高考化学大一轮学考复习考点突破 第七章 第25讲 化学平衡常数及其计算课件 新人教版.ppt

第25讲化学平衡常数及其计算 第七章化学反应速率和化学平衡 考纲要求1 了解化学平衡常数 k 的含义 2 能利用化学平衡常数进行相关计算 考点一化学平衡常数 微专题26化学反应原理在物质制备中的应用 考点二有关化学平衡常数的计算 内容索引 考能提升探究高考明确考向 课时作业 考点一化学平衡常数 1 概念在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物与反应物的比值是一个常数 用符号表示 2 表达式对于反应ma g nb g pc g qd g k 固体和纯液体的浓度视为常数 通常不计入平衡常数表达式中 知识梳理 浓度幂之积 浓度幂之积 k 3 意义及影响因素 1 k值越大 反应物的转化率越大 正反应进行的程度越大 2 k只受影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 3 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 温度 4 应用 1 判断可逆反应进行的程度 2 利用化学平衡常数 判断反应是否达到平衡或向何方向进行 对于化学反应aa g bb g cc g dd g 的任意状态 浓度商 qc qc k 反应向反应方向进行 qc k 反应处于状态 qc k 反应向反应方向进行 3 利用k可判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为热反应 正 平衡 逆 吸 放 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 平衡常数表达式中 可以是物质的任一浓度 2 催化剂能改变化学反应速率 也能改变平衡常数 3 平衡常数发生变化 化学平衡不一定发生移动 4 化学平衡发生移动 平衡常数不一定发生变化 5 平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度 6 化学平衡常数只受温度的影响 温度升高 化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热 2 书写下列化学平衡的平衡常数表达式 1 cl2 h2o hcl hclo 2 c s h2o g co g h2 g 3 ch3cooh c2h5oh ch3cooc2h5 h2o 答案 答案 答案 5 caco3 s cao s co2 g 答案 答案 3 一定温度下 分析下列三个反应的平衡常数的关系 n2 g 3h2 g 2nh3 g k1 2nh3 g n2 g 3h2 g k3 1 k1和k2 k1 2 k1和k3 k1 解题探究 题组一平衡常数的含义1 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时 涉及如下反应 2no2 g nacl s nano3 s clno g k12no g cl2 g 2clno g k2则4no2 g 2nacl s 2nano3 s 2no g cl2 g 的平衡常数k 用k1 k2表示 答案 解析 2 在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应 co2 g h2 g co g h2o g 其化学平衡常数k和温度t的关系如表所示 回答下列问题 1 该反应的化学平衡常数表达式为k 2 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 答案 答案 解析 吸热 温度越高 k值越大 说明升温平衡正向移动 正向为吸热反应 3 某温度下 各物质的平衡浓度符合下式 3c co2 c h2 5c co c h2o 试判断此时的温度为 答案 解析 某温度下 各物质的平衡浓度有如下关系 3c co2 c h2 5c co c h2o 根据平衡常数表达式k 可知 k 0 6 平衡常数只与温度有关 温度一定平衡常数为定值 所以此时对应的温度为700 700 4 若830 时 向容器中充入1molco 5molh2o 反应达到平衡后 其化学平衡常数k 填 大于 小于 或 等于 1 0 5 830 时 容器中的化学反应已达到平衡 在其他条件不变的情况下 扩大容器的体积 平衡 填 向正反应方向 向逆反应方向 或 不 移动 答案 等于 不 答案 题组二化学平衡常数的应用3 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料 工业上可利用co或co2来生产燃料甲醇 已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示 1 据反应 与 可推导出k1 k2与k3之间的关系 则k3 用k1 k2表示 k1 k2 答案 解析 2 反应 的 h 填 或 0 答案 解析 根据k3 k1 k2 500 800 时 反应 的平衡常数分别为2 5 0 375 升温 k减小 平衡左移 正反应为放热反应 所以 h 0 4 在一个体积为2l的真空密闭容器中加入0 5molcaco3 发生反应caco3 s cao s co2 g 测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示 图中a表示co2的平衡浓度与温度的关系曲线 b表示不同温度下反应经过相同时间时co2的物质的量浓度的变化曲线 请按要求回答下列问题 1 该反应正反应为 填 吸 或 放 热反应 温度为t5 时 该反应耗时40s达到平衡 则t5 时 该反应的平衡常数数值为 吸 0 2 答案 解析 t5 时 c co2 0 20mol l 1 k c co2 0 20 2 