衡水中学2021届高考化学一轮讲练：化学平衡常数的应用和计算【答案+详解】

1、10化学平衡常数的应用和计算1. (2020 大连阶段考)将固体NHHS置于密闭容器中，在某温度下发生反应：NHHS(s) |= NH(g) + H2s(g) , H2s(g)=凡(g) +S(g)。当反应达 到平衡时，c(H2)=0.5 mol LT，c(H2S)=4.0 mol L-1,则第一步的平衡常数 为()B. 18A. 16C. 20.25D. 22解析：选 B 当反应达到平衡时，c(H2)=0.5 mol - L 1, c(H2S) = 4.0 mol - L t,则分解的c(H2S) = 0.5 mol L-,从而推知第一步反应生成的 c(NH)=4.0 mol L 1 + 0

2、.5 mol L 1 = 4.5 mol L1,故第一步反应的平衡常数 K= c(NH) c(H2S) = 4.5 X4.0 =18。2. (2019 福建东山期中)化学平衡常数K的数值大小是衡量化学反应进行 程度的标志。常温下，下列反应的平衡常数的数值如下： 2NO(g)N(g) + O(g) K= 1 X 1030_81 2H2(g) +Q(g)2HO(l)& = 2X102CO(g) 2CO(g)+Q(g)&= 4X10 92下列说法正确的是()A.常温下，NC解产生Q的平衡常数表达式为 K = c(N2) c(O2)B.常温下，水分解产生 Q,此时平衡常数的数值为5X

3、10 80C.常温下，NO HQ CO三种化合物分解放出 C2的倾向由大到小的顺序为NC>2C>CCD.以上说法都不正确解析：选C由反应可知，NO分解产生 Q的平衡常数表达式为 K1 =c (NQ c (Q)c2 (NO,A错误；反应2H(g) +Q(g)2HO(l)的平衡常数为&= 2X 1081,则反应 2HO(l)2H<g) +Q(g)的平衡常数为 K= U4K2 2X 10= 5X1082, B错误；常温下，NO HO CO三种化合物分解放出 Q的平衡常数K 逐渐减小，则分解放出O的倾向由大到小的顺序为 NO>2O>CO C正确；D错误。3.将一定

4、量氨基甲酸俊(NH2COONH力口入密闭容器中，发生反应NHCOONHS) = 2NH(g) + CO(g)。该反应的平衡常数的负对数 (一lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法错误的是()A. C点对应状态的平衡常数 K(C) = 103.638B.该反应的A H>0C. NH的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态D. 30 C时，B点对应状态的v(正)<v(逆)解析：选C A项，C点对应平衡常数的负对数(lg K) = 3.638,该C点对 应状态的平衡常数K(C) = 10 3.638 ,正确；B项，温度升高平衡常数的负对数( lgK)减小，即温度越高 K值越大

5、，所以正反应是吸热反应，则A H>0,正确；C 项，体系中两种气体的物质的量之比始终不变，所以 NH的体积分数不变时，该反应不一定达到平衡状态，错误；D项, 态，平衡常数的负对数要变大，此时的一30 C时，B点未平衡，最终要达平衡状 lgQ<-lgK, Q>K因此B点对应状态的v(正)<v(逆),正确。4.对于 3Fe(s) +4HO(g)；FeQ(s) +4H(g)反应的化学平衡常数的表达式为()A. K=C. K=c (Fe。) c (H)c (Fe) c (h2O)c4 (HO)4c (HOB.D.K=K=c (FeQ) c4 (；4二 一c (Fe) c (H2

6、O)c4 (H)4,_、c (H2O)则 3Fe(s)c4 (代)c4 (HO)解析：选D在化学平衡常数表达式中不能出现固体或纯液体物质,+ 4HO(g)FaQ(s) +4H2(g)反应的化学平衡常数的表达式为 K=5 .反应 Fe(s) + CO(g)FeO(s) + CO(g),700 C 时平衡常数为 1.47,900 C时平衡常数为2.15。下列说法正确的是()A.升高温度，该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B.该反应的化学平衡常数表达式为 K= c(FeO) c(CO)/c(CO2) c(Fe)C.该反应的正反应是吸热反应D.增大CO浓度，平衡常数增大解析：选C A项，升高温度，

