2018-2019学年高中化学 第02章 化学反应速率与化学平衡 专题2.3.3 化学平衡常数试题 新人教版选修4.doc

专题2.3.3 化学平衡常数一、化学平衡常数1定义 在一定_下，当一个可逆反应达到化学_状态时，_浓度幂之积与_浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号_表示。2表达式 对于一般的可逆反应mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g)，平衡常数的表达式为_。3特点K只受_影响，与反应物或生成物的_无关。4意义 K值越大平衡体系中生成物所占的比例_正向反应进行的程度_反应进行得越_反应物的转化率_；反之，反应进行得就越_，反应物的转化率就越小。一般当_时，该反应进行得就基本完全了。二、平衡转化率1含义 平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比，用来表示反应限度。2表达式平衡转化率=或平衡转化率=或平衡转化率= 一、1温度 平衡 生成物 反应物 K 2K = 3温度 浓度变化4越大 越大 完全 越大 不完全 K 105 一、理解化学平衡常数的三种关系（1）与化学方程式书写形式的关系对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数。若化学方程式中的化学计量数等比例扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应相加得到新反应，其平衡常数是两反应平衡常数的乘积。两反应相减得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。（2）与反应热的关系（3）与物质状态的关系由于固体、纯液体的浓度视为常数，所以在平衡常数表达式中不写出。在稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度视为常数而不必出现在平衡常数表达式中。在非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在平衡常数表达式中。二、化学平衡相关计算问题化学平衡问题中常涉及到化学平衡常数、转化率的计算，通常利用“三段式”求解。所谓“三段式”就是在化学方程式下面，表示出“起始状态”、“转化部分”、“平衡状态”各组分的浓度或物质的量，进行列式求解。如下所示（a、b可指物质的量、浓度等）： mA（g）nB（g）pC（g）qD（g）起始：a b 0 0转化： mx nx px qx平衡： amxbnx px qx 某恒定温度下，在一个2 L的密闭容器中充入A气体，B气体，测得其浓度为2 mol/L和1 mol/L；且发生如下反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)已知“？”代表C、D状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，且反应前后压强比为54，则下列说法中正确的是该反应的化学平衡常数表达式为：K= 此时B的转化率为35%增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变增加C的量，A、B转化率不变A B C D 【答案】D 三、化学平衡常数的应用（1）判断可逆反应进行程度的大小K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。（2）判断可逆反应是否平衡及不平衡时反应进行的方向QcK，反应向正反应方向进行Qc=K，反应处于平衡状态QcK，反应向逆反应方向进行（3）判断反应的热效应 （4）有关计算（1）利用平衡浓度计算平衡常数K；（2）利用K计算平衡浓度和转化率；（3）利用K判断某一时刻是否为平衡状态或v正、v逆的大小关系等。化学平衡常数理解应注意的问题（1）与化学方程式书写形式的关系：对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即K正。若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。如化学计量数扩大1倍，则K。（2）与物质状态的关系：由于固体或纯液体的浓度视为常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。稀溶液中进行的反应，如有水参加，由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中。非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题。已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在恒容容器中进行，平衡常数随温度的变化如下表：温度/4005008301000平衡常数K10910.6下列判断正确的是A达平衡后升温，反应速率增大，压强减小B其他条件不变，增加压强能提高CO的转化率C该反应H0D830时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和4 mol H2O(g)，平衡时，CO的转化率是50% 【答案】D 四、等效平衡等效平衡与等同平衡的异同条件等效条件结果恒温恒容：反应前后气体体积不相等的可逆反应，aA(g)bB(g) cC(g)n(g)0投料换算成相同物质表示的物质的量相同回归定值两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同完全相同等同平衡恒温恒容：反应前后气体体积相等的可逆反应，aA(g)bB(g)cC(g)n(g)=0投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化等效平衡恒温恒压：所有有气体参加的可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相同、c相同，n同比例变化等效平衡已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=197 kJmol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：（甲）2 mol SO2和1 mol O2；（乙）1 mol SO2和0.5 mol O2；（丙）2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是A容器内压强p：p甲=p丙2p乙BSO3的质量m：m甲=m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲=k丙k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲=Q丙2Q乙 比相同，C错。由等效平衡原理知，Q甲+Q丙=H，Q甲与Q丙不一定相等，D错。