如果该反应的平衡常数k值变大 该反应 选填字母 a 一定向逆反应方向移动b 在平衡移动时正反应速率先增大后减小c 一定向正反应方向移动d 在平衡移动时逆反应速率先减小后增大 答案 解析 k值增大 平衡正向移动 正反应速率大于逆反应速率 bc 3 请说明随温度的升高 曲线b向曲线a逼近的原因 随着温度升高 反应速率加快 达到平衡所需要的时间变短 答案 4 保持温度 体积不变 充入co2气体 则caco3的质量 cao的质量 co2的浓度 填 增大 减小 或 不变 答案 解析 体积不变 增大c co2 平衡左移 caco3质量增大 cao质量减小 由于温度不变 k不变 所以c co2 不变 增大 减小 不变 5 在t5 下 维持温度和容器体积不变 向上述平衡体系中再充入0 5moln2 则最后平衡时容器中的caco3的质量为g 答案 解析 保持体积 温度不变 充入n2 平衡不移动 c co2 仍等于0 20mol l 1 其物质的量为0 4mol 所以剩余caco3的物质的量为0 5mol 0 4mol 0 1mol 其质量为10g 10 考点二有关化学平衡常数的计算 1 一个模式 三段式 如ma g nb g pc g qd g 令a b起始物质的量浓度分别为amol l 1 bmol l 1 达到平衡后消耗a的物质的量浓度为mxmol l 1 ma g nb g pc g qd g c始 mol l 1 ab00c转 mol l 1 mxnxpxqxc平 mol l 1 a mxb nxpxqxk 知识梳理 2 明确三个量的关系 1 三个量 即起始量 变化量 平衡量 2 关系 对于同一反应物 起始量 变化量 平衡量 对于同一生成物 起始量 变化量 平衡量 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比 3 掌握四个公式 1 反应物的转化率 100 100 2 生成物的产率 实际产量 指生成物 占理论产量的百分数 一般来讲 转化率越大 原料利用率越高 产率越大 产率 100 3 混合物组分的百分含量 100 4 某组分的体积分数 解题探究 题组一平衡常数与转化率的关系1 羰基硫 cos 可作为一种粮食熏蒸剂 能防止某些昆虫 线虫和真菌的危害 在恒容密闭容器中 将co和h2s混合加热并达到下列平衡 co g h2s g cos g h2 g k 0 1反应前co物质的量为10mol 平衡后co物质的量为8mol 下列说法正确的是a 升高温度 h2s浓度增加 表明该反应是吸热反应b 通入co后 正反应速率逐渐增大c 反应前h2s物质的量为7mold co的平衡转化率为80 答案 解析 a项 升高温度 h2s浓度增大 说明平衡向逆反应方向移动 逆反应吸热 正反应放热 错误 b项 通入co气体瞬间正反应速率增大 达到最大值 向正反应方向建立新的平衡 正反应速率开始减小 错误 c项 设反应前h2s的物质的量为nmol 容器的容积为1l 则co g h2s g cos g h2 g k 0 1n 始 mol10n00n 转 mol2222n 平 mol8n 222因为该反应是反应前后气体体积不变的反应 所以有k 0 1 解得n 7 正确 d项 根据上述计算可知co的转化率为20 错误 2 已知可逆反应 m g n g p g q g h 0 请回答下列问题 1 在某温度下 反应物的起始浓度分别为c m 1mol l 1 c n 2 4mol l 1 达到平衡后 m的转化率为60 此时n的转化率为 答案 解析 25 m g n g p g q g 起始量mol l 112 400变化量mol l 11 60 1 60 因此n的转化率为 100 25 2 若反应温度升高 m的转化率 填 增大 减小 或 不变 答案 解析 由于该反应的 h 0 即该反应为吸热反应 因此升高温度 平衡右移 m的转化率增大 增大 3 若反应温度不变 反应物的起始浓度分别为c m 4mol l 1 c n amol l 1 达到平衡后 c p 2mol l 1 a 答案 解析 6 根据 1 可求出各平衡浓度 c m 0 4mol l 1c n 1 8mol l 1c p 0 6mol l 1c q 0 6mol l 1因此化学平衡常数k 由于温度不变 因此k不变 新状态达到平衡后c p 2mol l 1c q 2mol l 1c m 2mol l 1c n a 2 mol l 1k 解得a 6 4 若反应温度不变 反应物的起始浓度为c m c n bmol l 1 达到平衡后 m的转化率为 答案 解析 设m的转化率为x 则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c m b 1 x mol l 1c n b 1 x mol l 1c p bxmol l 1c q bxmol l 1k 解得x 41 41 题组二速率常数与平衡常数的关系3 2016 海南 16 顺 1 2 二甲基环丙烷和反 1 2 二甲基环丙烷可发生如下转化 该反应的速率方程可表示为v 正 k 正 c 顺 和v 逆 k 逆 c 反 k 正 和k 逆 在一定温度时为常数 分别称作正 逆反应速率常数 回答下列问题 1 已知 t1温度下 k 正 0 006s 1 k 逆 0 002s 1 该温度下反应的平衡常数值k1 该反应的活化能ea 正 小于ea 逆 则 h 填 小于 等于 或 大于 0 答案 解析 3 小于 根据v 正 k 正 c 顺 k 正 0 006s 1 则v 正 0 006c 顺 v 逆 k 逆 c 反 k 逆 0 002s 1 则v 逆 0 002c 反 化学平衡状态时正 逆反应速率相等 则0 006c 顺 0 002c 反 该温度下反应的平衡常数k1 3 该反应的活化能ea 正 小于ea 逆 说明断键吸收的能量小于成键释放的能量 即该反应为放热反应 则 h小于0 2 