小专题 化学平衡常数(高三复习,含答案)
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专练37 化学平衡常数及转化率计算一、单项选择题1.[2022·广东卷]恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)⇌BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。
下列说法正确的是( )A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大2.[2020·浙江7月]5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液与1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液发生反应:2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌2Fe2+(aq)+I2(aq),达到平衡。
下列说法不正确的是( ) A.加入苯,振荡,平衡正向移动B.经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度C.加入FeSO4固体,平衡逆向移动D.该反应的平衡常数K=c2(Fe2+)c2(Fe3+)·c2(I-)3.[2022·专题模块测试]K、K a、K w分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是( )A.在500 ℃、20 MPa条件下,在5 L密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后K 增大B.室温下K(HCN)<K(CH3COOH),说明CH3COOH的电离程度一定比HCN的大C.25 ℃时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中K w不相等D.2SO2+O2催化剂△ 2SO3达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的转化率可能增大、减小或不变4.[2022·湖南师大附中高三月考]N2O5是一种新型硝化剂,一定温度下发生反应2N2O5(g)⇌4NO2(g)+O2(g) ΔH>0,T1温度下的部分实验数据如下表所示。
下列说法正确的是( )A.该反应在任何温度下均能自发进行B.T1温度下的平衡常数为K1=125,1 000 s时N2O5(g)转化率为50%C.其他条件不变时,T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5(g)浓度为2.98 mol·L-1,则T1<T2D.T1温度下的平衡常数为K1,T2温度下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1<K25.[2022·福建福州质检]在1 L的密闭容器中充入2 mol N2和7 mol H2,发生反应N2+3H2⇌2NH3,保持其他条件不变,相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。
专题复习十化学平衡常数班级:___________________姓名:_____________________学号:_________________1、化学平衡常数的表达式2、如何理解化学平衡常数K的意义?K值大小与可逆反应进行程度有怎样的关系?3、化学平衡常数的特点是什么?在使用平衡常数时,为什么一定要指明反应温度?4、转化率的计算式是什么?平衡常数与反应物的平衡转化率都能表示反应进行的程度,它们之间有什么不同?哪一个更能反映出反应的本质?5、平衡常数的书写①W(s)+I2(g)WI2 (g)②常温下,HAc溶液电离平衡常数③CO32-(aq)+H2O HCO3-(aq)+OH-(aq)④AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)⑤C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g)⑥C H3COOH(l)+ CH3OH(l) CH3COOCH3(l)+ H2O(l)归纳:说明书写化学平衡常数表达式的若干注意事项。
同一可逆反应的K正与K逆间存在怎样的关系?练习一:在常温下,下列反应的平衡常数的数值如下,请填写下列空白:2NO(g)2(g)+O 2(g) K 1=1×1030 2H 2(g)+O 2(g) 2O(g) K 2=2×1081 2CO 2(g) 2CO(g)+O 2(g) K 3=4×10-92(1)常温下,NO 分解产生O 2的反应的平衡常数表达式为 ;(2)常温下,NO 、H 2O 、CO 2三种化合物分解放出O 2的倾向由大到小的顺序为 ;练习二:下列反应在210℃达到平衡: ①PCl 5(气)PCl 3(气)+Cl 2(气)(正反应吸热)K 1=1 ②CO(气)+Cl 2(气)COCl 2(气)(正反应放热) K 2=5×104 ③COCl 2(气)CO(气)+ Cl 2(气) (正反应吸热)K 3(1)根据反应①的平衡常数K 1表达式,下列等式一定成立的是a.[PCl 5]=[PCl 3]=[Cl 2]=1b. [PCl 5]=[PCl 3][Cl 2]=1c. [PCl 5]=[PCl 3][Cl 2] 反应②和反应③的K 3 和K 2值的关系为(2)降低Cl 2浓度,反应③的K 2值 (填“增大”、“减少”或“不变”)(3)要使反应①和反应②的K 值相等,应采取的措施是讨论:教材P 55有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K 值分别如下表一和表二。
核心素养微专题四大平衡常数(K a、K h、K w、K sp)的综合应用1.四大平衡常数的比较常数符号适用体系影响因素表达式水的离子积常数Kw任意水溶液温度升高,Kw增大Kw=c(OH-)·c(H+)电离常数酸K a弱酸溶液升温,K值增大HA H++A-,电离常数K a= 碱K b弱碱溶液BOH B++OH-,电离常数K b=盐的水解常数Kh盐溶液升温,K h值增大A-+H2OOH-+HA,水解常数K h=溶度积常数Ksp难溶电解质溶液升温,大多数K sp值增大M m A n的饱和溶液:K sp=c m(M n+)·c n(A m-)2.四大平衡常数的应用(1)判断平衡移动的方向Qc与K的关系平衡移动方向溶解平衡Qc>K逆向沉淀生成Qc=K不移动饱和溶液Qc<K正向不饱和溶液(2)常数间的关系。
①K h=②K h=(3)判断离子浓度比值的大小变化。
如将NH3·H2O溶液加水稀释,c(OH-)减小,由于电离平衡常数为,此值不变,故的值增大。
(4)利用四大平衡常数进行有关计算。
【典例】(2019·武汉模拟)(1)用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②V1和V2的关系:V1________V2(填“>”“=”或“<”)。
(2)25 ℃时,a mol·L-1的醋酸与0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后呈中性,则醋酸的电离常数为________。
(用含a的代数式表示)。
【审题流程】明确意义作判断,紧扣关系解计算【解析】(1)①醋酸为弱酸,盐酸为强酸,等浓度时醋酸的pH大,曲线Ⅱ为滴定盐酸曲线,曲线Ⅰ为滴定醋酸曲线,答案填Ⅰ;②醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,得到的醋酸钠溶液显碱性,要使溶液pH=7,需要醋酸稍过量,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,得到的氯化钠溶液显中性,所以。
学科:化学任课教师:授课日期:姓名年级性别教材版本人教版第课教学课题教学目标1.知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义2.知道转化率的表达式,并能进行简单的计算课堂教学过程课前检查作业完成情况:优□良□中□差□建议__________________________________________配合需求:家长:学管师:督促作业完成备注:【复习旧知】外界条件对化学平衡的影响改变影响平衡的一个条件化学平衡的移动化学平衡移动的结果增大反应物浓度向反应方向移动反应物浓度,但比原来减小反应物浓度向反应方向移动反应物浓度,但比原来增大生成物浓度向反应方向移动生成物浓度,但比原来减小生成物浓度向反应方向移动生成物浓度,但比原来增大体系压强向减小的方向移动体系压强,但比原来减小体系压强向增大的方向移动体积压强,但比原来升高温度向方向移动体系温度,但比原来降低温度向方向移动体系温度,但比原来一.化学平衡常数:1、化学平衡常数的表示方法对于一般的可逆反应:mA+ n B p C + q D。
其中m、n、p、q分别表示化学方程式中各反应物和生成物的化学计量数。
