化学平衡常数

1、(十一）化学平衡常数专题1某温度时，N23H22NH3的平衡常数Ka，则此温度下，NH3 H2N2的平衡常数为()A. B. C.a D.2某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中充入A气体、B气体，测得其浓度为2 mol·L1和1 mol·L1；且发生如下反应：3A(g)2B(g) 4C(？)2D(？)已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后压强比为54，则下列说法中正确的是()该反应的化学平衡表达式：K此时B的转化率为35%增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变增加C的量，A、B转化率不变A B C D3双选

2、氮元素的4价氧化物有两种，它们之间发生反应：2NO2N2O4H0，将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是()Ab点的操作是压缩注射器Bc点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小C若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则b、c两点的平衡常数KbKcDd点：v(正)v(逆)4.双选利用I2O5可消除CO污染，反应为5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)H。不同温度(T1、T2)下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入 2 mol CO，测得CO2气体体积分数(CO2)

3、随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是()AT1<T2，H>0BT1温度下，该反应的平衡常数为1 024CT2温度下，00.5 min内，CO的平均反应速率为0.3 mol·L1·min1DT1温度下，若向装有足量I2固体的2 L恒容密闭容器中通入10 mol CO2，达到平衡时，(CO2)0.85.已知某化学反应的平衡常数表达式为K，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：t/7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是()A该反应的化学方程式是CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)B上述反应

4、的正反应是放热反应C若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol, 5 min 后温度升高到830 ，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态D若平衡浓度符合下列关系式：，则此时的温度为1 000 6.在某一体积可变的恒温密闭容器中发生如下反应：X(g)Y(g)2Z(g)H<0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是()A0t2时，v正>v逆B、两过程达到平衡时，X的体积分数>Ct2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加ZD、两过程达到平衡时，平衡常数<7双选下列有关说法不正确的是()A(2014·天津高

5、考)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应B(2014·江苏高考)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g) 在常温下能自发进行，则该反应的H>0C(2013·江苏高考)反应NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s) 在室温下可自发进行，则该反应的H<0D(2012·江苏高考)CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) 室温下不能自发进行，说明该反应的H<08.工业上可用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：(1)据反应与可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3_(用K1

6、、K2表示)。500 时测得反应在某时刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正_(填“>”、“”或“<”)v逆。(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应，已知c(CO)反应时间t变化曲线如图所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线变为曲线和曲线。当曲线变为曲线时，改变的条件是_。当曲线变为曲线时，改变的条件是_。.利用CO和H2可以合成甲醇，反应原理为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。一定条件下，在容积为V L的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇，平

7、衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。 (1)p1_(填“>”、“<”或“”)p2，理由是_。(2)该甲醇合成反应在A点的平衡常数K_(用a和V表示)。(3)该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是CO_(填“>”、“<”或“”)H2。(4)下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是_(填字母)。A使用高效催化剂B降低反应温度C增大体系压强D不断将CH3OH从反应混合物中分离出来9煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示：温度/4005008301 000平衡常数K1

8、0910.6试回答下列问题：(1)上述反应的正反应是_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)某温度下，上述反应达到平衡后，保持容器体积不变升高温度，正反应速率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)830 时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有_(填字母)。投料ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)830 时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和 6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是_。10某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH

9、2COONH4)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据如表所示：温度()15.020.025.030.035.0平衡总压强(kPa)5.78.312.017.124.0平衡气体总浓度(×103 mol·L1)2.43.44.86.89.4(1)氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数K的表达式为_。(2)判断氨基甲酸铵分解反应的H_0(填“>”、“<”或“”)，其原因是

10、_。(3)判断氨基甲酸铵分解反应的S_0(填“>”、“<”或“”)，该反应在任何温度下是否一定能自发进行？_。(4)升高温度，化学平衡常数K如何变化？_；增大容器的压强，K值如何变化？_。(5)根据表格中的数据，计算25 时，氨基甲酸铵的分解平衡常数_。11. 利用天然气可制得以H2、CO等为主要组成的工业原料合成气，反应为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。(1)甲烷与水蒸气反应，被氧化的元素是_，当生成标准状况下35.84 L合成气时转移电子的物质的量是_。(2)将2 mol CH4和5 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室，CH4的平衡转化率与温度、压

