1、第24講 化學平衡常數化學反應的方向A組基礎題組1.氫氣用于煙氣的脫氮、脫硫反應：4H2(g)+2NO(g)+SO2(g) 一 N2(g)+S(l)+4H 2O(g) A H<0。下列有關說法正確的是()A.當4v(H2)=v(N 2)時,反應達到平衡B.升高溫度，正反應速率減小，逆反應速率增大C.使用高效催化劑可提高 NO的平衡轉化率D.化學平衡常數表達式為K=r(SOj c2(NO cVhj2.(2017 北京西城期末,14)已知：N2(g)+3H 2(g) = 2NH3(g)AH=-92 kJ mol-1,下圖表示 L 一定時，士 的平衡轉化率(a)隨X的變化關系，L(L 1、L2

2、)、X分別代表壓強或溫度。下列說法中，不正硯的是()A.X表示溫度B.L2>LlC.反應速率：v(M)>v(N)D.平衡常數：K(M)>K(N)3.(2017北京昌平期末,14)在1 L恒容密閉容器中充入 X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+Y(g)M(g)+N(s),溫度/C編Rn(X)n(Y)n(M)n(N)8000.100.400.080.088000.200.80aa9000.100.150.060.06卜列說法小止確的是()A.實驗中，5 min達平衡,用X表小的平均反應速率v(X)=0.016 mol/(L min)所得實驗數據如下表：起始時物質的量/mol平衡

3、時物質的量/mol實驗B.實驗中,該反應的平衡常數K=12.5C.實驗中，達到平衡時，a大于0.16D.正反應為放熱反應4.(2017北京海淀期中，14)已知：二+2H+1Cr+H2O。25 C時,調節(jié)初始濃度為 1.0 mol L -1的NaCrQ溶液的pH,測定平衡時溶液中 c(Cr Ml和c(H+),獲得下圖所示的曲線。下列說法不正確的是 A.平衡時，pH越小,c(Cr 21)越大B.A點Cd 的平衡轉化率為50%C.A點CrO3轉化為CrFO反應的平衡常數 K=1014D.平衡時，若溶液中c(Cr)=c(Cr L),則 c(H+)>2.0 x 10-7 mol - L -15.(

4、2017 北京房山期末，25)已知:CO2(g)+3H 2(g)-lCh!OH(g)+H2O(g)AH=49.0 kJ mol-1。一定條件下，向體積固定為1 L的密閉容器中充入 1 mol CO 2和3 mol H 2,測得CO和CHOH(g)的濃度隨時間變化的曲線如圖所示反應開始至第3分鐘時,CO2的反應速率v(CQ)=mol L-1 - min -1。(2)該條彳下，反應的平衡常數K=能使容器內n(CH3OH)： n(CO2)增大的措施有a.升高容器內溫度b.加入適當的催化劑c.將HO(g)從容器中分離出去d.向容器內充入氨氣增壓(4)當反應進行到10分鐘時，若向該密閉容器中再充入1 m

5、ol CO 2和3 mol H 2,維持其他反應條件不變,則對體系影響的下列觀點，正確的是。a.反應的K值增大b.CO2的轉化率增大c.達平衡后c(CH3OH)是10分鐘時的2倍d.反應繼續(xù)放出熱能 49 kJB組提升題組6.(2017北京西城二模,10)在一定條件下，利用CO合成CHOH的反應如下：CO(g)+3H 2(g) 一 CH30H(g)+HO(g)A H研究發(fā)現，反應過程中會有副反應：CO2(g)+H 2(g) 一 CO(g)+H2O(g)AH2。溫度對CHOH CO勺產率影響不止確如下圖所示。下列說法中，I的是()an 22D 2W 26( 2W VKJA. AHi<0,

6、AH 2>0B.增大壓強有利于加快合成反應的速率C.生產過程中，溫度越高越有利于提高 CHOH的產率qc.OH) 口比。)D.合成CHOH反應的平衡常數表達式是 M。仁口0。啊)7 .默基硫(COS)可用作糧食熏蒸劑，可由CO與H2s在一定條件下反應制得。在恒容的密閉容器中發(fā)生反應 CO(g)+H2s(g) - COS(g)+H2(g),數據如下表所示：平衡時n(CO)/mol起始時驗 度/ n(CO)/m n(H2S)/ n(COS)/ n(Hz)/mColmolmolol115010.010.0007.021507.08.02.04.5a340020.020.00016.0下列說法正

