1、1跟踪检测（三十六）难点专攻化学平衡常数及其计算1在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是( )A K 越大，反应限度越大B K 越大，反应限度越小C K 的大小与反应限度无关D升高温度， K 增大解析：选 A 一定条件下的化学平衡，平衡常数越大，说明反应进行的限度越大，故A 正确，B 错误；平衡常数是衡量反应进行限度的物理量，故 C 错误；升高温度，如果平衡正向移动， K 增大，如果平衡逆向移动， K 减小，故 D 错误。2下列叙述中，可作为 a mol CO 和 b mol H2O(g)在一定条件下发生的可逆反应：CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)已达到平衡状态的
2、充要条件的是( )A密闭容器内的总压强不随时间而改变B该反应 CO 和 H2O(g)的转化率相等C该反应 CO 的转化率和 H2 的产率相等DCO 的转化率和 CO2 的产率均不能再提高解析：选 D 当反应物的转化率、生成物的产率不再变化时，各物质的浓度也就不再变化，化学反应处于平衡状态。3对于反应 3Fe(s)4H 2O(g)Fe 3O4(s)4H 2(g)的平衡常数，下列说法正确的是( )A Kc4 H2 c Fe3O4c3 Fe c4 H2OB Kc4 H2c4 H2OC增大 c(H2O)或减小 c(H2)，会使该反应平衡常数减小D改变反应的温度，平衡常数不一定变化解析：选 B 平衡常数
3、是利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到，固体和纯液体不写入表达式，平衡常数表达式为 K ，故 A 错误，Bc4 H2c4 H2O正确；平衡常数随温度变化，不随浓度变化，增大 c(H2O)或减小 c(H2)，该反应平衡常数不变，故 C 错误；反应过程中一定伴随能量变化，改变温度平衡一定发生变化，平衡常数一定变化，故 D 错误。4下列对化学反应平衡常数( K)的叙述正确的是( )A仅升高温度， K 可能增大，也可能减小B仅加入催化剂， K 可能增大C仅增大压强， K 可能减小D仅减小浓度， K 可能减小2解析：选 A 正反应是吸热反应，升高温度平衡常数 K 变大，正反应是放
4、热反应，升高温度平衡常数 K 变小，故 A 正确；平衡常数与催化剂、压强、浓度变化无关，只与温度有关，故 B、C、D 错误。5甲醚(CH 3OCH3)广泛用于有机合成中，如可以转变为 CH3OH，该过程的热化学方程式为 CH3OCH3(g)H 2O(g)2CH 3OH(g) H23.5 kJmol1 。下列有关该反应的说法正确的是( )A温度升高时，反应的平衡常数 K 减小B缩小反应容积，各物质的浓度都将增大C当反应体系的压强不变时，意味着反应达到了平衡D合适的催化剂能提高 CH3OCH3的转化率解析：选 B A 项，升高温度，平衡正向移动， K 值增大；B 项，体积减小，浓度增大；C 项，该
5、反应为气体分子数不变的反应，故压强不能作为平衡状态的标志；D 项，催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动。6在 2 000 K 时，反应 CO(g) O2(g)CO 2(g)的平衡常数为 K，则相同温度下反12应 2CO2(g)2CO(g) O 2(g)的平衡常数为( )A. B K21KC. 2 D( K)1(1K)解析：选 C CO(g) O2(g)CO 2(g)的平衡常数为 K ，2CO 2(g)12 c CO2c CO c O22CO(g) O 2(g)的平衡常数 K 2 2。c2 CO c O2c2 CO2 ( 1c CO2c CO c O2 ) (1K)7对于反应 C(s)H 2O
6、(g)CO(g) H 2(g) H0，下列有关说法正确的是( )A升高体系温度，平衡常数 K 减小B增大体系压强，平衡常数 K 不发生变化C平衡常数表达式为 Kc CO c H2c C c H2OD增加 C(s)的量，平衡正向移动解析：选 B 正反应为吸热反应，升高体系温度，平衡正向移动， K 增大，故 A 错误；化学平衡常数只受温度的影响，与体系的压强无关，故 B 正确；C 为固体，不代入 K 的表达式中，因此 K ，故 C 错误；固体物质的浓度视为定值，因此增加 C(s)的c CO c H2c H2O量，平衡不移动，故 D 错误。38反应 4NH3(g)5O 2(g)4NO(g) 6H 2