7、正、逆反应速率均增大，错误； B项，固体 物质浓度视为常数，不列入平衡常数的表达式，该反应的化学平衡常数表达式为 K= c 'CO ，错误；C项，温度升高，K增大，则该反应的正反应为吸热反应，c (CO)C正确；D项，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，增大反应物浓度，平衡常 数不变，错误。6 .某温度下，反应2SO(g) +Q(g)= 2SO(g)的平衡常数Ki=25,在一一、.一、1同一温度下，反应so(g) = so(g) +2O2(g)的平衡常数&的值为()B.A. 0.2C. 50解析：选AD. 0.011c2 (SO)c (SO) c2 (Q) HKi 225K2c

8、(SO) c (Q)c (SO)K= 0.2 , A项正确。7 . Q是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温 常压下发生的反应如下:反应 QQ+O AH>0平衡常数为K;反应 O+Q = 2O AH<0平衡常数为K2;总反应：2Q3Q AH<0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A.降低温度，总反应K减小8 . K= Ki+&C.适当升温，可提高消毒效率9 .压强增大，K2减小解析：选 C 降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；Ki =c (Q) c (O)c2 (Q)c (

9、O)c (O) c (Q)3，八、c O Q、K= 2 = Ki ' ”, B 项错块;c (Q升高温度，反应平衡向右移动，反应平衡向左移动，c(O)增大，可提高消毒效率，C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。8. (2019 长安段考)某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A 和 2 mol B 进行如下反应：3A(g)+2B(g)4C(? ) +2D(?)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C ,且反应前后的压强之比为 5： 4(相同温 度下测量)。下列说法正确的是()c4 (C) - c2 (D)A.该反应的平衡常数表达式为 K=

10、c3 ；A； * ；B；B.此时，B的平衡转化率为40%C.增大压强，平衡向右移动，化学平衡常数 K增大B.增加C的量，B的平衡转化率变小解析：选B反应开始时加入4 mol A和2 mol B ,平衡时测得反应前后气体的压强之比为5 : 4(相同温度下测量)，根据阿伏加德罗定律推知，反应后气4体总物质的重为£X6mol = 4.8 mol。达到平衡时，测得生成1.6 mol C,则有: 53A(g) +2B(g)4C(?)+2B(?)起始量(mol) 4 200转化量(mol) 1.2 0.8 1.6 0.8平衡量(mol) 2.8 1.2 1.6 0.8由于平衡时气体总物质的量为

11、4.8 mol ,则C是固体或纯液体，B是气体， 2故平衡常数表达式为K= 3 / ；()2 / D、,A错误；平衡时，B的转化率为0。mo c (A) c (B2 molX100限40% B正确；增大压强，平衡向右移动，由于温度不变，则化学平衡 常数K不变，C错误；C是固体或纯液体，增加 C的量，平衡不移动，B的平衡 转化率不变，B错误。9. (2019 西安模拟)反应 C(s) +2H(g)CH(g)在 1 000 K时 K = 9 955.75,当总压为101 kPa,气体组成是 H 70%, CH 20%, N 10%时，上述反应()B.逆向移动D.不一定A.正向移动C.达到平衡3p

12、(CH)20%X 101 X 1036解析：J A Qp= p2(H) = (70%X 101X 103) 2 =4.04 ><10 ，可儿 Q<”,则平衡正向移动。10.已知同温同压下，下列反应的始变和平衡常数分别表示为：(1)2SO2(g) + 02(g)2SO(g)AH=197 kJ/mol K = a(2)2NO(g) +Q(g) 1= 2NO(g)AH= 144 kJ/molK2 = b(3)NO2(g) + SO(g)SO(g) + NO(g)A H= m kJ/mol &=c下列说法正确的是()A. m= 26.5c2= a/bB. 53c2=a/bC.

