化学平衡常数 化学反应进行的方向
角度1化学平衡常数的表达式
1.(2019·邯郸模拟)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)有关说法正确的是
4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=B.此时,B的平衡转化率是40%
C.增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大 D.增加B,平衡向右移动,B的平衡转化率增大
【解析】选B。A项,纯固体不能在表达式中出现;B项,生成1.6 mol的C则反应掉0.8 mol的
B,则B的转化率为化率减小。
×100%=40%,B正确;C项,化学平衡常数只与温度有关;D项,B的平衡转
2.(2019·宜昌模拟)反应物和生成物均为气态的平衡体系,平衡常数表达式为
K=,有关该平衡体系说法不正确的是 ( )
A.升高温度,该反应平衡常数K一定发生改变 B.增大压强,w的质量分数减小 C.该反应的化学方程式为3z(g)+2w(g)D.增大x气体浓度平衡向正反应方向移动
【解析】选D。A项,升高温度,化学平衡向吸热的方向移动,因此化学平衡常数一定发生变化,故A正确;B项,根据化学平衡常数表达式可知,反应物w、z计量数之和为3+2=5;生成物x、y计量数之和为1+2=3,因此增大压强时,化学平衡向正反应方向移动,因此w质量分数减小,故B正确;C项,化学平衡常数表达式中,生成物位于分子位置,其幂为计量数,反应物位于分母位置,幂为计量数,所以化学方程式可写为3z(g)+2w(g)
x(g)+2y(g)
x(g)+2y(g),故C正确;D项,x为生成物,
增大x浓度,化学平衡向逆反应方向移动,故D错误。 角度2化学平衡常数的计算与应用
- 1 -
3.(2019·济南模拟)在一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)别为ΔH和K,则相同温度时反应4NH3(g)
( )
2
2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分
2N2(g)+6H2(g)的反应热和化学平衡常数为
A.2ΔH和2K B.-2ΔH和K C.-2ΔH和K
-2
D.2ΔH和-2K
2N2(g)+6H2(g)的反应热为-2ΔH,再根据
【解析】选C。根据热化学方程式的意义,4NH3(g)
-2
平衡常数的表达式,得出其平衡常数为K,C项正确。
4.(2019·成都模拟)在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如下表:
25 5×10 4温度/℃ 平衡常数 下列说法不正确的是 ( )
80 2 230 1.9×10 -5A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B.25 ℃时反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10
-1
-5
C.80 ℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L D.80 ℃时,测得某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L,则此时v(正)>v(逆)
【解析】选D。随着温度的升高,平衡常数逐渐减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此正反应是放热反应,A项正确;逆反应的平衡常数是正反应的倒数,B正确;选项C中,根据80 ℃时平衡常数的表达式可知,Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L,C正确;如果80 ℃时,测得
-1
-1
-1
某时刻,Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L,则此时=8>2,反应向逆反应方向进行,则此时
v(正) 5.N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生以下反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) ΔH>0。 T1 ℃时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据如表: t/s c(N2O5)/mol·L-1 下列说法中不正确的是 ．．． ( ) -3 -1 -1 0 5.00 500 3.52 1 000 1 500 2.50 2.50 A.500 s内N2O5的分解速率为2.96×10 mol·L·s B.T1 ℃下的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为50% - 2 - C.T1 ℃下的平衡常数为K1,T2 ℃下的平衡常数为K2,若T1>T2,则K1>K2 D.达平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的一半,则5.00 mol·L>c(N2O5)>2.50 mol·L -1 -1 【解析】选D。500 s内N2O5的分解速率v(N2O5)==2.96×10 mol·L·s,A项正确; 2N2O5(g)起始浓度(mol·L): 5.00 转化浓度(mol·L): 2.50 平衡浓度(mol·L): 2.50 -1-1-1 -3 -1 -1 4NO2(g)+ O2(g) 0 5.00 5.00 0 1.25 1.25 N2O5的转化率为×100%=50%,平衡常数K==125,B项正确;由于正反应是吸热反应, 故温度升高平衡常数增大,C正确;将容器的体积缩小为原来的一半,相当于增大压强,平衡逆向移动,N2O5的浓度将大于原平衡的两倍,D错误。 6.(2019·全国卷Ⅰ节选)水煤气变换[CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要 用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题: (1)Shibata曾做过下列实验:①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。 ②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。 根据上述实验结果判断,还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。 (2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,采用适当的催化剂进行反应,则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。 A.<0.25 D.0.50 B.0.25 E.>0.50 Co(s)+H2O(g);CO还原氧化钴的方程式 C.0.25～0.50 【解析】(1)H2还原氧化钴的方程式为H2(g)+CoO(s)为CO(g)+CoO(s)[ Co(s)+CO2(g),平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数]高于CO还原体系中CO的物质的量分数[ ],故还原 CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2; (2)721 ℃时,在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合,可设其物质的量为1 mol,则 - 3 - CO(g)+H2O(g)起始(mol) 转化(mol) 平衡(mol) 1 1 CO2(g)+H2(g) 0 0 x x x x x 1-x 1-x x 则平衡时体系中H2的物质的量分数===,因该反应为可逆 反应,故x<1,可假设二者的还原倾向相等,则x=0.5,由(1)可知CO的还原倾向大于H2,所以CO更易转化为H2,故x>0.5,由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量分数介于0.25～0.50,故答案为C。 答案:(1)大于 (2)C 【加固训练】 1.(2019·西安模拟)已知450 ℃时,反应H2(g)+I2(g)时,反应2HI(g)A.50 C.100 H2(g)+I2(g)的化学平衡常数为 ( ) B.0.02 D.无法确定 2HI(g)的K=50,由此推测在450 ℃ 【解析】选B。此二者的平衡常数互为倒数,则B正确。 2.(2019·江苏宜兴模拟)不同温度时反应2HI(g) I2(g)+H2(g)的平衡常数如下:350 ℃时为 66.9,425 ℃时为54.4,490 ℃时为45.9。HI的转化率最高是在 A.490 ℃ C.350 ℃ B.425 ℃ D.无法确定 ( ) 【解析】选C。对于可逆反应,在一定温度下达到化学平衡,对应一个化学平衡常数,温度发生变化时,化学平衡被破坏,达到新的平衡时,平衡常数也会随之发生变化。平衡常数不受压强和浓度影响,只随温度的变化而变化,而且平衡常数越大,反应越彻底。比较题中所给的三个温度的平衡常数可知,350 ℃时的平衡常数最大,故350 ℃时,HI的转化率最高。 - 4 -
2021版高考化学一轮复习第七章化学反应速率和化学平衡3化学平衡常数化学反应进行的方向强化训练1(含解析)
