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主题08 化学平衡常数及相关计算1下列关于平衡常数K的说法中，正确的是（ ）A在任何条件下，化学平衡常数是一个定值B改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数KC平衡常数K只与温度有关，与反应浓度、压强无关D两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变【答案】C2在2L的密闭容器中，起始时均投入2mol CO，在不同条件下发生反应：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) H 0。有关信息如图所示，下列说法正确的是AT1T2BT1时该反应的平衡常数为4.0 L2mol2C同一温度下，n(H2)/n(CO)越大，平衡常数也越大D同条件下n(H2)/n(CO)越大，CO和H2的转化率也越大【答案】B【解析】A、此反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，即T1T2，故A错误；B、CO(g) 2H2(g) CH3OH(g)起始： 2 3 0变化： 1 2 1平衡： 1 1 1 根据化学平衡常数的定义，K=，代入数值，得出K=4，故B正确；C、化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，则化学平衡常数不变，同一温度下，n(H2)/n(CO)增大，平衡常数不变，故C错误；D、同条件下，n(H2)/n(CO)越大，可以认为n(H2)增大，n(CO)不变，即氢气的转化率降低，CO的转化率增大，故D错误。3碘水溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq)=I3-(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数K如表所示，下列说法正确的是t/515253550K1100841689533409A反应I2(aq)I(aq)I3-(aq)的H0B25时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689C其他条件不变，升高温度，溶液中c( I3-)减小D该反应的平衡常数表达式为Kc（I-）/c（I3-）【答案】C4已知下列反应的平衡常数：H2(g)+S(s)H2S(g)平衡常数为K1 S(s)+O2(g)SO2(g)平衡常数为 K2，则相同温度下，反应H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数为AK1+K2 BK1K2 CK1K2 DK1/K2【答案】D【解析】试题分析：H2+SH2S，K1=c(H2S)/c(H2)；S+O2SO2，K2=c(SO2)/c(O2)；则反应H2+SO2O2+H2S的平衡常数K=c(O2)c(H2S)/c(H2)c(SO2)=K1/K2；故选D。考点：考查了化学平衡常数的计算分析5羰基硫（COS)可用于合成除草剂、杀草丹等农药。H2S与CO2在高温下反应可制得COS: H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g) H 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应，数据如下： 下列判断不正确的是AK1=l/81 BK2=K3 且n3=2n2C初始反应速率：实验3 实验2 实验1 D实验2中平衡时的c(COS)约为0.0286 molL-1【答案】D6某温度下的4 L密闭容器中，X、Y、W 3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。下列说法正确的是气体XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A此反应的平衡常数表达式为K=B达到平衡后，升高温度，W的体积分数减小，则此反应的H0C达到平衡后，将容器体积压缩为2 L，W的物质的量浓度变为0.75molL-1D达到平衡后，增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动【答案】C7下列对化学反应平衡常数(K)的叙述正确的是A仅升髙温度，K可能增大，也可能减小 B仅加入催化剂，K可能增大C仅增大压强，K可能减小 D仅减小浓度，K值可能减小【答案】A【解析】A、升高温度，平衡向吸热反应的方向移动，则对于吸热反应，升高温度K增大，对于放热反应，升高温度K减小，选项A正确；B、催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡，则加入催化剂，K不变，选项B错误；C、K只与温度有关，而与浓度、压强无关，改变压强K不变，选项C错误；D、K只与温度有关，而与浓度、压强无关，减小浓度K不变，选项D错误。答案选A。8往2L密闭容器中充入NO2，在三种不同条件下发生反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)，实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表（不考虑生成N2O4）浓度/mol/L01020304050实验1/8001.000.800.650.550.500.50实验2/8001.000.700.500.500.500.50实验3/8501.000.500.400.150.150.15下列说法正确的是A实验2使用了比实验1效率更高的催化剂B实验2的反应容器体积比实验1的小C通过实验2和实验3可判断该反应是放热反应D实验2的平衡常数比实验3的大【答案】A点睛：注意对比实验数据，把握影响化学平衡移动的因素是解题的关键。实验1和实验2在相同的温度下反应，平衡时NO2的浓度相同，说明达到相同平衡状态；实验3在850反应，达到平衡时NO2的浓度较800小，说明温度升高，平衡向正反应方向移动，则正反应应为吸热反应。9在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物质XYZ初始浓度(molL1)0.10.2 0平衡浓度(molL1)0.050.050.1下列说法错误的是()A反应达平衡时，X的转化率为50%B反应可表示为：X3Y2Z，其平衡常数为1 600C改变压强可以改变此反应的平衡常数D改变温度可以改变此反应的平衡常数【答案】C点睛：本题考查基于图表数据的化学平衡计算问题，主要涉及转化率、平衡常数、可逆反应方程式的书写、影响化学平衡常数的因素等，重在考查学生运用基础知识解决问题的能力和分析利用图表数据的能力。10为倡导“低碳”，减小CO2对环境的影响，需对CO2进行创新利用研究。T1使，将将9 mol CO2和12 mol H2充入3 L密闭容器中,发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H0，容器中CH3OH的物质的量随时间变化如曲线所示,平衡时容器内压强为p0。改变某一条件重新进行上述反应，CH3OH的物质的量随时间变化如曲线所示。