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第3课时 化学平衡常数基础巩固1下列关于平衡常数K的说法中正确的是 A.平衡常数K只与反应本身及温度有关B.改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数KC.加入催化剂能改变平衡常数KD.平衡常数K只与温度有关与反应的本身及浓度、压强无关答案A2关于反应Cs+H2OgCOg+H2g的平衡常数的书写形式正确的是 A.K=B.K=C.K=D.K=答案C3在一定温度下的密闭容器中加入1molCO和1molH2O发生反应:COg+H2OgCO2g+H2g达到平衡时测得nH2为
0.5mol下列说法不正确的是 A.在该温度下平衡常数K=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的转化率为50%D.其他条件不变改变压强平衡不移动答案B4一定条件下固定容积的密闭容器中CO和H2反应生成甲醇:COg+2H2gCH3OHg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下列判断正确的是 A.T1T2B.该反应的ΔH0C.T1时的平衡常数K1T2时的平衡常数K2D.T1时的平衡常数K1T2时的平衡常数K2答案C5下列关于平衡常数的说法正确的是 A.在平衡常数表达式中反应物浓度用起始浓度生成物浓度用平衡浓度B.在任何条件下化学平衡常数都是一个恒定值C.对于放热反应升高温度K值增大反应物的转化率增大D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度解析A项在平衡常数表达式中反应物、生成物的浓度均为平衡浓度;B项平衡常数与温度有关温度改变平衡常数随之改变;C项对于放热反应升高温度平衡逆向移动K值减小反应物转化率减小答案D6低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物发生的化学反应为:2NH3g+NOg+NO2g2N2g+3H2Og ΔH0在恒容的密闭容器中下列有关说法正确的是 A.平衡时其他条件不变升高温度可使该反应的平衡常数增大B.平衡时其他条件不变增加NH3的浓度废气中氮氧化物的转化率减小C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时反应达到平衡D.其他条件不变使用高效催化剂废气中氮氧化物的转化率增大解析A项因该反应为放热反应故升高温度平衡常数减小A错;B项增大一种反应物浓度另外一种反应物的转化率必增大B错;使用催化剂化学平衡不移动转化率不变D错答案C7某温度下反应SO2g+O2gSO3g的平衡常数K1=50在同一温度下反应2SO3g2SO2g+O2g的平衡常数K2的值为 A.2500B.100C.4×10-4D.2×10-2解析K2==4×10-4答案C8某温度下H2g+CO2gH2Og+COg的平衡常数K=该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中投入H2g和CO2g其起始浓度如下表所示下列判断不正确的是 A.平衡时乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时丙中cCO2是甲中的2倍是
0.012mol·L-1D.反应开始时丙中的反应速率最快甲中的反应速率最慢解析依三段式: H2g +CO2gH2Og+COg甲始态/mol·L-1:
0.
0100.01000甲反应/mol·L-1:xxxx甲终态/mol·L-1:
0.010-x
0.010-xxx所以x=
0.006甲中H2的转化率为60%乙相当于在甲的基础上又充入了H2CO2的转化率增大A正确;丙相当于在甲的基础上加压平衡不移动丙中CO2的浓度是甲中CO2浓度的2倍甲平衡时CO2浓度为
0.004mol·L-1B正确、C错误;B、C也可以用三段式来求解;由浓度可知D正确答案C9已知下列反应的平衡常数: H2g+SsH2Sg K1Ss+O2gSO2g K2则反应H2g+SO2gO2g+H2Sg的平衡常数是 A.K1+K2B.K1-K2C.K1·K2D.解析H2g+SsH2Sg其平衡常数K1=而Ss+O2gSO2g其平衡常数K2=则反应H2g+SO2gO2g+H2Sg的平衡常数K=答案D10在25℃时密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:下列说法错误的是 A.反应达到平衡时X的转化率为50%B.反应可表示为X+3Y2Z其平衡常数为1600C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动平衡常数增大D.改变温度可以改变此反应的平衡常数解析题中有一明显的错误就是C选项增大压强不可能使平衡常数增大其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识关键是根据表中数据
