫密閉容器中，發生反應：NO2(g)＋SO2(g)?SO3(g)＋NO(g)ΔH＝－41.8kJ·mol－1，下列能說明反應達到平衡狀態的是()A．體系壓強保持不變B．混合氣體顏色保持不變C．SO3和NO的物質的量之比保持不變D．每消耗1molSO3的同時生成1molNO26．已知298.15K時，可逆反應：Pb2＋(aq)＋Sn(s)?Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常數K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的濃度均為0.10mol·L－1，則此時反應進行的方向是()A．向右進行B．向左進行C．處于平衡狀態D．無法判斷7．已知下列反應的平衡常數：H2(g)＋S(s)?H2S(g)，K1；S(s)＋O2(g)?SO2(g)，K2。則反應H2(g)＋SO2(g)?O2(g)＋H2S(g)的平衡常數是()A．K1＋K2B．K1－K2C．K1×K2D．eq\f(K1,K2)8．在1L恒溫恒容的密閉容器中投入一定量N2O5，依次發生反應：反應1：N2O5(g)=N2O4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋28.4kJ·mol－1；反應2：N2O4(g)?2NO2(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1。現有下列情況：①混合氣體的密度保持不變；②氣體壓強保持不變；③氣體的平均摩爾質量保持不變；④eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)保持不變；⑤O2的物質的量保持不變；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2。能表明反應2一定達到平衡狀態的是()A．①②③⑤B．②③④⑥C．①③⑤⑥D．②③④⑤9．在一定溫度下，下列反應的化學平衡常數數值如下：①2NO(g)?N2(g)＋O2(g)K1＝1×1030②2H2(g)＋O2?2H2O(g)K2＝2×1081③2CO2(g)?2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92以下說法正確的是()A．該溫度下，反應①的平衡常數表達式為K1＝c(N2)·c(O2)B．該溫度下，反應2H2O(g)?2H2(g)＋O2(g)的平衡常數的數值約為5×10－80C．該溫度下，NO、H2O、CO2產生O2的傾向由大到小順序為NO>H2O>CO2D．以上說法都不正確10．已知830℃時，反應CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)的平衡常數K＝1，將各物質按表中的物質的量(單位：mol)投入恒容容器中，相同溫度下，開始時反應逆向進行的是()選項ABCDn(CO2)3101n(H2)2101n(CO)1230.5n(H2O)523211.某溫度下，在2L密閉容器中加入一定量A，發生化學反應2A(g)?B(g)＋C(g)ΔH＝－48.25kJ·mol－1，反應過程中B、A的濃度比值與時間t有如圖所示關系，若測得第15min時c(B)＝1.6mol·L－1，下列結論正確的是()A．該溫度下此反應的平衡常數為3.2B．A的初始物質的量為4molC．反應達平衡時，放出的熱量是193kJD．反應達平衡時，A的轉化率為80%12．一定條件下，在容積為2L的密閉容器里加入一定物質的量的A，發生如下反應并建立平衡：A(g)?2B(g)，2B(g)?C(g)＋2D(g)，測得平衡時各物質的濃度是c(A)＝0.3mol·L－1，c(B)＝0.2mol·L－1，c(C)＝0.05mol·L－1，最初向容器里加入A的物質的量是()A．0.5molB．0.8molC．0.9molD．1.2mol13．在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發生反應：Ni(s)＋4CO(g)?Ni(CO)4(g)，已知該反應平衡常數與溫度的關系如表：溫度/℃2580230平衡常數5×10421.9×10－5下列說法不正確的是()A．升溫不利于生成Ni(CO)4(g)B．在25℃時，反應Ni(CO)4(g)?Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數為2×10－5C．在80℃時，測得某時刻，Ni(CO)4、CO濃度均為0.5mol·L－1，則此時v正＞v逆D．在80℃達到平衡時，測得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－114．碳及其化合物與人類生產、生活密切相關。請回答下列問題：(1)羰基硫(O=C=S)能引起催化劑中毒和大氣污染等。羰基硫的氫解和水解反應是兩種常用的脫硫方法，其反應原理為①氫解反應：COS(g)＋H2(g)?H2S(g)＋CO(g)ΔH1②水解反應：COS(g)＋H2O(g)?H2S(g)＋CO2(g)ΔH2＝－35kJ·mol－1已知CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)ΔH3＝－42kJ·mol－1，則ΔH1＝________。若平衡常數K與溫度T之間存在lgK＝eq\f(a,T)＋b(a、b為常數)的線性關系，圖甲中直線符合該氫解反應平衡常數K與溫度T關系的是________(填序號)。(2)焦炭還原NO2發生反應：2NO2(g)＋2C(s)?N2(g)＋2CO2(g)。在恒溫條件下，1molNO2和足量焦炭發生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖乙所示，計算可得M點時該反應的平衡常數Kp＝________。