当在一定温度下达到化学平衡时,这个反应的平衡常数可以表示为:K= 在一定温度下,可逆反应达到化学平衡时,生成物的浓度,反应物的浓度的关系依上述规律,其常数(用K表示)叫该反应的化学平衡常数2、化学平衡常数的意义(1)、平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变,只随温度的改变而改变。
即,K=f (T)。
平衡常数表示的意义:可以推断反应进行的程度。
K很大,反应进行的程度很大,转化率大K的意义K居中,典型的可逆反应,改变条件反应的方向变化。
K 很小,反应进行的程度小,转化率小3、影响K的因素:放热反应,温度升高,平衡常数____________(“变大”、“变小”)吸热反应,温度升高,平衡常数______________(“变大”、“变小”)【例1】已知可逆反应2NO(g) N2(g)+02(g)。
聚焦与凝萃1.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算;2.利用化学平衡常数判断反应方向.解读与打通常规考点化学平衡常数1.概念:在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值,用符号K表示.2.表达式:对于一般的可逆反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),在一定温度下达到平衡时:K=错误!3.意义:(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只受温度影响,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。
注意:(1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用,非平衡状态不适用。
(2)表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。
(3)对于一个具体的可逆反应,平衡常数K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关.(4)化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关.如正逆反应的化学平衡常数不一样,互为倒数关系。
若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,尽管是同一反应,平衡常数也会改变。
(5)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度看视为常数,是固定不变的,不能代入平衡常数表达式中。
(6)稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡常数表达式中。
(7)一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,K值增大;而对于正反应为放热反应的可逆反应,升高温度,K值减少.4.化学平衡常数K的应用(1)化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志:K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物的浓度越小,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。
反之,则相反。
一般地,K>105时,该反应就进行得基本完全了.可以说,化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。
(2)可以利用K值做标准,判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动方向:(Q:浓度积)对于可逆反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系:Q=错误!=Q c,Q c错误!(3)利用K值可判断反应的热效应:若温度升高,K值增大,则正反应为吸热反应;若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应。
2021届高三化学一轮复习——电离度 电离平衡常数(知识梳理及训练)核心知识梳理1.电离度(1)电离度概念与表达式一定条件下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的弱电解质分子数占弱电解质分子总数的百分数。
(常用符号α表示) 可用数学式表示为α=已电离弱电解质分子数弱电解质分子初始总数×100%或α=已电离弱电解质物质的量(mol )弱电解质初始总物质的量(mol )×100%或α=已电离弱电解质浓度(mol·L -1)弱电解质初始浓度(mol·L -1)×100% 即α=Δcc×100%(c :弱电解质初始浓度,Δc :已电离弱电解质浓度)(2)意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
(3)影响因素问题思考20 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA 溶液中,有0.01 mol·L-1的HA 电离成离子,求该温度下的电离度。
答案 α=0.01 mol·L -10.2 mol·L -1×100%=5%。
2.电离平衡常数 (1)①填写下表(25 ℃)弱电解质 电离方程式 电离常数 NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH +4+OH -K b =1.8×10-5 CH 3COOH CH 3COOHCH 3COO -+H +K a =1.8×10-5 HClOHClOH ++ClO -K a =3.0×10-8②CH 3COOH 酸性大于(填“大于”“小于”或“等于”)HClO 酸性,判断的依据:相同条件下,电离常数越大,电离程度越大,c (H +)越大,酸性越强。
③电离平衡常数的意义:弱酸、弱碱的电离平衡常数能够反映酸碱性的相对强弱。
电离平衡常数越大,电离程度越大。
专题15 四大平衡常数的应用——证据推理与模型认知广义的化学平衡包括狭义的化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡等四大化学平衡,勒·夏特列原理(化学平衡移动原理)适用于四大平衡体系。
四大平衡常数指化学平衡常数、弱电解质的电离平衡常数、水的离子积常数及难溶电解质的溶度积常数,各种平衡常数(化学平衡常数、电离平衡常数、水解平衡常数、溶度积)均为温度的函数。
平衡常数,使化学由定性描述走向定量研究,使化学问题数学化.近年来高考考查形式主要有:化学平衡常数Kc及其变式Kp、Kx,弱酸弱碱的电离常数Ka或K b,水解常数Kh,溶度积常数Ksp,以及各种综合计算。
这部分要培养学生的化学科学素养之一是微粒观.在溶液中,离子的浓度大小关系和等式关系关键是要知道它们是从哪里来,又到哪里去了.并巧用这三个守恒和四大平衡关系以及四个平衡常数来解决相关的题目。
1.【2019新课标Ⅱ】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
回答下列问题:(1)已知:(g)(g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol−1 ①H 2(g)+ I2(g)2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol−1 ②对于反应:(g)+ I 2(g)(g)+2HI(g) ③ΔH3=___________kJ·mol−1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_________,该反应的平衡常数K p=_________Pa。
达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有__________(填标号)。
A.通入惰性气体B.提高温度C.增加环戊烯浓度D.增加碘浓度【答案】(1)89.3(2)40% 3.56×104BD【解析】(1)根据盖斯定律①-②,可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol;(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol,平衡时环戊烯反应了xmol,根据题意可知;(g)+I2(g)= (g)+2HI(g)增加的物质的量1mol 1mol 1mol 2mol 1molxmol 2n×20%得x=0.4nmol,转化率为0.4n/n×100%=40%;(g)+ I2(g)= (g)+ 2HI(g)P(初)0.5×105 0.5×105 0 0ΔP 0.5×105×40% 0.5×105×40% 0.5×105×40% 1×105×40%P(平)0.3×105 0.3×105 0.2×105 0.4×105K p=52555 0.4100.210 0.3100.310⨯⨯⨯⨯⨯⨯()=3.56×104;A.T、V一定,通入惰性气体,由于对反应物和生成物浓度无影响,速率不变,平衡不移动,故A错误;B.升高温度,平衡向吸热方向移动,环戊烯转化率升高,故B正确;C.增加环戊烯的浓度平衡正向移动,但环戊烯转化率降低,故C错误;D,增加I2的浓度,平衡正向移动,环戊烯转化率升高,故D正确;【素养解读】本题以环戊烯和环戊二烯的转化等热化学方程式为情境,要求我们利用盖斯定律解题,利用差量法计算转化率、三行式法计算平衡常数,根据平衡移动原理解释财务的措施,关键是要深入理解平衡分压代替平衡浓度计算分压型化学平衡常数的解题模型。