下列说法错误的是A曲线对应的条件改变是增大压强BT2时,上述反应平衡常数为0.52，则T2T1C在T1，若起始时向容器充入4.5 mol CO2、6 mol H2，平衡时容器内压强P1P0/2D在T1,若起始时向容器中充入4.5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH(g)和5 mol H2O(g)，则达平衡前v(正)v(逆)【答案】B【解析】A、增大压强，化学反应速率增大，达到平衡所用时间较短，增大压强，平衡向正反应方向进行，甲醇的物质的量增大，故A说法正确；B、CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)起始： 9 12 0 0变化： 3 9 3 3平衡： 6 3 3 3 根据化学平衡常数的表达式，K=c(CH3OH)c(H2O)/c3(H2)c(CO2)=(11)/(132)=0.5， 0.50.52，说明反应是向正反应方向进行，此反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，有T2P0/2，故C说法正确；D、此时的浓度商Qc= =0.4v(逆) ，故D说法正确。112013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。据此判断:（1）该反应的H_(填“”或“S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。_（4）若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填代号)。【答案】 z 逆反应方向 固或液 放热 800Lmol1 （2） 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始量（mol） 2 1 0转化量（mol） 1.6 0.8 1.6平衡量（mol） 0.4 0.2 1.6所以平衡常数K平衡常数只与温度有关系，平衡状态由A变到B时压强增大，但温度不变，所以平衡常数K(A)K(B)。13研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。回答下列问题：I.CO可用于高炉炼铁，已知Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) H1 =a kJ/ mol3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4 (s)+CO2(g) H2=bkJ/mol则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的H3=_kJ/mol(用含a、b的代数式表示).一定条件下，CO2和CO可以互相转化。（1）某温度下，在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。甲容器15min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。则015min内平均反应速率v(H2)= _，此条件下该反应的平衡常数K=_。欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则、x、y、z需满足的关系是_，且_ (用含y的等式表示)。（2）研究表明，温度、压强对反应“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) H”中乙苯的平衡转化率影响如下图所示：则H_ 0(填“”“ p1p2p3 k=k正/k逆 【解析】【分析】.根据盖斯定律H3=（H1+2H2）/3；（1）v(H2)=c/t；由K=c(CO)c(H2O)/c(CO2)n(H2)计算平衡常数；欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则、x、y、z需满足的关系(w-y):(x-y)=8:16即x=2w+y且z=y；（2）压强越大,乙苯的平衡转化率越小；（3）达平衡时v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，由此计算。（3）达平衡时v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，故k正/k逆=c(CO2)c(NO)/c(CO)c(NO2)=k【点睛】本题考查化学基本概念和基本理论，解题关键：盖斯定律、平衡原理应用。难点（3）：达平衡时v正=v逆。14（1）反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H1，平衡常数为K1反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) H2，平衡常数为K2在不同温度时K1、K2的值如下表：700900K11.472.15K22.381.67反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H，平衡常数为K，则H_(用H1和H2表示)，K_(用K1和K2表示)，且由上述计算可知，反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)是_反应(填“吸热”或“放热”)。（2）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) H0，CO2的浓度与时间的关系如图1所示：该条件下反应的平衡常数为_；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 mol/L，则平衡时CO2的浓度为_mol/L。下列措施中能使平衡时CO物质的量百分数增大的是_(填序号)。A升高温度 B增大压强C再充入一定量的CO2 D再加入一定量铁粉（3）对于可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图2。从图中看到，反应在t2时达平衡，在t1时改变了某种条件，改变的条件可能是_。A升温 B增大CO2浓度 C使用催化剂如果在t3时从混合物中分离出部分CO，t4t5时间段反应处于新平衡状态，请在图上画出t3t5的v逆变化曲线_。【答案】 H1H2 K1/K2 吸热 2 0.67 A B 【解析】（1）由盖斯定律，已知中第一个反应减第二个反应可得反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，所以H=H1H2，K=；由不同温度时K1、K2的值可计算出，700时K=，900时K=，所以随着温度的升高，K值增大，正反应是吸热反应。（2）根据图1的数据列三段式得：所以K=2；若铁粉足量，CO2的起始浓度为2.0 mol/L，平衡时CO2的浓度为x，列三段式得：因为温度没变，所以K没变，列式得： =2，解得x=0.67，所以平衡时CO2的浓度为0.67mol/L。（3）从图中看出，在t1时改变了条件，没有使逆反应速率瞬间增大，是在原来基础上逐渐增大，在t2时达平衡，因为升温和使用催化剂都会使逆反应速率瞬间增大而发生突变，增大CO2浓度，正反应速率瞬间变大，逆反应速率逐渐增大，所以A和C错误，B正确。如果在t3时从混合物中分离出部分CO，物质的量浓度减小，反应速率减小，平衡向正反应方向移动，逆反应速率瞬间减小，然后逐渐增大，t4时不再变化，t4t5时间段反应处于新平衡状态，所以t3t5的v逆变化曲线为：。
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