t2温度下 图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 填曲线编号 平衡常数值k2 温度t1t2 填 小于 等于 或 大于 判断理由是 b 小于 放热反应升高温度时 平衡向逆反应方向移动 答案 解析 随着时间的推移 顺式异构体的质量分数不断减少 则符合条件的曲线是b 设顺式异构体的起始浓度为x 则可逆反应左右物质的化学计量数相等 均为1 则平衡时 顺式异构体为0 3x 反式异构体为0 7x 所以平衡常数为k2 因为k1 k2 放热反应升高温度时平衡逆向移动 所以温度t2 t1 4 无色气体n2o4是一种强氧化剂 为重要的火箭推进剂之一 n2o4与no2转换的热化学方程式为n2o4 g 2no2 g h 24 4kj mol 1 上述反应中 正反应速率v正 k正 p n2o4 逆反应速率v逆 k逆 p2 no2 其中k正 k逆为速率常数 则kp为 以k正 k逆表示 若将一定量n2o4投入真空容器中恒温恒压分解 温度298k 压强100kpa 已知该条件下k正 4 8 104s 1 当n2o4分解10 时 v正 kpa s 1 3 9 106 答案 解析 上述反应中 正反应速率v正 k正 p n2o4 逆反应速率v逆 k逆 p2 no2 其中k正 k逆为速率常数 平衡时 v正 v逆 k正 p n2o4 k逆 p2 no2 kp为 若将一定量n2o4投入真空容器中恒温恒压分解 温度298k 压强100kpa 已知该条件下k正 4 8 104s 1 当n2o4分解10 时 v正 4 8 104s 1 100kpa 3 9 106kpa s 1 题组三压强平衡常数的相关计算5 汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一 尾气中的主要污染物为cxhy no co so2及固体颗粒物等 研究汽车尾气的成分及其发生的反应 可以为更好的治理汽车尾气提供技术支持 请回答下列问题 活性炭也可用于处理汽车尾气中的no 在1l恒容密闭容器中加入0 1000molno和2 030mol固体活性炭 生成a b两种气体 在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表 根据上表数据 写出容器中发生反应的化学方程式 判断p 用 或 填空 3 93pa 计算反应体系在200 时的平衡常数kp 用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 体积分数 答案 解析 1l恒容密闭容器中加入0 1000molno和2 030mol固体活性炭 生成a b两种气体 从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出 n c n no n a n b 1 2 1 1 所以可以推断出生成的a b两种气体为n2和co2 反应的化学方程式为c 2no n2 co2 该反应的平衡常数kp 200 时的平衡常数 容器的体积为1l 平衡分压之比等于平衡浓度之比 带入表中数据计算得kp kp含义 在化学平衡体系中 各气体物质的分压替代浓度 计算的平衡常数叫压强平衡常数 单位与表达式有关 计算技巧 第一步 根据 三段式 法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度 第二步 计算各气体组分的物质的量分数或体积分数 第三步 根据分压计算分式求出各气体物质的分压 某气体的分压 气体总压强 该气体的体积分数 或物质的量分数 第四步 根据平衡常数计算公式代入计算 例如 n2 g 3h2 g 2nh3 g 压强平衡常数表达式为kp 微专题26化学反应原理在物质制备中的应用 在2017最新考试大纲中明确提出 了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活 生产和科学研究领域中的重要作用 所以在全国新课标卷以及各省市高考卷中均有所涉及 且具有一定的难度 属于难点拉分型题目 做该类题目应注意以下两个方面 1 化工生产适宜条件选择的一般原则 1 从化学反应速率分析 既不能过快 又不能太慢 2 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性 又要注意二者影响的矛盾性 3 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料 提高难得高价原料的利用率 从而降低生产成本 4 从实际生产能力分析 如设备承受高温 高压能力等 5 注意催化剂的活性对温度的限制 2 平衡类问题需综合考虑的几个方面 1 原料的来源 除杂 尤其考虑杂质对平衡的影响 2 原料的循环利用 3 产物的污染处理 4 产物的酸碱性对反应的影响 5 气体产物的压强对平衡造成的影响 6 改变外界条件对多平衡体系的影响 题组一平衡原理对工农业生产的理论指导1 化学反应原理在科研和生产中有广泛应用 1 利用 化学蒸气转移法 制备tas2晶体 发生如下反应 tas2 s 2i2 g tai4 g s2 g h 0 如下图所示 反应 在石英真空管中进行 先在温度为t2的一端放入未提纯的tas2粉末和少量i2 g 一段时间后 在温度为t1的一端得到了纯净tas2晶体 则温度t1t2 填 或 上述反应体系中循环使用的物质是 答案 解析 i2 由题意知 未提纯的tas2粉末变成纯净tas2晶体 要经过两步转化 tas2 2i2 tai4 s2 tai4 s2 tas2 2i2 即反应 先在温度t2端正向进行 后在温度t1端逆向进行 反应 的 h大于0 因此温度t1小于t2 该过程中循环使用的物质是i2 2 co可用于合成甲醇 反应方程式为co g 2h2 g ch3oh g