1、学生用书 P279(单独成册)一、选择题1下列有关化学平衡常数的描述中正确的是( )A化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B相同温度下，反应 AB C 与反应 CAB 的化学平衡常数相同C反应 2SO2(g)O 2(g)2SO3(g) H0 3B其他条件不变，升高温度，溶液中 c(I )减小 3C该反应的平衡常数表达式为 KD25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡常数 K 小于 689解析：选 B。选项 A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，Hv(逆)D80 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解析
2、：选 C。根据表格所示， 温度升高平衡常数减小，则该反应为放热反应，A 项正确；25 时，K 210 5 ，B 项正确；c4（CO）cNi（CO）4 15104Qc 82，反应逆向进行，故 v(正)0，T 1 温度下的部分实验数据：t(s) 0 500 1 000 1 500c(N2O5)(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50下列说法不正确的是( )A500 s 内 N2O5 分解速率为 2.96103 mol/(Ls)BT 1 温度下的平衡常数为 K1125，1 000 s 时 N2O5 的转化率为 50%C其他条件不变时，T 2 温度下反应到 1 000 s 时测得 N2O
3、5 浓度为 2.98 mol/L，则T1K3，则 T1T3解析：选 C。v(N 2O5) 2.9610 3 mol/(Ls)，A 正确；1 000 s（5.00 3.52） mol/L500 s后 N2O5 的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式：2N2O5(g)4NO2(g) O 2(g)起始(mol/L) 5.00 0 0转化(mol/L) 2.50 5.00 1.25平衡(mol/L) 2.50 5.00 1.25则 K 125，(N 2O5)c4（NO2）c（O2）c2（N2O5） （5.00）41.25（2.50）2 100%50%，B 正确；1 000 s 时，T 2 温
4、度下的 N2O5 浓度大于 T1 温度下的2.50 mol/L5.00 mol/LN2O5 浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应 ，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即 T2K3，则T1T3， D 正确。二、非选择题11.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 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
5、”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是 。(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(p1、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 mol 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，则平衡常数 Kp (用平衡分压代
6、替浓度计算，分压总压物质的量分数) 。解析：.(1)由表中数据可知随温度从 27 升高到 2 000 ，K 值增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应；大气固氮的 K 值小，转化率低。(2)工业固氮，随温度升高，K 值减小，平衡向逆反应方向移动 ，N 2 的转化率降低，所以图 A 正确。取相同的温度，p 1p 2，N 2 的转化率升高 ，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增大，p 2p 1。.(3)设达到平衡时，反应的 N2 的物质的量为 a mol，列三段式：N23H 22NH3n(始)/mol 1 3 0n(变)/mol a 3a 2an(平)/mol
7、 1a 33a 2a有(1a) (3 3a)2a2.8，解得 a0.6，H 2 的转化率( 1)为100%60%，N 2 的平衡分压为( 8) MPa，H 2、NH 3 的平衡分压均为（30.6） mol3 mol 17( 8) MPa，K p 。37 p2（NH3）p（N2）p3（H2） 49192答案：.(1)吸热 大气固氮的 K 值小，正向进行的程度小(或转化率低) ，不适合大规模生产 (2)A p 2p 1.(3)60% (或 0.255 或 0.26)4919212二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和有机合成中的催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为 2MnCO3O 22Mn
8、O22CO 2。经研究发现该反应过程为MnCO 3MnOCO 2，2MnO O 2=2MnO2。回答下列问题：(1)某温度下该平衡体系的压强为 p，CO 2、O 2 的物质的量分别为 n1 和 n2，用平衡分压代替平衡浓度，写出碳酸锰热分解反应的平衡常数表达式 K (分压总压物质的量分数) ； K 与反应、的平衡常数 K1、K 2 的关系为 。(2)反应在低温下能自发进行，则其 H (填“”“”或“”)0。(3)某科研小组对碳酸锰热分解法制二氧化锰的条件( 焙烧温度和气氛)进行了研究，结果如图所示。该制备反应合适的焙烧温度为 ，合适的水分含量条件为 。解析：(1)平衡常数表达式 K ，p(CO
9、 2) ，p(O 2) ，代入可得p2（CO2）p（O2） pn1n1 n2 pn2n1 n2K 。反应 2MnCO3O 22MnO22CO 2 可由反应 2反应得到，所以 K 与K1、K 2 的关系为 KK K2。21(2)反应是熵减少的反应，S0，根据 GH TS，在低温下能自发进行，只有H0 才能使 G0，反应自发进行。(3)由题图 2 分析，在 350 左右碳酸锰转化率比较高。由题图 3 可知水分含量在 30%左右碳酸锰转化率比较高。答案：(1) K K K2 (2)21(3)350 水分含量为 30%(或 20%40%都正确)13研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义