【热点思维】1、化学平衡计算2、化学平衡常数【热点释疑】1、如何运用“三段式”模式进行化学平衡计算?根据反应进行(或平衡移动)的方向,设某反应物消耗的量,然后列式求解。
例:m A + n B p C+ q D起始量:a b0 0变化量:mx nx px qx平衡量:a-mx b-nx px qx注意:①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。
②这里a、b可指:物质的量、浓度、体积等。
③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。
④在使用平衡常数时,要注意反应物或生成物的状态。
2、化学平衡常数的意义是什么?使用化学平衡常数应注意哪些问题?(1)化学平衡常数的意义:①化学平衡常数可表示反应进行的程度。
K越大,反应进行的程度越大,K>105时,可以认为该反应已经进行完全。
虽然转化率也能表示反应进行的程度,但转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关,与反应物或生成物的起始浓度无关。
(2)在使用化学平衡常数时应注意:①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中,但非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应,化学反应方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。
因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应,否则就没有意义。
【热点考题】【典例】【2014年高考四川卷第7题】在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:下列说法正确的是A.实验①中,若5min时测得n(M)=0.050mol,则0至5min时间内,用N表示的平均反应速率υ(N)=1.0×10-2mol/(L·min)B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中,达到平衡是,X的转化率为60%D.实验④中,达到平衡时,b>0.060【答案】C起始浓度(mol/L ) 0.020 0.030 0 0 转化浓度(mol/L ) 0.012 0.012 0.012 0.012则该温度下平衡常数K =0.009×0.0090.031×0.001=2.9>1,这说明升高温度平衡常数减小,即平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。
1.(1982年高考全国卷第8题)(12分)将9.2克N 2O 4晶体放入容积为2升的密闭容器中,升温到25℃时N 2O 4全部气化,由于N 2O 4发生如下分解反应:N 2O 42NO 2 △H=+56.848kJ/mol ,平衡后,在25℃时测得混和气体(N 2O 4和NO 2)的压强P 为同温下N 2O 4(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NO 2同N 2O 4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NO 2同N 2O 4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:1.[答案] (1)1.47大气压;(2)21;(3)0.01; (4)[解析](1)。
先求混和气体的总物质的量n :设n 1、P 1分别是纯N 2O 4(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PP 1=112.1P P ⨯=nn 1=n922.9 ;n=0.12 mol (2分);再利用PV=nRT 求混和气体的压强P=VnRT =2298082.012.0⨯⨯=1.47大气压(1分)。
(2)设0.1摩尔N 2O 4中有x 摩尔分解,则有如下的对应关系是:N 2O 42NO 2 △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(N 2O 4和NO 2)的压强P 为同温下N 2O 4(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NO 2同N 2O 4的物质的量之比:摩尔数摩尔数422O N NO =02.01.0202.0-⨯=21(1分)(3)k=][][4222O N NO =]21.0[]22[2LX L x -]04.0[]02.0[2=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;N 2O 42NO 2△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,NO 2物质的量减小,N 2O 4物质的量增大,物质的量之比422O N NO 减小;升高温度,平衡正向移动,N 2O 4物质的量减小,NO 2物质的量增大,物质的量之比422O N NO 增大;增加N 2O 4的浓度平衡正向移动,平衡移动N 2O 4物质的量减小,N 2O 4物质的量净增加值大,平衡移动NO 2物质的量增大,物质的量之比422O N NO 减小。
2021届高三化学一轮复习——电离度 电离平衡常数(知识梳理及训练)核心知识梳理1.电离度(1)电离度概念与表达式一定条件下,当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时,溶液中已经电离的弱电解质分子数占弱电解质分子总数的百分数。
(常用符号α表示) 可用数学式表示为α=已电离弱电解质分子数弱电解质分子初始总数×100%或α=已电离弱电解质物质的量(mol )弱电解质初始总物质的量(mol )×100%或α=已电离弱电解质浓度(mol·L -1)弱电解质初始浓度(mol·L -1)×100% 即α=Δcc×100%(c :弱电解质初始浓度,Δc :已电离弱电解质浓度)(2)意义:衡量弱电解质的电离程度,在相同条件下(浓度、温度相同),不同弱电解质的电离度越大,弱电解质的电离程度越大。
(3)影响因素温度升高温度,电离平衡向右移动,电离度增大;降低温度,电离平衡向左移动,电离度减小浓度当弱电解质溶液浓度增大时,电离度减小;当弱电解质溶液浓度减小时,电离度增大问题思考20 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA 溶液中,有0.01 mol·L-1的HA 电离成离子,求该温度下的电离度。
答案 α=0.01 mol·L -10.2 mol·L -1×100%=5%。
2.电离平衡常数 (1)①填写下表(25 ℃)弱电解质 电离方程式 电离常数 NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH +4+OH -K b =1.8×10-5 CH 3COOH CH 3COOHCH 3COO -+H +K a =1.8×10-5 HClOHClOH ++ClO -K a =3.0×10-8②CH 3COOH 酸性大于(填“大于”“小于”或“等于”)HClO 酸性,判断的依据:相同条件下,电离常数越大,电离程度越大,c(H+)越大,酸性越强。
高考化学复习 化学平衡常数及其计算1.随着汽车数量的逐年增多,汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。
反应:2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N 2(g)可用于净化汽车尾气,已知该反应速率极慢,570 K 时平衡常数为1×1059。
下列说法正确的是( )A .提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂B .提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C .装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO 或COD .570 K 时,及时抽走CO 2、N 2,平衡常数将会增大,尾气净化效率更佳解析:提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂,加快反应速率,A 正确,B 错误;题中反应为可逆反应,装有尾气净化装置的汽车排出的气体中仍然含有NO 或CO ,C 错误;改变浓度对平衡常数无影响,平衡常数只与温度有关,D 错误。
