历届高考中的化学平衡常数试题及其答案和详解

1（1982年高考全国卷第8题）(12分)将9.2克N2O4晶体放入容积为2升的密闭容器中，升温到25时N2O4全部气化，由于N2O4发生如下分解反应：N2O42NO2 H=+56.848kJ/mol，平衡后，在25时测得混和气体(N2O4和NO2)的压强P为同温下N2O4(g)尚未分解时压强的1.2倍，试回答下列问题：（1）平衡时容器内混和气体的压强P是多少大气压?（2）平衡时容器内NO2同N2O4的物质的量之比是多少?（3）平衡时该反应的平衡常数K是多少?（4）如改变影响平衡的一个条件(如压力、温度或浓度)时,试将NO2同N2O4的物质的量之比平衡常数K的变化情况,选用增大、减小或不变等词句填下表：物质的量之比K增大压强升高温度增加N2O4的浓度1答案 （1）1.47大气压；（2）；（3）0.01；（4）物质的量之比K增大压强减少不变升高温度增大增大增加N2O4的浓度减少不娈解析（1）。先求混和气体的总物质的量n：设n1、P1分别是纯N2O4(g)的物质的量和压强，n、P分别是混和气体的总物质的量和压强；则= ；n=0.12 mol （2分）；再利用PV=nRT求混和气体的压强P=1.47大气压（1分）。（2）设0.1摩尔N2O4中有x摩尔分解,则有如下的对应关系是：N2O42NO2 H=+56.848kJ/mol起始物质的量：0.1mol 0变化物质的量： xmol 2xmol平衡物质的量：0.1-x 2x平衡后，在25时测得混和气体(N2O4和NO2)的压强P为同温下N2O4(气)尚未分解时压强的1.2倍，混和气体的总物质的量：0.12mol；则：0.1-x+2x=0.12；x=0.02mol (2分)；平衡时容器内NO2同N2O4的物质的量之比：= （1分）（3）k=0.01（3分）(平衡常数表示式、平衡时物质的浓度和计算结果各给1分)（4）(每一空格给0.5分,共3分)；k是温度的函数，改变压强和改变浓度都不会改变平衡常数；N2O42NO2 H=+56.848kJ/mol，正反应是吸热反应，升高温度有利于平衡向正向移动，k值增大；增大压强，平衡逆向移动，NO2物质的量减小，N2O4物质的量增大，物质的量之比减小；升高温度，平衡正向移动，N2O4物质的量减小，NO2物质的量增大，物质的量之比增大；增加N2O4的浓度平衡正向移动，平衡移动N2O4物质的量减小，N2O4物质的量净增加值大，平衡移动NO2物质的量增大，物质的量之比减小。2.（1984年高考全国卷附加题第2题）（4分）在某温度时,把50.0mL0.100mol/L醋酸溶液和50.0 mL0.0500mol/L氢氧化钠溶液混和,求混和后溶液的氢离子浓度(该温度时,醋酸的电离常数为1.9610-5).2答案 1.9610mol/L解析反应后剩余醋酸的量：0.05000.100-0.05000.0500=0.00250(mol)；反应后生成醋酸钠的量：0.05000.0500=0.00250(mol)(1分)可求得醋酸的浓度： =0.0250mol/L；醋酸钠浓度： =0.0250mol/L；（1分）设平衡时c(H+)为x mol/L；CH3COOHCH3COO- +H+起始浓度 0.0250 0.0250 0 转化浓度 x x x平衡浓度:0.0250-x0.0250+x x (1分)K=1.9610；（2分）K值很小,0.0250x0.0250；x=1.9610(1分)答：混和溶液的氢离子浓度为1.9610mol/L3.（1985年高考全国卷附加题第3题）（6分）在27、1标准大气压下,1体积水中溶解了25体积氨气(溶解前后液体体积的变化可忽略不计).求此溶液的氢离子浓度(已知27时氨水的电离常数是1.810).3答案2.410mol/L.解析1升氨水中含氨的物质的量：n=1.0mol ，（2分）；氨水的摩尔浓度为1.0摩尔/升. (1分)；设氨水达到电离平衡时OH-的浓度为x摩尔/升.NH3 H2ONH+OH起始浓度：1.0 0 0转化浓度： x x x平衡浓度：1.0-x x x (1分)K=1.810 ；x=4.210mol/L （1分）在溶液中：K=c(H+)c(OH)=1.010；c(H+)=2.410mol/L（2分）4（1986年高考全国卷附加题第4题）（4分）1.0mol/L醋酸溶液的pH为2.4,把这溶液稀释到0.10mol/L后,该溶液的pH是多少?(可能用到的数据:1g1.2=0.079 1g1.3=0.11 1g1.4=0.15 1g3.0=0.48 1g4.0=0.60)4答案2.9 解析pH=2.4，-lgc(H+)=2.4；lgc(H+)= -2.4= -3+0.6 ；c(H+)=4.010mol/L （1分）CH3COOHCH3COO + H+起始浓度： 1.0 0 0转化浓度： 4.010 4.010 4.010平衡浓度： 1.0-4.010 4.010 4.010K=1.610（1分）；稀释后；因为温度不变，电离平衡常数不变，K=1.610 ；c(H+)=1.310mol/L pH=3-lg1.3=3-0.11=2.9 (2分)5（1987年高考全国卷附加题第2题）（5分）1.00mol/L醋酸钠溶液和1.00mol/L盐酸各10.0mL混和,得溶液A.用蒸馏水稀释A到45.0mL,得溶液B.试求溶液A和溶液B中氢离子浓度是多少?(此温度时醋酸的电离常数为K=1.810)5答案310mol/L；210mol/L。