復(fù)習(xí)：化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進行的方向1.對于處于化學(xué)平衡狀態(tài)的反應(yīng)CO+H2O(g)CO2+H2,K正反應(yīng)代表正反應(yīng)的平衡常數(shù),K逆反應(yīng)代表逆反應(yīng)的平衡常數(shù),下列有關(guān)說法正確的是()A.K正反應(yīng)=K逆反應(yīng) B.K正反應(yīng)>K逆反應(yīng)C.K正反應(yīng)<K逆反應(yīng) D.K正反應(yīng)×K逆反應(yīng)=11.答案D對于處于化學(xué)平衡狀態(tài)的反應(yīng)CO+H2O(g)CO2+H2,K正反應(yīng)=c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O),K逆反應(yīng)=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2),故K正反應(yīng)×K逆反應(yīng)=1。2.將BaO2放入密閉真空容器中,反應(yīng)2BaO2(s)2BaO(s)+O2(g)達到平衡,保持溫度不變,縮小容器容積,體系重新達到平衡,下列說法正確的是()A.平衡常數(shù)減小 B.BaO量不變C.氧氣壓強不變 D.BaO2量減少2.答案C化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,平衡常數(shù)不變,故A錯誤;縮小容器體積,壓強增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則BaO的量減小,故B錯誤;溫度不變,平衡常數(shù)不變,由K=c(O2)知氧氣濃度不變,其壓強不變,故C正確;平衡向逆反應(yīng)方向移動,則BaO2量增加,故D錯誤。3.反應(yīng)Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),700℃時平衡常數(shù)為1.47,900℃時平衡常數(shù)為2.15。下列說法正確的是()A.升高溫度該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小B.該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=cC.絕熱容器中進行該反應(yīng),溫度不再變化,則達到化學(xué)平衡狀態(tài)D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)3.答案C升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,故A錯誤;反應(yīng)過程中,固體物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化,所以平衡常數(shù)表達式中不應(yīng)該寫固體,故B錯誤;反應(yīng)過程中,伴隨著能量變化,溫度不變時,說明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故C正確;溫度升高,平衡常數(shù)增大,平衡右移,說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故D錯誤。4.在一定條件下,將1mol/LCO和2mol/L水蒸氣混合后發(fā)生如下變化:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),若反應(yīng)達平衡時測得CO轉(zhuǎn)化率為40%,則該條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為()4.答案B根據(jù)三段式進行計算,O(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始濃度(mol/L) 1 2 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) 1×40%0.4 0.4 0.4平衡濃度(mol/L) 0.6 1.6 0.4 0.4平衡常數(shù)K=0.5.在恒溫條件下,向盛有食鹽的2L恒容密閉容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,發(fā)生如下兩個反應(yīng):①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)ΔH1<0平衡常數(shù)K1②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)ΔH2<0平衡常數(shù)K210min時反應(yīng)達到平衡,測得容器內(nèi)體系的壓強減少20%,10min內(nèi)用ClNO(g)表示的平均反應(yīng)速率v(ClNO)=7.5×103mol/(L·min)。下列說法不正確的是()A.反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)為K1B.平衡后c(Cl2)=2.5×102mol/LC.其他條件保持不變,反應(yīng)在恒壓條件下進行,則平衡常數(shù)K2增大D.平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率為50%5.答案CC項,平衡常數(shù)只受溫度影響,其他條件保持不變,反應(yīng)在恒壓條件下進行,則平衡常數(shù)K2不變。6.t℃時,在容積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),各組分在不同時刻的濃度如表所示,下列說法正確的是()物質(zhì)XYZ初始濃度/(mol·L1)0.10.202min時濃度/(mol·L1)0.08ab平衡濃度/(mol·L1)0.050.050.1A.平衡時,X的轉(zhuǎn)化率為20%B.t℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為40C.平衡后,增大體系壓強,v正增大,v逆減小,平衡向正反應(yīng)方向移動D.前2min內(nèi),用Y的變化量表示的平均反應(yīng)速率v(Y)=0.03mol·L1·min16.答案D平衡時,X的轉(zhuǎn)化率=(0.1-0.05)mol·L-10.1mol·L-1×100%=50%,A項錯誤;t℃時題給反應(yīng)的平衡常數(shù)K=07.某反應(yīng)2AB(g)C(g)+3D(g)在高溫時能自發(fā)進行,其逆反應(yīng)在低溫時能自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH、ΔS應(yīng)為()A.ΔH<0、ΔS>0 B.ΔH<0、ΔS<0C.ΔH>0、ΔS>0 D.ΔH>0、ΔS<07.答案C由ΔHTΔS<0時反應(yīng)能自發(fā)進行推知:ΔH<0、ΔS>0,反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進行;ΔH>0、ΔS<0,反應(yīng)在任何溫度下都不能自發(fā)進行;ΔH>0、ΔS>0,反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進行;ΔH<0、ΔS<0,反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行。8.固定容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g),圖1表示T℃時容器中各物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系,圖2表示平衡常數(shù)K隨溫度變化的關(guān)系。結(jié)合圖像判斷,下列結(jié)論正確的是()圖1圖2A.該反應(yīng)可表示為2A(g)+B(g)C(g)ΔH<0B.T℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=6.25C.當容器中氣體密度不再變化時,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)D.T℃,在第6min時再向體系中充入0.4molC,再次達到平衡時C的體積分數(shù)大于0.258.答案DA項,由圖2知,升高溫度,平衡常數(shù)逐漸增大,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,錯誤;B項,根據(jù)圖1知0～5min內(nèi),A、B、C變化的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol,該反應(yīng)可表示為2A(g)+B(g)C(g),反應(yīng)達到平衡時A、B、C的平衡濃度分別為0.2mol·L1、0.1mol·L1、0.1mol·L1,故T℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(C)9.“綠水青山就是金山銀山”。近年來,綠色發(fā)展、生態(tài)保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一,減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。請回答下列問題:(1)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH1=+180.5kJ·mol1C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=393.5kJ·mol12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH3=221kJ·mol1若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c(N2)·(2)N2O5在一定條件下可發(fā)生分解反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某溫度下向恒容密閉容器中加入一定量N2O5,測得N2O5濃度隨時間的變化如下表:t/min012345c(N2O5)/(mol·L1)1.000.710.500.350.250.17①反應(yīng)開始時體系壓強為p0,第2min時體系壓強為p1,則p1∶p0=。2～5min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為。