答案:A2.在淀粉KI 溶液中存在下列平衡:I 2(aq)+I -(aq)I -3(aq)。
测得不同温度下该反应的平衡常数K 如表所示。
下列说法正确的是( )t /℃ 5 15 25 35 50 K1 100841689533409A.反应I 2(aq)+I -(aq)I -3(aq)的ΔH >0B .其他条件不变,升高温度,溶液中c (I -3)减小C .该反应的平衡常数表达式为K =c (I 2)·c (I -)c (I -3)D .25 ℃时,向溶液中加入少量KI 固体,平衡常数K 小于689解析:A 项,温度升高,平衡常数减小,因此该反应是放热反应,ΔH <0,错误;B 项,温度升高,平衡逆向移动,c (I -3)减小,正确;C 项,K =c (I -3)c (I 2)· c (I -),错误;D 项,平衡常数仅与温度有关,25 ℃时,向溶液中加入少量KI 固体,平衡正向移动,但平衡常数不变,仍然是689,错误。
答案:B3.(2019·深圳质检)对反应:a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g) ΔH ,反应特点与对应的图象的说法不正确的是( )A.图①中,若P1>P2,则该反应在较低温度下有利于自发进行B.图②中,若T2>T1,则ΔH<0 且a+b=c+dC.图③中t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂D.图④中,若ΔH<0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率解析:A项,由分析图①可知,温度升高,A%增大,说明平衡逆移动,则正反应为放热反应,若P1>P2,P1时A%低于P2,压强增大,平衡正向移动,则反应前气体分子数小于反应后气体分子数,ΔS<0,则该反应在较低温度下有利于自发进行,正确;B项,图②中,压强增大,A的转化率不变,平衡不移动,则a+b=c+d,若T2>T1,A的转化率降低,平衡逆移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,正确;C项,图③中t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂,也可能是增大压强(当a+b=c+d时),错误;D项,图④中,T1>T2,若ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,转化率减小,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率,D正确。
高三化学化学平衡常数复习题(附答案)高三化学化学平衡常数复习题 1、下列有关平衡常数的说法正确的是() A.已知K= c2(CO2)•c6(H2) c3(H2O)•c(CH3CH2OH) ,则对应的化学反应可以表示为:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+3H2O (g) B.将某浓度氢氟酸溶液升高温度,氢氟酸的电离平衡常数Ka 将变大 C.常温下,向纯水中加入碳酸钠固体,水的电离程度变大,Kw变大 D.化学平衡常数K与温度有关,随温度的升高,K可能增大也可能减小,或者不变答案 A.平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,已知K= C2(CO2)•C6(H2)C3(H2O)•C(CH3CH2OH) ,则对应的化学反应可以表示为:CH3CH2OH (g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g),故A错误; B.氢氟酸为弱酸,电离吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,则电离平衡常数Ka变大,故B正确; C.Kw只受温度的影响,温度不变,Kw不变,故C错误; D.温度变化,平衡发生移动,化学平衡常数一定变化,故D错误.故选B. 2、反应A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g);△H=QkJ/mol.过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.(1)Q______0(填“>”、“<”或“=”)(2)该反应平衡常数K的表达式为:______,其他条件不变升高温度K______(填“增大”“减小”“不变”),原因是______ (3)反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是:E1______,△H的变化是:△H______(填“增大”“减小”“不变”).(4)反应在容积可变的密闭容器中进行,将容积缩小到原来一半,c(A)后______2c(A)原(填“>”、“<”或“=”),若将容积缩小到原来十分之一,A的浓度是开始时的8倍,则可能的原因是______.答案(1)由图象可知,反应物能量大于生成物的能量,该反应为放热反应,即Q<0,故答案为:<;(2)A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g),反应的平衡常数K= c2(C)c(D) c(A)c(B) ;反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小,故答案为:K= c2(C)c(D) c(A)c(B) ;减小;反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小;催化剂对反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小无影响,所以不改变反应热的大小,故答案为:减小;不变;(4)保持温度不变将容器的容积缩小到原来的一半,如平衡不移动,则A 的浓度应增大为原来的2倍,由于容积缩小压强增大,平衡向逆方向移动,A的量增加,所以A的浓度应大于原来的2倍,即c(A)后>2c(A)原;若将容积缩小到原来十分之一,如平衡不移动,则A的浓度应增大为原来的10倍,已知A的浓度是开始时的8倍,说明平衡向正方向移动,则正方向变为体积减小的方向,说明C的状态或CD的状态不再是气态,即加压时C或CD液化,变为液体,故答案为:>;加压时C或CD液化. 3、(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示,其中a、c二步的化学方程式可表示为:SO2+V2O5⇌SO3+V2O4 4VOSO4+O2⇌2V2O5+4SO3.该反应的催化剂是______(写化学式)(2)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示.将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.试计算反应2SO3⇌2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=______.(3)550℃时,将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,下列措施中能使 n(SO3) n(SO2) 增大的是______ A.升高温度B.充入He (g),使体系总压强增大 C.再充入2molSO2和1molO2D.再充入1molSO2和1molO2 (4)维持温度不变条件下使之发生如下反应:2SO2+O2⇌2SO3,有两只密闭容器A和B.A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容.起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2:1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图3所示).试填写下列空格: A容器达到平衡时所需的时间比B容器______(填:“短”或“长”);平衡时A容器中SO2的转化率比B容器______(填:“大”或“小”);达到所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数______.答案(1)依据图1中的转化关系和化学方程式分析,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5⇌SO3+V2O4;C是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,故答案为:V2O5;(2)体系总压强为0.10M Pa,此时二氧化硫的转化率为80% 2SO2+O2 催化剂 .