7、O(g) H a kJmol1 ，在 5 L 密闭容器中投入 1 mol NH3和 1 mol 的 O2，2 min 后 NO 的物质的量增加了 0.4 mol，下列说法正确的是( )A2 min 内反应放出的热量值小于 0.1a kJB用氧气表示 2 min 内的反应速率：v(O2)0.05 molL 1 min1C2 min 内 NH3的转化率是 50%D2 min 末 c(H2O)0.6 molL 1解析：选 B4NH3(g)5O 2(g) 4NO(g)6H 2O(g) 起始量/mol 1 1 0 0变化量/mol 0.4 0.5 0.4 0.6终了量/mol 0.6 0.5 0.4 0
8、.6A 项，2 min 内参加反应的 NH3的物质的量为 0.4 mol，反应放出的热量值等于 0.1a kJ，错误；B 项，用氧气表示 2 min 内的反应速率： v(O2)0.05 mol L1 min1 ，正确；C 项，2 min 内 NH3的转化率 40%，错误；D 项，2 min 末 c(H2O) 0.12 0.6 mol5 LmolL1 ，错误。9已知 NO 和 O2转化为 NO2的反应机理如下：2NO(g)N 2O2(g)(快) H10 平衡常数 K1N 2O2(g)O 2(g)2NO 2(慢) H20 平衡常数 K2下列说法正确的是( )A2NO(g)O 2(g)2NO 2(g
9、)的 H( H1 H2)B2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的平衡常数 KK1K2C反应的速率大小决定 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的反应速率D反应过程中的能量变化如图所示解析：选 C 根据盖斯定律分析， 由即可得到反应 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)，故反应热为 H( H1 H2)，故 A 错误；因为反应 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)为的结果，所以其平衡常数 K K1K2，故 B 错误；反应慢的速率决定总反应速率，所以反应的速率大小决定 2NO(g)O 2(g)2NO 2(g)的反应速率，故 C 正确；题图表示前者为吸热，4与题中信息不符合，故 D 错
10、误。10某温度下，反应 SO2(g) O2(g)SO 3 (g) 的平衡常数 K150，在同一温度下，12反应 2SO3(g)2SO 2(g)O 2(g)的平衡常数 K2的值为( )A2 500 B100C410 4 D210 2解析：选 C 某温度下，SO 2(g) O2(g)SO 3 (g) 的平衡常数 K150，所以相同温12度下 2SO2(g)O 2(g)2SO 3 (g) 的平衡常数 K( K1)250 22 500，在同一温度下，反应 2SO3(g)2SO 2(g)O 2(g)的平衡常数 K2 410 4 。1K 12 50011.一定温度下，在 0.5 L 的密闭容器中，X、Y、
11、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，10 s 时达到化学平衡状态。下列说法正确的是( )A该反应的化学方程式为 2X3Y ZB010 s 时 Y 的平均速率为 0.12 molL1 min1CX 的转化率为 66.7%D增大压强，该反应速率一定加快解析：选 A A 项，当达到平衡状态时，X 反应了 0.8 mol，生成了 Y 1.2 mol，Z 0.4 mol，故化学计量数之比为 231，正确；B 项，010 s 时 Y 的平均速率为 0.12 molL1 s1 ，错误；C 项，X 的转化率为 100%33.3%，错误；D 项，增大压0.8 mol2.4 mol强，反应速率不一定加
12、快，比如，在密闭容器中通入惰性气体，压强增大，但是化学反应速率不变，错误。12.汽车尾气净化的主要反应原理为 2NO(g)2CO(g)2CO 2(g)N 2(g)。将 1.0 mol NO、0.8 mol CO 充入 2 L 恒容密闭容器，分别在 T1 和 T2 下测得 n(CO2)随时间( t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )A该反应是吸热反应B T1 时， K0.9C T2 时，02 s 内的平均反应速率v(N2)0.075 molL 1 s15D T1 时，向平衡体系中加入 1 mol NO，再次平衡时 NO 转化率大于 40%解析：选 C 根据图像， T1 T2 ，升高温度，
