1、1第 24 讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向一、选择题1只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数 K 与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )A K 不变，平衡可能移动B平衡向右移动时， K 不一定变化C K 有变化，平衡一定移动D相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍， K 也增大 2 倍解析：选 D。因改变压强或浓度引起化学平衡移动时， K 不变，A 项和 B 项均正确； K只与温度有关， K 发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C 项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大 2 倍，化学平衡常数应为 K2，D 项错误。2下列说法不正确的是( )A
2、焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数能自发进行的反应是放热反应B在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大C一个反应能否自发进行取决于该反应是放热还是吸热D一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关解析：选 C。一个反应能否自发进行应由该反应的熵变和焓变共同判断，C 项错误。3向密闭容器中充入物质 A 和 B，发生反应 aA(g) bB(g) cC(g)。反应过程中，物质 A 的体积分数和 C 的体积分数随温度( T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( )A该反应在 T1、 T3温度时达到化学平衡B该反应在 T2温度时达到化学平衡C该反应的逆反应是放热反
3、应D升高温度，平衡向正反应方向移动解析：选 B。 T2之前 A 的体积分数减小，C 的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后 A 的体积分数增大，C 的体积分数减小，是因为反应在 T2时达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故 B 项正确，C、D 项错误。在 T1和 T3时，A 的体积分数均与 C 的体积分数相等，但 T1时反应没有达到平衡状态，故 A 项错误。4(2019辽宁六校联考) t 时，在容积不变的密闭容器中发生反应 X(g)3Y(g)2Z(g) ，各组分在不同时刻的浓度如表所示，下列说法正确的是( )2物质 X Y Z初始浓度/(molL 1 ) 0.1 0.2 02
4、min 时浓度/(molL 1 ) 0.08 a b平衡浓度/(molL 1 ) 0.05 0.05 0.1A. 平衡时，X 的转化率为 20%B t 时，该反应的平衡常数为 40C平衡后，增大体系压强， v 正 增大， v 逆 减小，平衡向正反应方向移动D前 2 min 内，用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)0.03 molL 1 min1解析：选 D。平衡时，X 的转化率 100%50%，A 项错误；（ 0.1 0.05） molL 10.1 molL 1t 时该反应的平衡常数 K 1 600，B 项错误；该反应是气体分子数减小0.120.050.053的反应，平衡后，增大体系压
5、强， v 正 、 v 逆 均增大，平衡向正反应方向移动，C 项错误；前 2 min 内，用 Y 的变化量表示的平均反应率 v(Y)3 v(X)30.03 mol（ 0.1 0.08） molL 12 minL1 min1 ，D 项正确。5(2019天津和平区期末)对反应： aA(g) bB(g) cC(g) dD(g) H，反应特点与对应的图像的说法中不正确的是( )A图中，若 p1p2，则该反应在较低温度下有利于自发进行B图中，若 T2T1，则 Hp2，同温下 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大于反应后气体分子数， ST1，升高温度，A 的转化率降低，平衡逆
6、向移动，则正反应为放热反应， HT2，若 HK2D T1时平衡常数为 0.125，平衡时 NO2和 O2的转化率均为 50%解析：选 B。05 s 内， v(N2O5) v(NO2) 0.148 12 12 （ 4.00 2.52） molL 15 smolL1 s1 ，A 项正确；根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c10.63， c20.50， c32.00，由此可知 10 s 时达到平衡，平衡时 c(N2O5)1.00 molL1 ，将容器体积压缩一半，此时 c(N2O5)2.00 molL1 ，随后平衡正向移动，c(N2O5)2.00 molL1 ，B 项错误；对于放热
7、反应，温度越高，平衡常数越小，C 项正确；达到平衡时 c(NO2)2.00 molL1 ， c(O2)0.50 molL1 ， c(N2O5)1.00 molL1 ， K 0.125，平衡1.0022.0040.50时 NO2的转化率为 100%50%，O 2的转化率为2.00 molL 14.00 molL 1100%50%，D 项正确。0.50 molL 11.00 molL 17(2019烟台自主练习)已知 NO 和 O2经反应和反应转化为 NO2，其能量变化随反应过程如图所示。2NO(g)N 2O2(g) H1，平衡常数 K1N 2O2(g)O 2(g)2NO 2(g) H2，平衡常数
8、 K24下列说法中不正确的是( )A H1K(T2)B反应进行到 5 min 时，b 容器中 v 正 (CO) v 逆 (CO)C达到平衡时，a、b、c 中 CO 的转化率为 bacD减压或升温可将 b 中的平衡状态转变成 c 中的平衡状态解析：选 D。温度越低，反应速率越慢，再结合 a、b、c 三容器中 Ni(CO)4的体积分数可知，a 容器中反应未达到平衡，bc 的变化则说明随温度升高，化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A 错误；反应进行到 5 min 时，b 容器未必达到平衡状态，则 b 容器中v 正 (CO)不一定等于 v 逆 (CO)，B 错误；其他条件相同时，随温度升高，平衡逆
