1、考点五十 化学平衡常数1在某温度下，可逆反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为 K，下列说法正确的是（ ）A K 值越小，达到平衡时，反应物的转化率越大B K 值越大，达到平衡时，生成物的含量越大C 反应物的转化率越大，达到平衡时，K 值越大D 温度越高，达到平衡时，K 值越大【答案】B2某温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入 H2(g)和 CO2(g)，发生反应 H2(g)CO 2(g)H2O(g)CO(g)，其起始浓度如下表所示。测得平衡时甲中 H2的转化率是 60%。下列判断正确的是( )A 甲中达到平衡所需时间最短B 平衡时，反应的平衡常数 K=
2、 4/9C 平衡时，丙中 c(CO2) 是甲中的 2倍D 平衡时，乙和丙中 H2的转化率均是 60%【答案】C【解析】甲起始的浓度最小，所以反应最慢，达到平衡用的时间最长，选项 A错误。平衡时甲中 H2的转化率是 60%，可以计算出参加反应的 H2为 0.006mol/L平衡时的 H2为 0.004mol/L，进而得到平衡时的 CO2也是 0.004mol/L，生成的 H2O和 CO都是 0.006mol/L，反应的平衡常数为 ，选项 B错误。该反应为气体的物质的量不变的反应，恒容下，此类反应当投料比相等的时候是等效平衡态。题目中甲和丙的投料比相等（都是 1:1）所以是等效平衡，丙的投料量是甲
3、的两倍，所以平衡时所有物质的量浓度丙都是甲的两倍，选项 C正确。丙可以认为是在乙平衡的基础之上添加了 0.01 mol/L的 CO2，加入 CO2一定会提高 H2的转化率，所以丙中 H2的转化率一定大于乙，不可能出现乙和丙中 H2的转化率均是 60%，选项D错误。3温度为 T时，向 V L的密闭容器中充入一定量的 A和 B，发生的反应为 A(g)B(g) C(s)xD(g) H0，容器中 A、B、D 的物质的量浓度随时间的变化如表所示。下列说法不正确的是A 前 10 min的平均反应速率 v(D)0.3 molL 1 min1B 该反应的平衡常数表达式为 Kc(C)c 2(D)/c(A)c(B
4、)C 若达到平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡不移动D 反应至 15 min时，改变的条件可以是降低温度【答案】B4用 O2将 HCl转化为 Cl2，反应方程式为：4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g)+ 2Cl2(g) H0B 增大压强有利于加快合成反应的速率C 生产过程中，温度越高越有利于提高 CH3OH 的产率D 合成 CH3OH反应的平衡常数表达式是 K=【答案】C【解析】A项，根据图示升高温度 CH3OH的产率降低，反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) 向逆反应方向移动，H 1 0，升高温度 CO的产率增大，反应 CO2(g)+H2(g) C
5、O(g)+H2O(g)向正反应方向移动，H 2 0，正确；B 项，反应有气体参与，增大压强有利于加快合成反应的速率，正确；C 项，由图像可见，温度越高 CH3OH的产率越低，错误；D 项，根据化学平衡常数的概念，合成 CH3OH反应的平衡常数表达式是K= ，正确；答案选 C。6在一定温度下，改变反应物中 n(SO2)对反应 2SO2（g）+O 2（g） 2SO3(g) H0 的影响如图所示，下列说法正确的是A 反应 b、c 点均为平衡点，a 点未达平衡且向正反应方向进行B a、b、c 三点中，a 点时 SO2的转化率最高C 反应 a、b、c 点均为平衡点，b 点时 SO2的转化率最高D a、b
6、、c 三点的平衡常数 KbK cK a【答案】B7在 3个体积均为 1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO 2(g)2NO(g) 2NO2(g)S(s)。改变容器 I的反应温度，平衡时 c( NO2)与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是（ ）A 该反应的 H K3，p 2 2p3C v 1 3(SO2 ) D c 2 2c3， 2(SO3 )+ 3(SO2 )=1【答案】C10放热反应 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g)在温度 t1时达到平衡， c1(CO) c1(H2O)1.0 molL1 ，其平衡常数为 K1。升高反应体系的温度至 t2时，反应物的平衡浓度分别为 c2(C
7、O)和 c2(H2O)，平衡常数为 K2，则下列说法正确的是A K2和 K1的单位均为 molL1 B K2c2(H2O) D c1(CO)c2(CO)【答案】B11一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应 2SO2（g）+O 2（g）2SO3（g） （正反应放热） ，测得反应的相关数据如表：容器 1 容器 2 容器 3反应温度 T/K 700 700 800反应物投入量 2molSO2、1molO 2 4molSO3 2molSO2、1molO 2平衡 v 正 （SO 2）/molL -1s-1v1 v2 v3平衡 c（SO 3）/molL -1 c1 c2