13、 n(CO2)减少，平衡逆向移动，正反应是放热反应，故 A 错误；要注意加入 NO 尽管平衡正向移动，但 NO 本身的转化率减小，故 D 错误。13在一定温度下，反应 X(g)Y(g)2Z(g) 的平衡常数为 0.25，若将 10 mol 的Z(g)通入体积为 10 L 的密闭容器中，在该温度时 Z(g)的最大分解率接近于( )A50% B80% C88% D95%解析：选 B 在一定温度下，反应 X(g)Y(g)2Z(g) 的平衡常数为 0.25，逆反应2Z(g)X(g) Y(g)平衡常数 K 4，起始浓度为 1 molL1 ，设 Z 分解10.25 10 mol10 L浓度为 x，则2Z(
14、g)X(g) Y(g)起始量/(molL 1 ) 1 0 0变化量/(molL 1 ) x 0.5 x 0.5 x平衡量/(molL 1 ) 1 x 0.5 x 0.5 x平衡常数 K 4， x0.8，则该温度时 Z(g)的最大分解率为0.5x0.5x 1 x 2100%80%。0.8 molL 11 molL 114在 25 时，密闭容器中 X、Y、Z 三种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示：物质 X Y Z初始浓度/(molL 1 ) 0.1 0.2 0平衡浓度/(molL 1 ) 0.05 0.05 0.1下列说法错误的是( )A反应达到平衡时，X 的转化率为 50%B反应可表示为 X3Y
15、2Z ，其平衡常数为 1 600C增大压强使平衡向生成 Z 的方向移动，平衡常数增大D升高温度平衡常数增大，则此反应为吸热反应解析：选 C X(g)Y(g)Z(g)初始浓度/(molL 1 ) 0.1 0.2 0变化浓度/(molL 1 ) 0.05 0.15 0.1平衡浓度/(molL 1 ) 0.05 0.05 0.16A 项，X 的转化率为 100%50%，正确；B 项，X、Y、Z 的浓度变化量0.05 molL 10.1 molL 1之比为 0.050.150.1132，所以该化学方程式为 X(g)3Y(g)2Z(g) ，其平衡常数 K 1 600，正确；C 项，平衡常数是温度的函数c
16、2 Zc X c3 Y 0.120.050.053与压强无关，错误；D 项，升温平衡常数增大表明平衡正向移动，因此反应为吸热反应，正确。15(2018浙江 4 月选考)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中 NO 和 O2的物质的量分数分别为 0.10 和 0.06，发生化学反应 2NO(g)O 2(g)=2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：NO 达到所列转化率需要时间/s压强/(105 Pa)温度/50% 90% 98%30 12 250 2 8301.090 25 510 5 76030 0.2 3.9 368.090 0.6 7.9 74根据表中数据，下列说法正确的是(
17、)A升高温度，反应速率加快B增大压强，反应速率变慢C在 1.0105 Pa、90 条件下，当转化率为 98%时反应已达平衡D若进入反应塔的混合气体为 a mol，反应速率以 v 表示，则在 8.0105 n tPa、30 条件下，转化率从 50%增至 90%时段 NO 的反应速率为 mols14a370解析：选 D 在其他条件不变的情况下，升高温度，由表可得反应速率减慢，增大压强，由表可得反应速率加快，故 A、B 两项均错误；不能确定正逆反应速率相等，无法判定是否达到平衡，故 C 项错误；转化率从 50%增至 90%， n(NO)0.1 a40%mol， t3.9 s0.2 s3.7 s，则由
18、题给反应速率计算公式可得 v(NO) n t 0.1a40% mol3.7 s 4a370mols1 ，故 D 项正确。16在一固定体积的密闭容器中，进行化学反应：CO 2(g)H 2(g)CO(g) H 2O(g)，其化学平衡常数 K 和温度 T 的关系如下表：T/ 700 800 830 1 000 1 200K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.67则下列有关的叙述正确的是( )A该反应为放热反应B可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡C若在某平衡状态时， c(CO2)c(H2) c(CO)c(H2O)，此时的温度为 830 D达平衡时，浓度： c(CO2) c(CO)解析：选
19、C 根据表格知，升高温度，化学平衡常数增大，则正反应是吸热反应，故A 错误；该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，反应过程中压强保持不变，所以测量容器总压变化不能判定化学反应是否达到平衡，故 B 错误；在某平衡状态时， c(CO2)c(H2) c(CO)c(H2O)，则说明平衡常数 K1，由表中数据可知，该温度为 830 ，故C 正确；达平衡时， c(CO2)不一定等于 c(CO)，故 D 错误。17.研究和开发 CO2 和 CO 的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。CO 可用于合成甲醇。在压强为 0.1 MPa 条件下，在体积为 b L 的密闭容器中充入 a mol CO 和 2
