1、第25课时化学平衡状态化学平衡常数A组基础题组1.(2015福建福州期末)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4 molL-1,O2为0.2 molL-1B.SO2为0.25 molL-1C.SO3为0.4 molL-1D.SO2、SO3均为0.15 molL-12.(2016福建福州质检)一定温度时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应2SO2(g)+O2(g) 2
2、SO3(g)H=-196 kJmol-1,一段时间后达平衡,反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法不正确的是()反应时间/minn(SO2)/moln(O2)/mol02151.2100.4150.8A.反应在前5 min的平均速率为v(SO2)=0.08 mol L-1min-1B.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入1 mol SO2和0.5 mol O2时,v(正)v(逆)C.该温度下,反应的平衡常数为11.25D.相同温度下,起始时向容器中充入1.5 mol SO3,达平衡时SO3的转化率为40%3.(2016安徽合肥段考)某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2
3、mol B进行反应:3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,且反应前后的压强之比为54(相同的温度下测量),则下列说法正确的是()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35%C.增大该体系的压强,平衡正向移动,化学平衡常数增大D.增加C,B的平衡转化率不变4.(2014上海单科, 14,3分)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()A.K值不变,平衡可能移动B.K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5.(2015山东模拟)一定温度下,1 mol X和
4、n mol Y在容积为2 L的密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+M(s),5 min后达到平衡,此时生成2a mol Z。下列说法正确的是()A.将容器压缩时,正、逆反应速率均不变B.5 min内平均反应速率v(X)=0.2a mol/(Lmin)C.向平衡后的体系中加入1 mol M(s),平衡向逆反应方向移动D.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态6.(2015江西吉安模拟)已知某化学反应的平衡常数表达式为K=,在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为:t 7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是
5、()A.该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)B.上述反应的正反应是放热反应C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态D.某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式:=,判断此时的温度是1 000 7.(2014课标,26,13分)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的H0(填“大于”或“小于”);100 时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s
6、时段,反应速率v(N2O4)为molL-1s-1;反应的平衡常数K1为。(2)100 时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。T100 (填“大于”或“小于”),判断理由是。列式计算温度T时反应的平衡常数K2 。(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是。B组提升题组8.(2016河北石家庄联考)一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于容积为2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2 min末该反应
7、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.该条件下此反应的平衡常数约为0.91B.2 min内A的平均反应速率为0.3 mol/(Ls)C.B的转化率为60%D.混合气体的密度不再改变时,该反应不一定达到平衡状态9.(2015山东济宁一模)N2O5是一种新型硝化剂,在一定温度下可发生反应:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)H0。T1时,向密闭容器中通入N2O5,部分实验数据见下表:时间/s05001 0001 500c(N2O5)/molL-15.003.522.502.50下列说法中不正确的是()A.T1时,500 s时O2的浓度
8、为0.74 molL-1B.平衡后其他条件不变将容器的体积压缩到原来的1/2,则再平衡时c(N2O5)5.00 molL-1C.T1时的平衡常数为K1,T2时的平衡常数为K2,若T1T2,则K1K2D.T1时的平衡常数K1=125,平衡时N2O5的转化率为0.510.(2015安徽理综,11,6分)汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)。一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A.温度T下,该反应的平衡常数
9、K=B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的H”或“v(逆),正确;C项, 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)初始量(mol):210变化量(mol):1.20.61.2平衡量(mol):0.80.41.2化学平衡常数K=11.25,正确;D项,起始时向容器中充入1.5 mol SO3,如果转化率是40%,则2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)初始量(mol/L):000.75变化量(mol/L):0.30.15 0.3平衡量(mol/L):0.30.15 0.45则=1511.25
