2025年大學《化學》專業(yè)題庫——化學平衡的平均平衡常數考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、已知反應2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)在627°C時的標準平衡常數K°=1.82x10?。計算在該溫度下，當SO?的分壓為0.50atm，O?的分壓為0.30atm，SO?的分壓為1.50atm時，該反應的平衡商Q，并判斷反應進行的方向（向正反應、向逆反應或處于平衡狀態(tài)）。二、對于反應N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)，已知在400°C時K°=1.45x10???，F向一密閉容器中加入0.100molN?和0.300molH?，容器體積為5.00L。假設氣體為理想氣體，計算該體系達到平衡時NH?的平衡濃度，以及該反應的標準平衡常數K°。三、在1000K時，反應2NO(g)+O?(g)?2NO?(g)的標準平衡常數K°=2.2x10?。在一個體積為2.0L的容器中，起始時充入0.40molNO和0.10molO?。計算該反應達到平衡時的轉化率（以NO的轉化率表示）。假設氣體行為符合理想氣體定律。四、向一個1.0L的容器中充入1.0molCOCl?(g)，在100°C時發(fā)生分解反應COCl?(g)?CO(g)+Cl?(g)，其標準平衡常數K°=2.2x10?2。計算該反應在100°C時達到平衡時的總壓。（假設氣體行為符合理想氣體定律，且COCl?的解離度較?。?。五、對于反應2SO?(g)?2SO?(g)+O?(g)，已知在500°C時K°=1.6x10?2。若起始時在一個密閉容器中充入SO?使其分壓為1.0atm，達到平衡后測得SO?的分壓為0.20atm。計算平衡時O?的分壓以及該體系的總壓。六、在一個恒溫恒容的密閉容器中，進行反應A(g)?B(g)。起始時加入1.0molA，平衡時A的轉化率為60%。測得平衡時體系的總壓為起始總壓的1.2倍。計算該反應在平衡時的標準平衡常數K°。七、對于反應2H?(g)+O?(g)?2H?O(g)，已知在25°C時K°=2.4x101??，F向一個10.0L的容器中充入2.0molH?和1.0molO?，并保持體系總壓為10atm。假設氣體的分壓與其摩爾分數成正比。計算該反應達到平衡時的摩爾分數分布，并判斷反應進行的方向。八、一定溫度下，反應2A(g)+B(g)?C(g)的標準平衡常數K°=4.0。若起始時向一個密閉容器中加入1.0molA和1.0molB，達到平衡后測得B的轉化量為0.40mol。計算平衡時C的濃度以及該反應的平衡常數K°。九、將1.0molSO?(g)和1.0molO?(g)的混合氣體在627°C下進行反應2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)。若反應達到平衡后，體系內SO?的物質的量為0.80mol。計算該反應的平衡常數K°，以及未反應的SO?和O?的物質的量。十、已知反應2NO(g)+O?(g)?2NO?(g)在某溫度下的標準平衡常數K°=1.5x10?。在一個恒容容器中，起始時充入0.10molNO和0.40molO?。計算該體系達到平衡時NO的轉化率。假設反應開始時體系的壓強為1.0atm，且氣體行為符合理想氣體定律。試卷答案一、Q=(P_SO?2/(P_SO?2*P_O?))=(1.502/(0.502*0.30))=(2.25/(0.25*0.30))=2.25/0.075=30K°=1.82x10?因為Q(30)<K°(1.82x10?)，所以反應向正反應方向進行。二、起始濃度：[N?]=0.100mol/5.00L=0.020M；[H?]=0.300mol/5.00L=0.060M；[NH?]=0M變化濃度：設平衡時[NH?]=2x[N?]=0.020-x；[H?]=0.060-3x；[NH?]=2x平衡濃度：[N?]=0.020-x；[H?]=0.060-3x；[NH?]=2xK°=[NH?]2/([N?][H?]3)=(2x)2/((0.020-x)(0.060-3x)3)1.45x10??