2019届高考化学难点剖析专题40化学平衡常数计算练习.docx

专题40 化学平衡常数计算1（2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试）在一定温度下，将H2和I2(g)各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g) H0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下:t/min2479N(I2)/mol0.120.110.100.10下列说法不正确的是A. 反应前4min的平均速率v(HI)=2.510-3mol/(Lmin)B. 当体系压强不再改变时可以判断反应达到平衡状态C. 该温度下此反应的书衡常数K=1.44D. 再充入0.05molH2、0 .05molI2(g)和0.06molHI,平衡不移动【答案】B2（2018届山西省吕梁市高三上学期第一次阶段性测试）已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：2NO(g)N2O2(g)(快) H10平衡常数K1N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) H2甲B. 平衡时，乙中H2的转化率等于20%C. HI的平衡浓度：a=b0.004D. 丙中条件下，该反应的平衡常数K = 4【答案】C【解析】A、恒温恒容，丁与甲相比，各物质浓度增大一倍，为等效平衡，转化率相同，选项A错误；B、甲容器中氢气的转化率为： 100%=20%，乙中增大碘的浓度，氢气的转化率增大，大于20%，选项B错误；C、对比甲容器，乙容器中增大碘的浓度，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，丙容器中氢气的浓度增大，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，且两者转化率相同，故：HI的平衡浓度：a=b0.004，选项C正确；D、平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。 H2 (g) +I2 (g)2HI(g)起始浓度（mol/L） 0.01 0.01 0改变浓度（mol/L） 0.002 0.002 0.004平衡浓度（mol/L） 0.008 0.008 0.004K=0.25，选项D错误。答案选C。4（2018届北京市朝阳区第一学期高三年级期末）将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)，得到如下三组数据：实验组温度/起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minCOH2OCO21650421.652900210.433210.41下列说法不正确的是A. 该反应的正反应为放热反应B. 实验1中，前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(Lmin)C. 实验2中，平衡常数K=1/6D. 实验3跟实验2相比，改变的条件可能是温度【答案】D【解析】A. 由表中数据可知，实验1中CO的转化率为40%，而实验2中CO的转化率为20%，压强不能使该化学平衡发生移动，由于温度升高使得CO的转化率减小，所以该反应的正反应为放热反应，A正确；B. 实验1中，前5min用CO表示的速率为0.16 mol/(Lmin)，B正确；C. 实验2中，平衡混合物中各组分CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.8mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L、0.2 mol/L，所以平衡常数K=1/6，C正确；D. 实验3跟实验2相比，各组分的平衡量没有改变，所以改变的条件不可能是温度，可能是加入了合适的催化剂，D不正确。本题选D。5（2018届北京市西城区高三上学期期末）在10 L密闭容器中充入气体X和Y，发生反应X(g) + Y(g)M(g) + N(g) H，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.400.100.0808000.200.05a下列说法正确的是A. 中，若5 min末测得n (M)0.050 mol，则0至5 min内，用N表示的平均反应速率 (N)1.010 2 mol/(Lmin)B. 800 ，该反应的平衡常数K2.0C. 中，达到平衡时，Y的转化率为80%D. H0【答案】C6（2018届甘肃省民乐县第一中学高三上学期期中考试）铁及碳的化合物在社会生产、生活中有着广泛的应用请回答下列问题：（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一已知：Fe3O4（s）+ 4C（s）3Fe（s）+ 4CO（g） H=+646.0kJmol1C（s）+ CO2（g）2CO（g） H=+172.5kJmol1则Fe3O4（s）+ 4CO（g）3Fe（s）+ 4CO2（g） H=_（2）反应Fe（s）+ CO2（g）FeO（s）+ CO（g） H的平衡常数为K，在不同温度下，K值如下：温度/K973117313731573K1.472.153.368.92从表中数据可推断，该反应是_（填“放热”或“吸热”）反应温度为973K时，在某恒容密闭容器中发生上述反应下列有关说法能说明该反应已达到平衡状态的是_（填字母）Ac（CO2）= c（CO） Bv正（CO2）= v逆（CO）C体系压强不变 D混合气体中c（CO）不变（3）如图图1、2表示反应：H2（g）+ CO2（g）CO（g）+ H2O（g）H0有关量与反应时间之间的关系：图2中,若t1=0.5min，则0t1时间段内，H2O的平均反应速率v（H2O）=_molL1min 1。图1中t2时刻改变的条件是_（任写两种，下同）；图2中t2时刻改变的条件是_（4）水煤气中的CO和H2均可作为燃料电池的燃料若在某燃料电池一极通入CO，另一极通入O2和CO2，熔融碳酸钠作为电解质，工作时负极反应式为_；若使用该电池电解熔融Al2O3制取10.8g Al，则理论上需要氧气的体积为_L.（标准状况下）。【答案】 44.0kJ/mol 吸热 BD 0.06molL1min1 加入催化剂或增大压强 降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度 CO+CO322e=2CO2 6.72（3）图2中若t1=0.5min，则0t1时间段内，v（CO）=，同一化学反应中各物质的速率之比等于其计量数之比，所以v（H2O）=v（CO）=0.06molL1min1 ，故答案为：0.06molL1min1；图1中t2时刻，改变条件时正逆反应速率都增大且正逆反应速率相等，所以改变的条件是催化剂或压强；图2中t2时刻改变条件，CO2逐渐浓度增大、CO浓度逐渐降低，平衡逆向移动，所以改变的条件是降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度。故答案为：加入催化剂或增大压强；降低温度或增大水蒸气浓度或减小氢气浓度；（4）以CO为燃料制作燃料电池，负极上CO失去电子，负极反应式为CO+CO322e=2CO2；电解熔融Al2O3，由电子守恒可知，4Al12e3O2，理论上需要氧气的体积为。故答案为：CO+CO322e=2CO2；6.72。7（2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试）运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。（1）将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器，发生如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的平衡百分含量和温度的关系如图1所示。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡_(填“向左”、“向右”或“不”)移动。若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体，平衡_填“向左”、“向右”或“不”)移动，再次平衡后SO3的百分含量_ （填“增大”、“不变”或“减小”)若反应进行到状态D时，v正_(填“”“”或“”)v逆。（2）课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H D 0.06 molL1min1 d K=【解析】（1）若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，该反应体系的压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以平衡向左移动；若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体，生成物浓度增大，平衡向左移动，加入SO3的量远大于平衡移动减少的量，故再次平衡后SO3的百分含量增大；D状态相对于A状态，三氧化硫的含量较小，要使该反应达到平衡状态，该反应必须向正反应方向移动，所以v正v逆；（2）A使用更高效的催化剂能使反应速率增大，但不能使平衡移动，选项A错误；B升高温度反应速率增大，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，选项B错误；C及时分离出氨气，生成物的浓度降低，反应速率减小，平衡向正反应方向移动，选项C错误；D充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)，反应物的浓度增大，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，选项D正确。