1、 开 卷 速查 规范 特 训 课时作 业 实效精练 开卷速 查( 二十二) 化学平 衡 化学平衡常数 一 、 选择题： 本大题 共 10 小题， 在每小题给 出的四个选项中 ， 只有一 项是符 合题目要求的。 1 为了探究 FeCl 3 溶液和 KI 溶液的 反应是否 存在一定的限度 ， 取 5 mL 0.5 mol L 1KI 溶液，滴 加 0. 1 mol L 1FeCl 3 溶液 5 6 滴，充分 反应。下 列实验 操作能验证该反应 是否存在限度的是( ) A 再滴加 AgNO 3 溶液， 观察是否有黄色沉 淀产生 B 再加 入 CCl 4 振荡后， 观察下层液体颜色 是否变为紫红色 C
2、 再加入 CCl 4 振荡后， 取上层清液， 滴 加 AgNO 3 溶液， 观察 是否有 白色沉 淀产生 D 再加入 CCl 4 振荡后 ， 取上层清液， 滴 加 KSCN 溶 液， 观 察溶液是 否变成 血红色 解析： 发生反应：2FeCl 3 2KI=2FeCl 2 2KCl I 2 ，由于 KI 过量， 主要检 验是否存在 Fe 3 。 答案：D 2 汽车尾 气净化中的一个 反应为 2NO(g) 2CO(g) N 2 (g) 2CO 2 (g) H 746.8 kJ mol 1 。 在恒容的密 闭容器中 ， 反应达到平衡后 ， 当改变其 中一个 条件x ，y 随x 的变化符合图 中曲线的
3、 是( ) A 当x 表示温度时，y 表示 平衡常数K B 当x 表示温 度时，y 表示 CO 的转化率 C 当x 表示 N 2 的物质的 量时，y 表示 NO 的转化率 D 当x 表示 NO 的物质的 量时，y 表示平衡常 数K 解析： 温度升高， 平衡向 逆反应方向移动， 平衡常数减小，CO 的转化 率降低 ，A 、B 错误。增大 N 2 的浓度，平衡 向逆反应方向移动 ，NO 的转 化率降 低，C 错误。平衡 常数仅与温度有关 ，D 正确。 答案：D 3 将 2 mol X 和 2 mol Y 充入 2 L 密闭 容器中发生反应：X(g) 3Y(g) 2Z(g) aQ(g) 。2 min
4、 时达到平衡， 生 成 0.8 mol Z ， 测 得 Q 的浓 度为 0.4 mol L 1 ，下列叙 述错误的是( ) A a 的值 为 2 B 平衡 时 X 的浓度 为 0.8 mol L 1C Y 的转化率 为 60% D 反应速率v(Y) 0.2 mol L 1 min 1解析： 生成 Q 的物质的量 为 0.8 mol ，a 2 ，A 正 确。 X(g) 3Y(g) 2Z(g) 2Q(g) 。 n( 始) 2 2 0 0 n( 变) 0.4 1.2 0.8 0.8 n(2 min) 1.6 0.8 0.8 0.8 X 的 平衡浓 度为 0.8 mol L 1 ，Y 的 转化率为 6
5、0% ，B 、C 正 确。v(Y) 0.3 mol L 1 min 1 ，D 项错误。 答案：D 4 恒温、恒压下，将 1 mol O 2 和 2 mol SO 2 气体 充入一体积可变 的容 器中(状态 ) ， 发 生 反 应 2SO 2 (g) O 2 (g) 2SO 3 (g) ， 状 态 时 达 平 衡 ， 则 O 2 的转化率为( ) A 60% B 40% C 80% D 90% 解析： 恒温、 恒压下， 气 体的体积比等于物 质的量之比。 设 O 2 的转化 率为x 。 2SO 2 (g) O 2 (g) 2SO 3 (g) n( 始)/mol 2 1 0 n( 变)/mol 2
6、x x 2x n( 平)/mol 2 2x 1 x 2x 有(2 2x) (1 x) 2x 3 1.6 2 ， 解得x 0.6 。 答案：A 5 在 300 mL 的 密闭容器 中，放入镍粉并充 入一定量的 CO 气 体，一 定 条 件 下 发 生 反 应：Ni(s) 4CO(g) Ni(CO) 4 (g) ， 已 知 该 反 应 的 平 衡 常 数与温 度的关系如下表： 温度/ 25 80 230 平衡常 数 5 10 42 1.9 10 5下列说 法不正确的是( ) A 上述生成 Ni(CO) 4 的反应为 放热反应 B 25 时反 应 Ni(CO) 4 (g) Ni(s) 4CO(g)