9、向移动， K减小，CO 转化率减小，故达到平衡时，CO 的转化率为 abc，C 错误；结合 A 项分析知，升温可使 b 中的平衡状态转变为 c 中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致 Ni(CO)4浓度变小，即可使 b 中的平衡状态转变为 c 中的平衡状态，D 正确。9(热点题)在一恒容的密闭容器中充入 0.1 molL1 CO2、0.1 molL1 CH4，在一定条件下发生反应：CH 4(g)CO 2(g)2CO(g) 2H 2(g)，测得 CH4平衡时转化率与温度、压强关系如图。下列有关说法不正确的是( )5A上述反应的 H0B压强： p4p3p2p1C1 100 时该反应平衡常数为 1.6
10、4D压强为 p4时，在 Y 点： v 正 0，A 项正确；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，CH 4的平衡转化率越小，故 p4p3p2p1，B 项正确；1 100 时，甲烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为 c(CH4)0.02 molL1 ， c(CO2)0.02 molL1 ， c(CO)0.16 molL1 ， c(H2)0.16 molL1 ，即平衡常数 K 1.64，C 项正确；压0.1620.1620.020.02强为 p4时，Y 点反应未达到平衡，需增大 CH4的转化率才能达到平衡，此时 v 正 v 逆 ，D 项错误。10(2019遂宁诊断)固定容积为
11、 2 L 的密闭容器中发生反应 xA(g) yB(g) zC(g)，图 1 表示 T 时容器中各物质的量随时间变化的关系，图 2 表示平衡常数 K 随温度变化的关系。结合图像判断，下列结论正确的是( )A该反应可表示为 2A(g)B(g)C(g) H0，错误；B 项，根据图 1 知 05 min 内，A 、B、C 变化的物质的量分别为 0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，该反应可表示为 2A(g) B(g)C(g) ，反应达到平衡时A、B、C 的平衡浓度分别为 0.2 molL1 、0.1 molL1 、0.1 molL1 ，故 T 时该反6应的平衡常数 K 25，错误；C 项，根
12、据质量守恒定律知，容器内气体c（ C）c2（ A） c（ B）的质量保持不变，容器的容积保持不变，故容器内气体的密度为恒量，不能作为平衡标志，错误；D 项，根据图 1 知 T 时反应达平衡后 C 的体积分数为 0.25，在第 6 min 时再向体系中充入 0.4 mol C，相当于加压，平衡正向移动，再次达到平衡时，C 的体积分数大于0.25，正确。二、非选择题11将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH 2COONH4(s)2NH 3(g)CO 2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：温度/ 15.
13、0 20.0 25.0 30.0 35.0平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0平衡气体总浓度/ (103 molL1 ) 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4(1)该反应的焓变 H_0，熵变 S_0(填“” “0；该反应是气体体积增大的反应，则有 S0。(2)达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有 v 正 (NH3)2 v 逆 (CO2)，A 项不符合题意；因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B 项符合题意；反应未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，根据 可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体的密度
14、不变时，说明反应达到平mV衡，C 项符合题意；反应产物中 NH3和 CO2的物质的量之比始终为 21，密闭容器中 NH3的体积分数始终不变，D 项不符合题意。7(3)由表中数据可知，在 25.0 时，平衡气体的总浓度为 4.8103 molL1 ，则有c(NH3)3.210 3 molL1 ， c(CO2)1.610 3 molL1 ，反应 2NH3(g)CO 2(g)NH 2COONH4(s)的平衡常数 K 6.110 7。1（ 3.210 3） 21.610 3(4)在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。答案：(1) (2)BC (3)6.110 7 (4)增大
15、12(2019江西名校学术联盟质量检测)为了缓解温室效应，科学家提出了回收和利用 CO2的方案：利用 CO2制备 CH4。300 时，向 2 L 恒容密闭容器中充入 2 mol CO2和 8 mol H2，发生反应 CO2(g)4H 2(g)CH 4(g)2H 2O(g) H4，混合气体中 CH4的浓度与反应时间的关系如图所示。(1)从反应开始到恰好达到平衡时，H 2的平均反应速率 v(H2)_。300 时，反应的平衡常数 K_。保持温度不变，向平衡后的容器中再充入 2 mol CO2和 8 mol H2，重新达到平衡时CH4的浓度_(填字母)。A等于 0.8 molL1B等于 1.6 mol
16、L1C0.8 molL 1 ” “” “v 逆 。222.80.814(3)200 时，该反应的平衡常数 K61.8，说明升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，则 H (3)0.25，故反应逆向进行。22224 0.820.420.6(2)这是一个正向放热、气体体积减小的可逆反应。加压时， v 正 、 v 逆 都增大，且 v正 v 逆 、 v 正 v 逆 ；故平衡应向正反应方向移动，C 项错误。(3)A 项，甲乙，增大了c(SO2)，平衡向正反应方向移动， (O2)增大，但 (SO2)减小，错误；B 项，甲丙，可以看作体系压强增大至原来的 2 倍，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时，丙中 c(SO3)大于甲中的 2 倍，错误；C 项，根据三段式法分析：2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g)起始浓度/(molL 1 ) 0.3 0.18 0变化浓度/(molL 1 ) 0.24 0.12 0.24平衡浓度/(molL 1 ) 0.06 0.06 0.24K 266.7，错误；D 项，根据上述分析可知，平衡时，SO 2的转化率：0.2420.0620.06 180% 2，正确。答案：(1)0.25 逆向进行 (2)C (3)D10