13、 26.52c=abD. 532c=ab解析：选 A 由已知热化学方程式(1)2SO2(g) +O(g) 2SO(g) AH= 一197 kJ/mol K = a,(2)2NO(g) +Q(g) 1= 2NO(g)AHt= - 144 kJ/mol& = b,(3)NO2(g) + SO(g);SO(g) + NO(g)A H= m kJ/mol Ks=c,结合盖斯定律可知，黑匕g-=(3),则A H=等智，即2m= -197 ( 144),得m= 26.5;方程式相加，平衡常数相乘，方程式相减，平衡常数相除，故c =：b'即c2=b，A项正确。11.放热反应 CO(g)+HO

14、(g)-CO(g) +H(g)在温度t1时达到平衡,c(CO)i = c(H2O)i=1.0 mol - L 1,其平衡常数为Ki。升高反应体系的温度至t2时,反应物的平衡浓度分别为c(CO)2和c(H2O)2,平衡常数为则()A. &和K的单位均为mol LB. K> KiC. c(CO)2= c(H2O)2D. c(CO)i<c(CO)2K2< Ki, K、K2单解析：选C升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数 位均为1, c(CO)i<c(CO)2, C项正确。12.已知：12在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度显著 增大。12在KI溶液中存在下列平衡：1

15、2(aq) + I (aq) =I 3(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如图所示，下列说法正确的是()A.反应 12(aq) + I (aq) = I 3(aq)的 A H>0B.利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质C.在上述平衡体系中加入 CCL,平衡不移动D. 25 C时，在上述平衡体系中加入少量 KI固体，平衡常数K不变解析：选BD A项，由图像数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应方向为放热反应，即AH<0,错误；B项,硫难溶于水，而碘单质与 形成I 3溶于水，可以达到除去少量碘的目的，正确; C项，力口入CCL,碘能溶于CCL,

16、导致水中碘的浓度变小，平衡向左移动，错误; D项，加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影 响，与物质的浓度无关，加入少量 KI固体，平衡常数K不变，正确。13. (2019 大同检测)在恒温、包容条件下发生下列反应：2%Q(g) =4XO(g) +Q(g)A H>0, T C下的部分实验数据如下表。下列说法错误的是t/s050100150c(X2O)/(mol - L 1)4.002.502.002.00A. T C下，反应的平衡常数 K= 64; 100 s时X2Q的转化率为50%B. 50 s 内，X2Q 的反应速率为 0.03 mol - L 1 - s

17、1C.已知C下反应的平衡常数为 K, T2 c下反应的平衡常数为 K,若T1 >丁2,则 K<&D.若只将包容改为恒压，其他条彳都不变，则达到新平衡时XQ的转化率和平衡常数都不变解析：选CD由表中数据可知，100 s时反应已达到平衡状态，平衡时c(X2Q) = 2.00 mol - L 1,则:起始(mol L 1)转化(mol L 1)平衡(mol l_ 1)2XO(g)=4XO(g) +C2(g)4.00002.00 4.001.002.00 4.001.00T C下反应的平衡常数100 sc4 (XO) c (Q)4.004x 1.00K= v-=2c2 (X2Q)2

18、.002200 l _ -1时XQ的转化率为4.00 m：l一1 X100*50%故A正确；50 s内，XQ物质的 量浓度变化为(4.00 -2.50)mol - L 1=1.5 mol - L 1,则50 s内XQ的反应速率1.5 mol - L 111 一 .一 一、,一 一一、 一、为-=0.03 mol - L s ,故B正确；因正反应为吸热反应，开局50 s温度平衡正向移动，平衡常数增大，若 T1>T2,则K1>&,故C错误；在包容条 件下，随反应进行容器内压强增大，若只将包容改为恒压，其他条件都不变，等 效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，平衡时 X2O的

19、转化率增大，平衡 常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故 D错误。14. (2019 平遥段考)温度为T1时，在三个容积均为1 L的包容密闭容器 中均发生反应：2NC(g) 2NO(g)+O(g)(正反应吸热)。实验测得：v正 =v 消耗(NO) = k 正 c2(NQ) , v 逆=v 消耗(NO)= 2v 消耗(O2) = k 逆c2(NO) - c(O2) , k 正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 ()容器编号物质的起始浓度/ (mol - L 1)物质的平衡浓度/(mol - L 1)c(NC)c(NO)c(O2)c(O2)I0.6000.2R0.30.50.2m