7、的平衡常数为 2 10 5C 在 80 时 ，测得某时 刻 Ni(CO) 4 、CO 的 浓度均为 0.5 mol L 1 ， 则此 时v( 正)v( 逆) D 80 达 到平衡时，测 得n(CO) 0.3 mol ，则 Ni(CO) 4 的平衡 浓度 为 2 mol L 1解 析 ： 温 度 升 高 ， 平 衡 常 数 减 小 ， 说 明 平 衡 向 逆 反 应 方 向 移 动 ， 正 反 应 为 放 热 反 应 ，A 正 确 。Ni(CO) 4 (g) Ni(s) 4CO(g) 为 题 给 反 应 的 逆 反 应，两个反应的平衡常数互为倒数关系，B 正确。C 项中该时刻 Q cNi CO
8、4 c 4 CO 8K ，反应逆向 进行，v( 逆)v( 正) ，C 错误。D 项中 CO 的平 衡浓度 为 1 mol L 1 ，由K 2 可计 算出 Ni(CO) 4 的平 衡浓度 为 2 mol L 1 。 答案：C 6 用 CO 合成甲醇(CH 3 OH) 的 化 学 方 程 式 为 CO(g) 2H 2 (g) CH 3 OH(g) HT 2 T 3B. 正反应 速率 v(a)v(c) v(b)v(d) C. 平 衡常数 K(a)K(c) K(b) K(d) D. 平 均摩 尔 质量 M(a)M(d) 解析： 温度升高时平衡逆 向移动，CO 的 平衡 转化率降低，所 以温度： T 1
9、 1 C 升高温度可缩短反应达 平衡的时间并能提 高平衡转化率 D 从 Y 0 到 Y 0.113 ，CH 3 COCH 2 COH(CH 3 ) 2 的 n 0 n 20 1 解 析 ： 本 题 考 查 化 学 平 衡 ， 意 在 考 查 考 生 对 平 衡 移 动 的 理 解 和 对 图 象 的识别 能力。温度升高， 达到平衡所用的时 间缩短，因此 b 曲线对应的温 度为 20 ，A 选项错误 ； 温度升高 ， 速率加 快，B 选项速率之 比应小于 1 ； 由图象 可知，达到平衡时 b 曲线丙酮的转化 率较低，C 选项错 误；在两曲 线交点 处，两种温度下转 化的丙酮量相等，D 选项正确。
10、 答案：D 10 一 定 条 件 下 可 逆 反 应 ：2NO 2 (g) 2NO(g) O 2 (g) ， 在 体 积 固 定 的密闭 容器中达到平衡状 态的标志是( ) 单位 时间内生成n mol O 2 的 同时生成 2n mol NO 2 单位 时间内生成n mol O 2 的 同时生成 2n mol NO 用 NO 2 、NO 、O 2 表 示的反应速率之比 为 2 2 1 的状态 混合 气体的颜色不再改 变的状态 混合 气体的密度不再改 变的状态 混合 气体的压强不再改 变的状态 混合 气体的平均相对分 子质量不再改变的 状态 A B C D 全部 解析 ： 化学平衡 状态的根 本
11、标志是 ： v( 正) v( 逆) ， 各组分 含量不 变 。 本 题 不 仅 考 查 了 化 学 平 衡 的 直 接 标 志 ， 也 要 求 对 化 学 平 衡 的 间 接 标志 进 行 分 析 ， 判 断 。 解 答 本 题 时 ， 要 牢 牢 抓 住 两 个 根 本 标 志 ， 并 明 确 气 体 的 颜 色 、 密 度 、 压 强 、 平 均 相 对 分 子 质 量 的 变 化 与 根 本 标 志 间 的 关 系 ， 才 能 全面分 析， 顺利解答。 单位时间内 生成n mol O 2 必消耗 2n mol NO 2 ， 而生 成 2n mol NO 2 时， 必消 耗n mol O
12、2 ， 易知 能说明反应达到平 衡， 而 不 能 说 明 。 中 无 论 达 到 平 衡 与 否 ， 化 学 反 应 速 率 都 等 于 各 物 质 化 学 计 量 数 之比。 有 色 气 体 的 颜 色 不 变 ， 则 表 示 物 质 的 浓 度 不 再 变 化 ， 说 明 反 应 已 达 到 平 衡 。 对 于 体 积 固 定 、 气 体 质 量 反 应 前 后 守 恒 的 反 应 ， 混 合 气 体 密 度 始 终 不 变 。 压 强 不 变 ， 意 味 着 各 物 质 的 含 量 不 再 变 化 。 由于气体的 质 量 不 变 ， 气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量 不 变 时
