人教版化学选修四 233化学平衡常数 等效平衡讲解.docx

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人教版化学选修四233化学平衡常数等效平衡讲解

人教版化学选修四2-3-3化学平衡常数　等效平衡

一、选择题（每小题有1个或2个选项符合题意）

1．下列关于某一化学反应的平衡常数的说法，正确的是（　　）

A．与该反应的压强有关

B．与反应的温度有关，还与反应本身有关

C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响

D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数

【解析】　K与反应温度有关，也与反应方程式有关，但与起始浓度无关。

【答案】　B

2．对于3Fe（s）＋4H2O（g）Fe3O4（s）＋4H2（g），反应的化学平衡常数的表达式为（　　）

A．K＝

B．K＝

C．K＝

D．K＝

【解析】　固体不写入表达式中。

【答案】　D

3．关于化学平衡常数的叙述正确的是（　　）

A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数

B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变

C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数

D．浓度商Q

【解析】　K是温度的函数，平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关。

正、逆反应的平衡常数互为倒数，如H2（g）＋I2（g）2HI（g），K正＝，K逆＝，所以K正＝。

浓度商Qv逆。

【答案】　C

4．（2011·东北师大附中期中）当把晶体N2O4放入密闭容器中气化，并建立了N2O42NO2平衡后，保持温度不变，再通入若干N2O4气体，待反应达到新的平衡时，则新平衡与旧平衡相比，其值（　　）

A．变大　　B．不变　　C．变小　　D．无法确定

【解析】　温度不变，K不变。

【答案】　B

5．在相同的温度下，测得反应：

①N2（g）＋O2（g）2NO（g）的平衡常数K＝3.84×10－31；②2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）的平衡常数K＝3.10×1026。

则在此温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系是（　　）

A．①>②B．①<②

C．①＝②D．无法判断

【解析】　K值越大，反应进行的程度越大，即反应程度②>①。

【答案】　B

6．有反应：

A（g）＋2B（g）C（g），在密闭容器中充入A、B、C三种气体，至建立化学平衡后，在温度不改变的前提下将体积缩小2/3，则该反应此时的平衡常数为原平衡的（　　）

A．3倍B．2倍C．9倍D．不变

【解析】　化学平衡常数K只与温度有关，与反应物、生成物浓度的大小无关。

【答案】　D

7．高温下，某反应达平衡，平衡常数K＝，恒容时，温度升高，H2浓度减小。

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的焓变为正值

B．恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小

C．升高温度，逆反应速率增大

D．该反应的化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2

【解析】　根据平衡常数的表达式，知该反应的化学方程式为CO2＋H2CO＋H2O，D错误；升高温度时，H2浓度减小，说明平衡向正方向移动，则ΔH>0，A正确；此反应为气体体积不变的反应，在恒温恒容时，增大压强平衡不移动，H2的浓度不变，B错误；升高温度时，正反应速率和逆反应速率都增大，由于平衡正向移动，在建立平衡的过程中正反应速率大于逆反应速率，C正确。

【答案】　AC

8．对于可逆反应：

C（s）＋CO2（g）2CO（g），在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是（　　）

A．将C（s）的表面积增大B．增大体系压强

C．升高体系温度D．使用合适的催化剂

【解析】　对一个固定的可逆反应，平衡常数只与温度有关。

【答案】　C

9．X、Y、Z为三种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z。

达到平衡时，若它们的物质的量满足：

n（X）＋n（Y）＝n（Z），则Y的转化率为（　　）

A.×100%B.×100%

C.×100%D.×100%

【解析】　　　　　X　＋　2Y2Z

起始物质的量/mol　a　　　b　　　0

转化物质的量/mol　x　　　2x　　2x

平衡物质的量/mol　a－x　b－2x　2x

据题意：

（a－x）＋（b－2x）＝2x

解得x＝，故Y的转化率为×100%＝×100%。

【答案】　B

10．已知下列反应的平衡常数：

①H2（g）＋S（s）H2S（g），K1；②S（s）＋O2（g）SO2（g），K2；则反应H2（g）＋SO2（g）O2（g）＋H2S（g）的平衡常数是（　　）

A．K1＋K2B．K1－K2

C．K1×K2D.

【解析】　K1＝，K2＝，第三个方程式的平衡常数K3＝＝K1×＝。

【答案】　D

11．将4molSO2与2molO2放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：

2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5mol/L。

则此条件下的平衡常数K为（　　）

A．4B．0.25C．0.4D．0.2

【解析】　　　2SO2＋O22SO3

初（mol）：

　　4　　　2　　　0

转（mol）：

　　2　　　1　　　2

平（mol）：

　　2　　　1　　　2

平衡时各自的浓度c（SO2）＝0.5mol/L，c（O2）＝0.25mol/L，c（SO3）＝0.5mol/L

K＝＝4。

【答案】　A

12．汽车尾气净化中的一个反应如下：

NO（g）＋CO（g）N2＋CO2（g）　ΔH＝－373.4kJ·mol－1

在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是（　　）

【解析】　放热反应升温，K减小，CO转化率降低，A、B均错；加入N2，平衡左移，NO转化率降低，D错。

【答案】　C

二、非选择题

13．已知尿酸是一种有机酸（以HUr表示），能溶于水。

关节炎的原因归结于关节滑液中形成了尿酸钠晶体（NaUr）。

发生的反应如下：

HUrUr－＋H＋①

Ur－（aq）＋Na＋（aq）NaUr（s）②

（1）关节炎大都是阴冷天气时发作，这说明反应②是________（填“放热”、“吸热”）反应。

简述你得出该结论的理由_________________。

（2）当温度升高时，反应②的化学平衡常数________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）写出反应②的平衡常数表达式K＝________。

