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1、第二章第三節(jié)第3課時(shí) 一、選擇題1下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說(shuō)法中,正確的是()平衡常數(shù)K只與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)改變反應(yīng)物濃度或生成物濃度都會(huì)改變平衡常數(shù)K加入催化劑不改變平衡常數(shù)K平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),與反應(yīng)的本身及濃度、壓強(qiáng)無(wú)關(guān)ABC D解析:平衡常數(shù)K是一個(gè)溫度函數(shù),只與反應(yīng)本身及溫度有關(guān),催化劑不能改變化學(xué)平衡,故加入催化劑不改變平衡常數(shù)K。答案:D2(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)一定條件下,固定容積的密閉容器中,CO和H2反應(yīng)生成甲醇:CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。下列判斷正確的是()AT1T2B該反應(yīng)的H0CT1時(shí)的平衡常數(shù)K1
2、T2時(shí)的平衡常數(shù)K2DT1時(shí)的平衡常數(shù)K1T1;B項(xiàng),T1到T2為升溫的過(guò)程,CO的轉(zhuǎn)化率降低,即該反應(yīng)的HK2。答案:C3一定溫度下,在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表(表中t2t1)。反應(yīng)時(shí)間/min0t1t2n(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/mol0n(H2)mol0下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)在t1 min內(nèi)的平均速率為v(H2)molL1min1B平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為%C該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1D其他條件不變,若起始時(shí)n(CO) mol,n(H2O) mol,則平衡時(shí)n(CO2) mol解析:根據(jù)化學(xué)方程式
3、可知在t1 min內(nèi)生成 mol H2,因此在t1 min內(nèi)的平均速率為v(H2) molL1min1,故A錯(cuò)誤。根據(jù)化學(xué)方程式可知t1 min、t2 min時(shí)均有n(CO) mol,n(H2O) mol,n(CO2)n(H2) mol,故表格中t1 min、t2 min時(shí)的數(shù)據(jù)均為平衡時(shí)的物質(zhì)的量。據(jù)此可求出CO平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率為100%。故B錯(cuò)誤。由于該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),將平衡時(shí)的物質(zhì)的量代入平衡常數(shù)表達(dá)式,可計(jì)算出反應(yīng)的平衡常數(shù)為1,C正確。根據(jù)平衡常數(shù)值可計(jì)算出D項(xiàng)中平衡時(shí)n(CO2) mol,故D錯(cuò)誤。答案:C4(2015江西八校聯(lián)考)在溫度T1和T2(已知T2T1)
4、下,X2(g)和H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如下表:化學(xué)方程式K(T1)K(T2)F2H22HF10361032Cl2H22HCl10121011Br2H22HBr107106I2H22HI4334僅依據(jù)K的變化,隨著鹵素原子序數(shù)的遞增,下列推斷不正確的是()AX2與H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱BHX的穩(wěn)定性逐漸減弱CHX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng)D在相同條件下,平衡時(shí)X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低解析:本題考查化學(xué)平衡和鹵素原子的遞變規(guī)律,意在考查考生分析問(wèn)題的能力。由表中數(shù)據(jù)可知,對(duì)于同一反應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越小,這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng),C項(xiàng)正確;同一溫度下,隨著鹵
5、素原子序數(shù)的遞增,K遞減,說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行的程度依次減小,平衡時(shí)X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低,HX的穩(wěn)定性逐漸減弱,B、D項(xiàng)正確;不能依據(jù)K的變化判斷反應(yīng)的劇烈程度,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:A51000 時(shí),F(xiàn)eO(s)H2Fe(s)H2O,K。欲使容器中有 mol FeO被還原,反應(yīng)前容器中應(yīng)充入a mol H2。則a的值最接近()A BC D解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)分析,涉及化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí),意在考查考生的分析能力與計(jì)算能力。1000 時(shí),水是氣態(tài)。當(dāng)容器中有 mol FeO被還原時(shí),有 mol H2參與反應(yīng),生成 mol H2O。設(shè)容器容積為V L,則平衡時(shí)c(H2O)1/V mol/L,c
6、(H2)(a1)/V mol/L。Kc(H2O)/c(H2),解得a,C選項(xiàng)正確。答案:C6(2015甘肅部分高中第一次聯(lián)考)等物質(zhì)的量的X(g)與Y(g)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X(g)2Y(g)3Z(g)Q(s)H0,下列敘述正確的是()A當(dāng)容器中X與Y的物質(zhì)的量之比滿足12時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡B達(dá)到平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為25%,則平衡常數(shù)K為9/4C達(dá)到平衡后,反應(yīng)速率2v正(Y)3v逆(Z)D達(dá)到平衡后,加入Q,平衡逆向移動(dòng)解析:反應(yīng)中X、Y按照物質(zhì)的量之比12進(jìn)行反應(yīng),而容器中兩者物質(zhì)的量之比為12時(shí)不一定達(dá)到平衡,A項(xiàng)錯(cuò)誤;設(shè)X、Y起始的物質(zhì)的量都為1 mol,容器的體積為VL,達(dá)到平衡時(shí)X的
