1、1化学平衡常数及其计算1随着汽车数量的逐年增多，汽车尾气污染已成为突出的环境问题之一。反应：2NO(g)2CO(g) 2CO2(g)N 2(g)可用于净化汽车尾气，已知该反应速率极慢，570 K 时平衡常数为 11059。下列说法正确的是( )A提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂B提高尾气净化效率的常用方法是升高温度C装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有 NO 或 COD570 K 时，及时抽走 CO2、N 2，平衡常数将会增大，尾气净化效率更佳解析：提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂，加快反应速率，A 正确，B 错误；题中反应为可逆反应，装有尾气净化装置的汽车排出的气体
2、中仍然含有 NO 或 CO，C 错误；改变浓度对平衡常数无影响，平衡常数只与温度有关，D 错误。答案：A2在淀粉KI 溶液中存在下列平衡：I 2(aq)I (aq) I (aq)。测得不同温 3度下该反应的平衡常数 K 如表所示。下列说法正确的是( )t/ 5 15 25 35 50K 1 100 841 689 533 409A.反应 I2(aq)I (aq) I (aq)的 H0 3B其他条件不变，升高温度，溶液中 c(I )减小 3C该反应的平衡常数表达式为 KD25 时，向溶液中加入少量 KI 固体，平衡常数 K 小于 689解析：A 项，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，
3、 HP2，则该反应在较低温度下有利于自发进行B图中，若 T2T1，则 HP2， P1时 A%低于 P2，压强增大，平衡正向移动，则反应前气体分子数小于反应后气体分子数， ST1，A 的转化率降低，平衡逆移动，则正反应为放热反应， HT2，若 H0.004B平衡时，H 2的转化率：丁甲C平衡时，乙中 H2的转化率等于 20%D丙中条件下，该反应的平衡常数 K4解析：A 项 ， 甲 与 乙 对 照 ， 乙 相 当 于 在 甲 的 基 础 再 通 入 0.01 molL1 的 I2，平衡向正反应方向移动，因此 a0.004 molL1 ，乙和丙对照，因为该反应前后气体系数之和相等，因此乙和丙中 HI
4、 的物质的量浓度相等，即 a b0.004 molL1 ，正确；B 项，丁相当于在甲的基础上增大压强，因此反应前后气体系数之和相等，因此增大压强，平衡不移动，H 2的转移率相等，即丁甲，错误；C 项，甲容器中，消耗 H2物质的量浓度为 0.0042molL1 0.002 molL1 ，即氢气的转化率为 100%20%，乙相当于在甲的基础0.0020.01再通入 0.01 molL1 的 I2，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，即乙中氢气转化率大于 20%，错误；D 项，甲容器达到平衡时， c(H2)(0.010.002)molL 1 0.008 molL1 ， c(I2)0.008 mo
5、lL1 ，根据化学平衡常数的数学表达式， K 0.25，因为化学平衡常数只受温度的影响，因此丙条件下c2（ HI）c（ H2） c（ I2） 0.00420.0082的 K0.25，错误。答案：A6(2019滨州模拟)在一定温度下，发生如下反应：2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g) HKcKaDb、c 点均为化学平衡点，a 点未达平衡且反应正向进行解析：A 项，根据图象可知 SO2的起始量越大，混合气体中 SO2的体积分数不一定越大，错误；B 项，二氧化硫越少，氧气越多，则二氧化硫的转化率越大，a 点转化率最大，正确；C 项，平衡常数只与温度有关，a、b、c 三点的平衡常数均相等，错误
6、；D 项，b 点三氧化硫的体积分数最大，为化学平衡点，错误，答案选 B。答案：B7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。下列说法不正确的是( )温度/ 25 80 230平衡常数 5104 2 1.9105A.上述生成 Ni(CO)4(g)的反应为放热反应B25 时反应 Ni(CO)4(g) Ni(s)4CO(g)的平衡常数为 2105C在 80 时 ， 测 得 某 时 刻 ， Ni(CO)4、 CO 浓 度 均 为 0.5 molL1 ，则此时 v(正) v(逆
7、)D80 达到平衡时，测得 n(CO)0.3 mol，则 Ni(CO)4的平衡浓度为 2 molL1解析：根据表格所示，温度升高平衡常数减小，则该反应为放热反应，A 项正确；25 时 K 210 5 ，B 项正确；c4（ CO）cNi（ CO） 4 15104Qc 82，反应逆向进行，故 v(正) T2DCO(g)CH 3OH(g) CH4(g)CO 2(g) H157 kJmol 1解析：A 项，反应热只与始态和终态有关，使用催化剂降低活化能，化学反应速率加快，但 H1不变，错误；B 项，正反应是放热反应，加热，平衡向逆反应方向移动，原料气的转化率降低，反应前气体系数之和大于反应后气体系数之