△ 2SO3 起始量(mol) 2 1 0 变化量(mol)2×0.8 0.8 2×0.8 平衡量(mol) 0.4 0.2 1.6 平衡时各物质的浓度为:[SO2]=0.08mol/L,[O2]=0.04mol/L,[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到平衡常数K= c2(SO3) c2(SO2)c(O2) = 0.322 0.082×0.04 =400 L•mol-1,则反应2SO3⇌2SO2+O2在550℃时的平衡常数K= 1 400 =2.5×10-3 ;故答案为:2.5×10-3;(3)2SO2+O2 催化剂 .△ 2SO3,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析;A.升高温度,平衡逆向进行, n(SO3) n(SO2) 比值减小,故A不符合; B.充入He(g),使体系总压强增大,分压不变,平衡不动, n(SO3) n(SO2) 比值不变,故B不符合; C.再充入2molSO2和1molO2,相当于增大压强平衡正向进行, n(SO3) n(SO2) 比值增大,故C符合;D.再充入1molSO2和1molO2,二氧化硫转化率增大, n(SO3) n(SO2) 比值增大,故D符合;故答案为:故CD;(4)因A容器保持恒压,反应过程中体积变小,浓度增大,根据浓度越大,化学反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以达到平衡所需时间A比B短,若A容器保持恒容,两容器建立的平衡等效,而实际上A容器体积减少,压强增大,平衡向正反应方向移动,所以A中SO2的转化率比B大;平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中建立的平衡与原平衡等效,所以SO3的体积分数不变,B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,B容器中SO3的体积分数增大;故答案为:短;大;不变;增大. 4、Ⅰ.氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:(1)图1是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式______ t/℃ 200 300 400 K K1 K2 0.5 (2)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如表:请完成下列问题;①试比较K1、K2的大小,K1______K2(填写“>”、“=”或“<”)②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号字母) a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2b.υ(N2)(正)=3υ(H2)(逆) c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变③400℃时,反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数的值为______.当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3mol和2mol、1mol时,则该反应的υ(N2)(正)______υ(N2)(逆)(填写“>”、“=”或“<”=)Ⅱ.沉淀物并非绝对不溶,且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同,同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变.已知AgCl+Cl-�T[AgCl2]-,图2是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况.由以上信息可知:(1)由图知该温度下AgCl的溶度积常数为______.(2)AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是:______ (3)设计实验证明S(AgCl)>S (AgI)>S(Ag2S),实验方案是______.(4)若在AgCl形成的浊液中滴加氨水有什么现象?______.发生反应的离子方程式为______.答案Ⅰ、(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1;(2)①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2,故答案为:K1>K2;②a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比,不能证明正逆反应速率相等,故a错误; b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,3υ(N2)(正)=υ(H2)(逆)是平衡状态,故b错误; c、容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故c正确; d、如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度始终不变,故d错误;故答案为:c;③化学平衡常数等于生成物浓度系数次方之积比反应物浓度系数次方之积,即K= c2(NH3)c(N2)•c3(H2) ,400℃时,反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数和N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数互为倒数,即为2,容器的体积为1L,NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为:3mol/L、2mol/L、1mol/L,时,Qc= c2(NH3) c(N2)•c3(H2) = (3mol/L)2 (2m ol/L)2•(1mol/L)3 = 3 4 (mol/l)-2<4(mol/l)-2,所以化学反应向正反应方向进行,故答案为:2;>;Ⅱ.(1)AgCl的溶度积常数Ksp=[Ag+][Cl-]=10-9mol/L•10-3mol/L=10-12(mol/L)2,故答案为:10-12(mol/L)2;(2)根据沉淀溶解平衡:AgCl=Cl-+Ag+,将氯化银放在氯化钠中,Cl-抑制了AgCl的溶解,但Cl-浓度增大使AgCl形成络合物:AgCl+Cl-�T[AgCl2]-,故答案为:Cl-抑制了AgCl 的溶解,但Cl-浓度增大使AgCl形成络合物:AgCl+Cl-�T[AgCl2]-;(3)根据S(AgCl)>S(AgI)>S(Ag2S),并且沉淀向着更难溶的物质转化,可以设计实验方案是:向AgCl悬浊液中滴加KI稀溶液(0.1mol/L),固体由白色转化为黄色,再向悬浊液中滴加同浓度Na2S 稀溶液(0.1mol/L),固体由黄色转化为黑色,故答案为:向AgCl悬浊液中滴加KI稀溶液(0.1mol/L),固体由白色转化为黄色,再向悬浊液中滴加同浓度Na2S稀溶液(0.1mol/L),固体由黄色转化为黑色;(4)氯化银能和氨水反应生成无色溶液,现象是:白色沉淀溶解,形成无色溶液,实质为:AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-,故答案为:白色沉淀溶解,形成无色溶液;AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-. 5、钨是属于有色金属,也是重要的战略金属,钨矿在古代被称为“重石”.1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素.钨是的用途十分广,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域.现在高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3(s)+3H2(g)高温W(s)+3H2O(g)请回答下列问题:(1)上述反应的化学平衡常数表达式为______.(2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为______;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应正反应为______反应(填“吸热”或“放热”).(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:温度25℃~550℃~600℃~700℃ 主要成份 WO3W2O5WO2W 第一阶段反应的化学方程式为______;580℃时,固体物质的主要成分为______;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为______ (4)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+2I2(g)1400℃约3000℃ WI4(g).