【解析】 K是温度的函数,平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。
正、逆反应的平衡常数互为倒数,如H2(g)+I2(g)2HI(g),K正=,K逆=,所以K正=。
浓度商Qv逆。
【答案】 C
4.(2011·东北师大附中期中)当把晶体N2O4放入密闭容器中气化,并建立了N2O42NO2平衡后,保持温度不变,再通入若干N2O4气体,待反应达到新的平衡时,则新平衡与旧平衡相比,其值( )
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
【解析】 温度不变,K不变。
【答案】 B
5.在相同的温度下,测得反应:
①N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K=3.84×10-31;②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常数K=3.10×1026。
则在此温度下,两个化学反应的反应程度之间的关系是( )
A.①>②B.①<②
C.①=②D.无法判断
【解析】 K值越大,反应进行的程度越大,即反应程度②>①。
【答案】 B
6.有反应:
A(g)+2B(g)C(g),在密闭容器中充入A、B、C三种气体,至建立化学平衡后,在温度不改变的前提下将体积缩小2/3,则该反应此时的平衡常数为原平衡的( )
A.3倍B.2倍C.9倍D.不变
【解析】 化学平衡常数K只与温度有关,与反应物、生成物浓度的大小无关。
【答案】 D
7.高温下,某反应达平衡,平衡常数K=,恒容时,温度升高,H2浓度减小。
下列说法正确的是( )
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率增大
D.该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2
【解析】 根据平衡常数的表达式,知该反应的化学方程式为CO2+H2CO+H2O,D错误;升高温度时,H2浓度减小,说明平衡向正方向移动,则ΔH>0,A正确;此反应为气体体积不变的反应,在恒温恒容时,增大压强平衡不移动,H2的浓度不变,B错误;升高温度时,正反应速率和逆反应速率都增大,由于平衡正向移动,在建立平衡的过程中正反应速率大于逆反应速率,C正确。
【答案】 AC
8.对于可逆反应:
C(s)+CO2(g)2CO(g),在一定温度下其平衡常数为K,下列条件的变化中,能使K发生变化的是( )
A.将C(s)的表面积增大B.增大体系压强
C.升高体系温度D.使用合适的催化剂
【解析】 对一个固定的可逆反应,平衡常数只与温度有关。
【答案】 C
9.X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X+2Y2Z。
达到平衡时,若它们的物质的量满足:
n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为( )
A.×100%B.×100%
C.×100%D.×100%
【解析】 X + 2Y2Z
起始物质的量/mol a b 0
转化物质的量/mol x 2x 2x
平衡物质的量/mol a-x b-2x 2x
据题意:
(a-x)+(b-2x)=2x
解得x=,故Y的转化率为×100%=×100%。
【答案】 B
10.已知下列反应的平衡常数:
①H2(g)+S(s)H2S(g),K1;②S(s)+O2(g)SO2(g),K2;则反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是( )
A.K1+K2B.K1-K2
C.K1×K2D.
【解析】 K1=,K2=,第三个方程式的平衡常数K3==K1×=。
【答案】 D
11.将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:
2SO2+O22SO3,测得平衡时SO3的浓度为0.5mol/L。
则此条件下的平衡常数K为( )
A.4B.0.25C.0.4D.0.2
【解析】 2SO2+O22SO3
初(mol):
4 2 0
转(mol):
2 1 2
平(mol):
2 1 2
平衡时各自的浓度c(SO2)=0.5mol/L,c(O2)=0.25mol/L,c(SO3)=0.5mol/L
K==4。
【答案】 A
12.汽车尾气净化中的一个反应如下:
NO(g)+CO(g)N2+CO2(g) ΔH=-373.4kJ·mol-1
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是( )
【解析】 放热反应升温,K减小,CO转化率降低,A、B均错;加入N2,平衡左移,NO转化率降低,D错。
【答案】 C
二、非选择题
13.已知尿酸是一种有机酸(以HUr表示),能溶于水。
关节炎的原因归结于关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr)。
发生的反应如下:
HUrUr-+H+①
Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)②
(1)关节炎大都是阴冷天气时发作,这说明反应②是________(填“放热”、“吸热”)反应。
简述你得出该结论的理由_________________。
(2)当温度升高时,反应②的化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)写出反应②的平衡常数表达式K=________。
【解析】
(1)阴冷天气易发病,说明温度降低,利于生成NaUr晶体,说明该反应为放热反应;
(2)升温,有利于平衡向着吸热方向移动,K值应减小;(3)NaUr是固体,不写入表达式中。
【答案】
(1)放热 阴冷天气易发病,说明温度降低,反应②平衡右移有利于NaUr结晶,说明该反应为放热反应
(2)减小 (3)
14.(2011·郑州高二期末)工业合成氨N2+3H22NH3,反应过程中的能量变化如图所示,据图回答下列问题:
