2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第02章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 專題2.3.3 化學(xué)平衡常數(shù)試題 新人教版選修4.doc

專題2.3.3 化學(xué)平衡常數(shù)一、化學(xué)平衡常數(shù)1定義 在一定_下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)_狀態(tài)時，_濃度冪之積與_濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號_表示。2表達(dá)式 對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g)，平衡常數(shù)的表達(dá)式為_。3特點(diǎn)K只受_影響，與反應(yīng)物或生成物的_無關(guān)。4意義 K值越大平衡體系中生成物所占的比例_正向反應(yīng)進(jìn)行的程度_反應(yīng)進(jìn)行得越_反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率_；反之，反應(yīng)進(jìn)行得就越_，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就越小。一般當(dāng)_時，該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了。二、平衡轉(zhuǎn)化率1含義 平衡時已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比，用來表示反應(yīng)限度。2表達(dá)式平衡轉(zhuǎn)化率=或平衡轉(zhuǎn)化率=或平衡轉(zhuǎn)化率= 一、1溫度 平衡 生成物 反應(yīng)物 K 2K = 3溫度 濃度變化4越大 越大 完全 越大 不完全 K >105 一、理解化學(xué)平衡常數(shù)的三種關(guān)系（1）與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù)。若化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)等比例擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。兩反應(yīng)相加得到新反應(yīng)，其平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。兩反應(yīng)相減得到的新反應(yīng)，其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)相除得到的商。（2）與反應(yīng)熱的關(guān)系（3）與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系由于固體、純液體的濃度視為常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達(dá)式中不寫出。在稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，由于水的濃度視為常數(shù)而不必出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中。在非水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，若有水參加或生成，則應(yīng)出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中。二、化學(xué)平衡相關(guān)計算問題化學(xué)平衡問題中常涉及到化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計算，通常利用“三段式”求解。所謂“三段式”就是在化學(xué)方程式下面，表示出“起始狀態(tài)”、“轉(zhuǎn)化部分”、“平衡狀態(tài)”各組分的濃度或物質(zhì)的量，進(jìn)行列式求解。如下所示（a、b可指物質(zhì)的量、濃度等）： mA（g）nB（g）pC（g）qD（g）起始：a b 0 0轉(zhuǎn)化： mx nx px qx平衡： amxbnx px qx 某恒定溫度下，在一個2 L的密閉容器中充入A氣體，B氣體，測得其濃度為2 mol/L和1 mol/L；且發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)已知“？”代表C、D狀態(tài)未確定；反應(yīng)一段時間后達(dá)到平衡，測得生成1.6 mol C，且反應(yīng)前后壓強(qiáng)比為54，則下列說法中正確的是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K= 此時B的轉(zhuǎn)化率為35%增大該體系壓強(qiáng)，平衡向右移動，但化學(xué)平衡常數(shù)不變增加C的量，A、B轉(zhuǎn)化率不變A B C D 【答案】D 三、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用（1）判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的大小K值越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。（2）判斷可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時反應(yīng)進(jìn)行的方向QcK，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行Qc=K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)QcK，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行（3）判斷反應(yīng)的熱效應(yīng) （4）有關(guān)計算（1）利用平衡濃度計算平衡常數(shù)K；（2）利用K計算平衡濃度和轉(zhuǎn)化率；（3）利用K判斷某一時刻是否為平衡狀態(tài)或v正、v逆的大小關(guān)系等?；瘜W(xué)平衡常數(shù)理解應(yīng)注意的問題（1）與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系：對于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)的平衡常數(shù)等于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)的倒數(shù)，即K正。