解析CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl ；CH3COOHCH3COO- +H+ (1分)；溶液A是醋酸钠和氯化钠的混合溶液，其浓度为：=0.5mol/L （0.5分）；溶液A用蒸馏水稀释A到45.0mL得溶液B，溶液B的浓度为：=0.22mol/L （0.5分）设A、B溶液中氢离子浓度分别为x、y；K=1.810；溶液A：K=1.810 ；x=310mol/L （1分）溶液B：K=1.810 ；y=210mol/L（1分）注:其它合理解法,参照上面解法,分段给分。6（1998年上海高考化学试题第29题）高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) -Q ，其平衡常数可表达为 K= ，已知1100时，K=0.263 。 （1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO和体积比值 平衡常数K值 （本小题空格均备选：增大、减小或不变） （2）1100时测得高炉中CO2=0.025mol/L CO=0.1mol/L，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态 （选填是或否），此时，化学反应速度是V正 V逆（选填大于、小于或等于），其原因是 6答案（1）增大 增大 （2）否 大于 此时CO2/COV逆 7（1999年上海高考化学试题第27题）Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：2I-+2Fe3+2Fe2+I2（aq）（1）该反应的平衡常数K的表达式为：K= 当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡 移动（选填：向右、向左、不）。（2）上述反应的正向反应速度和I-、Fe3+的浓度关系为：=CC（为常数）C（mol/L）C(mol/L)(mol/Ls)（1）0.200.800.032（2）0.600.400.144（3）0.800.200.128通过所给的数据计算得知：在=CC中。M、n的值为 选填（A）、（B）、（C）、（D）（A） m=1，n=1 （B） m=1，n=2 （C） m=2，n=1 （D） m=2，n=2 I-浓度对反应速度的影响 Fe3+浓度对反应速度的影响。（选填：小于、大于、等于） 7答案 (1)；向右 ；(2)。(C)；大于。8（2020年高考广东化学试题第25题）（10分）黄铁矿（主要成分为FeS2）是工业制取硫酸的重要原料，其煅烧产物为SO2和Fe3O4。 （1）将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)=0.040mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率（写出计算过程）。 （2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 （填字母） A、升高温度 B、降低温度 C、增大压强 D、减小压强 E、加入催化剂 G、移出氧气 （3）SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到更要的化工原料，反应的化学方程式为 。 （4）将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。酸溶过程中需保持溶液足够酸性，其原因是 。8答案（1）1.6103L/mol ；80% （计算过程略）；（2）BC；（3）SO2 + H2O + Na2SO3 = 2NaHSO3（4）抑制Fe2+、Fe3+的水解，防止Fe2+被氧化成Fe3+9（2020年高考海南化学试题第16题）（6分）PCl5的热分解反应如下：PCl5(g) PCl3(g)+ Cl2(g)（1）写出反应的平衡常数表达式；（2）已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。计算该温度下的平衡常数。9答案（1）K=；（2）PCl5（g） PCl3（g） + Cl2（g）c（起始）（mol/L） =0.200 0 0c（变化）（mol/L） 0.150 0.150 0.150c（平衡）（mol/L） 0.050 0.150 0.150所以平衡常数K=0.4510（2020年高考上海化学试题第25题）在2L密闭容器中，800时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：K_。已知：K(300)K(350)，该反应是_热反应。(2)右图中表示NO2的变化的曲线是_。用O2表示从02s内该反应的平均速率v_。 (3)能说明该反应已经达到平衡状态的是_。a、v(NO2)=2v(O2) ；b、容器内压强保持不变 c、v逆(NO)2v正(O2) d、容器内的密度保持不变 (4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。 a、及时分离出NO2气体 ；b、适当升高温度；c、增大O2的浓度 ；d、选择高效的催化剂答案：（1）K；放热。(2）b；1.5103mol/(Ls)。(3）b c。(4）c。解析：该反应的平衡常数表达式：K；平衡常数只是温度的函数，平衡常数越大，说明在该温度下反应物转化成生成物的限度越大，反应的转化率越大，K(300)K(350)，说明低温有利于反应物的转化，该反应的正反应是放热反应。从图上起始浓度看：反应物的浓度随时间变化越来越小，直到平衡时不再减少，图和数据表明，3秒时化学反应达到平衡。曲线c是NO的浓度随时间变化的曲线，曲线d是O2的浓度随时间变化的曲线。生成物的浓度随时间变化越来越大，直到某一时刻，达到平衡时浓度不再增大。