20、a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g)；平衡时 CO 的转化率与温度的关系如图。(1)该反应属于_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入 a mol CO、2 a mol H2，达到平衡时 CO 转化率_(填“增大” “不变”或“减小” ，下同)，平衡常数_。(3)在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入 2.5 mol CO、7.5 mol H2，反应生成 CH3OH(g)，达到平衡时，CO 转化率为 90%，此时容器内压强为开始时压强的_倍。解析：(1)同一压强下，CO 的转化率随温度的升高而减小，所以
21、正反应为放热反应。(2)由于该反应为气体体积减小的反应，再通入 a mol CO,2a mol H2 相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，所以 CO 转化率增大，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，所以不会改变。(3) CO(g) 2H 2(g)CH 3OH(g)起始/mol 2.5 7.5 0转化/mol 2.25 4.5 2.25平衡/mol 0.25 3 2.25由于压强之比等于物质的量之比，平衡时的物质的量总数为 5.5 mol，起始时为 10 mol，所以平衡时压强为起始时的 0.55 倍。答案：(1)放热 (2)增大 不变 (3)0.5518铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合
22、物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe 2O3(s)3CO(g)2Fe(s)83CO 2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：温度/ 1 000 1 150 1 300平衡常数 64.0 50.7 42.9请回答下列问题：该反应的平衡常数表达式 K_， H_0(填“” “”或“”)。在一个容积为 10 L 的密闭容器中，1 000 时加入 Fe、Fe 2O3、CO、CO 2 各 1.0 mol，反应经过 10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 v(CO2)_，CO 的平衡转化率为_。欲提高中 CO 的平衡转化率，可采取的措施是_。
23、A减少 Fe 的量B增加 Fe2O3 的量C移出部分 CO2D提高反应温度E减小容器的容积F加入合适的催化剂(2)写出氢氧化铝在水中发生碱式电离的电离方程式：_。欲使上述体系中 Al3 浓度增加，可加入的物质是_。解析：(1)书写平衡常数的表达式时固体不需写入。由表可知温度越高， K 越小，可知升高温度平衡向逆反应方向移动，所以正反应为放热反应， H0。 Fe 2O3(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO 2(g)c(始)/(molL 1 ) 0.1 0.1c(转)/(molL 1 ) x xc(平)/(molL 1 ) 0.1 x 0.1 x由 K64.0 ，解得 x0.06，故 v(CO2
24、)0.006 molL1 min1 。CO 0.1 x 3 0.1 x 3的转化率为 60%。该反应的正反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，CO 平衡转化率降低，这是一个反应前后气体体积不变的反应，不能从压强方面考虑，Fe、Fe 2O3 为固体，也不影响平衡，所以应从 CO、CO 2 的浓度方面考虑。(2)铝热反应在常温下不反应，高温时瞬间反应。(3)欲使 Al3 浓度增加，根据 Al(OH)3 发生碱式电离的方程式：Al(OH) 3Al 3 3OH ，使平衡右移，可加入酸性物质，如 HCl、H 2SO4 等。答案：(1) 0.006 molL1 min1 60% C (2)Al(OH)c3 CO2c3 CO93Al 3 3OH 盐酸(合理即可)
