1、17-3-1 考点一 化学平衡常数及应用一、化学平衡常数及应用1在一定条件下,有已达平衡的可逆反应:2A(g)B(g)2C(g) ,下列说法中正确的是( )A平衡时,此反应的平衡常数 K 与各物质的浓度有如下关系: Kc2 Cc2 A c BB改变条件后,该反应的平衡常数 K 一定不变C如果改变压强并加入催化剂,平衡常数会随之变化D若平衡时增加 A 和 B 的浓度,则平衡常数会减小解析: K 只随温度的改变而改变,除改变温度外,改变其他条件都不会引起平衡常数的改变。答案:A2某温度下 2 L 密闭容器中 3 种气体起始状态和平衡状态时的物质的量( n)如表所示,下列说法正确的是( )A.该温度
2、下,此反应的平衡常数表达式是 Kc2 X c Yc3 WB其他条件不变,升高温度,若 W 的体积分数减小,则此反应 Ht1)。反应时间/min n(H2)/mol n(I2)/mol0 0.9 0.3t1 0.8t2 0.2下列说法正确的是( )A反应在 t1 min 内的平均速率为: v(H2) molL1 min10.1t1B保持其他条件不变,向平衡体系中再通入 0.20 mol H2,与原平衡相比,达到新平衡时 I2(g)转化率增大,H 2的体积分数不变C保持其他条件不变,起始时向容器中充入的 H2和 I2(g)都为 0.5 mol,达到平衡时n(HI)0.2 molD升高温度至 T2时
3、,上述反应平衡常数为 0.18,则正反应为吸热反应解析:由表中数据可知, t1 min 内参加反应的 H2的物质的量为 0.9 mol0.8 mol0.1 mol,故 v(H2) molL1 min1 ,故 A 错误;保持其他条件不0.1 mol2 Lt1 min 0.05t1变,向平衡体系中再通入 0.20 mol H2,与原平衡相比, H2的体积分数增大;H 2的浓度增大,平衡正向移动,故 I2(g)转化率增大,故 B 错误;t1时,H 2(g)I 2(g)2HI(g)起始 0.9 0.3转化 0.1 0.1 0.2平衡 0.8 0.2 0.2平衡常数 K 0.25,c2 HIc H2 c
4、 I20.22 0.220.82 0.22t2时,H 2(g)I 2(g)2HI(g)起始 0.5 0.5转化 x x 2 x平衡 0.5 x 0.5 x 2 xK 0.25,解得 x0.1 mol,故平衡时 n(HI)0.1 mol20.2 2x22x20.5 x2 0.5 x2mol,故 C 正确;升高温度至 T2时,上述反应平衡常数为 0.18c CO2c CO 21(3)K3 (4)正反应方向 不变K1K25在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应 CO2(g)H 2(g)CO(g) H 2O(g),其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如表:t/ 700 800 830 1 000
5、1 200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式 K_。(2)该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:3 c(CO2)c(H2)5 c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为_。(4)若 830 时,向容器中充入 1 mol CO、5 mol H2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数 K_(填“大于” “小于”或“等于”)1.0。(5)830 时,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积,平衡_(填“向正反应方向” “向逆反应方向”或“不”)移动。(6)若 1 200 时,在某时刻平
6、衡体系中 CO2、H 2、CO、H 2O 的浓度分别为 2 molL1 、2 molL1 、4 molL1 、4 molL1 ,则此时上述反应的平衡移动方向为_(填“正反应方向” “逆反应方向”或“不移动”)。解析:(1)根据化学方程式可写出 K 。c CO c H2Oc CO2 c H24(2)分析表中数据可知,随着温度的升高, K 值逐渐增大,说明正反应是吸热反应。(3)某温度下,由 3c(CO2)c(H2)5 c(CO)c(H2O)得出 0.6 K,查表知 K0.6 时对应温度是 700 。c CO c H2Oc CO2 c H2 35(4)只要温度不变, K 数值就不变,故 830 条
7、件下, K 的数值是 1.0。(5)830 时达到平衡,扩大容器体积,由于反应前后气体的物质的量不变,则平衡不移动。(6)该条件下 Qcc CO c H2Oc CO2 c H2 4 K2.6,4 molL 14 molL 12 molL 12 molL 1故反应向逆反应方向移动。答案:(1) (2)吸热 (3)700 c CO c H2Oc CO2 c H2(4)等于 (5)不 (6)逆反应方向二、化学平衡常数的有关计算6N 2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生下列反应:2N 2O5(g)4NO 2(g)O 2(g) H0T1温度下的部分实验数据如下表:t/s 0 500 1 000 1
8、 500c(N2O5)/(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50下列说法不正确的是( )A500 s 内 N2O5分解速率为 2.96103 mol/(Ls)B T1温度下的平衡常数为 K1125,1 000 s 时 N2O5转化率为 50%C其他条件不变时, T2温度下反应到达 1 000 s 时测得 N2O5(g)浓度为 2.98 mol/L,则 T1K3,则 T1T3解析: T2温度下的 N2O5浓度大于 T1温度下的浓度,则改变温度使平衡逆向移动,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,C 项错误。答案:C7将固体 NH4I 置于密闭容器中,在一定
9、温度下发生下列反应:NH 4I(s) NH3(g)HI(g)2HI(g) H2(g)I 2(g)达到平衡时, c(H2)0.5 molL1 , c(HI)4 molL1 ,则此温度下反应的平衡常数为( )5A9 B16C20 D25解析:根据反应:2HI(g)H 2(g)I 2(g)消耗的 c(HI)2 c(H2)1 molL1 ,再结合反应:NH 4I(s)NH 3(g)HI(g)知 c(NH3) c(HI)1 molL1 4 molL1 5 molL1 。因此该温度下,反应的平衡常数 K c(NH3)c(HI)5 molL1 4 molL1 20。答案:C8已知反应 X(g)Y(g)R(g
10、) Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 时,向一个 2 L 的密闭容器中充入 0.2 mol X 和 0.8 mol Y,反应初始 4 s 内 v(X)0.005 mol/(Ls)。下列说法正确的是( )温度/ 700 800 830 1 000 1 200平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4A.4 s 时容器内 c(Y)0.76 mol/LB830 达平衡时,X 的转化率为 80%C反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动D1 200 时反应 R(g)Q(g)X(g) Y(g)的平衡常数 K0.4解析:反应初始 4 s 内 X 的平均反应速率 v(X)0.005 mol/
11、(Ls),根据速率之比等于化学计量数之比,可知 v(Y) v(X)0.005 mol/(Ls),则 4 s 内 c(Y)0.005 molL1 s1 4 s0.02 mol/L,Y 的起始浓度为 0.4 mol/L,故 4 s 时 c(Y)0.8 mol2 L0.4 mol/L0.02 mol/L0.38 mol/L,A 错误;设平衡时 A 的浓度变化量为 x,则:X(g) Y(g)R(g) Q(g)开始(mol/L): 0.1 0.4 0 0变化(mol/L): x x x x平衡(mol/L): 0.1 x 0.4 x x x故 1.0,解得 x0.08,所以平衡时 X 的转化率为x2 0.1 x 0.4 x100%80%,B 正确;由表格可知,温度升高,化学平衡常数减小,平衡逆向0.08 mol/L0.1 mol/L移动,C 错误;1 200 时反应 X(g)Y(g)R(g) Q(g)的平衡常数值为 0.4,所以 1 200 时反应 R(g)Q(g)X(g) Y(g)的平衡常数的值为 2.5,D 错误。10.4答案:B
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