(1)该反应通常用活性铁作催化剂,加活性铁会使图中B点升高还是降低________,理由是________________________。
(2)该反应平衡常数表达式为:
K=________,当浓度商Q________K(填“<”、“>”或“=”)时,反应向右进行。
(3)450℃时该反应的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“=”)。
(4)一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的合理措施有________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.增加N2的浓度 d.增加H2的浓度 e.分离出NH3
【解析】
(1)催化剂降低反应的活化能;
(2)反应向右进行,说明Q【答案】
(1)降低 催化剂能降低反应活化能
(2) <
(3)>
(4)c、e
15.(2011·江苏常州高中高二期中检测)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)①
298K时,K1=2.95×1011
2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)②,
298K时,K2=1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=________。
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是________。
以CO2为原料合成乙醇的优点是________________________(写出一点即可)。
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表:
根据表中数据分析:
①温度升高,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②提高氢碳比,对生成乙醇________(填“不利”或“有利”)。
(4)在下图中画图说明压强变化对反应①的平衡的影响。
图中横坐标的含义是________,纵坐标的含义是________。
【解析】
(1)根据平衡常数的定义知反应①的K=;
(2)因K2=1.71×1022>K1=2.95×1011,由平衡常数的定义知反应②进行的更彻底,转化率更高;反应①利用CO2为原料,可以使废弃物被利用,有利于环保;(3)①分析表格中数据发现,在n(H2)/n(CO2)相同时,随着温度的升高,CO2的转化率降低,所以K值减小;②分析表格中数据发现,在温度相同时,随n(H2)/n(CO2)值的增大,CO2的转化率升高,有利于生成乙醇;(4)此题为开放性题目,答案不唯一,合理即可。
【答案】
(1)
(2)反应② 废弃物利用,有利于环保(合理即可)
(3)①减小 ②有利
(4)压强 CO2(或H2)的百分含量 见下图Ⅰ(或压强 乙醇的质量分数 见下图Ⅱ)(答案合理即可)
16.在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应,各物质的起始加入量如下:
A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol,设E为xmol,当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置,请填写以下空白。
(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向__________(填“正反应”或“逆反应”)方向进行,要使起始反应维持向该方向进行,则x的最大值应小于__________。
(2)若x=4.5和5.0,则在这种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等?
__________(填“相等”、“不相等”或“不能确定”),其理由是__________________。
【解析】
(1)依题设,A、B、C起始的物质的量都是4mol,即左侧气体的总物质的量为12mol,为使隔板居中,右侧气体的总物质的量也应为12mol。
当E=4.5时,右侧气体起始的总物质的量为
6.5mol+4.5mol+2.0mol=13mol
可见右侧的总物质的量大于左侧,为使隔板居中,右侧的总物质的量必须减少到12mol,只有反应向正方向进行才能达到此目的。
现在来讨论x的最大取值。
设平衡时E消耗的物质的量为2amol,则起始与平衡时右侧各气体的物质的量关系是:
D(g)+2E(g)2F(g)
起始时:
6.5x2.0
平衡时:
6.5-ax-2a2.0+2a
为维持隔板居中,右侧应满足:
即解之,x<7.0
(2)当x的值分别为4.5和5.0时,欲使之都达到平衡状态,都满足反应混合物的总物质的量为12mol,它们向正方向进行的程度肯定不同,其中x=5.0时进行的程度必然大于x=4.5时进行的程度,按题目的叙述,这可以通过调节反应器的温度来实现。
换句话说,在x=4.5和x=5.0这两种情况是处于不同温度条件下达到平衡的。
与之相应,反应器左侧平衡的反应混合物总物质的量尽管仍为12mol,但也分别处于不同的温度状态,因此A的物质的量在这种平衡状态下也不相等。
【答案】
(1)正反应 7.0
(2)不相等 因为这两种情况是在两种不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以物质的量也不同。
17.密闭容器中,保持一定温度,进行如下反应:
N2(气)+3H2(气)2NH3(气),已知加入1molN2和3molH2,在恒压条件下,达到平衡时生成amolNH3[见下表中编号
(1)的一行];在恒容条件下,达到平衡时生成bmolNH3[见下表中编号(4)的一行]。
若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。
【答案】