(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度表示的反應平衡常數，分壓＝總壓×物質的量分數)15．一定溫度下，在10L密閉容器中加入5molSO2和3molO2，發生反應：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)，10min時，反應達到平衡狀態，此時有3molSO2發生了反應。(1)反應生成了________molSO3，v(SO2)＝________。(2)平衡時SO3的濃度是________，SO2的轉化率是________。(3)平衡時容器內氣體的總物質的量為________mol。(4)物質的濃度不再改變標志著該反應已達平衡，下列還可以說明該反應已達平衡的是________(填序號)。①體系內壓強不再改變②容器內氣體的密度不再改變③混合氣體的平均相對分子質量不再改變④v正(SO3)＝2v逆(O2)⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2(5)該溫度下，SO3(g)?SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數K＝________。16．某溫度下，在一密閉容器中充入一定量CO2，并加入足量鐵粉，發生反應：Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)，測得CO2和CO濃度隨時間的變化如圖所示：(1)0～8min，v(CO)＝________________mol·L－1·min－1。(2)下列措施中，能夠改變平衡時c(CO)/c(CO2)的比值的是________(填序號)。A．溫度B．鐵粉的量(足量)C．壓強D．CO的量(3)已知：反應Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)的平衡常數為K1；反應Fe(s)＋H2O(g)?FeO(s)＋H2(g)的平衡常數為K2。不同溫度時K1、K2的值如下表：溫度/KK1K29731.472.3811732.151.67根據表中數據，計算反應CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)的K。①溫度為973K時：K＝________________________________________________________________________；②溫度為1173K時，K＝________________________________________________________________________；③反應CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

課時作業11化學平衡狀態化學平衡常數1．解析：達到平衡狀態時正、逆反應速率相等，各組成成分的含量不變。正、逆反應速率相等是指用同一種物質來表示的反應速率。可逆反應中用各種物質表示的反應速率與化學計量數成正比，需將其轉換為同一物質表示速率進行比較。答案：C2．答案：B3．解析：根據反應速率之比等于化學計量數之比可知，4v正(O2)＝5v正(NO)，該反應達到化學平衡狀態時，v正(NO)＝v逆(NO)，則4v正(O2)＝5v逆(NO)，A項正確；單位時間內生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，均表示正反應方向，不能說明正、逆反應速率相等，反應不一定達到化學平衡狀態，B項錯誤；達到化學平衡時，若增大容器容積，則各物質的濃度減小，正、逆反應速率均減小，C項錯誤；根據反應速率之比等于化學計量數之比可知，3v正(NH3)＝2v正(H2O)，D項錯誤。答案：A4．解析：假設反應由正反應方向開始進行，由于Y2(g)過量，則X2(g)完全轉化時，Z(g)濃度為0.4mol·L－1；假設反應由逆反應方向開始進行，則Z(g)完全轉化時，X2(g)、Y2(g)的濃度分別為0.2mol·L－1、0.4mol·L－1。由題意知，該反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化為生成物，生成物也不可能完全轉化為反應物，故A項正確，B、C項錯誤；反應前后氣態物質體積不變，反應達到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質的量不會改變，物質的總濃度也不會改變，即c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6mol·L－1，D項錯誤。答案：A5．解析：由于該反應為反應前后氣體體積不變的反應，體系的壓強始終保持不變，A項錯誤；SO3和NO的物質的量之比始終為1∶1，C項錯誤；消耗SO3和生成NO2均表示同一方向的反應，D項錯誤。答案：B6．解析：Q＝eq\f(c（Sn2＋）,c（Pb2＋）)＝eq\f(0.10mol·L－1,0.10mol·L－1)＝1＜K＝2.2，故反應未達到平衡，反應向右進行。答案：A7．解析：K1＝eq\f(c（H2S）,c（H2）)，K2＝eq\f(c（SO2）,c（O2）)，H2(g)＋SO2(g)?O2(g)＋H2S(g)的平衡常數K3＝eq\f(c（H2S）·c（O2）,c（H2）·c（SO2）)＝K1×eq\f(1,K2)＝eq\f(K1,K2)。答案：D8．解析：本題考查化學平衡狀態的判斷。①反應中各物質均為氣體，混合氣體的總質量不變，且反應在恒容條件下進行，則混合氣體的密度始終不變，故不能判斷是否達到平衡，錯誤；②反應2的平衡建立過程中，氣體總物質的量不斷變化，則氣體壓強不斷變化，當氣體壓強保持不變時，反應2達到平衡狀態，正確；③平衡建立過程中，混合氣體的總質量不變，但其總物質的量不斷變化，故當氣體的平均摩爾質量保持不變時，反應2達到平衡狀態，正確，④eq\f(c（NO2）,c（N2O4）)保持不變，則c(NO2)、c(N2O4)均保持不變，反應2達到平衡狀態，正確；⑤反應1是不可逆反應，O2的物質的量始終保持不變，不能據此判斷反應2是否達到平衡，錯誤；⑥v正(N2O4)∶v逆(NO2)＝1∶2，正、逆反應速率相等，反應2達到平衡狀態，正確。