7、物質(zhì)的量是1 mol(125%) mol,消耗X的物質(zhì)的量是 mol,則Y的物質(zhì)的量為1 mol mol2 mol,生成Z的物質(zhì)的量為 mol3 mol,則平衡常數(shù)K,B項(xiàng)正確;達(dá)到平衡后3v正(Y)2v逆(Z),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Q為固體,加入Q后平衡不移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B7一定溫度下,在容積為1 L的密閉容器中,存在如下關(guān)系:xH2O(g)(H2O)x(g),反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖。下列說(shuō)法不正確的是()Ax3B該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.125 L2/mol2C平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是33.3 g/molDt1時(shí)刻,保持溫度不變,再充入1 mol H2O(g
8、),重新達(dá)到平衡時(shí),將增大解析:本題以化學(xué)平衡圖像為載體考查化學(xué)平衡的移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)以及化學(xué)平衡的計(jì)算,意在考查考生的分析能力和判斷能力。根據(jù)圖像可得如下關(guān)系:xH2O(g)(H2O)x(g)起始 5 mol 0 mol轉(zhuǎn)化 3 mol 1 mol平衡 2 mol 1 mol化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于參加反應(yīng)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比,則x3,A項(xiàng)正確;該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.125 L2/mol2,B項(xiàng)正確;平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量30 g/mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤;t1時(shí)刻,保持溫變不變,再充入1 mol水蒸氣,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡右移,重新達(dá)到平衡時(shí),將增大,D項(xiàng)正確。答案:C8(2
9、015試題調(diào)研)已知在25時(shí),下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:N2(g)O2(g)2NO(g)K1110302H2(g)O2(g)2H2O(g)K2210812CO2(g)2CO(g)O2(g)K41092下列說(shuō)法正確的是()ANO分解反應(yīng)NO(g)N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)為11030B根據(jù)K2的值可以判斷常溫下H2和O2很容易反應(yīng)生成H2OC常溫下,NO、H2O、CO2三種物質(zhì)分解放出O2的傾向順序?yàn)镹OH2OCO2D溫度升高,上述三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)均增大解析:A中此反應(yīng)的平衡常數(shù)K1015;B中K2與反應(yīng)條件無(wú)關(guān),實(shí)際上常溫下H2和O2不易反應(yīng);C中通過(guò)分解方向的平衡常數(shù)大小分析分解放出O2
10、的傾向;D中溫度升高對(duì)三個(gè)反應(yīng)的影響不同,則平衡常數(shù)變化不同。答案:C9(2015安徽理綜)汽車尾氣中NO產(chǎn)生的反應(yīng)為:N2(g)O2(g)2NO(g)。一定條件下,等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng),如圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化,曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是 ()A溫度T下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)KB溫度T下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,混合氣體的密度減小C曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑D若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度,可判斷該反應(yīng)的H0,D項(xiàng)不正確。答案:A10相同溫度下,在體積相等的三個(gè)恒容器閉容器中發(fā)生
11、可逆反應(yīng):2NH3(g)N2(g)3H3(g)H kJ/mol。實(shí)驗(yàn)測(cè)得起始、平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:容器編號(hào)起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)反應(yīng)中的能量變化NH3N2H2200吸收熱量a kJ013放出熱量b kJ400吸收熱量c kJ下列敘述正確的是()A熱量關(guān)系:abB反應(yīng)的平衡常數(shù):C達(dá)平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù):D中的密度不再改變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)解析:若反應(yīng)中NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則ab,若反應(yīng)中NH3的平衡轉(zhuǎn)化率小于50%,則ab,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度相同,所以反應(yīng)、的平衡常數(shù)相同,B選擇錯(cuò)誤;反應(yīng)可以看成是在兩個(gè)相同容器中相同條件下同時(shí)進(jìn)行反應(yīng),達(dá)平衡后,把這兩個(gè)容器中的氣
12、體壓縮到其中一個(gè)容器中,如果平衡不移動(dòng),氫氣的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該與反應(yīng)相等,但是壓強(qiáng)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氫氣的體積分?jǐn)?shù)減小,所以達(dá)平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù):,C選項(xiàng)正確;因?yàn)闅怏w總質(zhì)量始終不變,容器恒容,所以密度始終不變,不能用密度變化來(lái)衡量反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C二、非選擇題11煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問(wèn)題。已知:CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示:溫度/400500800平衡常數(shù)K91試回答下列問(wèn)題:(1)上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為。(2)在800 發(fā)生上述反應(yīng),以下表中物質(zhì)的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器中,其
