1、- 1 -专题 05 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【答案】A【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。2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
2、温度下，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 0.3- 2 -t1 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
3、温度至 T2时，上述反应平衡常数为 0.18，则正反应为吸热反应【答案】Ct1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 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 0.18 K2.
4、6，4 molL 14 molL 12 molL 12 molL 1故反应向逆反应方向移动。二、化学平衡常数的有关计算5N 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：- 4 -t/s 0 500 1 000 1 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
5、1 000 s 时测得 N2O5(g)浓度为 2.98 mol/L，则T1K3，则 T1T3【答案】C【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 T20.060【答案】C【解析】A 项，0 至 5 min 内， v(M) 110 3 mol/(Lmin)， v(N) v(M)0.050 mol10 L5 min110 3 mol/(Lmin)，A 项错误；B 项，根据“三段式”：X(g)Y(g)M(g) N(g)X(g) Y(g)M(g) N(g)初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0转
6、化(mol/L) x x x x- 8 -平衡(mol/L) 0.020 x 0.030 x x x根据温度不变， K 不变可得1， x0.012x2 0.020 x 0.030 xX 的转化率 100%60%，C 项正确；0.012 mol/L0.020 mol/L由实验中数据可知该反应为放热反应，900 时的平衡常数应小于 800 时的平衡常数，假设实验中 K1，则 1 b0.06(b10 mol/L)2(0.10 b10 ) mol/L(0.15 b10 ) mol/L综上所述，900 达到平衡时 b0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)1 molL1 ，
7、 c(N)2.4 molL1 ；达到平衡后，M 的转化率为 60%，此时 N 的转化率为_。(2)若反应温度升高，M 的转化率_(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c(M)4 molL1 ， c(N) a molL1 ；达到平衡后， c(P)2 molL 1 ， a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为 c(M) c(N) b molL1 ，达到平衡后，M的转化率为_。【答案】(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%【解析】(1) M(g) N(g)P(g) Q(g)始态/molL 1 1 2.4 0 0变化量/molL 1 160%
8、 160%因此 N 的转化率为 100%25%。1 molL 160%2.4 molL 1(2)由于该反应的 H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M 的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL 1 c(N)1.8 molL 1c(P)0.6 molL 1 c(Q)0.6 molL 1因此化学平衡常数 K c P c Qc M c N 0.60.60.41.8 12由于温度不变，因此 K 不变，新状态达到平衡后- 10 -c(P)2 molL 1 c(Q)2 molL 1c(M)2 molL 1 c(N)( a2) molL 1K c P c Qc M c N 222 a 2 12解得 a6。(4)设 M 的转化率为 x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M) b(1 x) molL1 c(N) b(1 x) molL1c(P) bx molL1 c(Q) bx molL1K c P c Qc M c N bxbxb 1 x b 1 x 12解得 x41%。