7、確的是()A.上述反應是吸熱反應8 .實驗1達平衡時，CO的轉化率為70%C.實驗2達平衡時,a<7.0D.實驗3達平衡后,再充入1.0 mol H 2,K值增大,平衡逆向移動8.(2017北京東城一模，12)某溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中通入H2和I2,發(fā)生反應:H2(g)+I 2(g)2HI(g)。反應體系中各物質濃度的有關數據如下。起始濃度平衡濃度容器 c(H2)/mol L - c(I 2)/mol L -1c(HI)/mol - L11甲0.010.010.004乙0.010.02a丙0.020.01b丁0.020.02一下列判斷正確的是()A.HI的平衡濃度：a

8、=b>0.0048 .平衡時，H2的平衡轉化率：丁甲C.平衡時，乙中H2的平衡轉化率等于 20%D.丙中條件下，該反應的平衡常數 K=49 .(2017 北京東城二模，11)CO2經催化加氫可合成乙烯：2C6(g)+6H 2(g) 一 C2H4(g)+4H 2O(g)。0.1 MPa時,按n(CC2) : n(H2)=1 ： 3投料，測得不同溫度下平衡時體系中各物質濃度的關系如下圖。下列敘述不正確的是()A.該反應的AH<0B.曲線b代表H2OC.N點和M點所處狀態(tài)的c(H2)不一樣D.其他條件不變，Ti C、0.2 MPa下反應達平衡時c(H»比M點大10.單質碘的提取

9、及應用中有關的轉化關系如下圖所示。(1)可利用i中反應從海帶灰浸取液中提取單質碘，若所用試劑為雙氧水、稀硫酸，其離子方程式(2) ii中，2HI(g)H2(g)+I 2(g) A Ho三種分子中化學鍵斷裂時的能量變化如圖1所示。其他條件相同,1 mol HI在不同溫度分解達平衡時，測得體系中12的物質的量隨溫度變化的曲線如圖2所示。比較2a® 0Qo0圖2b+c(填“<” ">”或“=”)，理由是某溫度下該反應的平衡常數為例,達平衡時，HI(起始加入量為1 mol)分解的轉化率為 d.增大HI濃度段時間后又逐漸變淺。(3) iii中,堿性條件下12a連接電源的極

10、。若利用此反應制備12,則能提高HI轉化率的措施是 (填字母序號)。a.移走12b.加壓 c.升溫電解過程中觀察到陽極液變藍結合實驗現象和電極反應式說明制備KIO3的原理：答案精解精析A組基礎題組1 .D A項，不同物質的正、逆反應速率之比等于化學計量數之比的狀態(tài)為平衡狀態(tài),當4v(H2)=v(N 2)時,不能體現正、逆反應速率關系 ，不能判定平衡狀態(tài) 出項，升高溫度，正、逆反應速率均增大；C項，催化劑 不影響平衡，使用高效催化劑，NO的平衡轉化率不變;D項,K為生成物濃度哥之積與反應物濃度哥之積的比，但S為純液體,不出現在平衡常數表達式中,故k/雙)。)匚叫)。2 .D A項，升高溫度，平衡

11、逆向移動，士的平衡轉化率(“)減小，故X表示溫度；B項，相同溫度時，壓強越 大,H2的平衡轉化率(a)越大，故L2>Li；C項，相同條件下,壓強越大，反應速率越快，故v(M)>v(N);D項，溫 度不變，平衡常數不變。O.Ofiinol3 .D A項,v(X)=v(M)= Lk上辿W=0.016 mol/(L - min);B 項，實驗中： X(g) + Y(g) -M(g)+N(s)起始濃度(mol/L) 0.100.400轉化濃度(mol/L) 0.080.080.08平衡濃度(mol/L) 0.020.320.08匚出1)該反應的平衡常數K串(X)qY：i|=p'”二

12、=12.5,又因為溫度不變，平衡常數不變，所以實驗中反應的平衡常數K=12.5;C項，實驗相當于在實驗的基礎上增大壓強，平衡正向移動，因此a>2X 0.08=0.16;D項,900 C時，X(g)+ Y(g) M(g)+N(s)起始濃度(mol/L) 0.100.15轉化濃度(mol/L) 0.060.060.06平衡濃度(mol/L) 0.040.090.06>12.5,說明升高溫度，平衡正向移動則正反應為吸熱反應。4.DA項，從題給圖像看,pH越小，平衡時c(Cr)越大；B項,A點c(Cr2二)=0.25 mol L -1,反應的c(CoEEJ=0.25 mol L -1 X