下列说法正确的有______. A.灯管内的I2可循环使用 B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上 C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长 D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢.答案(1)WO3(s)+3H2(g)高温 .W(s)+3H2O(g)的平衡常数k= c3(H2O) c3(H2) ,故答案为: c3(H2O) c3(H2) ;(2)由反应方程式知,消耗的H2与生成的水的物质的量相等,故H2的平衡转化率为3mol 2mol+3mol ×100%=60%,升高温度,H2与水蒸气的体积比减小,说明升温时平衡向右移动,故正反应为吸热反应,故答案为:60%,吸热;(3)由表中主要成分与温度关系可知,第一阶段反应为WO3与H2反应是W2O5,同时还生成H2O,反应方程式为: 2WO3+H2 高温 .W2O5+H2O,580℃时,温度介于550℃~600℃,固体为W2O5、WO2的混合物;假定有2molWO3,由2WO3+H2 高温 .W2O5+H2O、W2O5+H2��高温 .2WO2+H2O、WO2+2H2��高温 .W+2H2O可知,三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol:1mol:2mol×2=1:1:4,故答案为:2WO3+H2 高温 .W2O5+H2O,W2O5、WO2,1:1:4;(4)由所给化学方程式知,挥发的W与I2结合形成气态WI4,由于气体运动的结果,WI4会与还没有挥发的W接触,在高温下WI4分解生成的W及I2,生成W附着在还没有挥发的W上,灯管内的I2可循环使用,故A、B对;灯管壁温度较低,WI4不会分解,故C错;升高温度,也能加快W与I2的反应速率,故D错,故答案为:A、B.。
高三化学平衡常数及转化率化学平衡常数表达式:对反应:m A(g)+n B(g)p C (g)+q D(g) K=c p (C)平衡·c q (D)平衡c m (A)平衡·c n (B)平衡(1)固体或纯液体的浓度是一常数,如果有固体或纯液体参加或生成,表达式中不能出现固体或纯液体;稀溶液中进行的反应,如有水参加反应,由于水的浓度是常数而不必出现在表达式中;非水溶液中进行的反应,若有水参加或生成,则应出现在表达式中。
例如: CH 3COOH(l)+HOCH 2CH 3(l) CH 3COOCH 2CH 3(l)+H 2O(l)K =c (CH 3COOCH 2CH 3)·c (H 2O)c (CH 3COOH)·c (CH 3CH 2OH)(2)表达式与化学计量数一一对应,方程式中化学计量数不同,表达式就不同。
①N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g) K 1=c 2(NH 3)c (N 2)·c 3(H 2)②2NH 3(g)N 2(g)+3H 2(g) K 2=c (N 2)·c 3(H 2)c 2(NH 3)③12N 2(g)+32H 2(g) NH 3(g) K 3=c (NH 3)c 12(N 2)·c 32(H 2)同一温度下,K 1、K 2、K 3的数值都固定但相互之间不相等,且K 1=1K 2,K 3=K 1(3)化学平衡常数的应用 ①判断反应进行的程度对于同类型的反应,K 值越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大; K 值越小,表示反应进行的程度越小。
②判断反应进行的方向Q c >K ,反应向逆反应方向进行; Q c =K ,反应处于平衡状态; Q c <K ,反应向正反应方向进行。
③判断反应的热效应若升高温度,K 值增大,则正反应为吸热反应。
若升高温度,K 值减小,则正反应为放热反应。
④利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。
微专题四大平衡常数的计算与应用1(2023·辽宁·统考高考真题)某废水处理过程中始终保持H2S饱和,即c H2S=0.1mol⋅L-1,通过调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系中pH与-lg c关系如下图所示,c为HS-、S2-、Ni2+和Cd2+的浓度,单位为mol⋅L-1。
已知K sp NiS>K sp(CdS),下列说法正确的是 A.K sp(CdS)=10-18.4B.③为pH与-lg c HS-的关系曲线C.K a1H2S=10-14.7=10-8.1 D.K a2H2S【答案】D【解析】已知H2S饱和溶液中随着pH的增大,H2S的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,则有-lg c(HS-)和-lg(S2-)随着pH增大而减小,且相同pH相同时,HS-浓度大于S2-,即-lg c(HS-)小于-lg(S2-),则Ni2+和Cd2+浓度逐渐减小,且K sp NiS>K sp(CdS),即当c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+ ),则-lg c(Ni2+)和-lg(Cd2+)随着pH增大而增大,且有-lg c(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表Cd2+、②代表Ni2+、③代表S2-,④代表HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。
A.由分析可知,曲线①代表Cd2+、③代表S2-,由图示曲线①③交点可知,此时c(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L ,则有K sp CdS =c Cd 2+ ∙c S 2- =10-13mol/L ×10-13mol/L =10-26,A 错误; B .由分析可知,③为pH 与-lg c S 2- 的关系曲线,B 错误;C .由分析可知,曲线④代表HS -,由图示曲线④两点坐标可知,此时c (H +)=10-1.6mol/L 时,c (HS -)=10-6.5mol/L ,K a 1H 2S =c H + ∙c HS - c H 2S =10-1.6mol/L ×10-6.5mol/L 0.1mol/L =10-7.1或者当c (H +)=10-4.2mol/L 时,c (HS -)=10-3.9mol/L ,K a 1H 2S =c H + ∙c HS - c H 2S=10-4.2mol/L ×10-3.9mol/L 0.1mol/L =10-7.1,C 错误;D .已知Ka 1Ka 2=c (H +)c (HS -)c (H 2S )∙c (H +)c (S 2-)c (HS -)=c 2(H +)∙c (S 2-)c (H 2S ),由曲线③两点坐标可知,当c (H +)=10-4.9mol/L 时,c (S 2-)=10-13mol/L ,或者当c (H +)=10-6.8mol/L 时,c (S 2-)=10-9.2mol/L ,故有Ka 1Ka 2=c 2(H +)c (S 2-)c (H 2S )=(10-4.9mol/L )2×10-13mol/L 0.1mol/L =(10-6.8mol/L )2×10-9.2mol/L0.1mol/L =10-21.8,结合C 项分析可知Ka 1=10-7.1,故有K a 2H 2S =10-14.7,D 正确;故答案为D 。
2021届高三化学二轮复习——化学平衡常数的计算专题训练(有答案和详细解析)1.采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能源材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题:F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应:2N2O5(g)―→4NO2(g)+O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):t/min04080160260 1 300 1 700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.125 ℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数K p=________kPa(K p为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