8、和，增大压强，平衡向正反应方向移动，原料气的转化率增大，错误；C 项， T2 时的化学平衡常数 K2T2，正确；D 项，反应反应得到 CH4(g)CO 2(g) CO(g)CH 3OH(g) H(27490)kJmol 1 184 kJmol1 ，则 CO(g)CH 3OH(g) CH4(g)CO 2(g) H184 kJmol 1 ，错误。答案：C10.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数 K 的值。反应大气固氮 N2(g)O 2(g) 2NO(g)工业固氮 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)6温度/ 27 2 000
9、25 400 450平衡常数 K 3.841031 0.1 5108 0.507 0.152分析数据可知：大气固氮反应属于_反应(填“吸热”或“放热”)。分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因：_。(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定 N2的平衡转化率在不同压强(p1、 p2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是_(填“A”或“B”)；比较 p1、 p2的大小关系：_。.目前工业合成氨的原理是 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)。(3)在一定温度下，将 1 mol N2和 3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质
10、的量为 2.8 mol。达平衡时，H 2的转化率 1_。已知平衡时，容器压强为 8 MPa，则平衡常数 Kp_(用平衡分压代替浓度计算，分压总压物质的量分数)。解析：(1)由表中数据可知随温度从 27 升高到 2 000 ， K 值增大，说明平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应；大气固氮的 K 值小，转化率低。(2)工业固氮，随温度升高， K 值减小，平衡向逆反应方向移动，N 2的转化率降低，所以 A 正确。取相同的温度， p1 p2，N 2的转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增大， p2 p1。.(3)设达到平衡时，反应的 N2的物质的量为 a
11、mol，列三段式：N 23H 2 2NH3n(始)/mol 1 3 0n(变)/mol a 3a 2an(平)/mol 1 a 33 a 2a有(1 a)(33 a)2 a2.8，解得 a0.6 mol，H 2的转化率为 60%，N 2的平衡分压为 MPa，H 2、NH 3的平衡分压均为 MPa， Kp 。(178) (378) p2（ NH3）p（ N2） p3（ H2） 49192答案：.(1)吸热 大气固氮的 K 值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产7(2)A p2 p1.(3)60% (或 0.255 或 0.26)4919211(2019洛阳模拟).(1)利用水蒸气
12、或二氧化碳对甲烷进行重整是提高甲烷利用率的重要方式。水蒸气重整：CH4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g) H1205.9 kJmol 1 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H241.2 kJmol 1 二氧化碳重整：CH 4(g)CO 2(g) 2CO(g)2H 2(g) H3 则反应自发进行的条件是_， H3_kJmol 1.2017 年 7 月 10 日我国甲烷、二氧化碳重整制合成气装置在山西实现全系统运行，减少了温室气体的排放。(2)某 2 L 恒容密闭容器中，投入 2 mol CH4和 2 mol CO2，不同温度下平衡体系中CH4和 CO 的物质的量分数
13、 ( y)%随温度变化如图所示： T1温度下该反应的平衡常数的值是_。c 点 CH4的物质的量分数为_。 v 逆 ：a_b 点(填“” “” “” “” “ H2。(3)根据图象可知，当 (SO 2)一定时， 比值越大，氢气的转化率就越大，n（ SO2）n（ H2）(H 2)：MN。该反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，反应物转化率增大；根据图象，10相同 条件下， T1时 (SO 2)的大于 T2时的 (SO 2)，说明 T1T2，温度越高，反应n（ SO2）n（ H2）速率越快，逆反应速率 MQ。(4) . 2CO(g)SO 2(g) S(l)2CO 2(g)起始量/mol 2 2 0 0
14、变化量/mol 1.6 0.8 1.6平衡量/mol 0.4 1.2 1.6. 2H 2(g)SO 2(g) S(l)2H 2O(g) 起始量/mol 2 1.2 0变化量/mol 1.8 0.9 1.8平衡量/mol 0.2 0.3 1.8针对反应各物质浓度为 c(H2)0.02molL 1, c(SO2)0.03 molL1, c(H2O)0.18 molL1, 该温度下，反应 的平衡常数 K ，带入数值可求c2（ H2O）c2（ H2） c（ SO2）出反应的平衡常数的值 K2 700。反应和反应 均为气体分子总数减小的反应，只缩小容器容积，平衡均向右移动，SO 2的转化率增大，所以其他条件不变，6 min 时缩小容器容积，(SO 2)增大。答案：(1)CO(g)H 2O(g) H2(g)CO 2(g) H141.2 kJmol 1 CD (2) (3) (4)2 700 增大 反应和反应均为气体分子总数减小的反应，只缩小容器容积，平衡均向右移动，SO 2的转化率增大11