答案选D；010 min时N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)0.06 molL1min1；平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，图线d符合题意；该反应化学平衡常数的表达式为K=。8（2018届云南省玉溪市民族中学高三上学期期中考试）煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。（1）已知：CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H12CO(g)O2(g)=2CO2(g) H22H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3则反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)的H_。（2）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_K2(填“”、“”或“”)。由CO合成甲醇时，CO在250 、300 、350 下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为_ 。实际生产条件控制在250 、1.3104 kPa左右，选择此压强的理由是_。以下有关该反应的说法正确的是_(填序号)。A恒温、恒容条件下，若容器内的压强不再发生变化，则可逆反应达到平衡B一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡C使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率D某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)0.2 molL1，则CO的转化率为80%（3）一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g) CO(g)2H2(g)，H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。02 min内的平均反应速率v(CH3OH)_。该温度下，反应CO(g)2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K_。相同温度下，在一个恒容容器中加入一定量的CO(g)和H2发生：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)的反应，某时刻测得体系中各物质的量浓度如下：C（CO）=0.25 molL1，C（H2）=1.0 molL1，C（CH3OH）=0.75 molL1，则此时该反应_进行（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”）。【答案】 H1H2H3 350 1.3104 kPa下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加很多，得不偿失 AD 0.125 molL1min1 4 向正反应方向. 根据上述分析可知，该反应为放热反应，升高温度CO的转化率降低，由图象可知，曲线c对应的CO转化率最低，温度应最高，即为350；根据CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系图可知在1.3104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失，故答案为：350；1.3104kPa下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加很多，得不偿失； (3).平衡时氢气的浓度为0.5mol/L，则v(H2)=0.5mol/L2min=0.25molL1min1，则v(CH3OH)=0.125molL1min1； CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)起始浓度(mol/L) 0.5 0 0转化浓度(mol/L) 0.25 0.25 0.5平衡浓度(mol/L) 0.25 0.25 0.5则K1=0.25，求得该反应的化学平衡常数为0.25(mol/L)2，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是该反应的逆反应，所以K1K14；某时刻测得体系中各物质的量浓度如下：C（CO）=0.25 molL1，C（H2）=1.0 molL1，C（CH3OH）=0.75 molL1，则此时Qc3K4，则平衡向正反应向移动；故答案为： 0.125 molL1min1；4；向正反应方向。9（2018届黑龙江省大庆中学高三上学期期中考试）氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中进行可逆反应：N2+3H22NH3 该可逆反应达到平衡的标志是_A3v（H2）正=2v（NH3）逆B单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2C容器内的总压强不再随时间而变化D混合气体的密度不再随时间而变化Ea mol NN键断裂的同时，有6a mol NH键断裂FN2、H2、NH3的分子数之比为1：3：2（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应在容积固定为2L的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在一定温度压强下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如表：反应时间/min051015202530压强/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60则从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率=_；该温度下平衡常数K=_【答案】 BCE 0.01 mol/（Lmin） 2.37（2）恒温恒容条件下，反应过程中，气体的物质的量与容器内压强成正比，可以根据此等量关系列式子计算。设参加反应的N2物质的量为 x，列三段式： N2 + 3H22NH3起始物质的量（mol） 1 3 0转化物质的量（mol） x 3x 2x平衡物质的量（mol） 1x 33x 2x反应前后，压强之比等于气体的物质的量之比，所以有： 。根据已知表格数据，及三段式可列式： 解得x0.5。所以从反应开始到25min时，以N2表示的平均反应速率v=平衡时，n（N2）=1-x= 0.5mol；n（H2）=3-3x=1.5mol；n（NH3）=2x=1mol；平衡时，c（N2）= 0.25mol/L；c（H2）=0.25mol/L；c（NH3）=0.5mol/L 所以，该反应的平衡常数为： 。10（2018届云南省玉溪市玉溪一中高三上学期第三次月考）碳及其化合物在工农业上有重要作用。、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）H2（g） CO（g）H2O（g），其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：T/70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K_。该反应为_（填“吸热”或“放热”）反应。（2）某温度下平衡浓度符合下式： c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），该温度下加入1 mol CO2（g）和1 mol H2（g），充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为_。（3）在800 时发生上述反应，某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c（CO2）为2 mol/L，c（H2）为1.5 mol/L，c（CO）为1 mol/L，c（H2O）为3 mol/L，则正、逆反应速率的比较为：v正_v逆（填“”“”或“”）。、工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7kJmol-1CH3OCH3（g）+H2O（g）2C