13、 ， 说 明 气 体 中 各 物 质 的 物 质 的 量不变 ，该反应前后体积 变化，能说明反应 达到平衡。 答案：A 二、非 选择题：本大题 共 4 小 题，将答案填 在题中横线上。 11 氢 气 是 一 种 清 洁 能 源 。 用 甲 烷 制 取 氢 气 的 两 步 反 应 的 能 量 变 化 如 下图所 示： (1) 甲 烷 和 水 蒸 气 反 应 生 成 二 氧 化 碳 和 氢 气 的 热 化 学 方 程 式 是 _ _ 。 (2) 第 步 反 应 为 可 逆 反 应 。 在 800 时，若 CO 的起始浓度为 2.0 mol/L ，水 蒸气的起始浓度 为 3.0 mol/L ，达到
14、化学平衡状态后， 测得 CO 2 的浓度 为 1.2 mol/L ，则此 反应的平衡常数为_ ，CO 的平衡 转化率 为_ 。 解析： (1) 由两图 象可分别写 出热化学方程式： CH 4 (g) H 2 O(g)=3H 2 (g) CO(g) H 103.3 kJ/mol(1) 、 CO(g) H 2 O(g)=H 2 (g) CO 2 (g) H 33.2 kJ/mol(2) ， (1) (2) 即 得 所 求 热 化 学 方 程 式 ： CH 4 (g) 2H 2 O(g)=4H 2 (g) CO 2 (g) H 136.5 kJ/mol 。 (2) CO(g) H 2 O(g) H
15、2 (g) CO 2 (g) 起始浓 度 mol/L 2.0 3.0 0 0 转化浓 度 mol/L x x x x 平衡浓 度 mol/L (2.0 x) (3.0 x) x x 由题意x 1.2 ，则 CO 平 衡浓度为 0.8 mol/L ，H 2 O 的平衡浓度为 1.8 mol/L ，反 应的平衡常数 1.2 1.2 0.8 1.8 1 ，CO 的平衡转 化率 1.2 2.0 100% 60% 。 答案 ：(1)CH 4 (g) 2H 2 O(g)=4H 2 (g) CO 2 (g) H 136.5 kJ/mol (2)1 60% 12 恒温恒容 下 2 mol A 气体 和 2 m
16、ol B 气体通 入体积为 2 L 的密闭 容 器中发 生如下反应 ：2A(g) B(g)=xC(g) 2D(s) 。2 min 时反 应达到平衡 状态， 此时剩余 1.2 mol B ，并 测得 C 的浓度 为 1.2 mol/L 。 (1) 从开始 反应至达到平衡 状态， 生成 C 的平均 反应速率为_ 。 (2)x _ 。 (3)A 的转化率 与 B 的转化 率之比为_ 。 (4) 下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_( 填各 项代号) 。 A 压强不再变化 B 气体密度 不再变化 C 气体平均相对分子质量 不再变化 D A 的消耗速 率与 B 的消耗速率之比 为 2 1 (5)
17、 若向原 平衡混合物的容 器中再充入 2 mol A 气体和 2 mol B 气体 ， 在 原温度 下达到新的平衡， 此时 B 的物质的 量n(B) _ 。 (6) 欲使反 应达到平衡 时 C 的物质 的量分数与 上述平衡相等， 起始加 入 的 A 、 B 物质的量 n(A) 、 n(B) 之间应满足的关系为 _ 。 解析：(1)v(C) 1.2 mol/L 2 min 0.60 mol/(L min) 。 (2)n(C) 1.2 mol/L 2 L 2.4 mol ， n(B) 2 mol 1.2 mol 0.8 mol ， n C n B x 1 2.4 0.8 3 1 ，故x 3 。 n