②一定溫度下,在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(填字母)。

a.NO2和O2的濃度比保持不變b.容器中壓強不再變化c.2v正(NO2)=v逆(N2O5)d.氣體的密度保持不變(3)Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的平衡常數(shù),即將平衡常數(shù)表達式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應(yīng):NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),該反應(yīng)中正反應(yīng)速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則Kp為(用k正、k逆表示)。

(4)密閉反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反應(yīng)達到平衡時,混合物中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化曲線如圖所示(已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng))。①曲線a對應(yīng)的溫度是。

②M點對應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率是。

9.答案(1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=746.5kJ·mol1(2)①7∶4(或1.75∶1)0.22mol·L1·min1②b(3)k(4)①200℃②75%解析(1)若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c(N2)·c2(CO2)c2(NO)·c2(CO),則其化學(xué)方程式為2NO(g)+2CO(g)N2(2)①根據(jù)題表中數(shù)據(jù)及三段式法有:N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)開始/(mol·L1) 1.00 0 0轉(zhuǎn)化/(mol·L1) 0.50 1.00 0.252min時/(mol·L1) 0.50 1.00 0.25該反應(yīng)在恒溫恒容條件下發(fā)生,反應(yīng)前后氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比,也等于物質(zhì)的量濃度之比,所以p1∶p0=(0.50+1.00+0.25)∶1.00=7∶4。2～5min內(nèi),v(N2O5)=(00.11mol·L1·min1,v(NO2)=2v(N2O5)=0.22mol·L1·min1。②反應(yīng)過程中NO2和O2的濃度比始終保持不變,a項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài);該反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體總分子數(shù)不相等,反應(yīng)過程中容器中壓強為變量,容器中壓強不再變化可以說明反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài),b項符合題意;v正(NO2)=2v逆(N2O5)時,正、逆反應(yīng)速率相等,而2v正(NO2)=v逆(N2O5)時,正、逆反應(yīng)速率不相等,c項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài);反應(yīng)物和生成物全為氣體,氣體總質(zhì)量不變,而容器恒容,故反應(yīng)過程中氣體密度始終不變,d項不能說明反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)Kp=p(NO)·p(CO2)p(NO2)·p(CO),v正=k正·p(NO2)·p(CO),v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),平衡時正、逆反應(yīng)速率相等,即k正·p(NO2)·p(CO)=k逆·p(NO)·p(CO2),則p(NO)·p(CO2)p(NO2)·p(CO)=k正k逆,故Kp=k正k逆。(4)①合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,NH3的產(chǎn)率降低,NH310.在容積為1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。回答下列問題:(1)反應(yīng)的ΔH0(填“大于”或“小于”);100℃時,體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60s時段,反應(yīng)速率v(N2O4)為mol·L1·s1;反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為。

(2)100℃時達平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.0020mol·L1·s1的平均速率降低,經(jīng)10s又達到平衡。①T100℃(填“大于”或“小于”),判斷理由是。

②列式計算溫度T時反應(yīng)的平衡常數(shù)K2

。

(3)溫度T時反應(yīng)達平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動,判斷理由是。

10.答案(1)大于0.00100.36mol·L1(2)①大于反應(yīng)正方向吸熱,反應(yīng)向吸熱方向進行,故溫度升高②平衡時,c(NO2)=0.120mol·L1+0.0020mol·L1·s1×10s×2=0.16mol·L1c(N2O4)=0.040mol·L10.0020mol·L1·s1×10s=0.020mol·L1K2=(0.(3)逆反應(yīng)對氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動解析(1)隨溫度升高,混合氣體的顏色變深,說明升溫平衡向正反應(yīng)方向移動,ΔH>0。在0~60s時段,v(N2O4)=ΔcΔt=(0.100-0.040)mol·L-(2)當溫度由100℃變?yōu)門時,N2O4的濃度降低,“三段式”如下:N2O4(g)2NO2(g)100℃平衡時 0.040mol·L10.120mol·L1溫度T時變化 0.020mol·L10.040mol·L1溫度T平衡時 0.020mol·L10.160mol·L1由于溫度變?yōu)門時平衡向N2O4濃度減小的方向移動,即向吸熱方向移動,故溫度升高,所以T>100℃。當再次達到平衡時,平衡常數(shù)K2=c2(NO2(3)溫度不變,將反應(yīng)容器的容積減少一半,壓強增大,平衡向氣體分子數(shù)減小的方向(即逆反應(yīng)方向)移動。11.工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法”生產(chǎn)氫氣,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+161.1kJ·mol1(1)已知溫度、壓強對甲烷平衡時的體積分數(shù)的影響如圖1,請回答:圖1①圖1中a、b、c、d四條曲線中的兩條代表壓強分別為1MPa、2MPa時甲烷體積分數(shù)的曲線,其中表示1MPa的是。

②該反應(yīng)的平衡常數(shù):K(600℃)(填“>”“<”或“=”)K(700℃)。