10、。升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g) N2O2(g)(快)v1 正 k 1 正 c2(NO) v 1 逆 k 1 逆 c(N2O2) H10 N 2O2(g)O 2(g)2NO2(g)(慢)v2 正 k 2 正 c(N2O2)c(O2) v 2 逆 k 2 逆 c2(NO2) H 20请回答下列问题：(1)反应 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)的 H (用 H1 和 H2 表示)。一定温度下，反应
11、 2NO(g) O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，写出 k1 正 、k 1 逆 、k 2 正 、k 2 逆 表示的平衡常数表达式 K ，升高温度， K 值 (填“增大” “减小 ”或“不变”)。(2)决定 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)反应速率的是反应。反应的活化能 E1 与反应的活化能 E2 的大小关系为 E1 (填“” “”或“”)E 2。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是 。Ak 2 正 增大，c(N 2O2)增大Bk 2 正 减小， c(N2O2)减小Ck 2 正 增大， c(N2O2)减小Dk 2 正 减小，c(N 2O2)增大由实验数据得到 v2 正 c(
12、O 2)的关系可用如图表示。当 x 点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 (填字母) 。解析：(1)2NO(g) N2O2(g) H 10，N 2O2(g)O 2(g)2NO2(g) H20，根据盖斯定律，由得：2NO(g)O 2(g)2NO2(g) HH 1 H2；2NO(g)O 2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数 K ，平衡时，c2（NO2）c2（NO）c（O2） v2逆k2逆 k1正v1正 v1逆 k2正k1逆 v2正v2 正 v 2 逆 ，v 1 正 v 1 逆 ，因此 K ；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应k1正 k2正k2逆 k1逆方向移动，K
13、值减小。(2)反应的活化能越小，反应速率越快，决定 2NO(g)O 2(g)2NO2(g)反应速率的是反应，反应速率较慢，活化能较大 ，即 E1E 2。根据速率方程，A 项，k 2 正 增大，c(N 2O2)增大，v 2 正 增大，与题意不符，错误；B 项，k 2 正 减小，c(N2O2)减小，v 2 正 减小，与题意相符，正确；C 项，k 2 正 增大，c(N 2O2)减小，v 2 正 的变化无法判断，与题意不符，错误；D 项，k 2 正 减小，c(N 2O2)增大，v 2 正 的变化无法判断，与题意不符，错误。根据上述分析，升高温度，v 2 正 减小，平衡向逆反应方向移动，c(O 2)增大
14、，因此当 x 点升高到某一温度时，c(O 2)增大，v 2 正 减小，符合条件的为点 a。答案：(1) H1H 2 减小 (2) B ak1正 k2正k2逆 k1逆14工业合成氨反应为 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)，对其研究如下：催 化 剂 高 温 、高 压(1)已知 HH 键的键能为 436 kJmol1 ，NH 键的键能为 391 kJmol1 ，NN 键的键能是 945.6 kJmol1 ，则上述反应的 H 。(2)上述反应的平衡常数 K 的表达式为 。若反应方程式改写为 N2(g) H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数 K1 (用12 32K 表示)。(3)在 77
15、3 K 时，分别将 2 mol N2 和 6 mol H2 充入一个固定容积为 1 L 的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中 n(H2)、n(NH 3)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 5 10 15 20 25 30n(H2)/mol 6.00 4.50 3.60 3.30 3.03 3.00 3.00n(NH3)/mol 0 1.00 1.60 1.80 1.98 2.00 2.00该温度下，若向同容积的另一容器中投入的 N2、H 2、NH 3 的浓度分别为 3 molL 1、3 molL 1 、3 molL 1 ，则此时 v 正 (填“大于” “小于”或“等于”)v 逆
16、 。由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t 的曲线是 。在此温度下，若起始充入 4 mol N2 和 12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示 c(H2)t的曲线上相应的点为 。解析：(1)根据 HE (反应物的总键能)E( 生成物的总键能)，知 H945.6 kJmol1 436 kJmol 1 3391 kJmol 1 692.4 kJmol 1 。(2)该反应的平衡常数 K ，K 1 c2（NH3）c（N2）c3（H2） c（NH3）c12 （N2）c32 （H2）c2（NH3）c（N2）c3（H2）K 。12 12 (3)该温度下，25
17、min 时反应处于平衡状态，平衡时 c(N2)1 molL1 、c(H 2)3 molL 1、c(NH 3)2 molL1 ，则 K 。在该温度下，若向同容积的另一容器22133 427中投入的 N2、H 2 和 NH3 的浓度均为 3 molL1 ，则Qc K ，反应向正反应方向进行，故 v 正 大于 v 逆 ；起始充c2（NH3）c（N2）c3（H2） 32333 19入 4 mol N2 和 12 mol H2，相当于将充入 2 mol N2 和 6 mol H2 的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时 c(H2)6 molL1 ，而 “压缩”后压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，故平衡时 3 molL1 c(H 2)6 molL1 ，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为 B。答案：(1)92.4 kJmol 1 (2)K K (或 ) (3)大于 乙 Bc2（NH3）c（N2）c3（H2） 12 K