co在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示 该反应 h0 填 或 实际生产条件控制在250 1 3 104kpa左右 选择此压强的理由是 在1 3 104kpa下 co的转化率已较高 再增大压强co转化率提高不大 同时生产成本增加 得不偿失 答案 解析 从图像来看 随着温度的升高 co的转化率变小 使 h 0 综合温度 压强对co转化率的影响来看 在题给压强下 co的转化率已经很大 不必再增大压强 2 如何降低大气中co2的含量及有效地开发利用co2是当前科学家研究的重要课题 1 科学家用h2和co2生产甲醇燃料 为探究该反应原理 进行如下实验 某温度下 在容积为2l的密闭容器中充入1molco2和3 25molh2 在一定条件下反应 测得co2 ch3oh g 和h2o g 的物质的量 n 随时间的变化关系如图所示 从反应开始到3min时 氢气的平均反应速率v h2 0 25mol l 1 min 1 答案 解析 从反应开始到3min时 v co2 1 00mol 0 5mol 2l 3min mol l 1 min 1 根据反应的化学方程式 co2 3h2 ch3oh h2o 化学计量数之比等于化学反应速率之比 则v h2 0 25mol l 1 min 1 下列措施中一定能使co2的转化率增大的是 a 在原容器中再充入1molco2b 在原容器中再充入1molh2c 在原容器中充入1molhed 使用更有效的催化剂e 缩小容器的容积f 将水蒸气从体系中分离出 bef 答案 解析 在原容器中再充入1molh2 平衡右移 缩小容器的容积 压强增大 平衡右移 将水蒸气从体系中分离出 减小了水蒸气的浓度 平衡右移 2 科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料 其热化学反应方程式为2co2 g 6h2 g ch3ch2oh g 3h2o g h akj mol 1 在一定压强下 测得该反应的实验数据如表所示 请根据表中数据回答下列问题 上述反应的a0 填 大于 或 小于 小于 上述反应中 升高温度 co2的转化率降低 则逆反应为吸热反应 正反应为放热反应 a 0 答案 解析 恒温下 向反应体系中加入固体催化剂 则反应产生的热量 填 增大 减小 或 不变 不变 恒温下 向反应体系中加入固体催化剂 催化剂不能使平衡发生移动 反应产生的热量不变 答案 解析 增大的值 则生成乙醇的物质的量 填 增大 减小 不变 或 不能确定 答案 不能确定 题组二化工生产中蕴含化学原理的分析3 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破 其反应原理为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 一种工业合成氨的简易流程图如下 1 天然气中的h2s杂质常用氨水吸收 产物为nh4hs 一定条件下向nh4hs溶液中通入空气 得到单质硫并使吸收液再生 写出再生反应的化学方程式 答案 解析 2 步骤 中制氢气原理如下 ch4 g h2o g co g 3h2 g h 206 4kj mol 1 co g h2o g co2 g h2 g h 41 2kj mol 1对于反应 一定可以提高平衡体系中h2百分含量 又能加快反应速率的措施是 填字母 a 升高温度b 增大水蒸气浓度c 加入催化剂d 降低压强利用反应 将co进一步转化 可提高h2产量 若1molco和h2的混合气体 co的体积分数为20 与h2o反应 得到1 18molco co2和h2的混合气体 则co转化率为 答案 解析 a 90 反应 是一个吸热反应 升高温度平衡正向移动 将会增加h2的含量 同时提高反应速率 增大水蒸气的浓度 会提高反应速率 但h2的含量会降低 加入催化剂 不会引起h2含量的改变 降低压强 反应速率减小 故a正确 设co反应掉nmol co g h2o g co2 g h2 g 投入量 mol0 200 8变化量 molnnn最终量 mol0 2 nn0 8 n则 0 2 n n 0 8 n 1 18解得 n 0 18co的转化率为 100 90 3 图1表示500 60 0mpa条件下 原料气投料比与平衡时nh3体积分数的关系 根据图中a点数据计算n2的平衡体积分数 答案 解析 14 5 设投入n2和h2的物质的量分别是1mol 3mol 平衡时n2反应掉mmol n2 3h2 2nh3起始量 mol130变化量 molm3m2m平衡量 mol1 m3 3m2m根据题意 42 解得m 0 59 所以平衡时n2的体积分数为 100 14 5 4 依据温度对合成氨反应的影响 在图2坐标中 画出一定条件下的密闭容器内 从通入原料气开始 随温度不断升高 nh3物质的量变化的曲线示意图 答案 解析 通入原料气 反应开始 氨气的量增加 因为合成氨是一个放热反应 当达到平衡后温度升高 氨气的含量将减小 所以图像为 5 上述流程图中 使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是 填序号 简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法 答案 解析 压 分离液氨后 未反应的n2 h2循环使用 对原料气加 从流程图看 反应放出的能量得到充分利用是在热交换器中 提高合成氨原料转化率的方法是将未反应的原料重新送回反应器中循环使用 对原料气加压 考能提升 探究高考明确考向 1 2016 全国卷 27 2 元素铬 cr 在溶液中主要以cr3 蓝紫色 cr oh 绿色 cr2o 橙红色 cro 黄色 等形式存在 cr oh 3为难溶于水的灰蓝色固体 回答下列问题 2 cro和cr2o在溶液中可相互转化 室温下 初始浓度为1 0mol l 1的na2cro4溶液中c