20、00.50.35.、 .k 逆A.设K为该反应的化学平衡常数，则有K=心B.容器R中起始反应正向进行最终达到平衡C.达到平衡时,容器m中NO的体积分数大于50%D.当温度改变为T2时，若T2f则”>1.25解析：选B 在平衡状态下，v正=v逆，即k正c2(NQ) = k逆c2(NO) c(O2),由容器I中反应列三段式:2NG(g)2NO(g)+ O(g)起始(mol L1)0.600转化(mol L1)0.40.40.2平衡(mol L1)0.20.40.2可以求出平衡常数0.42X0.2K二6 c 20.20.8,根据容器II的起始投料，浓度商 Q=O'=|<K,起始时

21、反应正向进行，B正确；若容器田在某时刻NO的体积0.39分数为50%则有2NO(g)2NO(g)+Q(g)起始(mol L 1) 0 0.5 0.35转化(mol L 1) 2x 2x x平衡(mol L 1) 2x 0.5-2x 0.35 -x由0.5 2x=2x+0.35 x,解之得，x = 0.05 ,求出此时反应的浓度商 Q=0.42X0.3 0 12=4.8>0.8 ,说明反应继续向逆反应方向进行，达到平衡时，容器田中NO的体积分数应小于50% C错误；由于该反应的正反应是吸热反应，若T2>T1, 一 kirk 逆.所以升温至T2时平衡常数增大，即 >0.8,则1&

22、lt;1.25, D错误。15. T C时，在甲、乙、丙三个容积均为 2 L的包容密闭容器中投入SO(g) 和Q(g),发生反应：2SO(g) +O(g) = 2SO(g) , 5 min时甲达到平衡 其起始量及SO的平衡转化率如表所示容器甲乙丙起始量n(SO2)/mol0.40.80.8n(O2)/mol0.240.240.48SO的平衡转化率80%民1a 2卜列叙述不正确的是()A. 05 min内，甲中SO的反应速率为0.032 mol - L 1 - minB. T C时，该反应的平衡常数 K= 400C.平衡时，SO的转化率：a 2<80%力1D.平衡时，内中气体平均相对分子质

23、量与甲相同解析：选CD A项，05 min内，2SO(g) + O(g)2SO(g)开始/(mol)0.40.240转化/(mol)0.320.160.32平衡/(mol)0.080.080.32平衡浓度/(mol/L) 0.04 0.04 0.160.32 mol- L 1 - min 1,正确；B项，根甲中SO的反应速率=-Z2-L一=0.032 mol5 min据A项三段式可知，该温度下，平衡常数0.162K: 0.042X 0.04二 400,正确；C项,由甲、乙可知，氧气的浓度相同，二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化，二氧 化硫转化率减小，由乙、丙可知，二氧化硫浓度相同，氧气浓度增大

24、二氧化硫转 化率增大，则平衡时，SO的转化率：a 1<80%力2,错误；D项，体积相同，丙 中的起始浓度为甲的2倍，但由于该反应是气体体积改变的反应， 体积不变增加 浓度，压强增大，平衡正向移动，则内中转化率增大，气体质量不变，气体物质 的量不同，平衡时，内中气体平均相对分子质量与甲不相同，错误。16. (2019 湘潭模拟)NO NO是汽车尾气中重要的含氮氧化物。回答下列 问题：(1)某温度下，反应的平衡常数如下:a. 2NO(g)N(g) +2Q(g)K = 6.7X1016b. 2NO(g)N(g) +Q(g)&=2.2X1030分解反应趋势较大的反应是 (填"a

25、”或" b”)；反应2NO(g) + Q(g)2NO(g)的 K=。(2)已知反应2NO(g)+Q(g)2NO(g)的正反应速率v(正)=ki - cm(NO) - cn(O2),其中ki为速率常数，可通过下列实验数据计算 ki、m n。组别起始浓度/(mol - L)错误！NOQi0.020.0i2 57.98 X i0 320.020.025 0i5.96 Xi0330.040.0i2 53i.92 Xi03贝J ki =, n =：(3)已知反应2NO(g)+O(g) = 2NO(g)的历程可表示为第一步：NJ NO kNO 快速平衡k2第二步：NQ+Q>2NO 慢反应其