8、c3平衡体系总压强 P/Pa P1 P2 P3物质的平衡转化率 1（SO 2） 2（SO 3） 3（SO 3）平衡常数 K K1 K2 K3下列说法正确的是（ ）A v1 v2，c 22c 1 B c 22c 3， 2（SO 3）+ 3（SO 2）1C v1 v3， 1（SO 2） 3（SO 2） D K 1K 3，P 22P 3【答案】BC12甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)2H 2O(g) CO2(g)2H 2(g) H0，有关实验数据如下表所示：起始量/mol 平衡量/mol容器 容积/L 温度/C(s) H2O(g) H2(g)平衡常数甲 2 T1 2.0 4.0 3.2 K1
9、乙 1 T2 1.0 2.0 1.2 K2下列说法正确的是( )A K112.8B T1” 、 “” 、 “” 、 “16 （1）常温下，在 200 mL氢氧化钡溶液中含有 110-3mol的钡离子，将此溶液与 pH3 的盐酸混合，使其混合溶液的 pH7，应取氢氧化钡溶液和盐酸的体积之比是_。（2）25时，利用 pH试纸测得 0.1molL-1醋酸溶液的 pH约为 3，则可以估算出醋酸的电离常数约为_；向 10mL此溶液中加入少量冰醋酸，忽略溶解过程中溶液温度和体积的微小变化，溶液中c（H ）/c（CH 3COOH）的值将_（填“增大” 、 “减小”或“无法确定” ） 。（3）电化学法是合成氨
10、的一种新方法，其原理如图所示，阴极的电极反应式是_。（4）废水中含氮化合物的处理方法有多种。 NaClO溶液可将废水中的 NH4+转化为 N2。若处理过程中产生 N2 0.672 L（标准状况） ，则需要消耗 0.3 molL-1的 NaClO溶液_L。 在微生物的作用下，NH 4+经过两步反应会转化为 NO3-，两步反应的能量变化如图所示。则 1 mol NH4+(aq)全部被氧化成 NO3-(aq)时放出的热量是_kJ。 用 H2催化还原法可降低水中 NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的 pH_（填“升高” 、 “降低”或“不变” ） 。（5）常温下，用 NaOH溶液作
11、 CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品 Na2CO3。若某次捕捉后得到 pH=10 的溶液，则溶液 c(CO32-)c(HCO 3-)=_。 常温下 K1(H2CO3)=4.410-7、 K 2(H2CO3)=510-11。【答案】1：1010 -5molL1 减小 N2+6H+6e- = 2NH30.3346升高 1：2 或 0.5，第二步热化学反应为 NO2- （aq）+0.5O 2（g）=NO 3- （aq）H=-73kJmol -1，由盖斯定律可知+得 1mol NH4+（aq）全部氧化成 NO3- （aq）的热化学方程式为 NH4+ （aq）+2O 2（g）=2H
12、 +（aq）+NO 3- （aq）+H 2O（l）H=-346 kJmol -1，即放出 346kJ的热量； H 2催化还原饮用水中 NO3-，反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环，则产物为水和氮气，该反应为 5H2+2NO3- N2+4H2O+2OH-，氢氧根离子浓度增大，则 pH升高；（5）若某次捕捉后得到 pH=10 的溶液，则溶液酸碱性主要决定 CO32-+ H2O HCO3-+ OH-，K=，c(CO 32-)c(HCO 3-)= 。17.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数 K的值。反应 大气固氮 N2(g)O
13、 2(g)2NO(g) 工业固氮 N2(g)3H 2(g)2NH3(g)温度/ 27 2 000 25 400 450平衡常数 K 3.841031 0.1 5108 0.507 0.152分析数据可知：大气固氮反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因：_。（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定 N2的平衡转化率在不同压强(p 1、p 2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是_(填“A”或“B”)；比较 p1、p 2的大小关系：_。.目前工业合成氨的原理是 N2(g)3H 2(g)2NH3(g)。（3）在一定温度下，将 1 m
14、ol N2和 3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为 2.8 mol。达平衡时，H 2的转化率 1_。已知平衡时，容器压强为 8 MPa，则平衡常 Kp_(用平衡分压代替浓度计算，分压总压物质的量分数)。【答案】吸热 K值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产 Ap2p 160%49/192或 0.255或0.2618甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，现在实验室模拟该反应并进行分析。（1）下图是该反应在不同温度下 CO的转化率随时间变
15、化的曲线。该反应的焓变 H_0(填“” 、 “”或“”)。T 1和 T2温度下的平衡常数大小关系是 K1_K2 (填 “” 、 “”或“”)。若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_。A升高温度 B将 CH3OH(g)从体系中分离C使用合适的催化剂 D充入 He，使体系总压强增大（2）在容积为 2 L的密闭容器中，由 CO2和 H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，如图所示下列说法正确的是_(填序号)；温度为 T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为 v(CH3OH)n A/tAmolL1 min1该反应在 T1时的平衡常数比 T2时的小 该反应为放热反应处于