【解析】　

（1）阴冷天气易发病，说明温度降低，利于生成NaUr晶体，说明该反应为放热反应；

（2）升温，有利于平衡向着吸热方向移动，K值应减小；（3）NaUr是固体，不写入表达式中。

【答案】　

（1）放热　阴冷天气易发病，说明温度降低，反应②平衡右移有利于NaUr结晶，说明该反应为放热反应

（2）减小　（3）

14．（2011·郑州高二期末）工业合成氨N2＋3H22NH3，反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：

（1）该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低________，理由是________________________。

（2）该反应平衡常数表达式为：

K＝________，当浓度商Q________K（填“<”、“>”或“＝”）时，反应向右进行。

（3）450℃时该反应的平衡常数________500℃时的平衡常数（填“<”、“>”或“＝”）。

（4）一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________（填字母代号）。

a．高温高压　b．加入催化剂　c．增加N2的浓度　d．增加H2的浓度　e．分离出NH3

【解析】　

（1）催化剂降低反应的活化能；

（2）反应向右进行，说明Q

【答案】　

（1）降低　催化剂能降低反应活化能

（2）　<

（3）>

（4）c、e

15．（2011·江苏常州高中高二期中检测）乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：

2CO2（g）＋6H2（g）CH3CH2OH（g）＋3H2O（g）①

298K时，K1＝2.95×1011

2CO（g）＋4H2（g）CH3CH2OH（g）＋H2O（g）②，

298K时，K2＝1.71×1022

（1）写出反应①的平衡常数表达式K＝________。

（2）条件相同时，反应①与反应②相比，转化程度更大的是________。

以CO2为原料合成乙醇的优点是________________________（写出一点即可）。

（3）在一定压强下，测得反应①的实验数据如下表：

根据表中数据分析：

①温度升高，K值________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

②提高氢碳比，对生成乙醇________（填“不利”或“有利”）。

（4）在下图中画图说明压强变化对反应①的平衡的影响。

图中横坐标的含义是________，纵坐标的含义是________。

【解析】　

（1）根据平衡常数的定义知反应①的K＝；

（2）因K2＝1.71×1022>K1＝2.95×1011，由平衡常数的定义知反应②进行的更彻底，转化率更高；反应①利用CO2为原料，可以使废弃物被利用，有利于环保；（3）①分析表格中数据发现，在n（H2）/n（CO2）相同时，随着温度的升高，CO2的转化率降低，所以K值减小；②分析表格中数据发现，在温度相同时，随n（H2）/n（CO2）值的增大，CO2的转化率升高，有利于生成乙醇；（4）此题为开放性题目，答案不唯一，合理即可。

【答案】　

（1）

（2）反应②　废弃物利用，有利于环保（合理即可）

（3）①减小　②有利

（4）压强　CO2（或H2）的百分含量　见下图Ⅰ（或压强　乙醇的质量分数　见下图Ⅱ）（答案合理即可）

16．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：

A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol，设E为xmol，当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白。

（1）若x＝4.5，则右侧反应在起始时向__________（填“正反应”或“逆反应”）方向进行，要使起始反应维持向该方向进行，则x的最大值应小于__________。

（2）若x＝4.5和5.0，则在这种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？

__________（填“相等”、“不相等”或“不能确定”），其理由是__________________。

【解析】　

（1）依题设，A、B、C起始的物质的量都是4mol，即左侧气体的总物质的量为12mol，为使隔板居中，右侧气体的总物质的量也应为12mol。

当E＝4.5时，右侧气体起始的总物质的量为

6．5mol＋4.5mol＋2.0mol＝13mol

可见右侧的总物质的量大于左侧，为使隔板居中，右侧的总物质的量必须减少到12mol，只有反应向正方向进行才能达到此目的。

现在来讨论x的最大取值。

设平衡时E消耗的物质的量为2amol，则起始与平衡时右侧各气体的物质的量关系是：

　　　D（g）＋2E（g）2F（g）

起始时：

6.5x2.0

平衡时：

6.5－ax－2a2.0＋2a

为维持隔板居中，右侧应满足：

即解之，x<7.0

（2）当x的值分别为4.5和5.0时，欲使之都达到平衡状态，都满足反应混合物的总物质的量为12mol，它们向正方向进行的程度肯定不同，其中x＝5.0时进行的程度必然大于x＝4.5时进行的程度，按题目的叙述，这可以通过调节反应器的温度来实现。

换句话说，在x＝4.5和x＝5.0这两种情况是处于不同温度条件下达到平衡的。

与之相应，反应器左侧平衡的反应混合物总物质的量尽管仍为12mol，但也分别处于不同的温度状态，因此A的物质的量在这种平衡状态下也不相等。

【答案】　

（1）正反应　7.0

（2）不相等　因为这两种情况是在两种不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。

17．密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：

N2（气）＋3H2（气）2NH3（气），已知加入1molN2和3molH2，在恒压条件下，达到平衡时生成amolNH3[见下表中编号

（1）的一行]；在恒容条件下，达到平衡时生成bmolNH3[见下表中编号（4）的一行]。

若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。

【答案】