11、强的关系如图所示。若达到A点所需的时间为5 min，则v(H2)_，100 时平衡常数K_。图中的p1_p2(填“<”、“>”或“”)，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_。(3)合成气用于合成氨气时需除去CO，发生反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H<0。下列措施中能使增大的是_(填编号)。A降低温度B恒温恒容下充入He(g)C将H2从体系中分离D再通入一定量的水蒸气12随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.1 kJ&

12、#183;mol1。(1)若800 时，反应的化学平衡常数K1.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如表所示。物质CH4H2OCOH2浓度/mol·L13.08.52.02.0 则此时正、逆反应速率的关系是_(填标号)。Av正>v逆 Bv正<v逆Cv正v逆 D无法判断(2)为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验(温度为360 或 480 、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件如表所示)。实验序号温度/压强/kPaCH4初始浓度/mol·L1H2O初始浓度/mol·L11360p2.006.

13、802t1012.006.8033601012.006.80表中t_，p_；设计实验2、3的目的是_。实验1、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是_(用K1、K2、K3表示)。13(2014·山东高考节选)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g) K1H1<0 ()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)K2H2<0 ()(1)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常数K_(用K1、K2表示)。(2)为研究不同条件对反应()的影响，在恒温条件下，向2

14、L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min 时反应()达到平衡。测得10 min内v(ClNO)7.5×103mol·L1·min1，则平衡后n(Cl2)_mol，NO的转化率1_。其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率2_1(填“>”、“<”或“”)，平衡常数K2_(填“增大”、“减小”或“不变”)。若要使K2减小，可采取的措施是_。(十一）化学平衡常数专题答案精析1AKa，而NH3H2N2的平衡常数Ka。2D压强比等于物质的量之比： 3A(g)2B(g)4C(？)2D(？)起始：4200

15、变化：1.20.81.60.8平衡：2.81.21.60.8根据反应前后压强之比等于54，因此反应前后气体物质的量之比也为54，D为气体，C为固体或纯液体。固体和纯液体不能写入平衡常数表达式，错误； B的转化率为0.8/2×100%40%，错误；平衡常数只受温度的影响，因此增大压强化学平衡常数不变，但化学反应速率增大，正确； C是固体或纯液体，浓度视为常数，因此改变C的量，A、B的转化率不变，正确。3.解析：选A、Cb点是开始压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A正确；c点是压缩注射器后的情况，NO2和N2O4的浓度都增大，故B错误；b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动

16、，反应放热，导致T(b)T(c)，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，所以KbKc，故C正确；c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆反应方向移动的过程，所以v(逆)v(正)，故D错误。4.解析：选B、DT2先达化学平衡，T1<T2，温度高的，达到化学平衡时(CO2)较小，说明该反应为放热反应H<0，A不正确；T1温度下达到平衡时，(CO2)0.8，平衡时n(CO2)2×0.81.6 mol，n(CO)22×0.80.4 mol，再根据气体体积，计算出平衡时气体的物质的量浓度，c(CO2)0.8 mol·L1，c(CO)0.2 mol&

17、#183;L1，K1 024, B正确；T2温度下，00.5 min内，CO的平均反应速率为0.6 mol·L1·min1，C不正确；T1温度下，通入CO2相当于加压，而该反应前后气体体积不变，加压不影响化学平衡，(CO2)0.8，D正确。5.解析：选C依平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，B正确；5 min 后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6 mol·L1、0.6 mol·L1、0.4 mol·L1、0.4 mol·L1，<1，平衡向右移动，C错误；0.6，即1 000 时的

18、平衡常数，D正确。6.解析：选C化学反应方程式两边气体的化学计量数相等。t1t2时间内，反应处于平衡状态，正、逆反应速率相等，A项错误；从图看，逆反应速率瞬间增大，且反应速率逐渐变化，说明产物Z的浓度瞬间增大，但因为温度不变，故平衡常数不会改变，且容器体积可变，可达到相同的平衡状态，B、D项错误，C项正确。7解析：选B、DA项，当HTS0时，反应能自发进行，吸热反应的H0，吸热反应能自发，说明S0，正确；B项，反应为气体体积减小的反应，S0，若反应能自发进行，则HTS0，故反应的H0，错误；C项，根据该反应中各物质的聚集状态可知，该反应的S<0，在室温下该反应能自发进行，则该反应为放热反