本图中有两条从零浓度开始逐渐增大浓度的曲线，根据化学方程式中的计量数关系，NO的浓度减少等于NO2的浓度增加，从图中变化幅度看，曲线b的浓度变化符合计量数关系，所以曲线b是表示NO2的浓度随时间变化的曲线。用NO表示从02s内该反应的平均速率v（NO）=3*10-3 molL-1s-1 ，化学反应速率之比等于计量数之比，用O2表示从02s内该反应的平均速率v（O2） v（NO）=1.5*10-3 molL-1s-1 。一定条件下的可逆反应，当正逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态，其特征是各物质的浓度不再发生改变，对于反应强后气体体积不等的可逆反应，在密闭容器中，由于浓度不变，物质的量也不再改变，压强也不再改变，b c正确。化学反应速率之比等于计量数之比，a判断无论可逆反应达到平衡与否，都成立，不是平衡特有的条件。d判断：化学反应遵循质量守恒定律，反应前后的质量不发生改变，密闭容器体积不变，所以密度始终不发生改变，它不是平衡判断的标志。a、及时分离出NO2气体平衡向正反应方向移动了，但是随着反应物浓度的减小，反应速率也减小了。b、适当升高温度，虽然反应速率提高了，由于正反应是放热反应，不利于平衡的正向移动；c、增大O2的浓度，O2是反应物，增大反应物浓度平衡向正反应方向移动，增大浓度化学反应速率增大，符合题意；d、选择高效的催化剂，只能增大化学反应速率，平衡不会发生移动。11（2020年高考广东化学试题第9题）已知Ag2SO4的Ksp为2.010-3，将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO浓度随时间变化关系如右图饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)0.034molL-1。若t1时刻在上述体系中加入100mL 0.020molL-1 Na2SO4 溶液，下列示意图中，能正确表示t1时刻后Ag+和SO浓度随时间变化关系的是答案 B。 解析Ag2SO4刚好为100ml的饱和溶液,因为c(Ag+)=0.034mol/L，所以c（SO）=0.017mol/L；当加入100ml 0.020mol/LNa2SO4溶液后，c（SO）=0.0185mol/L，c（Ag+）=0.017mol/L（此时QKsp）。由计算可知选B。12（2020年高考山东理综化学试题第15题）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是提示：BaSO4(s) Ba2+(aq)SO(aq)的平衡常数Kspc(Ba2+)c(SO)，称为溶度积常数。A加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点B通过蒸发可以使溶液由d点变到c点Cd点无BaSO4沉淀生成Da点对应的Ksp大于c点对应的Ksp12答案 C 相应知识点归纳在温度不变时，无论改变哪种离子的浓度，另一种离子的浓度只能在曲线上变化，不会出现在曲线外的点（如b、d）。溶液在蒸发时，离子浓度的变化分两种情况：、原溶液不饱和时，离子浓度要增大都增大；、原溶液饱和时，离子浓度都不变。溶度积常数只是温度的函数，与溶液中溶质的离子浓度无关，在同一曲线上的点，溶度积常数相同。13（2020年高考山东理综化学试题第29题）（12分）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)CH4(g)HCCH(g)H2(g) ；H1+156.6kJmol-1 。CH3CHCH2(g)CH4(g)HCCH(g) ；H2+32.4kJmol-1 。则相同条件下，反应C3H8(g)CH3CHCH2 (g)H2(g) ；H kJmol-1。以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；放电时，CO移向电池的 （填“正”或“负”）极。碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H2CO3)=1.510-5 molL-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCOH+的平衡常数K1= 。（已知：10-5.60=2.510-6）常温下，0.1 molL-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3) c(CO)(填“”、“”或“”)，原因是 （用离子方程式和必要的文字说明）。13答案 +124.2； C3H85O23CO24H2O；负； 4.210-7 molL-1； ；HCO3- COH+ ；HCOH2OH2CO3OH-、HCO的水解程度大于电离程度。相应知识点归纳1、原电池的知识梳理原电池是一种将化学能转变成电能的装置。原电池的构成条件：活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆：一强一弱两块板，两极必用导线连，同时插入电解液，活动导体溶里边。只有氧化还原反应才有电子的得失，只有氧化还原反应才可能被设计成原电池（复分解反应永远不可能被设计成原电池）。氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生，一个氧化还原反应被设计成原电池后，氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生，两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合，要求书写电极反应式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。