若化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會發(fā)生改變。如化學(xué)計量數(shù)擴(kuò)大1倍，則K。（2）與物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系：由于固體或純液體的濃度視為常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達(dá)式中不再寫出。稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，由于水的濃度視為常數(shù)而不必出現(xiàn)在表達(dá)式中。非水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，若有水參加或生成，則應(yīng)出現(xiàn)在表達(dá)式中。煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題。已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在恒容容器中進(jìn)行，平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/4005008301000平衡常數(shù)K10910.6下列判斷正確的是A達(dá)平衡后升溫，反應(yīng)速率增大，壓強(qiáng)減小B其他條件不變，增加壓強(qiáng)能提高CO的轉(zhuǎn)化率C該反應(yīng)H0D830時，在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和4 mol H2O(g)，平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率是50% 【答案】D 四、等效平衡等效平衡與等同平衡的異同條件等效條件結(jié)果恒溫恒容：反應(yīng)前后氣體體積不相等的可逆反應(yīng)，aA(g)bB(g) cC(g)n(g)0投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量相同回歸定值兩次平衡時各組分百分含量、n、c均相同完全相同等同平衡恒溫恒容：反應(yīng)前后氣體體積相等的可逆反應(yīng)，aA(g)bB(g)cC(g)n(g)=0投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量等比例回歸定比兩次平衡時各組分百分含量相同，n、c同比例變化等效平衡恒溫恒壓：所有有氣體參加的可逆反應(yīng)投料換算成相同物質(zhì)表示的物質(zhì)的量等比例回歸定比兩次平衡時各組分百分含量相同、c相同，n同比例變化等效平衡已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=197 kJmol-1。向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：（甲）2 mol SO2和1 mol O2；（乙）1 mol SO2和0.5 mol O2；（丙）2 mol SO3。恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時，下列關(guān)系一定正確的是A容器內(nèi)壓強(qiáng)p：p甲=p丙>2p乙BSO3的質(zhì)量m：m甲=m丙>2m乙Cc(SO2)與c(O2)之比k：k甲=k丙>k乙D反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲=Q丙>2Q乙 比相同，C錯。由等效平衡原理知，Q甲+Q丙=H，Q甲與Q丙不一定相等，D錯。【答案】B 1只改變一個影響因素，平衡常數(shù)K與化學(xué)平衡移動的關(guān)系敘述錯誤的是AK值不變，平衡可能移動 BK值變化，平衡一定移動C平衡移動，K值可能不變 D平衡移動，K值一定變化2雙選將BaO2放入密閉的真空容器中，反應(yīng)2BaO2(S)2BaO(s)+O2(g)達(dá)到平衡。保持溫度不變，縮小容器容積，體系重新達(dá)到平衡，下列說法正確的是A平衡常數(shù)減小BBaO量不變C氧氣壓強(qiáng)不變DBaO2量增加3一定條件下，將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min末該反應(yīng)達(dá)到平衡，生成0.8 mol D，并測得C的濃度為0.2 mol/L。下列判斷正確的是A從開始到平衡A的平均反應(yīng)速率為0.3 mol/(Ls)B從開始到平衡B的轉(zhuǎn)化率為60%C此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式D若混合氣體的密度不再改變時，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài) 4對于可逆反應(yīng)A(g)2B(g)3C(g)D(s)，在1 L密閉容器中加入2 mol A和4 mol B，恒溫恒容時達(dá)到化學(xué)平衡，A的物質(zhì)的量為1 mol，則下列說法正確的是A若起始加入6 mol C和4 mol D，則達(dá)到化學(xué)平衡時，各種氣體的物質(zhì)的量之比為121B若起始加入3 mol C和0.5 mol D，則達(dá)到化學(xué)平衡時，各種氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比為123C該可逆反應(yīng)達(dá)平衡時，A、B的轉(zhuǎn)化率相等D若向密閉容器中再加入10 g A氣體，則容器中氣體總質(zhì)量也增加10 g5某溫度下，在一個2 L的密閉容器中加入4 mol A和2 mol B進(jìn)行如下反應(yīng)：3A(g)2B(g)4C(s)D(g)，反應(yīng)2 min后達(dá)到平衡，測得生成1.6 mol C，下列說法正確的是A前2 min D的平均反應(yīng)速率為0.2 molL1min1B此時，B的平衡轉(zhuǎn)化率是40%C增大該體系的壓強(qiáng)，平衡不移動，化學(xué)平衡常數(shù)不變D增加B，平衡向右移動，B的平衡轉(zhuǎn)化率增大 62018江蘇卷一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 下列說法正確的是Av1< v2，c2< 2c1 BK1> K3，p2> 2p3Cv1< v3，1(SO2 ) >3(SO2 ) Dc2> 2c3，2(SO3 )+3(SO2 )<172017江蘇溫度為T1時，在三個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實驗測得：v正= v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是 A達(dá)平衡時，容器與容器中的總壓強(qiáng)之比為45 B達(dá)平衡時，容器中比容器中的大C達(dá)平衡時，容器中NO的體積分?jǐn)?shù)小于50%D當(dāng)溫度改變?yōu)門2時，若k正=k逆，則 T2> T182017天津常壓下羰基化法精煉鎳的原理為：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2105。