答案13.4解析根据表中数据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1 kPa,根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8 kPa×2=71.6 kPa,氧气是35.8 kPa÷2=17.9 kPa,总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa=89.5 kPa,平衡后压强减少了89.5 kPa-63.1 kPa=26.4 kPa,所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4 kPa,二氧化氮对应的压强是71.6 kPa-26.4 kPa×2=18.8 kPa,则反应的平衡常数K p=18.8226.4kPa≈13.4 kPa。
2.近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
回答下列问题:H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。
在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
2021年高考化学复习化学平衡及平衡常数专题练习(含答案)根据勒夏特列原理,如一个已达平衡的系统被改变,该系统会随之改变来抗衡该改变,以下是2021年高考化学复习化学平衡及平衡常数专题练习,请考生练习。
2.可逆反应2SO2(g)+O2(g) ??2SO3(g)达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K 为平衡常数,Qc为浓度商)()A.Qc不变,K变大,O2转化率增大B.Qc不变,K变大,SO2转化率减小C.Qc变小,K不变,O2转化率减小D.Qc增大,K不变,SO2转化率增大【答案】C【解析】当可逆反应2SO2+O2??2SO3达到平衡状态时,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,浓度商Qc变小,平衡向右移动,SO2的转化率增大,但O2的转化率降低,温度不变,K值不变。
3.(2021天水质检)工业上常用可逆反应2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) 0制备硫酸,下列对该反应的说法正确的是 ()A.增大压强,平衡向逆反应方向移动B.升高温度,平衡向正反应方向移动C.当v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2时,反应达到平衡状态D.当单位时间内生成2 mol SO2的同时生成2 mol SO3,说明该反应达到平衡状态【答案】D4.(2021合肥一模)已知:A(g)+2B(g)??2C(g) H=-Q kJ/mol (Q0),在恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B,在一定条件下反应。
下列有关说法正确的是()A.平衡前,随着反应的进行,容器内气体密度逐渐减小B.平衡时,该反应放出的热量为Q kJC.平衡后,再向容器中通入1 mol 氦气,A的转化率增大D.平衡后,缩小容器体积,A的浓度增大【答案】D5.(2021四川卷)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) 0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列说法正确的是()A.反应前2 min的平均速率v(Z)=2.010-3molL-1min-1B.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K=1.44D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大【答案】C【解析】由表中数据可求得前2 min内生成Z为0.08 mol,故v(Z)==410-3molL-1min-1,故A错误;该反应的正反应是放热反应,降低温度平衡正向移动,反应达到新平衡前v(逆) 6.(2021重庆卷)在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)??Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)= molL-1min-1C.M点的正反应速率大于N点的逆反应速率D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小【答案】C【解析】根据图象可知,T1T2,0,因此该反应是放热反应,故c(X)变化越大,放出热量越多,故M点放出的热量小于W 点放出的热量,A项错误;T2温度下,在0~t1时间内,v(Y)=v(X)=molL-1min-1,B项错误;因T1T2,vM正=vM逆vW 逆,又因vN逆【答案】C【解析】根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(N)=v(M)==1.010-3molL-1min-1,A项错误;实验②中X(g)+ Y(g)??M(g)+ N(g)c起始(molL-1)0.010.040 0c转化(molL-1) 0.008 0.008 0.008 0.008c平衡(molL-1) 0.002 0.032 0.008 0.008求得:K===1.0,B项错误;根据温度相同,则K相等,X(g)+ Y(g)?? M(g)+N(g)c起始(molL-1)0.020.03 0 0c转化(molL-1) a a a ac平衡(molL-1) 0.02-a 0.03-a a aK===1.0,求得a=0.012molL-1,则X的转化率=100%=60%,C 项正确;根据上述三段式求得,在700 ℃时,K2.6,则温度升高,K减小,该反应为放热反应,若④的温度为800 ℃,此时与③为等效平衡,b=0.060,但④的温度为900 ℃,则平衡逆向移动,b0.060,则D项错误。
小专题平衡常数一、分压平衡常数的计算1.在300 ℃、8 MPa下,将CO2和H2按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生CO2(g)+3H2(g)(CH3OH(g)+H2O(g)反应,达到平衡时,测得CO2的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为K p=________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
2.乙烯可用于制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。
向某恒容密闭容器中充入a mol C2H4(g)和 a mol H2O(g),测得C2H4(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:(1)已知分压=总压×气体物质的量分数,用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(K P),测得300℃时,反应达到平衡时该容器内的压强为b MPa,则A点对应温度下的K P=____________MPa-1(用含b的分数表示)。
3.N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)△H>0。
向恒容密闭容器加入N2O5。
某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表:反应开始时体系压强为P0,第3.00min时体系压强为p1,则p1:p0=________。
该温度下反应的平衡常数K p=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量的分数,请列出用P0表示平衡常数表达式,不用计算)。
4.(1)一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示:1a 点时NO 2的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数K p ,则该温度下K p =________Pa -1。
5.环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下: 氢化反应:(l )+H 2(g )垐垐垐?噲垐垐?催化剂(环戊烯)(l ) ∆H=-100.5 kJ/mol 副反应:(l )+H 2(g )垐垐垐?噲垐垐?催化剂(环戊烷)(l ) ∆H=-109.4 kJ/mol解聚反应:垐垎?噲垐?解聚二聚2(g ) ∆H>0实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。
某温度下,通入总压为300 kPa 的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa ,双环戊二烯的转化率为80%,则 p (H 2O )=________kPa ,平衡常数K p =__________kPa (Kp 为以分压表示的平衡常数)。