13、中向正反應(yīng)方向移動(dòng)的有(填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”)。n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D211E3121(3)已知在一定溫度下,C(s)CO2(g)2CO(g)的平衡常數(shù)為K;C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常數(shù)為K1;CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K2;則K、K1、K2之間的關(guān)系是。(4)向V L密閉容器中通入10 mol CO和10 mol水蒸氣,在T 時(shí)達(dá)到平衡,然后快速通過(guò)堿石灰,將所得的混合氣體燃燒,測(cè)得放出的熱量為2842 kJ(已知CO的燃燒熱為283 kJmol1,H2的燃燒熱為28
14、6 kJmol1),則T 時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K。解析:(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為(1)K。(2)A項(xiàng),Qc1,平衡左移;B項(xiàng),Qc1,平衡右移;C項(xiàng),從正反應(yīng)開(kāi)始,平衡右移;D項(xiàng),Qc1,平衡不移動(dòng);E項(xiàng),Qc1,平衡右移。B、C、E項(xiàng)符合題意。(3)由題可知K,K1,K2,所以K。(4)設(shè)生成的H2為x mol,則剩余的CO為(10x) mol,故有286x(10x)2832842,則x4,K。答案:(1)K(2)BCE(3)KK1/K2(4)4/912(2014新課標(biāo)全國(guó))在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2N
15、O2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。回答下列問(wèn)題:(1)反應(yīng)的H0(填“大于”或“小于”);100 時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。在060 s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為molL1s1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為。(2)100 時(shí)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T(mén),c(N2O4)以 molL1s1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。T100 (填“大于”或“小于”),判斷理由是。列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2。(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng),判斷理由是。解析:本題主要考查化學(xué)平衡知識(shí)。意在考查考生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力
16、、計(jì)算能力以及分析判斷能力。(1)由于NO2為紅棕色氣體,N2O4為無(wú)色氣體,溫度升高,混合氣體的顏色加深,說(shuō)明NO2氣體濃度增大,即升溫平衡向生成二氧化氮?dú)怏w的方向移動(dòng),升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即H大于0;根據(jù)反應(yīng)速率的定義可求出N2O4的反應(yīng)速率;由題中圖像可知平衡時(shí)NO2和N2O4的濃度,將數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算即可。(2)由題意,改變溫度,N2O4的濃度減小,則是升高溫度,T大于100 。根據(jù)速率和時(shí)間,求出減少的N2O4的濃度為 molL1,則平衡時(shí)N2O4的濃度為 molL1,NO2為 molL1,由平衡常數(shù)表達(dá)式可得K2的值。(3)縮小
17、體積,即增大壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng),所以平衡逆向移動(dòng)。答案:(1)大于 molL1(2)大于反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行,故溫度升高平衡時(shí),c(NO2) molL1 molL1s110 s2 molL1,c(N2O4) molL1 molL1s110 s molL1,K2 molL1(3)逆反應(yīng)對(duì)氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)13實(shí)施以節(jié)約能源和減少?gòu)U氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇?;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)已知某溫度下某反應(yīng)的化
18、學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為:K,它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:。(2)已知在一定溫度下,C(s)CO2(g)2CO(g)H1a kJ/mol平衡常數(shù)K1;CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H2b kJ/mol平衡常數(shù)K2;C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H3平衡常數(shù)K3。則K1、K2、K3之間的關(guān)系是,H3(用含a、b的代數(shù)式表示)。(3)煤化工通常通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示:溫度/400500800平衡常數(shù)K91該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500 時(shí)進(jìn)行,設(shè)起始時(shí)CO和H2O的起始濃度均為 mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為。解析:本題考查了蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及計(jì)算等,意在考查考生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決綜合問(wèn)題的能力。(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)
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