0.1-
0.05∶
0.2-
0.05∶
0.1-0=1∶3∶2可推导出:X+3Y2Z答案C11已知2SO2g+O2g2SO3gΔH=-197kJ·mol-1向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:甲2molSO2和1molO2;乙1molSO2和
0.5molO2;丙2molSO3恒温、恒容下反应达平衡时下列关系一定正确的是 A.容器内压强p:p甲=p丙2p乙B.SO3的质量m:m甲=m丙2m乙C.cSO2与cO2之比k:k甲=k丙k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙2Q乙解析甲和丙达到的平衡是等效平衡所以压强p甲=p丙SO3的质量m甲=m丙乙可看作是甲达到平衡后取出一半物质浓度变为原来的压强降为原来的后形成的平衡向气体增多的方向移动压强在减小后的基础上增大SO3的量减小所以2p乙p甲SO3质量2m乙m甲A错误B正确;在三个过程中甲、乙中SO2和O2投料比为2∶1又按照2∶1反应而丙中SO2和O2按2∶1生成所以三者达平衡时SO2和O2的浓度比均为2∶1C错误;甲和丙达平衡时生成的SO3和分解的SO3物质的量不一定相等所以吸放热数值不一定相等D错误答案B12830K时在密闭容器中发生下列可逆反应:COg+H2OgCO2g+H2g ΔH0试回答下列问题:1若起始时cCO=2mol·L-1cH2O=3mol·L-14s后达到平衡此时CO的转化率为60%则在该温度下该反应的平衡常数K= 用H2O表示的化学反应速率为 2在相同温度下若起始时cCO=1mol·L-1cH2O=2mol·L-1反应进行一段时间后测得H2的浓度为
0.5mol·L-1则此时该反应是否达到平衡状态 填“是”或“否”此时v正 填“大于”“小于”或“等于”v逆 3若降低温度该反应的K值可能为 a.1 b.2 c.
0.5答案11
0.3mol·L-1·s-1 2否 大于 3b13铁和铝是两种重要的金属它们的单质及化合物有着各自的性质1在一定温度下氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:Fe2O3s+3COg2Fes+3CO2g
①反应的平衡常数表达式为K=
②该温度下在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体则10min内CO2的平均反应速率为
0.015mol·L-1·min-110min后生成了单质铁 g 2可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是 A.CO的生成速率与CO2的生成速率相等B.CO生成速率与CO2消耗速率相等C.CO的质量不变D.体系的压强不再发生变化E.气体密度不再变化解析1
①固体、纯液体的浓度可看作常数所以K中不出现Fe2O3s和FesK=;
②10min内生成CO2的物质的量为
0.015mol·L-1·min-1×10min×2L=
0.3mol由以下关系式:2Fe ~ 3CO22mol3mol
0.2mol
0.3molmFe=
0.2mol×56g·mol-1=
11.2g2CO生成速率为逆反应速率CO2生成速率为正反应速率且CO、CO2前计量数相等则v正CO2=v逆CO达到化学平衡;v生成CO=v逆COv消耗CO2=v逆CO2无法说明是否达到化学平衡;mCO不变则nCO不变nCO不变反应达到平衡;该反应是气体体积不变的反应反应任意时刻体系的压强均相同;ρ=当m气体不变时反应即达到平衡达到平衡时ρ不再变化答案1
①
②
11.2 2ACE能力提升★12017天津理综常压下羰基化法精炼镍的原理为:Nis+4COgNiCO4g230℃时该反应的平衡常数K=2×10-5已知:NiCO4的沸点为