13、2=0.5 mol - L的平衡轉化率為50%;C項,A點時，平衡常數c(Cr時,c(H +)<2.0 X 10-7 mol - L -1 o2)=c(Cr一),則二者約為0.33 mol L-1,此5. 土答案J.Smn I磔軍析(1)反應開始至第3分鐘時，CQ的平均反應速率v(CO2)=mol - L -1 - min -1。(2)利用“三段式”計算CG(g)+3H 2(g) CHOH(g)+H2O(g)開始(mol/L):變化(mol/L):平衡(mol/L):075 x 0.75 故k必I運13000.752.250.250.753。0.750.750.750.75(3)a項，該

14、反應正反應是放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動，n(CH 3OH)： n(CO2)減小;b項，加入適當的催化劑，平衡不移動,n(CH 3OH)： n(CO2)不變;c項，將HbO(g)從體系中分離出去，平衡向正反應方向移 動,n(CH3OH)： n(CO2)增大;d項，充入He(g),使體系壓強增大，容器的容積不變，反應混合物的濃度不變， 平衡不移動，n(CH3OH)： n(CO2)不變。(4)平衡常數K是溫度的函數，溫度不變，平衡常數不變,a錯誤；若向該密閉容器中再充入 1 mol CO 2和3 mol H2,相當于增大壓強，平衡正向移動，CO2的轉化率增大，達平衡后c(CH30Ht匕1

15、0分鐘時的2倍大,b正 確,c錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全轉化為生成物 ，所以反應繼續(xù)放出的熱能小于 49 kJ,d錯誤。B組提升題組6 .C A項，觀察圖像可知，升高溫度，CH3OH的產率減小，CO的產率增大，故AHi<0, AH2>0;B項，對于氣體 反應，壓強越大，化學反應速率越快；C項，由圖像可知，溫度越高越不利于提高CHOH的產率；D項，由已知：(CELOI) C(II2O)反應和化學平衡常數的定義知,合成CHOH反應的平衡常數表達式是K=。7 .C A項，對比實驗1和3可知，升高溫度，平衡逆向移動，故正反應是放熱反應；B項，實驗1達平衡時10 OnioJ -

16、 7.0mi)ln(CO)=7.0 mol,CO 的轉化率為】0x 100%=30%C項，實驗1中平衡時n(CO)=7.0mol,n(COS尸n(H 2)=3.0 mol,n(H 2S)=7.0 mol,化學平衡常數 K=9/49,實驗 2 中,Qc=9/56<K,反應正向進行, 所以平衡時n(CO)<7.0 mol,即a<7.0;D項,K只與溫度有關，故實驗3達平衡后，再充入1.0 mol H 2K值 不變。8 .A A項，由于已知反應是反應前后氣體體積不變的反應，且氫氣和碘蒸氣的化學計量數相等，故相對甲中反應來說，無論多加0.01 mol - L -1的氫氣還是0.01

17、mol - L-1的碘蒸氣，平衡均向正反應方向移動，且移 動程度相同，故HI的平衡濃度：a=b>0.004;B項，甲和丁屬于等效平衡，故H2的平衡轉化率相同；C項，甲中 氫氣的平衡車t化率是 20%,乙中碘蒸氣的濃度比甲中大，平衡正向移動，氫氣的平衡車t化率增大，所以乙中 氫氣的平衡轉化率大于20%;D項，化學平衡常數只與溫度有關，因此可利用甲中數據進行計算，結果為0.25。9 .C A項，由圖可知，溫度升高，氫氣的濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，所以正反應為放熱反應， 即A H<0;B項，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則乙烯和水的濃度減小，結合乙烯和水的化學計量數可 知，水

18、蒸氣的濃度變化大于乙烯，所以曲線b代表水蒸氣；C項,M點和N點對應的是同一平衡狀態(tài)，所以這 兩點所處狀態(tài)的氫氣的濃度一樣;D項，相當于在原平衡的基礎上將容器體積壓縮至原來的一半，所以氫氣濃度會增大。10 . *答案 (1)H 2O2+2I -+2H - I 2+2H2O(2) 根據圖2知，溫度升高，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，2HI(g) 1 H2(g)+I 2(g)AH>0,又A H=2a-(b+c)kJ - mol-1 >0,所以 2a>b+c20%ac正I-在陽極失電子,2I -2e-I 2,使陽極溶液變藍；陰極發(fā)生反應：2H2O+2eH2 T+2OH;OH-通過陰離子交換膜移向陽極，在陽極室I2與OH反應:3I 2+6OH 5I -+Ib1l+3H2。,使陽極區(qū)域藍色變淺:H2Q+2I-+2H+- I 2+2HQ磔軍析(1)由得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫出反應的離子方程式(2)由圖2知，溫度升高，1 2的物質的量增大，即平衡正向移動，故正反應是吸熱反應，A H=2a - (b+c)kJ - mol-1>0,則2a>b+c。設參加反應的