16、A点的反应体系从 T1变到 T2，达到平衡时 增大（3）在 T1温度时，将 1 mol CO2和 3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若 CO2的转化率为 ，则容器内的压强与起始压强之比为_。【答案】B（2-）/2物质的量之比，即容器内的压强与起始压强之比等于(42)：4=(2) ：2。19 “一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如：CO 2、CO、CH 4、CH 3OH等）为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。以 CO2和 NH3为原料合成尿素是利用 CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应 I：2NH 3(g)+CO2(g) NH2C
17、OONH4(s) H 1=-159.47kJ/mol K1反应 II：NH 2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H 2=+72.49kJ/mol K2总反应：2NH 3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H 3 K3请回答：（1）总反应的H 3=_kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数 K3=_(用 K1、K 2表示)。一定温度下，在体积固定的密闭容器中按计量比进行反应 I，下列不能说明反应达平衡状态的是_。A混合气体的平均相对分子质量不再变化 B容器内气体总压强不再变化C2V 正 (NH3)=V 逆 (CO2) D容器内混合气体的密度不再变化环
18、境为真空时，在一敞开容器（非密闭容器）中加入 NH2COONH4固体，足够长时间后，反应是否建立平衡状态? _（填“是”或“否” ） 。（2）在体积可变的恒压 (P 总 ) 密闭容器中充入 1 mol CO2 与足量的碳，让其发生反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g) H0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。T时，达平衡后向容器中若充入稀有气体，v (正) _v(逆) (填“” “v(逆)，2min 后 v(正)v(逆)（2）碳与水蒸气反应制取 H2的相关反应如下：:C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol:CO(g)+H 2O(g)=
19、CO2(g)+H2(g) H= - 43kJ/mol:CaO(s)+CO 2(g)=CaCO3(s) H= - 178.3kJ/mol计算反应 C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)的H=_kJ/mol；若 K1、K 2、K 3分别为反应、的平衡常数，该平衡常数 K=_(用 K1、K 2、K 3表示)。对于可逆反应 C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3 (s)+2H2(g)，采取以下措施可以提高 H2产率的是_。(填字母)A降低体系的温度 B压缩容器的体积 C增加 CaO的量 D选用适当的催化剂【答案】B-90.3K 1K2K3A21工业上一般在恒
20、容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g) H（1）根据图 1请写出合成甲醇的热化学方程式_(热量用 E1、E 2或 E3表示)。（2）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如上图 2。t 1时改变了某种条件，改变的条件可能是_。（3）判断反应达到平衡状态的依据是_(填字母序号)。A2v(H 2)(逆) =v(CO)(正)B混合气体的密度不变C混合气体的平均相对分子质量不变DCH 3OH、CO、H 2的浓度都不再发生变化E容器内 CO、H 2、CH 3OH的浓度之比为 1:2:1（4）在一定温度下，若将 4a mol H2和 2amol CO放入 2L的密闭
21、容器中，充分反应后测得 CO的转化率为50，则该反应的平衡常数为_。若此时再向该容器中投入 a mol CO、2amol H2和 amol CH3OH，判断平衡移动的方向是_(“正向移动” “逆向移动”或“不移动”)；与原平衡相比，CO的物质的量浓度_(填“增大” 、 “不变”或“减小”)。【答案】CO(g)+2H 2(g) CH3OH(g)H=(E 1E 3)或(E 3E 1)kJmol-1加压、等倍增加反应物和生成物、增加甲醇浓度、升高温度、使用催化剂等 CD1/a2正向移动增大；若此时再向该容器中投入 amolCO、2amolH 2和 amolCH3OH ,浓度为 c(CO)= 0.5amol/L+0.5amol/L=amol/L;c=(H2)=amol/L+amol/L=2amol/L ,c(CH3OH)=0.5amol/L+0.5amol/L=amol/L ,浓度商 Q=a/a (2a)2=1/4a21/a2,所以平衡正向移动,平衡时 CO浓度增大。因此，本题正确答案是: 1/a2;正向移动;增大。