cr2o 随c h 的变化如图所示 答案 解析 用离子方程式表示na2cro4溶液中的转化反应 1 2 3 1 2 3 由图可知 溶液酸性增大 cro的平衡转化率 填 增大 减小 或 不变 根据a点数据 计算出该转化反应的平衡常数为 答案 解析 增大 1 0 1014 由图中a点数据 可知 c cr2o 0 25mol l 1 c h 1 0 10 7mol l 1 则进一步可知c cro 1 0mol l 1 2 0 25mol l 1 0 5mol l 1 根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1 0 1014 1 2 3 升高温度 溶液中cro的平衡转化率减小 则该反应的 h0 填 大于 小于 或 等于 答案 解析 升高温度 溶液中cro的平衡转化率减小 说明化学平衡逆向移动 则正反应为放热反应 即该反应的 h小于0 小于 1 2 3 2 2016 全国卷 27 2 3 煤燃烧排放的烟气含有so2和nox 形成酸雨 污染大气 采用naclo2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫 脱硝 回答下列问题 2 在鼓泡反应器中通入含有so2和no的烟气 反应温度323k naclo2溶液浓度为5 10 3mol l 1 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表 1 2 3 写出naclo2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 增加压强 no的转化率 填 提高 不变 或 降低 答案 解析 提高 亚氯酸钠具有氧化性 可将no气体氧化为no 则naclo2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4no 3clo 4oh 4no 3cl 2h2o 该反应是一个气体体积减小的反应 增大压强 有利于反应向消耗no的方向进行 所以增大压强 no的转化率提高 1 2 3 随着吸收反应的进行 吸收剂溶液的ph逐渐 填 增大 不变 或 减小 答案 解析 减小 脱硝反应消耗oh 故随着吸收反应的进行 吸收剂溶液的ph逐渐减小 由实验结果可知 脱硫反应速率脱硝反应速率 填 大于 或 小于 原因是除了so2和no在烟气中的初始浓度不同 还可能是 大于 解度较低 或脱硝反应活化能较高 no溶 答案 解析 根据题中表格数据发现 反应一段时间后溶液中so的浓度最大 说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率 原因除了so2和no在烟气中的初始浓度不同 还可能是no溶解度较低或脱硝反应活化能较高 1 2 3 3 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pe如图所示 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 减小 答案 解析 由图分析可知 温度升高 so2或no平衡分压的负对数均减小 说明升高温度 平衡逆向移动 因此脱硫 脱硝反应的平衡常数均减小 1 2 3 反应的平衡常数k表达式为 答案 解析 1 2 3 3 2015 全国卷 28 4 bodensteins研究了下列反应 2hi g h2 g i2 g 在716k时 气体混合物中碘化氢的物质的量分数x hi 与反应时间t的关系如下表 答案 解析 根据上述实验结果 该反应的平衡常数k的计算式为 1 2 3 1 2 3 上述反应中 正反应速率为v正 k正x2 hi 逆反应速率为v逆 k逆x h2 x i2 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 答案 解析 k正 k 1 95 10 3 到达平衡时 v正 v逆 即k正x2 hi k逆x h2 x i2 k逆 k正 k正 k 在t 40min时 x hi 0 85 v正 k正x2 hi 0 0027min 1 0 85 2 1 95 10 3min 1 1 2 3 由上述实验数据计算得到v正 x hi 和v逆 x h2 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 答案 解析 a点 e点 1 2 3 1 2 3 原平衡时 x hi 为0 784 x h2 为0 108 二者图中纵坐标均约为1 6 因为平衡时v正 v逆 升高温度 正 逆反应速率均加快 对应两点在1 6上面 升高温度 平衡向正反应方向移动 x hi 减小 a点符合 x h2 增大 e点符合 课时作业 1 2016 邢台期末 只改变一个影响化学平衡的因素 平衡常数k与化学平衡移动的关系叙述不正确的是a k值不变 平衡可能移动b 平衡向右移动时 k值不一定变化c k值有变化 平衡一定移动d 相同条件下 同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍 k值也增大两倍 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 因改变压强或浓度引起化学平衡移动时 k值不变 a项和b项均正确 k值只与温度有关 k值发生了变化 说明体系的温度改变 则平衡一定移动 c项正确 相同条件下 同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍 k值应该变为 d项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 2016 大连重点中学联考 一定温度下 在一个容积为1l的密闭容器中 充入1molh2 g 和1moli2 g 