无论什么样电极材料、电解质溶液（或熔融态的电解质）构成原电池，只要是原电池永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。(6).在化学反应中，失去电子的反应（电子流出的反应）是氧化反应，得到电子的反应（电子流入的反应）是还原反应，所以在原电池中：负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应。.原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。.在外电路.、电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。、电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。在内电路：、电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极，正极聚集了大量的电子，而电子带负电，吸引阳离子向正极移动。、电解质溶液中的阴离子向负极移动，因为：负极溶解失去电子变成阳离子，阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动。（硝酸做电解质溶液时，在H+帮助下，NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO）原电池的基本类型：只有一个电极参与反应的类型：负极溶解，质量减小；正极本身不参与反应，但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。两个电极都参与反应的类型：例如：充电电池类的：蓄电池、锂电池、银锌电池等。两个电极都不参与反应的类型：两极材料都是惰性电极，电极本身不参与反应，而是由引入到两极的物质发生反应，如：燃料电池，燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。电解质溶液的作用：运载电荷或参与电极反应（产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式）。如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存，二者将发生反应使得各自的离子浓度减少，并可能伴有沉淀或气体的产生。在特定的电解质溶液的条件下：能单独反应的金属做负极，不能单独反应的金属做正极。例1：两极材料分别是铜片和铝片，电解质溶液是浓硝酸，虽然金属活动性铝比铜活泼，但是由于铝与浓硝酸发生钝化，不再继续反应，而铜与浓硝酸发生氧化反应，在电池中，铜作原电池的负极，铝作原电池的正极。例2：两极材料分别是镁片和铝片，电解质溶液是氢氧化钠溶液，虽然金属活动性镁比铝活泼，但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气，而镁与氢氧化钠溶液不反应，在电池中，铝作原电池的负极，镁作原电池的正极。在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下，金属活动性强的金属做负极。2、常见的燃料电池知识点归纳氢气和氧气细菌燃料电池（电解质溶液是磷酸）、氧化还原反应的化学方程式：2H2 +O2=2H2O、电极反应式及其意义、正极（惰性材料）：O2 +4e-=2O2-（还原反应）；修正为：O2 +4H+ +4e-=2H2O、负极（惰性材料）：2H2 -4e-=4H+ （氧化反应）；、意义：在标准状况下，正极每消耗2.24升氧气，负极同时消耗4.48升氢气，电解质溶液增加3.6克水，电解质溶液的pH变大。氢气和氧气燃料电池（电解质溶液是氢氧化钾溶液）、氧化还原反应的化学方程式：2H2 +O2=2H2O、电极反应式及其意义、正极（惰性材料）：O2 +4e-=2O2-（还原反应）；修正为：O2 +2H2O +4e-=4OH-、负极（惰性材料）：2H2 -4e-=4H+ （氧化反应）；修正为：2H2 +4OH-4e-=4H2O、意义：在标准状况下，正极每消耗2.24升氧气，负极同时消耗4.48升氢气，电解质溶液增加3.6克水，电解质溶液的pH变小。甲烷和氧气燃料电池（电解质溶液是氢氧化钾溶液）、氧化还原反应的化学方程式：CH4+2O2=CO2+2H2O 。在强碱性条件下修正为：CH4+2O2 +2NaOH=Na2CO3+3H2O；CH4+2O2 +2OH- =CO+3H2O、电极反应式及其意义、正极（惰性材料）：2O2 +8e-=4O2-（还原反应）；在强碱性条件下修正为：2O2 +4H2O +8e-=8OH-修正方法：先将2O2 +8e-=4O2- 中的4O2-替换成带相同电荷的8OH-，然后再调整氢氧原子个数守恒。、负极（惰性材料）：CH4 -8e- CO2 （氧化反应）；修正为：CH4 8e- +10 OH- = CO+7 H2O 修正方法：先将CH4 -8e- CO2 中的CO2替换成强碱性溶液中的存在形式CO ，调整反应物呈负电性，并带两个单位负电荷，需要加入10 OH- ，最后调解氢原子氧原子个数守恒。、意义：在标准状况下，正极每消耗4.48升氧气，负极同时消耗2.24升甲烷。丙烷和氧气燃料电池（电解质溶液是氢氧化钾溶液）、氧化还原反应的化学方程式：C3H8+5O2=3CO2+4H2O。在强碱性条件下修正离子方程式为：C3H8+5O2 +6OH-=3CO+7H2O、电极反应式及其意义、正