=4x2/((0.020-x)(0.060-3x)3)由于K°很小，x預計很小，可近似：(0.020-x)≈0.020(0.060-3x)≈0.0601.45x10??≈4x2/(0.020*(0.060)3)1.45x10??≈4x2/(0.020*0.216)1.45x10??≈4x2/0.004324x2≈1.45x10??*0.004324x2≈6.264x10??x2≈1.566x10??x≈1.25x10??[NH?]平衡=2x=2*1.25x10??=2.50x10??MK°=1.45x10??(已知，題目要求計算K°可能存在歧義，通常K°與溫度有關，與初始條件無關。此處按題目要求直接給出已知值)。三、起始濃度：[NO]=0.40mol/5.00L=0.080M；[O?]=0.10mol/5.00L=0.020M；[NO?]=0M變化濃度：設平衡時[NO?]=2x[NO]=0.080-x；[O?]=0.020-x/2；[NO?]=2x平衡濃度：[NO]=0.080-x；[O?]=0.020-x/2；[NO?]=2xK°=[NO?]2/([NO]2*[O?])=(2x)2/((0.080-x)2*(0.020-x/2))2.2x10?=4x2/((0.080-x)2*(0.020-x/2))近似計算：[NO]≈0.080[O?]≈0.0202.2x10?≈4x2/(0.0802*0.020)2.2x10?≈4x2/(0.0064*0.020)2.2x10?≈4x2/1.28x10??4x2≈2.2x10?*1.28x10??4x2≈2.816x10?x2≈7.04x10?x≈265.3M轉化率=(平衡時NO?的物質的量/起始時NO的物質的量)*100%轉化率=(2x/0.40)*100%=(2*265.3/0.40)*100%=(530.6/0.40)*100%=1326.5%四、起始分壓：PCOCl?=1.0atm平衡分壓：PCOCl?=1.0-P,PCO=P,PCl?=PK°=(PCO*PCl?)/PCOCl?=(P*P)/(1.0-P)=P2/(1.0-P)2.2x10?2=P2/(1.0-P)近似計算：由于K°很小，P預計很小，1.0-P≈1.02.2x10?2≈P2/1.0P2≈2.2x10?2P≈0.148atm總壓=PCOCl?+PCO+PCl?=(1.0-P)+P+P=1.0+P=1.0+0.148=1.148atm五、起始分壓：PSO?=1.0atm平衡分壓：PSO?=1.0-2x,PSO?=2x,PO?=xK°=(PSO?2*PO?)/PSO?=((2x)2*x)/(1.0-2x)=4x3/(1.0-2x)1.6x10?2=4x3/(1.0-2x)近似計算：由于K°很小，x預計很小，1.0-2x≈1.01.6x10?2≈4x3/1.04x3≈1.6x10?2x3≈4.0x10?3x≈0.15atm平衡時PO?=x=0.15atm總壓=PSO?+PSO?+PO?=(1.0-2x)+2x+x=1.0+x=1.0+0.15=1.15atm六、起始量：n(A)=1.0mol,n(B)=0mol平衡量：n(A)=1.0-x,n(B)=x轉化率=(x/1.0)*100%=x/1.0=xn_total(始)=1.0moln_total(平)=(1.0-x)+x=1.0mol總壓比=P_total(平)/P_total(始)=1.2由于體系恒溫恒容，理想氣體PV=nRT，壓強比等于物質的量比：n_total(平)/n_total(始)=1.21.0/1.0=1.2(矛盾，說明題目條件矛盾或假設不成立。若按壓強比等于物質的量比計算，則n_total(平)=1.2*n_total(始)=1.2mol)平衡時n(A)=1.0-x=1.0-1.0/1.2=1.0-0.833=0.167mol平衡時n(B)=x=1.0/1.2=0.833mol平衡濃度[A]=0.167mol/V,[B]=0.833mol/V平衡濃度[B]/[A]=(0.833/V)/(0.167/V)=0.833/0.167=5K°=[B]/[A]=5七、容器體積V=10.0L起始mol:n(H?)=2.0mol,n(O?)=1.0mol,n(H?O)=0mol總起始mol=2.0+1.0=3.0mol總壓P_total=10atm摩爾分數:x(H?)=2.0/3.0=2/3,x(O?)=1.0/3.0=1/3分壓:P(H?)=(2/3)*10atm=6.67atm,P(O?)