发生反应h2 g i2 g 2hi g 经充分反应达到平衡后 生成的hi g 占气体体积的50 该温度下 在另一个容积为2l的密闭容器中充入1molhi g 发生反应hi g h2 g i2 g 则下列判断正确的是a 后一反应的平衡常数为1b 后一反应的平衡常数为0 5c 后一反应达到平衡时 h2的平衡浓度为0 25mol l 1d 后一反应达到平衡时 hi g 的平衡浓度0 5mol l 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 2016 北京朝阳区高三统考 活性炭可处理大气污染物no 反应原理 c s 2no g n2 g co2 g t 时 在2l密闭容器中加入0 100molno和2 030mol活性炭 无杂质 平衡时活性炭物质的量是2 000mol 下列说法不合理的是a 该温度下的平衡常数 k b 达到平衡时 no的转化率是60 c 3min末达到平衡 则v no 0 01mol l 1 min 1d 升高温度有利于活性炭处理更多的污染物no 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 利用三段式分析 c s 2no g n2 g co2 g 起始物质的量 mol 2 0300 10000转化物质的量 mol 0 0300 0600 0300 030平衡物质的量 mol 2 0000 040 0300 030平衡时各物质的浓度 c no 0 02mol l 1 c n2 0 015mol l 1 c co2 0 015mol l 1 a项 该温度下的平衡常数 k 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 d项 不知道反应是放热反应还是吸热反应 无法确定温度对该反应限度的影响 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 2015 天津理综 6 某温度下 在2l的密闭容器中 加入1molx g 和2moly g 发生反应 x g my g 3z g 平衡时 x y z的体积分数分别为30 60 10 在此平衡体系中加入1molz g 再次达到平衡后 x y z的体积分数不变 下列叙述不正确的是a m 2b 两次平衡的平衡常数相同c x与y的平衡转化率之比为1 1d 第二次平衡时 z的浓度为0 4mol l 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a项 由题意可知两种条件下x y z的初始物质的量不同 而最终平衡状态相同 则两种条件下建立的平衡为温度 容积不变时的等效平衡 故满足反应前后气态物质计量数之和相等 则1 m 3 m 2 正确 b项 温度不变 平衡常数不变 正确 c项 x y的初始物质的量之比为1 2 根据方程式可知参加反应的x y的物质的量之比也为1 2 故x与y的平衡转化率之比为1 1 正确 d项 由方程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变 所以第二次平衡时气体的总物质的量为4mol 则z的物质的量为4mol 10 0 4mol z的浓度为0 4mol 2l 0 2mol l 1 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 2015 四川理综 7 一定量的co2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应 c s co2 g 2co g 平衡时 体系中气体体积分数与温度的关系如右图所示 已知 气体分压 p分 气体总压 p总 体积分数 下列说法正确的是a 550 时 若充入惰性气体 v正 v逆均减小 平衡不移动b 650 时 反应达平衡后co2的转化率为25 0 c t 时 若充入等体积的co2和co 平衡向逆反应方向移动d 925 时 用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数kp 24 0p总 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a项 c s co2 g 2co g 的正反应是气体物质的量增加的反应 由于反应容器为体积可变的恒压密闭容器 充入惰性气体容器体积扩大 对反应体系相当于减小压强 故v正 v逆均减小 平衡正向移动 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 b项 由图可知 650 时 若设起始时co2的体积为1l 平衡时co2消耗的体积为x 则c s co2 s 2co g v 始 10v 变 x2xv 平 1 x2x 100 40 0 x 0 25l co2的转化率为25 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 c项 由图可知 t 时平衡体系中co和co2的体积分数均为50 故若恒压时充入等体积的co2和co两种气体平衡不发生移动 错误 d项 925 时 co的平衡分压p co p总 96 0 co2的平衡分压p co2 p总 4 根据化学平衡常数的定义可知错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 2017 河南信阳监测 加热n2o5 依次发生的分解反应为 n2o5 g n2o3 g o2 g n2o3 g n2o g o2 g 在2l密闭容器中充入8moln2o5 加热到t 达到平衡状态后o2为9mol n2o3为3 4mol 则t 时反应 的平衡常数为a 8 5b 9 6c 10 2d 10 7 