18、(A) n(B) 2 0.8 mol 1.6 mol 。 A 的 转化率 1.6 mol 2 mol 80% ， B 的 转化 率 0.8 mol 2 mol 40% ， 故 A 、B 的 转化率之比 为 2 1 。 (4)平衡的实质是 v( 正) v( 逆) ， 凡 能 推出 此 结 论 的 是 达到平 衡 ， 否 则 不是达 到平衡，由于产 物 D 为固 体，故 B 、C 可说明反应达到 了平衡。 (5) 此 反 应 前后 气体的 体 积没 发生 变 化， 压 强对 平衡 无 影响 ， 再充入 2 mol A 和 2 mol B 相当于加 压， 且与原平衡等 效， A 、 B 的转化率 不
19、变，n(B) 2 1.2 mol 2.4 mol 。 (6) 同(5) 的分 析，n(A) n(B) 。 答案 ：(1)0.6 mol/(L min) (2)3 (3)2 1 (4)BC (5)2.4 mol (6)n(A) n(B)(或n(A) n(B) 1 1) 13 2012 上海化学，改编 用氮化硅(Si 3 N 4 ) 陶 瓷 代 替 金 属 制 造 发 动 机 的 耐 热 部 件 ， 能 大 幅 度 提 高 发 动 机 的 热 效 率 。 工 业 上 用 化 学 气 相 沉 积 法 制 备氮化 硅，其反应如下： 3SiCl 4 (g) 2N 2 (g) 6H 2 (g) 高温 Si
20、 3 N 4 (s) 12HCl(g) H0 ， 反应过程中各 物质的 物质的量浓度(c) 随时间(t) 的变化曲线 如图所示。 (1) 该 温 度 下 ， 该 反 应 的 平 衡 常 数 为_ ， 若 温 度 升 高 ，K 值将_( 填“增大 ”“减小 ”或“ 不变 ”) 。 (2)a 、b 、c 、d 四个点中 ， 表示化学 反应处于 平衡状态的是_点。 从起点 开始首次达到平衡 时，以 NO 2 表示的 平均反应速率为_ 。 (3)25 min 时 ， 加入 了_( 填 加入 物 质 的 化 学 式及加 入 的 物 质 的 量) ，使平 衡发生了移动。 (4)d 点对 应 NO 2 的物
21、质的 量浓度_( 填“ 大于 ”“小 于” 或“ 等 于”)0.8 mol L 1 ，理由是_ 。 解析 ： (1) 由题图可知 ， 平衡时c(NO 2 ) 0.6 mol/L ，c(N 2 O 4 ) 0.4 mol/L ， 故该温 度下该反应的平衡 常数K 0.6 2 /0.4 0.9 ； 升温， 反应正向 进行( 正反 应为吸 热反应) ，平衡常数 增大。(2) 由题图知 ，a 、b 、c 、d 四 点中只 有b 、 d 处 于平衡状态 ；v(NO 2 ) (0.6 moL/L 0.2 mol/L)/10 min 0.04 mol L 1 min 1 。 (3) 利用 25 min 后
22、的物质 的 浓度变化 可知在 25 min 时 加 入了 NO 2 ， 其加入 的物质的量(1.0 mol/L 0.6 mol/L) 2 L 0.8 mol 。 (4) 假设平衡时 二氧化 氮的浓度为 0.8 mol/L ，则 此时Q 1.28K 0.9 ，平衡要 逆向移动， 使二氧 化氮的浓度降低， 所以平衡时二氧化 氮的浓度小于 0.8 mol/L 。 答案：(1)0.9 增大 (2)bd 0.04 mol L 1 min 1(3)0.8 mol NO 2(4) 小于 假设平衡时二氧 化氮的浓度为 0.8 mol/L ， 则此时Q 1.28K 0.9 ， 平衡要逆向移动 ，使二氧化 氮的浓
23、 度降低，所 以平衡 时二氧化氮 的 浓度小 于 0.8 mol/L 创 新 试题 教师 备 选 教学积 累 资源共享 备 选 理 由化学平 衡常数是近几年高 考必考的内容，本 题是对例题的补充 。 1 2013 贵 阳 模 拟 在 一 定 体 积 的 密 闭 容 器 中 ， 进 行 如 下 化 学 反 应 ： CO 2 (g) H 2 (g) CO(g) H 2 O(g) ， 其化学平 衡常数 K 和温 度 t 的关系如 表： t 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下 列问题： (1) 该反应 的化学平衡常数 表达式为K _ 。