42.2℃固体杂质不参与反应第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态NiCO4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来加热至230℃制得高纯镍下列判断正确的是 A.增加cCO平衡向正向移动反应的平衡常数增大B.第一阶段在30℃和50℃两者之间选择反应温度选50℃C.第二阶段NiCO4分解率较低D.该反应达到平衡时v生成[NiCO4]=4v生成CO解析对于一个确定的化学反应平衡常数K只受温度影响故A项错;产物NiCO4为气体而NiCO4的沸点为
42.2℃故选50℃B项正确;在第二阶段NiCO4的分解平衡常数K=5×104分解率较大C项错;达到化学平衡时故D项错答案B22016天津理综节选改编双选在恒温恒容的密闭容器中某储氢反应:MHxs+yH2gMHx+2ysΔH0达到化学平衡下列有关叙述正确的是 A.达到化学平衡后容器内气体压强保持不变B.吸收ymolH2只需1molMHxC.若降温该反应的平衡常数增大D.若向容器内通入少量氢气则v放氢v吸氢解析该反应正向移动属于气体的物质的量减小的放热反应A项气体压强不变表明气体物质的量不变达到平衡正确;B项该反应为可逆反应吸收ymolH2则需MHx大于1mol错误;C项该反应是放热反应降温平衡向正反应方向移动平衡常数增大正确;D项通入H2相当于加压平衡正向移动v放氢v吸氢错误答案AC3人体血液内的血红蛋白Hb易与O2结合生成HbO2因此具有输氧能力CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO37℃时该反应的平衡常数K=220HbCO的浓度达到HbO2浓度的2%时会使人智力受损据此下列结论错误的是 A.CO与HbO2反应的平衡常数K=B.人体吸入的CO越多与血红蛋白结合的O2越少C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于
0.02时人的智力才会受损D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒其原理是使上述平衡逆向移动答案C4在10L恒容密闭容器中充入Xg和Yg发生反应Xg+YgMg+Ng所得实验数据如下表:下列说法正确的是 A.实验
①中若5min时测得nM=
0.050mol则0至5min时间内用N表示的平均反应速率vN=
1.0×10-2mol·L-1·min-1B.实验
②中该反应的平衡常数K=
2.0C.实验
③中达到平衡时X的转化率为60%D.实验
④中达到平衡时b
0.060解析
①中5min时生成M
0.05mol则生成N也是
0.05molvN==
1.0×10-3mol·L-1·min-1A错误;
②中平衡时nM=
0.080mol则生成N
0.080mol消耗X、Y的物质的量分别为
0.080mol、
0.080mol因此平衡时容器中有X
0.02mol、有Y
0.32mol其平衡常数K==1B错误;
③中反应温度与
②相同则平衡常数也相同K=1则有=1a=
0.12即参加反应的X的物质的量为
0.12mol其转化率为×100%=60%C正确;
①的平衡常数为1所以该反应的正反应为放热反应若
④的反应在800℃时进行则有=1b=
0.060升高温度平衡向逆反应方向移动因此在900℃进行至平衡时b
0.060D错误答案C5I2在KI溶液中存在下列平衡:I2aq+I-aqaq某I
2、KI混合溶液中的物质的量浓度[c]与温度T的关系如图所示曲线上任何一点都表示平衡状态下列说法正确的是 A.反应I2aq+I-aqaq的ΔH0B.若温度为T
1、T2反应的平衡常数分别为K
1、K2则K1K2C.若反应进行到状态D时一定有v正v逆D.状态A与状态B相比状态A的cI2大解析由图可知随温度升高c浓度减小平衡逆向移动说明正反应放热即ΔH0A项错误;同理可推出升温K值减小即K1K2D点没有平衡c偏小要向A点移动即反应要向右进行所以此时v正v逆C项错误;由图知c:状态A状态B则cI2为:状态A状态B所以D项错误答案B★62017全国Ⅰ节选H2S与CO2在高温下发生反应:H2Sg+CO2gCOSg+H2Og在610K时将
0.10molCO2与
0.40molH2S充入
2.5L的空钢瓶中反应平衡后水的物质的量分数为
0.021H2S的平衡转化率α1= %反应平衡常数K= 2在620K重复实验平衡后水的物质的量分数为
0.03H2S的转化率α2 α1该反应的ΔH 0填“”“”或“=” 3向反应器中再分别充入下列气体能使H2S转化率增大的是 填标号 A.H2SB.CO2C.COSD.N2解析1考查转化率和平衡常数依据“三段式”解决设H2S转化了xmol H2Sg+CO2gCOSg+H2Og起始/mol
0.