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 n2o5 n2o3 o2n2o3 n2o o2n 始 mol800a0an 变 molaaabbbn 平 mol8 aaaa bba b有a b 9 a b 3 4 得a 6 2mol b 2 8mol 平衡时c n2o5 0 9mol l 1 c n2o3 1 7mol l 1 c o2 4 5mol l 1 反应 的k 8 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a 4s时容器内c y 0 76mol l 1b 830 达平衡时 x的转化率为80 c 反应达平衡后 升高温度 平衡正向移动d 1200 时反应r g q g x g y g 的平衡常数k 0 4 7 2016 安徽省 学普 联考 已知反应x g y g r g q g 的平衡常数与温度的关系如下表 830 时 向一个2l的密闭容器中充入0 2molx和0 8moly 反应初始4s内v x 0 005mol l 1 s 1 下列说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 反应初始4s内x的平均反应速率v x 0 005mol l 1 s 1 根据速率之比等于化学计量数之比 可知v y v x 0 005mol l 1 s 1 则4s内 c y 0 005mol l 1 s 1 4s 0 02mol l 1 y的起始浓度为 0 4mol l 1 故4s时c y 0 4mol l 1 0 02mol l 1 0 38mol l 1 a错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 设平衡时a的浓度变化量为xmol l 1 则 x g y g r g q g 开始 mol l 1 0 10 400变化 mol l 1 xxxx平衡 mol l 1 0 1 x0 4 xxx故 1 0 解得x 0 08 所以平衡时x的转化率为 100 80 b正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由表格可知 温度升高 化学平衡常数减小 平衡逆向移动 c错误 1200 时反应x g y g r g q g 的平衡常数值为0 4 所以1200 时反应r g q g x g y g 的平衡常数的值为 2 5 d错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8 2016 湖南十三校一联 在某温度t 时 将n2o4 no2分别充入两个各为1l的密闭容器中 反应过程中浓度变化如下 2no2 g n2o4 g h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 下列说法不正确的是a 平衡时 中反应物的转化率 n2o4 no2 b 平衡后 升高相同温度 以n2o4表示的反应速率v v c 平衡时 中上述正反应的平衡常数k k d 平衡后 升高温度 中气体颜色都将加深 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 中 n2o4 0 100mol l 1 0 040mol l 1 0 100mol l 1 0 6 中 no2 0 100mol l 1 0 0716mol l 1 0 100mol l 1 0 284 故 中反应物的转化率 n2o4 no2 a正确 由表格数据可知 平衡时c n2o4 故以n2o4表示反应速率v v 升高相同温度 以n2o4表示的反应速率v v b错误 平衡常数只与温度有关 温度相同 平衡常数相同 故k k c正确 因为2no2 n2o4 g h 0 升高温度 平衡逆向移动 no2浓度增大 颜色变深 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9 2017 吉林质检 在一定条件下 将3mola和1molb两种气体混合于固定容积为2l的密闭容器中 发生如下反应 3a g b g xc g 2d g 2min末该反应达到平衡 生成0 8mold 并测得c的浓度为0 2mol l 1 下列判断错误的是a 平衡常数约为0 3b b的转化率为40 c a的平均反应速率为0 3mol l 1 min 1d 若混合气体的相对分子质量不变则表明该反应达到平衡状态 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 平衡时生成的c的物质的量为0 2mol l 1 2l 0 4mol 物质的量之比等于化学计量数之比 故0 4mol 0 8mol x 2 解得x 1 依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度 3a g b g c g 2d g 起始量 mol l 1 1 50 500变化量 mol l 1 0 60 20 20 4平衡量 mol l 1 0 90 30 20 4k 0 146 a错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2min末该反应达到平衡 生成0 8mold 由方程式3a g b g xc g 2d g 可知 参加反应的b的物质的量为0 8mol 0 4mol 故b的转化率为 100 40 b正确 2min内生成0 8mold 故2min内d的反应速率v d 0 2mol l 1 min 1 速率之比等于化学计量数之比 故v a v d 0 2mol l 1 min 1 0 3mol l 1 min 1 c正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 