答案：B9．解析：由化學平衡常數定義可知K1＝eq\f(c（N2）·c（O2）,c2（NO）)，A項錯誤；該溫度下，水分解反應的平衡常數為eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，B項錯誤；該溫度下，NO、H2O、CO2三種化合物分解產生O2的反應的化學平衡常數數值分別為1×1030、5×10－82、4×10－92，所以產生O2的傾向：NO>H2O>CO2，C項正確，D項錯誤。答案：C10．解析：Qc(A)＝eq\f(2×3,1×5)＝1.2，Qc(B)＝eq\f(1×1,2×2)＝0.25，Qc(C)＝0，Qc(D)＝eq\f(1×1,2×0.5)＝1。Qc(B)、Qc(C)均小于平衡常數1，所以B、C兩種情況下反應向正反應方向進行；Qc(D)＝1，反應處于平衡狀態；Qc(A)大于1，反應向逆反應方向進行。答案：A11．解析：第15min時c(B)＝1.6mol·L－1，則n(B)＝3.2mol，由題圖可推知c(A)＝0.8mol·L－1，n(A)＝1.6mol，設A的初始物質的量為xmol，則2A(g)?B(g)＋C(g)起始量/molx00轉化量/molx－1.63.23.2平衡量/mol1.63.23.2則x－1.6＝3.2×2，解得x＝8，平衡時A、B、C的濃度分別為0.8mol·L－1、1.6mol·L－1、1.6mol·L－1，平衡常數K＝eq\f(1.6×1.6,0.82)＝4，A、B項錯誤；反應達平衡時生成3.2molB，放出的熱量是3.2mol×48.25kJ·mol－1＝154.4kJ，C項錯誤；反應達平衡時，A的轉化率為eq\f(6.4mol,8mol)×100%＝80%，D項正確。答案：D12．解析：因為平衡時，n(A)平＝0.3mol·L－1×2L＝0.6mol，n(B)平＝0.2mol·L－1×2L＝0.4mol，n(C)平＝0.05mol·L－1×2L＝0.1mol，所以n(B)轉＝2n(C)平＝0.2mol，n(B)＝n(B)平＋n(B)轉＝0.6mol，n(A)轉＝eq\f(1,2)n(B)＝0.3mol，n(A)＝n(A)平＋n(A)轉＝0.9mol。答案：C13．解析：由表中數據可知，溫度越高平衡常數越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，不利于生成Ni(CO)4(g)，A正確；25℃時反應Ni(s)＋4CO(g)?Ni(CO)4(g)的平衡常數為5×104，相同溫度下，同一可逆反應的正、逆反應平衡常數互為倒數，故25℃時，反應Ni(CO)4(g)?Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數為eq\f(1,5×104)＝2×10－5，B正確；濃度商Q＝eq\f(0.5,0.54)＝8，大于80℃時的平衡常數，故反應逆向進行，v正＜v逆，C錯誤；80℃達到平衡時，測得n(CO)＝0.3mol，c(CO)＝eq\f(0.3mol,0.3L)＝1mol·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝(2×14)mol·L－1＝2mol·L－1，D正確。答案：C14．解析：(1)根據蓋斯定律，由②－①得CO(g)＋H2O(g)?H2(g)＋CO2(g)ΔH3＝－42kJ·mol－1，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋7kJ·mol－1。該氫解反應的正反應為吸熱反應，平衡常數K隨著溫度T的升高而增大，隨著eq\f(1,T)的增大而減小，所以題圖甲中符合該氫解反應平衡常數K與溫度T關系的直線為z。(2)設參加反應的NO2為xmol，列三段式：2NO2(g)＋2C(s)?N2(g)＋2CO2(g)起始量/mol100變化量/molxeq\f(1,2)xx平衡量/mol1－xeq\f(1,2)xx根據題圖乙可知，M點對應的平衡狀態下，c(NO2)＝c(CO2)，即n(NO2)＝n(CO2)，則有1－x＝x，解得x＝0.5，平衡時，n(NO2)＝0.5mol、n(N2)＝0.25mol、n(CO2)＝0.5mol，氣體的總物質的量為1.25mol，則p(NO2)＝p(CO2)＝eq\f(0.5mol,1.25mol)×10MPa＝4MPa，p(N2)＝eq\f(0.25mol,1.25mol)×10MPa＝2MPa，所以M點時該反應的平衡常數Kp＝eq\f(p（N2）·p2（CO2）,p2（NO2）)＝eq\f(2×42,42)＝2。答案：(1)＋7kJ·mol－1z(2)215．解析：(1)(2)(3)v(SO2)＝eq\f(Δc（SO2）,Δt)＝eq\f(\f(3mol,10L),10min)＝0.03mol·L－1·min－12SO2＋O2?2SO3開始：5mol3mol0變化：3mol1.5mol3mol平衡：2mol1.5mol3mol則平衡時SO3的濃度為eq\f(3mol,10L)＝0.3mol·L－1，SO2的轉化率為eq\f(3mol,5mol)×100%＝60%，平衡時混合氣體的總物質的量為2mol＋1.5mol＋3mol＝6.5mol。(4)根據反應方程式知：①體系壓強不變，說明反應已達平衡狀態；②容器的體積不變，混合氣體的質量不變，則反應過程中密度始終不變，密度不變不能說明反應已達平衡狀態；③混合氣體的總質量不變，但反應過程中混合氣體的總物質的量改變，若平均相對分子質量不變，說明反應已達平衡狀態；④表示v正＝v