40.1转化/molxxxx平衡/mol
0.4-x
0.1-xxx由题意可知平衡后水的物质的量分数为
0.02即=
0.02x=
0.01则α1H2S=×100%=
2.5%平衡常数K===
2.8×10-32升高温度平衡后水的物质的量分数增大即平衡正向移动则H2S的转化率增大升高温度平衡向吸热反应方向移动则正反应为吸热反应ΔH03增大反应物中一种物质的百分含量其自身的转化率降低而另外一种反应物的转化率增大因此选B加入COS时平衡逆向移动H2S的转化率减小;加入N2平衡不移动H2S的转化率不变答案
12.5
2.8×10-3 2 3B72016全国Ⅲ节选在不同温度下NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示1由图分析可知反应温度升高脱硫、脱硝反应的平衡常数均 填“增大”“不变”或“减小” 2反应Cl+2S2S+Cl-的平衡常数K表达式为 解析1由图示可知温度升高SO2和NO的平衡分压增大说明升温平衡逆向移动因此升高温度反应的平衡常数减小2根据反应方程式Cl+2S2S+Cl-可知化学平衡常数表达式为K=答案1减小2K=8Bodensteins研究了下列反应:2HIgH2g+I2g在716K时气体混合物中碘化氢的物质的量分数xHI与反应时间t的关系如下表:1根据上述实验结果该反应的平衡常数K的计算式为 2上述反应中正反应速率为v正=k正x2HI逆反应速率为v逆=k逆xH2xI2其中k正、k逆为速率常数则k逆为 以K和k正表示若k正=
0.0027min-1在t=40min时v正= min-1 3由上述实验数据计算得到v正~xHI和v逆~xH2的关系可用下图表示当升高到某一温度时反应重新达到平衡相应的点分别为 填字母 解析1由表中数据可知120min时反应达到平衡根据反应可知:xHI=
0.784xH2=xI2=
0.108将数据代入平衡常数表达式:K=2因为v逆=k逆xH2xI2则k逆=[因为平衡状态时v逆=v正]k逆=在t=40min时由表中数据可知xHI=
0.85若k正=
0.0027min-1代入公式:v正=k正x2HI=
0.0027min-1×
0.852=
1.95×10-3min-13升高温度平衡:2HIgH2g+I2g ΔH=+11kJ·mol-1向正向移动且正、逆速率均增大xHI减小xH2增大;故xHI对应的平衡点为A点;xH2对应的平衡点为E点答案1 2
1.95×10-3 3AE★92017全国Ⅲ砷As是第四周期ⅤA族元素可以形成As2S
3、As2O
5、H3AsO
3、H3AsO4等化合物有着广泛的用途回答下列问题:1画出砷的原子结构示意图 2工业上常将含砷废渣主要成分为As2S3制成浆状通入O2氧化生成H3AsO4和单质硫写出发生反应的化学方程式 该反应需要在加压下进行原因是 3已知:Ass+H2g+2O2gH3AsO4s ΔH1H2g+O2gH2OlΔH22Ass+O2gAs2O5sΔH3则反应As2O5s+3H2Ol2H3AsO4s的ΔH= 4298K时将20mL3xmol·L-1Na3AsO
3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合发生反应:Asaq+I2aq+2OH-aqAsaq+2I-aq+H2Ol溶液中cAs与反应时间t的关系如图所示
①下列可判断反应达到平衡的是 填标号 a.溶液的pH不再变化b.vI-=2vAsc.cAs/cAs不再变化d.cI-=ymol·L-1
②tm时v正 v逆填“大于”“小于”或“等于”
③tm时v逆 tn时v逆填“大于”“小于”或“等于”理由是
④若平衡时溶液的pH=14则该反应的平衡常数K为 答案1+3322As2S3+5O2+6H2O4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度提高As2S3的转化速率32ΔH1-3ΔH2-ΔH34
①a、c
②大于
③小于 tm时生成物浓度较低
④mol·L-1-1起始浓度甲乙丙cH2/mol·L-
10.
0100.
0200.020cCO2/mol·L-
10.
0100.
0100.020物质XYZ初始浓度/mol·L-
10.
10.20平衡浓度/mol·L-
10.
050.
050.1实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/molnXnYnM
①
7000.
400.
100.090
②
8000.
100.
400.080
③
8000.
200.30a
④
9000.
100.15bt/min020406080120xHI
10.
910.
850.
8150.
7950.784xHI
00.
600.
730.
7730.
7800.784。