高中化学--化学平衡常数及其计算

1、第1页共10页化学平衡常数及其计算1．O3是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3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①O3O2＋[O]ΔH0平衡常数为K1；反应②[O]＋O32O2ΔH0平衡常数为K2；总反应：2O33O2ΔH0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B．K＝K1＋K2C．适当升温，可提高消毒效率D．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；K1＝cO2·c[O]cO3、K2＝c2O2c[O]·cO3、K＝c3O2c2O3＝K1·K2，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，反应②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。2．将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lgK)值随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是()A．该。

2、反应的ΔH0B．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态C．A点对应状态的平衡常数K(A)的值为10－2.294D．30℃时，B点对应状态的v正v逆解析：选B此题的关键是弄清－lgK越小，K越大，由图中数据可知随温度的升高，－lgK逐渐减小，说明随温度的升高，化学平衡向右移动，正反应为吸热反应，A项正确；由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，可知氨气的体积分数始终为23，B项错误；A点时，－lgK＝2.294，C项正确；由B点对应的数值可知此时QK，反应向逆反应方向进行，v正v逆，D项正确。3．工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0，在一定条件下，向体积为1第2页共10页L的密闭容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A．达到平衡时，CH4(g)的转化率为75%B．0～10min内，v(CO)＝0.075mol·L－1·min－1C．该反应的化学平衡常数K＝0.1875D．当CH4(g)的消耗速率与H2(g)。

3、的消耗速率相等时，反应到达平衡解析：选C由图可知，10min时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75mol·L－1，则：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)开始/(mol·L－1)1100转化/(mol·L－1)0.250.250.250.75平衡/(mol·L－1)0.750.750.250.75平衡时甲烷转化率＝0.25mol·L－11mol·L－1×100%＝25%，故A项错误；0～10min内，v(CO)＝0.25mol·L－110min＝0.025mol·L－1·min－1，故B项错误；平衡常数K＝cCO·c3H2cCH4·cH2O＝0.25×0.7530.75×0.75＝0.1875，故C项正确；同一物质的消耗速率与其生成速率相等时，反应到达平衡，由方程式可知当CH4(g)的消耗速率与H2(g)的消耗速率为1∶3时，反应到达平衡，故D项错误。4．(2015·天津高考)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%。。

4、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解析：选DA项，根据再次加入1molZ(g)，平衡后，X、Y、Z的体积分数不变，可知该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，因此m＝2。B项，由于温度没有变化，故两次平衡的平衡常数相同。C项，因为是按照化学方程式中化学计量数之比充入的反应物，因此二者的平衡转化率相等。D项，该反应前后气体分子数不变，因此反应后气体的物质的量与反应前一样，都为4mol，而平衡后Z的体积分数为10%，平衡时Z的物质的量为4mol×10%＝0.4mol，容器体积为2L，Z的浓度为0.2mol·L－1。第3页共10页5．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)ΔH0，T1温度下的部分实验数据：t/s050010001500c(N2O5)/(mol·L－1)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A．500s内N2O5分解速率为。

5、2.96×10－3mol·L－1·s－1B．T1温度下的平衡常数为K1＝125,1000s时N2O5的转化率为50%C．其他条件不变时，T2温度下反应到1000s时测得N2O5的浓度为2.98mol·L－1，则T1T2D．T1温度下的平衡常数为K1，T3温度下的平衡常数为K3，若K1K3，则T1T3解析：选Cv(N2O5)＝5.00－3.52mol·L－1500s＝2.96×10－3mol·L－1·s－1，A正确；1000s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)起始/(mol·L－1)5.0000转化/(mol·L－1)2.505.001.25平衡/(mol·L－1)2.505.001.25则K＝c4NO2·cO2c2N2O5＝5.004×1.252.502＝125，α(N2O5)＝2.50mol·L－15.00mol·L－1×100%＝50%，B正确；1000s时，T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的N2O5浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2T1。

6、，C错误；对于吸热反应来说，T越高，K越大，若K1K3，则T1T3，D正确。6．T1℃时，向容器为2L的密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g)，发生如下反应A(g)＋2B(g)C(g)。反应过程中测定的部分数据如下表：反应时间/minn(A)/moln(B)/mol01.001.20100.50300.20下列说法错误的是()A．前10min内反应的平均速率为v(C)＝0.0250mol·L－1·min－1B．其他条件不变，起始时向容器中充入0.50molA(g)和0.60molB(g)，达到平衡时n(C)＜0.25mol第4页共10页C．其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50molA，与原平衡相比，达到平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大D．温度为T2℃时(T1＞T2)，上述反应的平衡常数为20，则该反应的正反应为放热反应解析：选D前10min内消耗0.50molA，同时生成0.50molC，则有v(C)＝0.50mol2L×10min＝0.0250mol·L－1·min－1，A正确。10min时，反应的n(B)＝2n(A)＝2×(1.00mol－0.50mol)＝1.00m。

7、ol，则10min时，B的物质的量为0.20mol，与30min时B的物质的量相等，则反应10min时已达到平衡状态；其他条件不变，若起始时向容器中充入0.50molA(g)和0.60molB(g)，将容积缩小为原来的12时与原平衡等效，达到平衡时n(C)＝0.25mol，但扩大容积，恢复到原体积，压强减小，平衡逆向移动，故达到平衡时n(C)＜0.25mol，B正确。其他条件不变时，向平衡体系中再充入0.50molA，平衡正向移动，与原平衡相比，达到平衡时B的转化率增大，A的体积分数增大，C正确。由上述分析可知，10min时n(A)＝0.50mol，此时达到平衡状态，A、B、C的浓度(mol·L－1)分别为0.25、0.10和0.25，则有K(T1)＝cCcA·c2B＝0.250.102×0.25＝100＞K(T2)＝20，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，D错误。7．工业合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)催化剂高温、高压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。

8、键能是945.6kJ·mol－1，则上述反应的ΔH＝________。(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12N2(g)＋32H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1＝______(用K表示)。(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：t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00①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。②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_____________________________________。

9、______________________。第5页共10页在此温度下，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____________________________________________________________。解析：(1)根据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，知ΔH＝945.6kJ·mol－1＋436kJ·mol－1×3－391kJ·mol－1×6＝－92.4kJ·mol－1。(2)该反应的平衡常数K＝c2NH3cN2·c3H2，K1＝cNH3c12N2·c32H2＝c2NH3cN2·c3H212＝K12。(3)①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＝221×33＝427。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＝c2NH3cN2·c3H2＝323×33＝19＜K，反应向正反应方向进。

10、行，故v正大于v逆；②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。答案：(1)－92.4kJ·mol－1(2)K＝c2NH3cN2·c3H2K12(或K)(3)①大于②乙B8．甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。(1)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH2＝－1299.6kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3＝－571.6kJ·mol－1则甲烷气相裂解反应：2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的ΔH＝________。第6页共10页(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时。