=(1/3)*10atm=3.33atm起始分壓比P(H?)/P(O?)=6.67/3.33=2設平衡時H?O的分壓為P(H?O)=P_x平衡分壓:P(H?)=6.67-P_x,P(O?)=3.33-P_x,P(H?O)=P_x平衡濃度:[H?]=(6.67-P_x)/10,[O?]=(3.33-P_x)/10,[H?O]=P_x/10K°=[H?O]2/([H?][O?])=(P_x/10)2/((6.67-P_x)/10*(3.33-P_x)/10)K°=P_x2/((6.67-P_x)(3.33-P_x))K°=P_x2/(22.2271-10.00P_x+P_x2)2.4x101?≈P_x2/(22.2271-10.00P_x)(K°極大，P_x預計接近P_total)2.4x101?*(22.2271-10.00P_x)≈P_x22.4x101?*22.2271-2.4x101?*10.00P_x≈P_x25.33x101?-2.4x102?P_x≈P_x2近似：P_x2≈5.33x101?(忽略項2.4x102?P_x)P_x≈sqrt(5.33x101?)≈7.3x10?atm此P_x極大，遠超總壓10atm，說明近似失敗。需聯立方程精確解，但數值解法顯示平衡將極大程度消耗H?和O?，生成大量H?O，使P(H?)和P(O?)非常接近于0，而P(H?O)非常接近10atm。此時Q=(P(H?O)2)/((P(H?)有效)(P(O?)有效))≈(102)/(接近0*接近0)→∞Q極大，遠大于K°(2.4x101?)，反應向逆反應方向進行。八、起始量：n(A)=1.0mol,n(B)=1.0mol平衡量：n(A)=1.0-0.4=0.6mol,n(B)=1.0-0.4=0.6mol,n(C)=0+0.4=0.4mol容器體積V=未知平衡濃度：[A]=0.6/V,[B]=0.6/V,[C]=0.4/VK°=[C]/([A][B]2)=(0.4/V)/((0.6/V)*(0.6/V)2)=(0.4/V)/((0.6/V)*(0.62/V2))=(0.4/V)/(0.6*0.36/V3)=(0.4/V)/(0.216/V3)=0.4*V3/(0.216*V)=0.4*V2/0.216=(0.4/0.216)*V2≈1.85*V2K°=4.0(已知)1.85*V2=4.0V2=4.0/1.85≈2.16V≈1.47L[C]平衡=0.4/V=0.4/1.47≈0.272MK°=4.0(已知，同第二題分析)九、起始量：n(SO?)=1.0mol,n(O?)=1.0mol,n(SO?)=0mol平衡量：n(SO?)=0.8mol設起始SO?和O?的物質的量分別為n?和n?。根據反應方程式：2SO?+O?→2SO?消耗SO?：0.8mol*(2/2)=0.8mol消耗O?：0.8mol*(1/2)=0.4mol平衡時n(SO?)=1.0-0.8=0.2mol平衡時n(O?)=1.0-0.4=0.6mol平衡時n(SO?)=0.8mol平衡分壓：設總壓為P_totalPSO?=(0.2/n_total)*P_total=(0.2/(0.2+0.6+0.8))*P_total=(0.2/1.6)*P_total=0.125*P_totalPO?=(0.6/1.6)*P_total=0.375*P_totalPSO?=(0.8/1.6)*P_total=0.5*P_totalK°=(PSO?)2/(PSO?2*PO?)=(0.5P)2/((0.125P)2*(0.375P))K°=(0.25P2)/(0.015625P2*0.375P)K°=(0.25P2)/(0.005859P2*P)K°=(0.25P2)/(0.005859P3)K°=0.25/0.005859/PK°=42.6/P已知K°=1.82x10?1.82x10?=42.6/PP=42.6/(1.82x10?)≈2.34x10??atm平衡時n(SO?)=0.2mol平衡時n(O?)=0.6mol平衡時n(SO?)=0.8mol十、起始濃度：[NO]=0.10mol/V,[O?]=0.40mol/V,[NO?]=0mol/V設平衡時[NO?]=2x平衡濃度：[NO]=(0.10-x)/V,[O?]=(0.40-x/2)/V,[NO?]=2x/VK°=[NO?]2/([NO]2*[O?])=(2