【答案】B 1只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是AK值不变，平衡可能移动 BK值变化，平衡一定移动C平衡移动，K值可能不变 D平衡移动，K值一定变化2双选将BaO2放入密闭的真空容器中，反应2BaO2(S)2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是A平衡常数减小BBaO量不变C氧气压强不变DBaO2量增加3一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol/L。下列判断正确的是A从开始到平衡A的平均反应速率为0.3 mol/(Ls)B从开始到平衡B的转化率为60%C此反应的化学平衡常数表达式D若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态 4对于可逆反应A(g)2B(g)3C(g)D(s)，在1 L密闭容器中加入2 mol A和4 mol B，恒温恒容时达到化学平衡，A的物质的量为1 mol，则下列说法正确的是A若起始加入6 mol C和4 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量之比为121B若起始加入3 mol C和0.5 mol D，则达到化学平衡时，各种气体的物质的量分数之比为123C该可逆反应达平衡时，A、B的转化率相等D若向密闭容器中再加入10 g A气体，则容器中气体总质量也增加10 g5某温度下，在一个2 L的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B进行如下反应：3A(g)2B(g)4C(s)D(g)，反应2 min后达到平衡，测得生成1.6 mol C，下列说法正确的是A前2 min D的平均反应速率为0.2 molL1min1B此时，B的平衡转化率是40%C增大该体系的压强，平衡不移动，化学平衡常数不变D增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大 62018江苏卷一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 下列说法正确的是Av1 v2，c2 K3，p2 2p3Cv13(SO2 ) Dc2 2c3，2(SO3 )+3(SO2 ) T182017天津常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230时，该反应的平衡常数K=2105。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230制得高纯镍。下列判断正确的是A增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在30和50两者之间选择反应温度，选50C第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时，v生成Ni(CO)4=4v生成(CO) 1【答案】D 2【答案】CD【解析】A项，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数就不变，错误。B项，该反应的正反应是气体体积增大的反应。保持温度不变，缩小容器容积，即增大了压强，根据平衡移动原理，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，所以BaO量减小，错误。C项，由于温度不变，化学平衡常数就不变，其数值就等于氧气的浓度，浓度不变，因此氧气压强不变，正确。D项，缩小容器容积，平衡逆向移动，所以体系重新达到平衡，BaO2量增加，正确。3【答案】D【解析】依据化学平衡三段式列式计算；3A(g)+B(g) xC + 2D(s)起始量（mol） 3 1 0 0变化量（mol） 1.2 0.4 0.4x 0.8平衡量（mol） 1.8 0.6 0.4x 0.8C的浓度为0.2 mol/L，C的物质的量为0.4 mol，计算得到x=1；A、A的平均反应速率=0.3 mol/（Lmin），A错误；B、B的转化率=100%=40%，B错误；C、D为固体，该条件下此反应的化学平衡常数K=，C错误；D、反应生成物中含有固体，密度等于气体质量除以体积，所以若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D正确；答案选D。 4【答案】C【解析】先分析起始加入2 mol A和4 mol B时，平衡体系中A、B、C的物质的量。A(g) 2B(g)3C(g) D(s)起始量 2 mol 4 mol 0 0转化量 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是固体，投料与原投料等效，各种气体的物质的量之比为123，A项错误；若通入3 mol C和0.5 mol D，投料相当于原投料的一半，平衡时3种气体的物质的量分别为0.5 mol、1 mol、1.5 mol，其中平衡体系中D完全转化为A、B，不符合反应特征，B项错误；由于该反应反应物的投料比等于化学计量系数比，所以反应物的转化率相等，C项正确；加入10 g A，由于平衡正向移动，生成固体D，气体总质量增加少于10 g，D项错误。5【答案】B 6【答案】CD【解析】对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，21，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c22c1，p22p1，1（SO2）+2（SO3）1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，31，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3c1，p3p1，3（SO2）1（SO2），K3K1。根据上述分析，A项，21，c22c1，A项错误；B项，K3K1，p22p1，p3p1，则p22p3，B项错误；C项，31，3（SO2）1（SO2），C项正确；D项，c22c1，c3c1，则c22c3，1（SO2）+2（SO3）1，3（SO2）1（SO2），则2（SO3）+3（SO2）1，D项正确；答案选CD。7【答案】CD A根据容器II的起始投料，Q=K，平衡将向正反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定大于1 mol，故两容器的压强之比一定小于45，A错误；B若容器II在某时刻，由反应2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0.3 0.5 0.2变化量(mol/L) 2x 2x x平衡量(mol/L) 0.32x 0.5+2x 0.2+x因为，解之得x=，求出此时浓度商Qc=K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%2NO2 2NO + O2 起始量(mol/L) 0 0.5 0.35变化量(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，求出此时浓度商Qc=，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D温度为T2时，0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2T1，D正确。8【答案】B