10、,错误。3.D3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?)起始量(mol)42 0 0反应量(mol) 1.2 0.81.6 0.8平衡量(mol) 2.8 1.21.6 0.8反应前后的压强之比为54,即反应后气体的总物质的量为4.8 mol,故可判断C为固体或液体,而D为气体。A项,化学平衡常数K=,错误;B项,达到平衡时B的转化率为100%=40%,错误;C项,温度不变,化学平衡常数不变,错误;D项,增加C,平衡不移动,B的平衡转化率不变,正确。4.D若平衡移动不是由温度变化引起的,则K值不变,D项错误。5.D将容器压缩时,压强增大,正、逆反应速率均增大,故A错误;5 min后达到平衡
11、,生成2a mol Z,则参加反应的X的物质的量为2a mol=a mol,故v(X)=0.1a mol/(Lmin),故B错误;加入M(s),平衡不移动,故C错误;M为固体,随反应进行,混合气体的质量减小,混合气体的质量不变时说明达到平衡状态,故D正确。6.C由平衡常数的表达式可知,反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),A正确;随着温度的升高,平衡常数是减小的,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,所以正反应是放热反应,B正确;CO为0.4 mol,则水蒸气也是0.4 mol,CO2和H2都是0.6 mol,则此时反应没有达到平衡状态,C不正确;将=代入平衡常数
12、表达式可知K=0.6,所以温度是1 000 ,D正确。7.答案(1)大于0.001 00.36 molL-1(1分,2分,2分,共5分)(2)大于(1分)反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高(2分)平衡时,c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s2=0.16 molL-1c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-110 s=0.020 molL-1K2=1.3 molL-1(3分)(3)逆反应对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动(每空1分,共2分)解析(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,说明升
13、温平衡向正反应方向移动,H0。在060 s时段,v(N2O4)=0.001 0 molL-1s-1;平衡常数K1=0.36 molL-1。(2)当温度由100 变为T时,N2O4的浓度降低,“三段式”如下: N2O4(g) 2NO2(g)100 平衡时0.040 molL-10.120 molL-1温度T时变化0.020 molL-10.040 molL-1温度T平衡时0.020 molL-10.160 molL-1由于温度变为T时平衡向N2O4浓度减小的方向移动,即向吸热方向移动,故温度升高,所以T100 。当再次达到平衡时,平衡常数K2=1.3 molL-1。(3)温度不变,将反应容器的容
14、积减少一半,压强增大,平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动。B组提升题组8.A 3A(g)+ B(g) xC(g)+ 2D(s)起始量(mol) 31 0 0变化量(mol) 1.20.40.4x0.8平衡量(mol) 1.80.60.4x0.8A项,0.4x=0.4,因此x=1,该条件下此反应的平衡常数=0.91,正确;B项,2 min内A的平均反应速率=0.3 mol/( Lmin),错误;C项,B的转化率=100%=40%,错误;D项,混合气体的密度不再改变时,该反应一定达到平衡状态,错误。9.C500 s内N2O5的浓度变化量为5.00 molL-1-3.52 molL-1=
15、1.48 molL-1,则O2的浓度为0.74 molL-1,A正确;达平衡后其他条件不变,将容器的体积压缩到原来的1/2,相当于增加压强,平衡左移,则c(N2O5)5.00 molL-1,B正确;该反应正向为吸热反应,若T1T2,则K1K2,C错误; 2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)起始浓度(molL-1)5.0000转化浓度(molL-1)2.505.00 1.25平衡浓度(molL-1)2.505.00 1.25K1=125,平衡时N2O5的转化率=100%=50%,D正确。10.AN2(g)+O2(g)2NO(g)始(molL-1): c0 c0 0转(molL-1): c
16、0-c1 c0 -c12(c0-c1)平(molL-1): c1 c1 2(c0-c1)故温度T下K=,A项正确;对于反应物、生成物均为气体的反应来说,恒容条件下,密度是定值,B项不正确;催化剂只影响反应速率,不影响平衡状态,C项不正确;若曲线b对应的条件是温度改变,则a到b应是升温,升高温度c(N2)变小,说明平衡正向移动,该反应的H0,D项不正确。11.BA项,反应容器为恒压密闭容器,充入惰性气体,相当于减小压强,v正、v逆均减小,平衡应向右移动,错误;B项,设起始时CO2的物质的量为1 mol,达到平衡时转化了x mol,利用三段式:C(s)+CO2(g) 2CO(g)n始/mol 1
17、0n转化/molx 2xn平/mol1-x2x则有100%=40.0%,解得x=0.25,CO2的转化率为100%=25.0%,正确;C项,因为是恒压体系,T 时,CO2、CO的体积分数均为50%,故充入等体积的CO2和CO,平衡不移动,错误;D项,Kp=23.04p总,错误。12.答案(1)K=(2)0.03 molL-1min-1(3)75%(4)y=x解析(1)可逆反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=。由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,故正反应为放热反应。(2)v(CO)=0.03 molL-1min-1。(3)500 时平衡常数为9,设CO最多能转化a molL-1,则CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始(molL-1):0.020 0.020 0 0转化(molL-1): a a a a平衡(molL-1):0.020-a0.020-a aa则有=9,解得a=0.015,则CO的最大转化率为100%=75%。(4) CO(g) + H2O(g) CO2(g)+ H2(g)起始 (molL-1): 1-xx00转化 (molL-1): y(1-x)y(1-x)y(1-x)y(1-x)平衡 (molL-1): 1-x-y+xyx-y+xy y(1-x)y(1-x)则有:=1,解得y=x。