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2-3-3化學(xué)平衡常數(shù) 一、選擇題 1．(2012試題調(diào)研)下列關(guān)于平衡常數(shù)K的說法中，正確的是(　　) ①平衡常數(shù)K只與反應(yīng)本身及溫度有關(guān)?、诟淖兎磻?yīng)物濃度或生成物濃度都會(huì)改變平衡常數(shù)K?、奂尤氪呋瘎┎桓淖兤胶獬?shù)K?、芷胶獬?shù)K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)的本身及濃度、壓強(qiáng)無關(guān) A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 答案：D 點(diǎn)撥：平衡常數(shù)K是一個(gè)溫度常數(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。 2．(2012經(jīng)典習(xí)題選萃)25℃時(shí)，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A．往平衡關(guān)系中加入少量金屬鉛后，c(Pb2＋)增大 B．往平衡關(guān)系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小 C．升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應(yīng)ΔH>0 D．25℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.2 答案：D 點(diǎn)撥：A項(xiàng)金屬鉛是固體，其量的多少對(duì)平衡沒有影響；B項(xiàng)往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體，體系中c(Sn2＋)增大，是使平衡逆向移動(dòng)，c(Pb2＋)增大；C項(xiàng)中升高溫度c(Pb2＋)增大，說明平衡逆向移動(dòng)，則ΔH小于零；D項(xiàng)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為： K＝＝＝2.2 故D項(xiàng)正確。 3．在容積可變的密閉容器中，2mol N2和8mol H2在一定條件下反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)接近于(　　) A．5% B．10% C．15% D．20% 答案：C 點(diǎn)撥：由題給數(shù)據(jù)知：增加反應(yīng)的H2的物質(zhì)的量為： 8mol25%＝2mol 　　　 N2?。?H2　　2NH3 始態(tài)　　2mol　　8mol　　　0 變化量 mol 2mol mol 平衡量 mol 6mol mol 平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為： 100%＝15% 故C項(xiàng)正確。 4．對(duì)于3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為(　　) A．K＝ B．K＝ C．K＝ D．K＝ 答案：D 點(diǎn)撥：固體不寫入表達(dá)式中。 5．關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述正確的是(　　) A．溫度一定，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)不是一個(gè)常數(shù) B．兩種物質(zhì)反應(yīng)，不管怎樣書寫化學(xué)方程式，平衡常數(shù)不變 C．溫度一定時(shí)，對(duì)于給定的化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù) D．濃度商Qv(逆)。 6．X、Y、Z為三種氣體，把a(bǔ)mol X和bmol Y充入一密閉容器中， 發(fā)生反應(yīng)X＋2Y2Z。達(dá)到平衡時(shí)，若它們的物質(zhì)的量滿足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.100%　　　　　 B.100% C.100% D.100% 答案：B 點(diǎn)撥：　　　 　　X?。?Y2Z 起始物質(zhì)的量/mol　a　　　b　　　0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol　x　　　2x　 　2x 平衡物質(zhì)的量/mol　a－x　 b－2x　2x 據(jù)題意：(a－x)＋(b－2x)＝2x 解得x＝，故Y的轉(zhuǎn)化率為100%＝100%。 7．將4molsO2與2mol O2放入4L的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡：2SO2＋O22SO3，測(cè)得平衡時(shí)SO3的濃度為0.5mol/L。則此條件下的平衡常數(shù)K為(　　) A．4　　　 B．0.25　　　 C．0.4　　　 D．0.2 答案：A 點(diǎn)撥：　　　2SO2＋O22SO3 初(mol)：　　4　　　2　　　0 轉(zhuǎn)(mol)：　　2　　　1　　　2 平(mol)：　　2　　　1　　　2 平衡時(shí)各自的濃度c(SO2)＝0.5mol/L， c(O2)＝0.25mol/L，c(SO3)＝0.5mol/L K＝＝4。 8．已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：①H2(g)＋S(s)H2S(g)，K1；②S(s)＋O2(g)SO2(g)，K2；則反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)是(　　) A．K1＋K2 B．K1－K2 C．K1K2 D. 答案：D 點(diǎn)撥：K1＝，K2＝，第三個(gè)方程式的平衡常數(shù)K3＝＝K1＝。 9．在一定溫度下的密閉容器中存在：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知c(SO2)始＝0.4molL－1，c(O2)始＝1molL－1，經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K＝19，此反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化量為(　　) A．0.24molL－1 B．0.28molL－1 C．0.32molL－1 D．0.26molL－1 答案：C 點(diǎn)撥：　　　　　　　 2SO2(g)＋O 2(g)2SO3(g) 起始量/(molL－1)：　 0.4　　　1　　　　　　　0 變化量/(molL－1)：　 x　　　 0.5x　　　 x 平衡量/(molL－1)：　 0.4－x　　　 1－0.5x　　　 x 由平衡常數(shù)的定義：K＝＝＝19，解得x＝0.32molL－1。 