232化学平衡常数课件（人教版选修4）

,【例1】（2010中山高二检测）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的关系如下表：,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_反应（填“吸热”或“放热”）。（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_。a.容器中压强不变b.混合气体中c(CO)不变c.v正（H2）=v逆（H2O）d.c(CO2)=c(CO),（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c（CO）c（H2O），试判断此时的温度为_。【规范解答】（1）据化学平衡常数定义便知K=；（2）据表格信息知：温度升高，K值增大，故正反应为吸热反应；（3）据化学平衡状态的判断依据，结合方程式特点知：b、c正确；（4）将等式变形得K=1，结合表格信息知温度为830。,答案：（1）（2）吸热（3）b、c（4）830,【变式训练】高温下，某反应达平衡，平衡常数K=恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是（）A.该反应的焓变为正值B.恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C.升高温度，逆反应速率减小D.该反应化学方程式为CO+H2OCO2+H2,【解析】选A。依据平衡常数和温度变化的结果，分析写出该反应的化学方程式，再根据方程式和反应热进行具体分析。由平衡常数表达式写出可逆反应为CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g），D项错误；由于升高温度，H2浓度减小，说明升温平衡向正反应方向进行，因此正反应是吸热的，焓变为正值，A项正确；由于反应前后气体体积相等，但若通入H2使压强增大，则H2浓度会增大，B项错误；升高温度，正逆反应速率都会增大，C项错误。,【例2】（2010宿迁高二检测）在密闭容器中，保持一定温度进行如下反应N2（g)+3H2(g)2NH3(g)，已经加入1molN2和3molH2，在恒压条件下达到平衡时生成amolNH3，在恒容条件下达到平衡时生成bmolNH3(见下表中编号的一行）。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。回答下列问题：（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=_。,（2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时_（填字母序号）。A.N2的转化率越高B.NH3的产量越大C.正反应进行得越彻底D.化学反应速度越快（3）a与b的关系是：a_b(填、b。,（4）此时为等温等容条件下且反应前后气体分子数发生改变的反应，故只要完全转化到方程式的左侧n(N2)=1mol,n(H2)=3mol即可。因此中n(NH3)=2mol,中设n(N2)=x,n(NH3)=y，则有2.25mol+=3mol,+x=1mol,解得：y=0.5mol,x=0.75mol。,答案：（1）c2(NH3)/c(N2)c3(H2)（2）A、C（3）（4）20.750.5,【变式训练】在一个定容的密闭容器中，注入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，平衡时，C的浓度为cmol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，则平衡时，C的浓度不变的是（）A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+1molDC.2molC+1molD+1molBD.3molC+1molD,【解析】选D。本题是恒温、恒容条件下的等效平衡问题。化学平衡状态的建立只与温度、压强（或容器的容积）、反应物或生成物的起始量等反应条件有关，而与反应的方向无关。因此，对于该条件下的反应，初始态为2molA+1molB或3molC+1molD是完全等效的，最终达到的平衡状态完全相同。故选D。,1.对于可逆反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式正确的是（）,【解析】选D。平衡常数等于平衡时生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值；当有纯固体或纯液体参加反应时，它们不列入平衡常数的表达式中。,2.（2010涿鹿高二检测）已知在450时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的化学平衡常数为50，由此推断出在450时，反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为（）A.50B.0.02C.100D.无法确定【解析】选。在相同的温度下，两个反应互为逆反应，平衡常数互为倒数，故选。,3.对于可逆反应：C（s）+CO2（g）2CO（g）,在一定温度下，其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（）A.将C（s）的表面积增大B.增大体系压强C.升高体系温度D.使用合适的催化剂【解析】选C。对于一个给定的可逆反应，其化学平衡常数K的大小仅与温度有关，与其他因素无关。,4.某温度下，对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJ/mol。N2的平衡转化率（）与体系总压强（p）的关系如图所示。下列说法正确的是（）,A.将1.0mol氮气、3.0mol氢气，置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJB.平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)K(B)C.上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率提高D.