第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向
A组 基础题组
1.对于处于化学平衡状态的反应CO+H2O(g)平衡常数,下列有关说法正确的是( ) A.K正反应=K逆反应 C.K正反应 B.K正反应>K逆反应 D.K正反应×K逆反应=1 CO2+H2,K正反应=c(CO2)·c(H2)/c(CO)·c(H2O),K逆反 CO2+H2,K正反应代表正反应的平衡常数,K逆反应代表逆反应的 答案 D 对于处于化学平衡状态的反应CO+H2O(g) 应 =c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2),故K正反应×K逆反应=1。 2BaO(s)+O2(g)达到平衡,保持温度不变,缩小容器容积, 2.将BaO2放入密闭真空容器中,反应2BaO2(s)体系重新达到平衡,下列说法正确的是( ) A.平衡常数减小 B.BaO量不变 C.氧气压强不变 D.BaO2量减少 答案 C 化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故A错误;缩小容器体积,压强增大,平衡向逆反应方向移动,则BaO的量减小,故B错误;温度不变,平衡常数不变,由K=c(O2)知氧气浓度不变,其压强不变,故C正确;平衡向逆反应方向移动,则BaO2量增加,故D错误。 3.反应Fe(s)+CO2 (g)法正确的是( ) A.升高温度该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小 FeO(s)+CO(g),700 ℃时平衡常数为1.47,900 ℃时平衡常数为2.15。下列说 B.该反应的化学平衡常数表达式为K= C.绝热容器中进行该反应,温度不再变化,则达到化学平衡状态 D.该反应的正反应是放热反应 1 答案 C 升高温度,正、逆反应速率都增大,故A错误;反应过程中,固体物质的浓度不发生变化,所以平衡常数表达式中不应该写固体,故B错误;反应过程中,伴随着能量变化,温度不变时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,故C正确;温度升高,平衡常数增大,平衡右移,说明正反应是吸热反应,故D错误。 4.在一定温度下,改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)说法正确的是( ) 2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示,下列 A.b、c点均为平衡点,a点未达平衡且向正反应方向进行 B.a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高 C.由上述图像可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高 D.a、b、c三点的平衡常数Kb>Kc>Ka 答案 B A项,题图上的三点都为平衡状态,故错误;B项,增加二氧化硫的物质的量,平衡正向移动,二氧化硫的转化率降低,所以a点二氧化硫的转化率最大,故正确;C项,从图像分析,二氧化硫的含量越高,混合气体中三氧化硫的体积分数先增大后减小,因为剩余的二氧化硫的量在逐渐增大,故错误;D项,因为没有改变温度,所以三点的平衡常数相同,故错误。 5.在一体积不变的密闭容器中发生化学反应:Fe2O3(s)+2NH3(g) 2Fe(s)+N2(g)+3H2O(g) ΔH,实验测 得化学平衡时的有关变化曲线如图所示。已知:平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压=气体总压×物质的量分数。下列说法不正确的是( ) A.该反应的ΔH>0 2 B.气体压强p2>p1 C.平衡后再加入Fe2O3,则NH3转化率增大 D.M点的平衡常数Kp= 答案 C 由题图可知,随温度升高,氨的体积分数降低,平衡正向移动,正反应是吸热反应,该反应的ΔH>0,故A正确;由于Fe2O3(s)+2NH3(g) 2Fe(s)+N2(g)+3H2O(g)是气体体积增大的反应,加压平衡逆向 移动,氨的体积分数增大,气体压强p2>p1,故B正确;Fe2O3是固体,增加其用量对平衡没有影响,平衡后再加入Fe2O3,则NH3转化率不变,故C错误; Fe2O3(s)+2NH3(g) 2Fe(s)+N2(g)+3H2O(g) 起始量(mol) 2 0 0 变化量(mol) 2x x 3x 平衡量(mol) 2-2x x 3x 由图可知M点时氨气的体积分数为25%,得到(2-2x)/(2+2x)=0.25,x=0.6,气体总物质的量=2 mol+2x mol=3.2 mol,图中M点的平衡常数Kp= =,故D正确。 6.将一定量的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中(固体体积忽略不计),使其达到化学平衡:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据如下表: 温度/℃ 平衡总压强/kPa 平衡气体总浓度/(10 mol/L) 下列有关叙述正确的是( ) A.