10．汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下：NO(g)＋CO(g)N2＋CO2(g)　ΔH＝－373.4kJmol－1 在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是(　　) 答案：C 點(diǎn)撥：該反應(yīng)為氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)減小的放熱反應(yīng)。升溫，平衡逆向移動(dòng)，生成物濃度減小，反應(yīng)物濃度增大，平衡常數(shù)減小，同時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率減小，故A項(xiàng)、B項(xiàng)都錯(cuò)；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的量無關(guān)，C項(xiàng)正確；增加氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量，平衡逆向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率減小，D項(xiàng)錯(cuò)。 三、非選擇題 11．(2012福建高二檢測(cè))T℃時(shí)，在一個(gè)體積為2L的容器中，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體，反應(yīng)過程中A、B、C濃度變化如圖所示。 (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________ ___________________________________________； (2)該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________________________ _______________________________________________； (3)已知：K(300℃)>K(350℃)，該反應(yīng)是________熱反應(yīng)； (4)0～4分鐘時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為____________； (5)到達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為____________； (6)恒容條件下，下列措施中能使降低的有__________。 A．充入氦氣 B．使用催化劑 C．再充入2.4mol A和1.6mol B D．降低溫度 答案：(1)2A(g)＋B(g)C(g) (2)0.52　(3)放 (4)0.05molL－1min－1 (5)25%　(6)C、D 點(diǎn)撥：(1)據(jù)圖可知t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，這段時(shí)間內(nèi)A、B、C的物質(zhì)的量變化值為0.8mol、0.4mol、0.4mol，故反應(yīng)為2A(g)＋B(g)C(g)。 (2)因平衡時(shí)A、B、C的物質(zhì)的量濃度分別為0.8mol/L、0.6mol/L、0.2mol/L，所以平衡常數(shù) K＝ ＝0.52mol－2L2 。 (3)因?yàn)镵(300℃)>K(350℃)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (4)0～4分鐘時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為(2.4mol－2.0mol)2L4min＝0.05molL－1min－1。 (5)到達(dá)平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為0.4mol1.6mol100%＝25%。 (6)恒容條件下充入氦氣和使用催化劑，平衡不發(fā)生移動(dòng)，不變；再充入2.4mol A和1.6mol B時(shí)，平衡正向進(jìn)行的程度增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，故降低；降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，降低。 12．已知可逆反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)， (1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K＝______ 。 (2)830k時(shí)，若起始時(shí)：c(CO)＝2mol/L，c(H2O)＝3mol/L，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為________；K值為______。 (3)830k時(shí)，若只將起始時(shí)c(H2O)改為6mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為__________。 答案：(1) (2)40%　1 (3)25% 點(diǎn)撥：(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可寫出K＝ (2)　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) c(初)mol/L　　2　　　3　　　　　 0 　　 0 Δcmol/L 1.2 1.2 1.2 1.2 c(平)mol/L 0.8 1.8 1.2 1.2 K＝＝1， H2O的轉(zhuǎn)化率為100%＝40%。 (3)設(shè)H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為x，則 　　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) c(初)mol/L　　2　　　6　　　　　 0 　　　0 Δcmol/L 6x 6x 6x 6x c(平)mol/L 2－6x 6－6x 6x 6x 則K＝＝1， 解得x＝25%。 13．(2012經(jīng)典習(xí)題選萃)高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。 