2019届高考化学考点50化学平衡常数必刷题.docx

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)CO2(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= 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 molL1min1B 该反应的平衡常数表达式为Kc(C)c2(D)/c(A)c(B)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) H0。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的实验数据如下。下列说法正确的是A 26 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol/(Lmin) B 增大压强可以提高HCl转化率C 平衡常数K(200)K(400) D 02 min的反应速率小于46 min的反应速率【答案】B5一定条件下，利用CO2合成CH3OH 的反应如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) H1，研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2，温度对CH3OH、CO 的产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是A H10B 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，H10，升高温度CO的产率增大，反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)向正反应方向移动，H20，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）+O2（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、c三点的平衡常数KbKcKa【答案】B7在3个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应：SO2(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H0B T1时，该反应的平衡常数为1/16C 容器与容器均在T1时达到平衡，总压强之比小于1:2D 若T2T1，达到平衡时，容器中NO的体积分数大于40%【答案】A【解析】A. 根据图像，升高温度，c( NO2)减小，说明平衡逆向移动，因此正反应为放热反应，H0，故A正确；8在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g) 2Z(g)，H0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是()。A 反应前2 min的平均速率v(Z)2.0103molL1min1B 其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)v(正)C 该温度下此反应的平衡常数K1.44D 其他条件不变，再充入0.3 mol Z，平衡时X的体积分数增大【答案】C【解析】A、反应前2min，消耗Y的物质的量(0.160.12)mol=0.04mol，则生成Z的物质的量为0.042mol=0.08mol，根据化学反应速率的数学表达式，v(Z)=mol/(Lmin)=4103mol/(Lmin)，故A错误；B、该反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，则达到新平衡之前，v(逆)v(正)，故B错误；C、根据数据，7min时达到平衡，X和Y的物质的量均为0.1mol，Z的物质的量为0.12mol，物质的量浓度分别为0.01molL1、0.01molL1、0.012molL1，根据化学平衡常数的定义，K=1.44，故C正确；D、反应前后气体的体积不变，其他条件不变，再充入0.3molZ，在等温等压下，为等效平衡，平衡不移动，则X的体积分数不变，故D错误。9一定温度下，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)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是（ ）A v1 v2，c2 K3，p2 2p3C v13(SO2 ) D c2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )=1【答案】C10放热反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(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(CO)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）+O2（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/K700700800反应物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正（SO2）/molL-1s-1v1v2v3平衡c（SO3）/molL-1c1c2c3平衡体系总压强P/PaP1P2P3物质的平衡转化率1（SO2）2（SO3）3（SO3）平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是（）A v1v2，c22c1 B c22c3，2（SO3）+3（SO2）1C v1v3，1（SO2）3（SO2） D K1K3，P22P3【答案】BC12甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)2H2O(g)CO2(g)2H2(g)H0，有关实验数据如下表所示：容器容积/L温度/起始量/mol平衡量/mol平衡常数C(s)H2O(g)H2(g)甲2T12.04.03.2K1乙1T21.02.01.2K2下列说法正确的是()A K112.8B T1”、“”、“”、“”或“”）。【答案】50% a Pa16（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（CH3COOH）的值将_（填“增大”、“减小”或“无法确定”）。（3）电化学法是合成氨的一种新方法，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，NH4+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(HCO3-)=_。 常温下K1(H2CO3)=4.410-7、 K2(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）+0.5O2（g）=NO3- （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）+2O2（g）=2H+（aq）+NO3- （aq）+H2O（l）H=-346 kJmol-1，即放出346kJ的热量； H2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(CO32-)c(HCO3-)=。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)O2(g)2NO(g)工业固氮N2(g)3H2(g)2NH3(g)温度/272 00025400450平衡常数K3.8410310.151080.5070.152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(p1、p2)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、p2的大小关系：_。.目前工业合成氨的原理是N2(g)3H2(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，H2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Ap2p160%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的转化率随时间变化的曲线。该反应的焓变H_0(填“”、“”或“”)。T1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)nA/tAmolL1min1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：CO2、CO、CH4、CH3OH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：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) H1=-159.47kJ/mol K1反应II：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+72.49kJ/mol K2总反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H3 K3请回答：（1）总反应的H3=_kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=_(用K1、K2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)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.0kJ/mol:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H= - 43kJ/mol:CaO(s)+CO2(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、K2、K3分别为反应、的平衡常数，该平衡常数K=_(用K1、K2、K3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-90.3K1K2K3A21工业上一般在恒容密闭容器中可以采用