在低温下该反应能自发进行 B.15 ℃时,该反应的化学平衡常数约为2.0 -3 15 5.7 2.4 20 8.3 3.4 25 12.0 4.8 30 17.1 6.8 35 24.0 9.4 3 C.当混合气体平均相对分子质量不变时,该反应达到化学平衡状态 D.恒温条件下,向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2,达平衡后CO2浓度不变 答案 D 根据平衡数据,温度升高,平衡总压强增大,平衡气体总浓度增大,说明升温平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,ΔH>0,根据ΔG=ΔH-TΔS,因为ΔH>0,ΔS>0,所以高温下该反应能自发进行,A错误;15 ℃时平衡气体总浓度为2.4×10 mol/L,则平衡浓度c(NH3)=×2.4×10 mol/L=1.6×10 mol/L,c(CO2)=×2.4×10 mol/L=0.8×10 mol/L,K=c(NH3)×c(CO2)≈2×10,B错误;混合气体的平均相对分子质量始终不变,C错误;温度不变,化学平衡常数不变,即c(CO2)·c(NH3)不变,所以恒温、恒容条件下,向原平衡体系中再充入2 mol NH3和1 mol CO2,平衡逆向移动,达平衡后CO2浓度不变,D正确。 7.(2024山东济宁二模)实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。试运用所学知识,回答下列问题: (1)已知在一定温度下,①C(s)+CO2(g)②CO(g)+H2O(g) 2CO(g) ΔH1=a kJ/mol 平衡常数为K1; 2 -3 -3 2 -9 -3 -3 -3 H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/mol 平衡常数为K2; 某反应的平衡常数表达式K3=,请写出此反应的热化学方程式: , K1、K2、K3之间的关系是: 。 (2)将原料气按n(CO2)∶n(H2)=1∶4置于密闭容器中发生反应CO2(g)+4H2(g)O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示。(虚线表示平衡曲线)。 CH4(g)+2H2O(g),测得H2 ①该反应的平衡常数K随温度降低而 (填“增大”或“减小”)。 ②在密闭恒温(高于100 ℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是 。 4 A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变 C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D.n(CO2)∶n(H2)=1∶2 ③200 ℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为 。(不必化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数) (3)500 ℃时,CO与水反应生成CO2和H2。将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如下。 ①吸收池中所有离子浓度的等式关系是 。 ②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理: 。 答案 (1)C(s)+H2O(g)(2)①增大 ②BC CO(g)+H2(g) ΔH= (a+b)kJ/mol K3=K1·K2 ③ (3)①c(K)+c(H)=2c(CC ++ )+c(HC)+c(OH) ②阴极反应:2H2O+2e -- H2↑+2OH,OH+HC -- +H2O,使K2CO3溶液得以再生 解析 平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,平衡常数中,分子为生成物,分母为反应物,所以该方程式为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),根据盖斯定律,①和②相加得此反 CO(g)+H2(g) ,K3= ,所以K3=K1·K2。 应,ΔH=(a+b)kJ/mol ,因此,该反应的热化学方程式为 C(s)+H2O(g)ΔH=(a+b)kJ/mol ,根据化学方程式可知:K1=c(CO)/c(CO2),K2= 2 (2)①根据图中平衡时H2O(g)的物质的量分数随温度的降低而增大,可知该反应正反应为放热反应,K随温度降低而增大。②根据在密闭恒温(高于100 ℃)恒容装置中进行反应CO2(g)+4H2(g) 5 CH4(g)+2H2O(g)
高考化学总复习 专题七 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向练习（含解析）