溫度/℃ 1 000 1 150 1 300 平衡常數(shù) 4.0 3.7 3.5 請(qǐng)回答下列問題： (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝______________，ΔH＝______0(填“>”、“<”或“＝”)； (2)在一個(gè)容積為10L的密閉容器中，1 000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反應(yīng)經(jīng)過10min后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝______、CO的平衡轉(zhuǎn)化率＝______； (3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是______。 A．減少Fe的量 B．增加Fe2O3的量 C．移出部分CO2 D．提高反應(yīng)溫度 E．減小容器的容積 F．加入合適的催化劑 答案：(1)　<　(2)0.006mol(Lmin)－1　60%　(3)C 點(diǎn)撥：(1)注意物質(zhì)的狀態(tài)，隨著溫度升高K逐漸減小，所以此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 (2)三段式： 　　　　　　　Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) 始態(tài)/(molL－1)：　　　　 0.1　　　　　　 0.1 終態(tài)/(molL－1): 0.1－x 0.1＋x 反應(yīng)/(molL－1): x x 溫度為1 000℃，所以K＝＝＝4.0，所以x＝0.06， v(CO2)＝＝0.006minL－1min－1。 (3)Fe2O3、Fe均是固體，改變Fe、Fe2O3的量不影響反應(yīng)速率和化反平衡，故A、B反應(yīng)速率、化學(xué)平衡均不改變；C移出部分CO2，平衡右移，正確；D此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，錯(cuò)誤；E減小容器容積，相當(dāng)于加壓，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤；F催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率，對(duì)平衡移動(dòng)無影響，錯(cuò)誤。 14．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。 (1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng)： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________。 ②該溫度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密閉容器中通入CO氣體，則10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率為0.015molL－1min－1,10min后生成了單質(zhì)鐵______g。 (2)可用上述的以應(yīng)中某種物理量來說該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 A．CO的生成速率與CO2的生成速率相等 B．CO的生成速率與CO2的消耗速率相等 C．CO的質(zhì)量不變 D．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 E．氣體密度不再變化 答案：(1)①?、?1.2　(2)ACE 點(diǎn)撥：(1)①固體沒有濃度，只有氣體、水溶液用濃度表示，所以K中不出現(xiàn)Fe2O3(s)和Fe(s)，K＝； ②10min 內(nèi)生成CO2的物質(zhì)的量為0.015molL－1min－110min2L＝0.3mol，以下關(guān)系式： 　2Fe　～ 3CO2 2mol 3mol 0 .2mol 0.3mol m(Fe)＝0.2mol56 gmol－1＝11.2 g (2)CO生成速率為逆反應(yīng)速率，CO2生成速率為正反應(yīng)速率且CO、CO2前系數(shù)相等，則v正(CO2)＝v逆(CO)，達(dá)到化學(xué)平衡；v生成(CO)＝v逆(CO)，v消耗(CO2)＝v逆(CO2)，無法說明是否達(dá)到化學(xué)平衡；m(CO)不變，則n(CO)不變，n(CO)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡；該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)任意時(shí)刻，體系的壓強(qiáng)均相同；ρ＝，當(dāng)m(氣體)不變時(shí)，反應(yīng)即達(dá)到平衡，達(dá)到平衡時(shí)ρ也不變。 易錯(cuò)案例警示 【案例】　體積為2L的密閉容器中，A與B在一定條件下反應(yīng)生成C：A(g)＋2B(s)2C(g)。 (1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________； (2)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)生成物C的物質(zhì)的量如下圖所示，則該反應(yīng)是______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，降低溫度，K______(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)若將容器的體積壓縮為1L，平衡向______方向移動(dòng)，K________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (4)在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，C的平均反應(yīng)速率v(C)＝______________。 【解析】　 題號(hào) 內(nèi)　容 (1) 易錯(cuò)答案 K＝ 錯(cuò)因剖析 沒有認(rèn)真看題，誤把B當(dāng)做氣體，或者根本就不知固體物質(zhì)不能寫入平衡常數(shù)表達(dá)式中。 (2) 易錯(cuò)答案 K減小 錯(cuò)因剖析 錯(cuò)誤認(rèn)為不管反應(yīng)特點(diǎn)如何，升高溫度K增大，降低溫度K減?。粚?shí)際上，據(jù)圖像可知，升高溫度，C的物質(zhì)的量降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故降低溫度，平衡正向移動(dòng)，K增大。 (3) 易錯(cuò)答案 K減小 錯(cuò)因剖析 誤認(rèn)為增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K就減小，忽略了K僅是溫度的函數(shù)。 (4) 易錯(cuò)答案 0.05 錯(cuò)因剖析 忘記了化學(xué)反應(yīng)速率的單位。 【答案】　(1)　(2)放熱　增大 (3)逆反應(yīng)　不變　(4)0.05mol/(Lmin)