24、(2) 该反应 为_反应( 选填“吸热 ”“放热 ”) 。 (3) 某温度 下，各物质的平 衡浓度符合下式： 3c(CO 2 ) c(H 2 ) 5c(CO) c(H 2 O) ， 试判断此时 的温度为_ 。 (4) 若 830 时，向容器中 充入 1 mol CO 、5 mol H 2 O ，反应达到 平衡 后，其 化学平衡常数K_1.0( 选填 “大于 ”“ 小于”或 “ 等于 ”) 。 (5)830 时 ， 容器中 的 反应 已 达到 平衡 。 在其 他 条件 不变 的 情况 下， 扩 大 容 器 的 体 积 。 平 衡_ 移动( 填 “ 向 正 反 应 方 向 ”“ 向 逆 反 应 方
25、 向”或 “不”) 。 (6) 若 1 200 时 ， 在某时 刻平衡体系中 CO 2 、H 2 、CO 、H 2 O 的 浓度分 别为 2 mol L 1 、2 mol L 1 、4 mol L 1 、4 mol L 1 ，则此时上述 反应的平 衡移动 方向为_( 填 “正反 应方向 ”“ 逆反应方向”或 “ 不移动 ”) 。 解题指 南： 解答本题时要 注意以下 3 点： (1) 根据K 随温度的变化可 判断正反应为吸热 反应还是放热反应 。 来源: 学科网 (2) 计算平 衡常数，然后与 表中所给数据对比 可判断反应的温 度。 (3) 根据Q c 与K 的 关系可 以确定平衡移动的 方向
26、。 解析：(1) 根据 反应方程 式 CO 2 (g) H 2 (g) CO(g) H 2 O(g) 可知， 该 反应的 平衡常数表达式 为K c CO c H 2 O c CO 2 c H 2 。 (2) 根据已 知题干中的表格 可知， 随着温度的 升高， 平衡常数逐 渐增大， 说明正 反应为吸热反应。 (3) 某 温 度 下 ， 各 物 质 的 平 衡 浓 度 有 如 下 关 系 3c(CO 2 ) c(H 2 ) 5c(CO) c(H 2 O) ， 根据平衡 常数表达式K c CO c H 2 O c CO 2 c H 2 可知 ， K 3/5 0.6 ， 平 衡 常 数 只 与 温 度
27、 有 关 ， 温 度 一 定 ， 平 衡 常 数 为 定 值 ， 所 以 此 时 对 应 的 温 度为 700 。 (4) 化 学 平 衡常 数只与 温 度有 关， 与反应 物 和生 成物 的浓度 无 关， 所以 只要 在 830 条件下，平 衡常数的数值都 为 1.0 。 (5)830 达 到 平衡， 扩 大容 器 的体 积的 瞬 间， 反 应物 和生 成 物的 浓度 都减小相同的倍数，根据平衡常数表达 式 K c CO c H 2 O c CO 2 c H 2 可知，反应物 和生成 物同时改变相同的 倍数，Q c K ，平衡 不发生移动。 (6)1 200 时Q c c CO c H 2
28、O c CO 2 c H 2 ， 将各物质的浓 度代入各 得Q c 4，而 此温度 下的平衡常数 为 2.6 ， 因为Q c K ， 所以平衡 向逆反应方向 移动。 来源:Zxxk.Com 答案：(1) c CO c H 2 O c CO 2 c H 2 (2) 吸热 (3)700 (4) 等于 (5) 不 (6) 逆反应 方向 讲评建 议： 讲评本题时强 调使用化学平衡常 数应注意的问题： (1) 化 学 平 衡常 数表达 式 中各 物质 的浓度 必 须是 平衡 状态下 的 浓度 ，不 能用任 一时刻的浓度值。 (2) 化学平 衡常数不表示反 应的快慢，即化学 反应速率快，K 值不一定 大。 (3) 使用催 化剂能改变化学 反应速率，但不会 改变平衡常数。 教 学 拾 贝1 书写平衡常数表达时： 一定要按照平衡常 数的定义去书写， 注意纯 固体或 液体不能出现在表 达式中。 2 利用 “ 三 段式 ”进行平 衡常数的计算时 ： 通常的思 路是写出 平衡方 程式， 列出相 关量( 起始量、 变化 量、 平衡量) ， 确定各 量之间的 关系， 列出 比例式 或等式或依据平衡 常数求解。