因为该反应前后气体体积变小 而反应前后气体质量守恒 所以相对分子质量在反应进行过程中是变化的 当相对分子质量不变时则说明反应达到平衡状态 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 2016 北京石景山区统一测试 高炉炼铁的主要反应为co g fe2o3 s co2 g fe s 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下 下列说法正确的是a 增加fe2o3固体可以提高co的转化率b 该反应的 h 0c 减小容器体积既能提高反应速率又能提高平衡转化率d 容器内气体密度恒定时 不能标志反应达到平衡状态 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 fe2o3是固体 增加固体的量平衡不移动 不会提高co的转化率 a项错误 根据表格提供的数据 升高温度 k值减小 所以该反应为放热反应 则 h 0 b项正确 该反应是气体体积不发生变化的可逆反应 减小容器的体积 平衡不移动 所以不会提高平衡转化率 c项错误 根据 体积不变 随着反应的进行 气体的质量发生变化 即气体的密度发生变化 当气体密度恒定时 标志反应达到平衡状态 d项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11 实验室制取甲酸乙酯的反应 反应在该条件下进行时各物质的浓度 mol l 1 随时间的变化如下表 有关物质在101 3kpa时沸点如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 该反应的化学平衡常数表达为k 有关下列叙述不正确的是a 由题给条件不能判断出k值随温度变化是增大还是减小b 表中a应该等于0 63mol l 1c 已知50 下 k 可由此判断出20min时反应还未达到平衡d 在起始浓度相同的情况下 要提高产率可采取的措施是适当升高温度将甲酸乙酯蒸出 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 a项 化学平衡常数只受温度的影响 题干中没有温度和此反应是放热反应还是吸热反应 因此不能判断k值随温度变化是增大还是减小 正确 b项 0 10min时 消耗hcooh的物质的量浓度为0 07mol l 1 则消耗ch3ch2oh的浓度为0 07mol l 1 a 0 7 0 07 mol l 1 0 63mol l 1 b 0 07mol l 1 c 0 37mol l 1 正确 c项50 下 四种物质的状态不是气态 不能计算化学平衡常数 错误 d项 蒸出甲酸乙酯 减少生成物的浓度 促使平衡向正反应方向移动 产率提高 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 2016 淄博高三摸底 工业合成氨反应为n2 g 3h2 g 2nh3 g 对其研究如下 1 已知h h键的键能为436kj mol 1 n h键的键能为391kj mol 1 n n键的键能是945 6kj mol 1 则上述反应的 h 答案 解析 92 4kj mol 1 根据 h e 反应物的总键能 e 生成物的总键能 知 h 945 6kj mol 1 436kj mol 1 3 391kj mol 1 6 92 4kj mol 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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k表示 答案 解析 该反应的平衡常数k k1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 在773k时 分别将2moln2和6molh2充入一个固定容积为1l的密闭容器中 随着反应的进行 气体混合物中n h2 n nh3 与反应时间t的关系如下表 该温度下 若向同容积的另一容器中投入的n2 h2 nh3的浓度分别为3mol l 1 3mol l 1 3mol l 1 则此时v正 填 大于 小于 或 等于 v逆 答案 解析 大于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 该温度下 25min时反应处于平衡状态 平衡时c n2 1mol l 1 c h2 3mol l 1 c nh3 2mol l 1 则k 在该温度下 若向同容积的另一容器中投入的n2 h2和nh3的浓度均为3mol l 1 则q k 反应向正反应方向进行 故v正大于v逆 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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4moln2和12molh2 则反应刚达到平衡时 表示c h2 t的曲线上相应的点为 答案 解析 乙 b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 起始充入4moln2和12molh2 相当于将充入2moln2和6molh2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 6mol l 1 而 压缩 后压强增大 反应速率加快 平衡正向移动 故平衡时3mol l 1 c h2 6mol l 1 且达到平衡的时间缩短 故对应的点为b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 2016 河南信阳监测 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