升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小,【解析】选C。项此反应为可逆反应，1.0mol氮气、3.0mol氢气在实际过程中不能完全转化，故放出的热量小于92.4kJ，错。项温度不变，改变压强，平衡常数不变，错。项由图知，增大压强，平衡向正反应方向移动，H2的转化率提高，C正确。D项升高温度，逆反应速率、正反应速率都增大，错。,5.恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：A（g)+B(g)C(g)（1）若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_mol。（2）若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为_mol。,【解析】（1）由反应A(g)+B(g)C(g)知，反应达平衡后，若有amolC生成，则必有amolA消耗，此时A剩余的物质的量为（1-a)mol。（2）在恒温、恒压下，若投放3molA和3molB，则所占有的体积为（1）中的3倍。由于A、B的投放比例与（1）相同，故平衡时与（1）等效，故C的物质的量为3amol。答案：（1）1-a(2)3a,A组（30分钟50分）一、选择题（本题包括4小题，每小题6分，共24分）1.关于化学平衡常数的叙述正确的是（）A.化学平衡常数与温度无关B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变C.化学平衡常数等于某时刻生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,D.温度一定，对于给定的化学反应，正逆反应的平衡常数互为倒数【解析】选D。化学平衡常数是与温度有关的常数，不同温度下，K值不同，同时平衡常数还与方程式的书写方式有关，故A、B错。K值的计算必须用平衡浓度，故C错。,2.某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)的平衡常数为K，下列对K的说法正确的是（）A.K值越大，表明该反应越有利于C的生成，反应物的转化率越大B.若缩小反应器的容积，能使平衡正向移动，则K增大C.温度越高，K一定越大D.如果m+n=p,则K=1,【解析】选A。K值越大，该反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，A正确；K只是温度的函数，温度一定，K一定，与压强无关，B错误；因该反应的热效应不确定，故C项错误；，故m+n=p，无法判断K的大小。,3.（2010石家庄高二检测）在恒温、恒容下，有反应2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g），现从两条途径分别建立平衡。途径：A、B的起始浓度均为2molL-1；途径：C、D的起始浓度分别为2molL-1和6molL-1。以下叙述正确的是（）A.达到平衡时，途径的反应速率等于途径的反应速率B.达到平衡时，途径所得混合气体的压强等于途径所得混合气体的压强,C.两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D.两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同【解析】选C。该反应为两端气体分子数相等的反应，故途径和途径建立了等效平衡，达到平衡时，各成分的量不同，但体系内各组分的百分含量相同。,4.（2010安徽高考）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：2NH3(g）+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2OH”、“=”或“p。,（2）向密闭容器中加入B时，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，但B的转化率减小。（3）若向密闭容器中加入C，则平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大，混合气体颜色加深，若保证压强不变，当充入氖气时，容器体积增大，平衡向左移动。答案：（1）放（2）增大减小（3）加深向左,6.（14分）（2010北京高二检测）美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如图所示：(1)此流程的第步反应为：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），该反应的化学平衡常数表达式为K=_；反应的平衡常数随温度的变化如表所示，,从上表可以推断：此反应是_(填“吸”或“放”)热反应。在830下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO（g）与H2O（g）均为1mol，则达到平衡后CO（g）的转化率为_。,(2)此流程的第步反应CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），在830，以下表的物质的量（单位为mol）投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有_（填实验编号）。,【解析】（1）根据平衡常数的表达式得升高温度，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。设CO的转化率为x，则CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）起始1100平衡1-x1-xxx,根据830时平衡常数K=1，得,x=0.5。（2）根据当Q小于K时平衡向正反应方向移动，故选B。答案：（1）放50%（2）B,B组（2010海南高考）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：请回答下列问题：（1）该反应的平衡常数表达式K=_，H_0（填“”、“”或“=”）；,（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各