26、中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v(正)=ki c2(NO), v(逆)=ki c(N2Q)。下列叙述正确的是 (填序号)。 kiA.第一步反应的平衡常数K k-iB. v(第一步的正反应)<v(第二步的反应)C.第二步的活化能比第一步的活化能高D.第二步中NQ与Q的碰撞i00%t效(4) 一定条件下测得包容容器中NO Q、NO浓度发生如图变化。NO的平衡转化率为。该温度下反应2NO(g)+Q(g) = 2NO(g)的平衡常数为 留整数)解析：(1)平衡常数越大，反应越容易进行，反应 b的平衡常数大于反应a,则b的分解反应趋势较大；根据盖斯定律，由反应ba可得：2

27、NO(g) +30 K2 2.2X1013Q(g) = 2NO(g),则该反应的平衡常数为 K=w ; 乂 博=3.28X10。K 6.7 入1O(2)由组1和2可知，NO浓度不变时，氧气的浓度增大1倍，正反应速率增 大1倍，故n=1;由组1和3可知，氧气的浓度不变时，NO的浓度增大1倍， 正反应速率变为原来的4倍，故m= 2;将m= 2和n=1代入第1组数据：7.98 X 10 3mol - L 1 s 1 = k1X(0.02 mol L 1)2X0.012 5 mol - L 1,解得 匕=1 596 L2 - mol 2 - s 1。(3)第一步反应的平衡常数K= ；2器 ,达到平衡时

28、v(正)=v(逆)，则有2c (NQ)k1c (NQ)k1- 它k1 c2(NO)= k 1 c(N2O),得 不(NO =；，"不(NO =二 A 正确；v(第 一步的正反应)是快反应，v(第二步的反应)是慢反应，则有v(第一步的正反应) >v(第二步的反应)，B错误；第二步的反应慢，活化能高，第二步的活化能比 第一步的活化能高，C正确；第二步是慢反应，说明NO与Q的有效碰撞的几率 较小，不可能达到100% D错误。(4)由题图可知，经过 6 000 s 达到平衡时，A c(NO) = 0.010 mol - L 10 005 I L1-0.004 mol L 1 = 0.0

29、06 mol L 1,则 NO的平衡转化率为mo1X100% 0.010 mol L= 60%该温度下反应2NO(g) + Q(g)2NG(g)的平衡常数为K =2,_、2C (NO)0.006c2 (N。 c (Q) =0.0042X0.007 %°答案：(1)b3.28 X 1013 (2)1 596 L 2 mol 2 s 1 2 1 (3)AC (4)60% 32117. I .(1)已知在 448 C时，反应 H2(g) +12(g)2HI(g) A H<0的平衡常数K为49,则该温度下反应2HI(g)H2(g) + 12(g)的平衡常数K 为;反应 1/2H2(g)

30、 + 1/2I 2(g) 1= HI(g)的平衡常数 K 为O(2)在一容积不变的密闭容器中发生上述反应， 改变反应的某一条件(混合气 体的总物质的量不变)，造成容器内压强增大，则下列说法中正确的是。A.容器内气体的颜色变深，混合气体的密度增大产 、;B.平衡不发生移动*弋正)*正)/的C 12(g)的转化率增大，H2的平衡浓度变小 JD.改变条件前后，速率图像如图所示''葭在一定容积的密闭容器中，发生如下化学反应：CG(g) +H(g)CO(g)+HO(g),其化学平衡常数K和温度t的关系 如下表所小:t/ C7008008301 0001 200K0.60.91.01.72.6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(H2)正=丫由2。)逆D. c(CQ)=c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2) - c(H2) =c(CO) c(HzO),判断此 时温度为 1c。(5)在800 c时，发生上述反应，某时刻测得容器内各物质的浓度分别为