19、应，正确； D项，不能自发进行说明该反应HTS>0，该反应S>0，H>0，错误。8.(1)K1·K2>(2)加入催化剂将容器的体积(快速)压缩至2 L.(1)<甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高(2)(3)(4)C解析.(1)根据化学平衡常数的表达式，K1c(CH3OH)/c(CO)×c2(H2)，K2c(CO)×c(H2O)/c(H2)×c(CO2)，K3c(H2O)×c(CH3OH)/c3(H2)×c(CO2)，因此K3K1×K2，代入数值，500 K32

20、.5×1.02.5，此时的浓度商Qc0.3×0.15/(0.83×0.1)0.88<2.5，说明反应向正反应方向进行，即v正>v逆；(2)变成，反应速率加快，但是达到平衡时CO的浓度相等，说明改变的条件只能加快反应速率，但对平衡无影响，因此改变的是催化剂；变为，反应速率加快，CO浓度增大，改变的条件：将容器的体积(快速)压缩至2 L；.(1)根据勒夏特列原理，等温下，压强越大，平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，即p1<p2；(2)达到平衡组分的浓度分别是c(CO)(a0.75a)/V mol·L10.25a/V mol·

21、L1、c(H2)(2a2×0.75a)/V mol·L10.5a/V mol·L1、c(CH3OH)0.75a/V mol·L1，根据化学平衡常数的定义，K；(3)氢气的转化率为2×0.75a/2a×100%75%，与CO的转化率相等；(4)催化剂只能加快反应速率，对化学平衡无影响，A错误；降低温度，化学反应速率降低，B错误；增大压强，化学反应速率增大，根据勒夏特列原理，增大压强，化学平衡向体积减小的方向移动，即正反应方向移动，C正确；分离出CH3OH，虽然化学平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，但化学反应速率不增大，D错误。9解

22、析：(1)由表格可知，升高温度，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大。(3)830 时，化学平衡常数为1，即若n(CO2)·n(H2)<n(CO)·n(H2O)，则反应向正反应方向进行，符合此要求的是B、C。(4)830 时，化学平衡常数为1，设消耗CO的物质的量浓度为x mol·L1，则平衡常数K1，解得x1.2，则CO的转化率×100%60%。答案：(1)放热(2)增大(3)B、C(4)60%10.答案：(1)Kc2(NH3)·c(CO2)(2)>由表格中数据可知：升高温度，平衡气体总浓度增

23、大，平衡向正反应方向移动，故H>0(3)>高温下反应能自发进行(4)增大不变(5)Kc2(NH3)·c(CO2)(c)2×(c)(×4.8×103)2××4.8×1031.6×10811.解析：(1)在CH4与H2O(g)的反应中，碳元素的化合价由4价升高到2价，氢元素的化合价由1价降低到0价，共转移6 mol电子，则被氧化的元素为碳元素，当生成气体 1.6 mol(35.84 L)时，共转移电子2.4 mol。(2)在A点时CH4的转化率为0.5，则转化的CH4的物质的量为1 mol，生成的H2的物质

24、的量为3 mol，故v(H2)0.006 mol·L1·min1；根据CH4的平衡转化率可求得达到平衡时各物质的浓度为c(CH4) 0.01 mol·L1，c(H2O)0.04 mol·L1，c(CO)0.01 mol·L1，c(H2)0.03 mol·L1，则K6.75×104。在横轴上大约150 处作垂直于横轴的直线，由此可看出在压强为p1时，CH4的转化率高，而该反应的正反应为气体体积增大的反应，故压强越小，CH4的转化率越高，故p1p2；由图中任意一条曲线可看出，随着温度的升高，CH4的转化率在增大，故正反应为吸热反应，而A、B、C三点温度越来越高，故平衡常数越来越大。(3)该反应的正反应为放热反应，故降低温