二、 速率常数的应用6.在容积均为1 L 的密闭容器A(起始500 ℃,恒温)、B(起始500 ℃,绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N 2O 、0.4 mol CO 和相同催化剂。
实验测得A 、B 容器中N 2O 的转化率随时间的变化关系如图乙所示。
(1)500 ℃该反应的化学平衡常数K =________(用分数表示)。
(2)实验测定该反应的反应速率v 正=k 正·c(N 2O)·c(CO),v 逆=k 逆·c(N 2)·c(CO 2),k 正、k 逆分别是正、逆反应速率常数,c 为物质的量浓度。
计算M 处的v 正v 逆=________(保留两位小数)。
7.甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式,其化学反应方程式为CH 4(g)+H 2O(g)CO(g)+3H 2(g)。
通过计算机模拟实验,对400~1200℃、操作压强为0.1MPa 条件下,不同水碳比(1~10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H 2的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示。
据模拟实验可知,平衡温度为900℃,水碳比为1.0时,H2的物质的量分数为0.6,CH4的转化率为________________,其压强平衡常数为________________;反应速率方程为v=kp(CH4)p-1(H2),此时反应速率=________________(已知:气体分压=气体的物质的量分数×总压,速率方程中k为速率常数)。
8.航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。
Sabatior反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)水电解反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)△H<0代替Sabatier反应,再电解水实现O2的循环利用。
350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:①350℃时Bosch反应的K p=_________________(K p为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)②Bosch反应的速率方程:v正=k正•c(CO2)•c2(H2),v逆=k逆•c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。
330min时,kk正逆_________________22222c(H O)c(CO)c(H)(填“>”“<”或“=”);升高温度,k正增大的倍数_________________k逆增大的倍数。
(填“>”“<”或“=”)9.利用“合成气”合成甲醇后,甲醇脱水制得二甲醚的反应为:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g)ΔH,其速率方程式为:v正=k正·c2(CH3OH),v逆=k逆·c (CH3OCH3)·c(H2O),k正、k逆为速率常数且只与温度有关。
经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:lnKc = −2.205+2708.6137T(Kc为化学平衡常数;T 为热力学温度,单位为K)。
反应达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________ k逆增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。
10.一定温度下,在1 L恒容密闭容器中充入一定量C2H4(g)和H2O(g),发生如下反应:C2H4(g)+ H2O(g)CH3CH2OH(g) ΔH,测得C2H4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图2所示。
其中T1、T2表示温度,速率方程:υ正=k正·c(C2H4)·c(H2O),υ逆=k逆·c(CH3CH2OH)(k是速率常数,只与温度有关)。
①N点:k正/k逆_______c(CH3CH2OH)/c(C2H4)∙c(H2O)(填“>”“<”或“=”),升高温度,k正增大的倍数________k逆增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。
②温度为T1时,测定平衡体系中c(H2O)=0.25 mol·L−1,则:k正/k逆=__________L·mol−1。
5小专题 平衡常数 参考答案1.【答案】148【解析】若反应条件为压强8MPa ,300℃的反应温度下二氧化碳和氢气按1:3的比例通入,测得二氧化碳的平衡转化率为50%,结合三段式列式计算,()()()()()()()2232CO g +3H g CH OH g +H O g mol 1300mol 0.5 1.50.50.5mol 0.51.50.50.5ƒ始变平分压=总压×物质的量分数,物质的量分数=该物质的物质的量总的物质的量,故P (CO 2)=80.5433⨯=,P (H 2)=8 1.543⨯=,P (CH 3OH )=80.5433⨯=,P (H 2O )=80.5433⨯=Kp=34433443⨯⨯=148(MPa )−2 2.【答案】(1)1981b【解析】(1)由图可知,A 点时乙烯的平衡转化率为10%,则平衡时C 2H 4(g )、H 2O (g )、C 2H 5OH (g )的物质的量分别为0.9a mol 、0.9a mol 、 mol ,总的物质的量为1.9amol 。
平衡时A 点对应容器的总压强为b MPa ,故C 2H 4(g )、H 2O (g )、C 2H 5OH (g )的分压分别为0.9b MPa 1.9、0.9b MPa 1.9、0.1bMPa 1.9,则-1P 0.1bMPa191.9K ==MPa 0.9b 0.9b 81b MPa MPa 1.9 1.9⨯。
故答案为:1981b 。
3.【答案】1.97540020(1.3P )(0.325P )(0.35P ) 【解析】压强之比等于物质的量之比,第3.00min 时,c (N 2O 5)=0.35mo·L -1,c (NO 2)=1.3mo·L -1,c (O 2)=0.325mo·L -1,设容器的体积为VL ,()11100.35 1.30.325 1.9751.00mol L VL PP mol L VL--++⨯==⨯g g ;根据表中数据可知3min 时达到平衡状态,且上一步计算得到平衡时总压为1.975P 0;()()()252211124(?) 1.000.000.00(?)0.65 1.300.325(?)0.351.300.325N O g NO g O g mol L mol L mol L ---=+开始转化平衡该温度下平衡常数44000022001.300.325( 1.975)( 1.975)(1.3)(0.325)1.975 1.975=0.35(0.35)( 1.975)1.975P P P P Kp P P ⨯⨯⨯⨯=⨯ 4.【答案】(1)66.7% 600/p 0【解析】(1)②a 点时,设消耗了xmolNO 2,则生成0.5xmolN 2O 4,剩余(1-x )molNO 2,1-x=0.5x ,x=2/3mol ,此时NO 2的转化率为66.7%,平衡时p (N 2O 4)=0.96p 0,p (NO 2)=0.04p 0,由此可求出K p =600/p 0。
5.【答案】50 3200【解析】设加入的双环戊二烯的物质的量为x mol 、水的物质的量为y mol ,由于达到平衡时双环戊二烯的转化率为80%,则剩余双环戊二烯的物质的量为0.2x mol 、生成环戊二烯的物质的量为1.6x mol 。
在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,所以(x+y )mol :(0.2x+1.6x+y )mol=300kPa :500kPa=3:5,解得x :y=5:1,则平衡时H 2O 的分压p (H 2O )=ymol ymol 1500?kPa 500?kPa 500?kPa 1.8xmol 0.2xmol ymol 1.85ymol ymol 10⨯=⨯=⨯++⨯+=50 kPa ;p (双环戊二烯)=0.2x 1500?kPa 500?kPa 1.8x y 10⨯=⨯+=50 kPa ;p (环戊二烯)= 1.6x 8500?kPa 500?kPa 1.8x y 10⨯=⨯+=400 kPa ,则该反应的化学平衡常数用平衡分压表示Kp=()()()22p 400?kPa p 50?kPa=环戊二烯双环戊二烯=3200 kPa 。