已知：Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230制得高純鎳。下列判斷正確的是A增加c(CO)，平衡向正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大B第一階段，在30和50兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50C第二階段，Ni(CO)4分解率較低D該反應(yīng)達(dá)到平衡時，v生成Ni(CO)4=4v生成(CO) 1【答案】D 2【答案】CD【解析】A項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)就不變，錯誤。B項，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)。保持溫度不變，縮小容器容積，即增大了壓強(qiáng)，根據(jù)平衡移動原理，化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，所以BaO量減小，錯誤。C項，由于溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)就不變，其數(shù)值就等于氧氣的濃度，濃度不變，因此氧氣壓強(qiáng)不變，正確。D項，縮小容器容積，平衡逆向移動，所以體系重新達(dá)到平衡，BaO2量增加，正確。3【答案】D【解析】依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算；3A(g)+B(g) xC + 2D(s)起始量（mol） 3 1 0 0變化量（mol） 1.2 0.4 0.4x 0.8平衡量（mol） 1.8 0.6 0.4x 0.8C的濃度為0.2 mol/L，C的物質(zhì)的量為0.4 mol，計算得到x=1；A、A的平均反應(yīng)速率=0.3 mol/（Lmin），A錯誤；B、B的轉(zhuǎn)化率=100%=40%，B錯誤；C、D為固體，該條件下此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=，C錯誤；D、反應(yīng)生成物中含有固體，密度等于氣體質(zhì)量除以體積，所以若混合氣體的密度不再改變時，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確；答案選D。 4【答案】C【解析】先分析起始加入2 mol A和4 mol B時，平衡體系中A、B、C的物質(zhì)的量。A(g) 2B(g)3C(g) D(s)起始量 2 mol 4 mol 0 0轉(zhuǎn)化量 1 mol 2 mol 3 mol 1 mol平衡量 1 mol 2 mol 3 mol 1 mol若投料6 mol C和4 mol D，由于D是固體，投料與原投料等效，各種氣體的物質(zhì)的量之比為123，A項錯誤；若通入3 mol C和0.5 mol D，投料相當(dāng)于原投料的一半，平衡時3種氣體的物質(zhì)的量分別為0.5 mol、1 mol、1.5 mol，其中平衡體系中D完全轉(zhuǎn)化為A、B，不符合反應(yīng)特征，B項錯誤；由于該反應(yīng)反應(yīng)物的投料比等于化學(xué)計量系數(shù)比，所以反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，C項正確；加入10 g A，由于平衡正向移動，生成固體D，氣體總質(zhì)量增加少于10 g，D項錯誤。5【答案】B 6【答案】CD【解析】對比容器的特點(diǎn)，將容器1和容器2對比，將容器1和容器3對比。容器2中加入4molSO3等效于在相同條件下反應(yīng)物投入量為4molSO2和2molO2，容器2中起始反應(yīng)物物質(zhì)的量為容器1的兩倍，容器2相當(dāng)于在容器1達(dá)平衡后增大壓強(qiáng)，將容器的體積縮小為原來的一半，增大壓強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)速率加快，21，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，平衡時c22c1，p22p1，1（SO2）+2（SO3）1，容器1和容器2溫度相同，K1=K2；容器3相當(dāng)于在容器1達(dá)到平衡后升高溫度，升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率加快，31，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡時c3c1，p3p1，3（SO2）1（SO2），K3K1。根據(jù)上述分析，A項，21，c22c1，A項錯誤；B項，K3K1，p22p1，p3p1，則p22p3，B項錯誤；C項，31，3（SO2）1（SO2），C項正確；D項，c22c1，c3c1，則c22c3，1（SO2）+2（SO3）1，3（SO2）1（SO2），則2（SO3）+3（SO2）1，D項正確；答案選CD。7【答案】CD A根據(jù)容器II的起始投料，Q=K，平衡將向正反應(yīng)方向移動，所以容器II在平衡時氣體的總物質(zhì)的量一定大于1 mol，故兩容器的壓強(qiáng)之比一定小于45，A錯誤；B若容器II在某時刻，由反應(yīng)2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因為，解之得x=，求出此時濃度商Qc=>K，所以容器II達(dá)平衡時，一定小于1，B錯誤；C若容器III在某時刻，NO的體積分?jǐn)?shù)為50%2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35變化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 2x 0.52x 0.35x 由0.52x=2x+0.35x，解之得，x=0.05，求出此時濃度商Qc=>，說明此時反應(yīng)未達(dá)平衡，反應(yīng)繼續(xù)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，NO進(jìn)一步減少，所以C正確；D溫度為T2時，>0.8，因為正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度后化學(xué)平衡常數(shù)變大，所以T2>T1，D正確。8【答案】B