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2019年高考化學大一輪復習 7.2 化學平衡 化學平衡常數(shù)實效精練（含解析） 一、選擇題：本大題共10小題，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。 1．為了探究FeCl3溶液和KI溶液的反應是否存在一定的限度，取5 mL 0.5 molL－1 KI溶液，滴加0. 1 molL－1 FeCl3溶液5～6滴，充分反應。下列實驗操作能驗證該反應是否存在限度的是(　　) A．再滴加AgNO3溶液，觀察是否有黃色沉淀產(chǎn)生 B．再加入CCl4振蕩后，觀察下層液體顏色是否變?yōu)樽霞t色 C．再加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加AgNO3溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生 D．再加入CCl4振蕩后，取上層清液，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色 解析：發(fā)生反應：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，由于KI過量，主要檢驗是否存在Fe3＋。 答案：D 2．汽車尾氣凈化中的一個反應為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.8 kJmol－1。在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，當改變其中一個條件x，y隨x的變化符合圖中曲線的是(　　) A．當x表示溫度時，y表示平衡常數(shù)K B．當x表示溫度時，y表示CO的轉(zhuǎn)化率 C．當x表示N2的物質(zhì)的量時，y表示NO的轉(zhuǎn)化率 D．當x表示NO的物質(zhì)的量時，y表示平衡常數(shù)K 解析：溫度升高，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A、B錯誤。增大N2的濃度，平衡向逆反應方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率降低，C錯誤。平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，D正確。 答案：D 3．將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生反應：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)。2 min時達到平衡，生成0.8 mol Z，測得Q的濃度為0.4 molL－1，下列敘述錯誤的是(　　) A．a(chǎn)的值為2 B．平衡時X的濃度為0.8 molL－1 C．Y的轉(zhuǎn)化率為60% D．反應速率v(Y)＝0.2 molL－1min－1 解析：生成Q的物質(zhì)的量為0.8 mol，a＝2，A正確。 　　　 X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋2Q(g)。 n(始) 2 2 0 0 n(變) 0.4 1.2 0.8 0.8 n(2 min) 1.6 0.8 0.8 0.8 X的平衡濃度為0.8 molL－1，Y的轉(zhuǎn)化率為60%，B、C正確。v(Y)＝0.3 molL－1min－1，D項錯誤。 答案：D 4．恒溫、恒壓下，將1 mol O2和2 mol SO2氣體充入一體積可變的容器中(狀態(tài)Ⅰ)，發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，狀態(tài)Ⅱ時達平衡，則O2的轉(zhuǎn)化率為(　　) A．60%　　　　　　　　 B．40% C．80% D．90% 解析：恒溫、恒壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比。設O2的轉(zhuǎn)化率為x。 　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) n(始)/mol 2 1 0 n(變)/mol 2x x 2x n(平)/mol 2－2x 1－x 2x 有(2－2x)＋(1－x)＋2x＝3，解得x＝0.6。 答案：A 5．在300 mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表： 溫度/℃ 25 80 230 平衡常數(shù) 5104 2 1.910－5 下列說法不正確的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4的反應為放熱反應 B．25 ℃時反應Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為210－5 C．在80 ℃時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 molL－1，則此時v(正)>v(逆) D．80 ℃達到平衡時，測得n(CO)＝0.3 mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL－1 解析：溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，A正確。Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)為題給反應的逆反應，兩個反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確。C項中該時刻Q＝＝8>K，反應逆向進行，v(逆)>v(正)，C錯誤。D項中CO的平衡濃度為1 molL－1，由K＝2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 molL－1。 答案：C 6．用CO合成甲醇(CH3OH)的化學方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.溫度 T1>T2>T3 B.正反應速率 v(a)>v(c) v(b)>v(d) C.平衡常數(shù) K(a)>K(c) K(b)＝K(d) D. 平均摩爾質(zhì)量 M(a)M(d) 解析：溫度升高時平衡逆向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，所以溫度：T11 C．升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率 D．從Y＝0到Y(jié)＝0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的 ＝1 解析：本題考查化學平衡，意在考查考生對平衡移動的理解和對圖象的識別能力。溫度升高，達到平衡所用的時間縮短，因此b曲線對應的溫度為20 ℃，A選項錯誤；溫度升高，速率加快，B選項速率之比應小于1；由圖象可知，達到平衡時b曲線丙酮的轉(zhuǎn)化率較低，C選項錯誤；在兩曲線交點處，兩種溫度下轉(zhuǎn)化的丙酮量相等，D選項正確。 答案：D 10．一定條件下可逆反應：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在體積固定的密閉容器中達到平衡狀態(tài)的標志是(　　) ①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2 ②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為2∶2∶1的狀態(tài) ④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 解析：化學平衡狀態(tài)的根本標志是：①v(正)＝v(逆)，②各組分含量不變。本題不僅考查了化學平衡的直接標志，也要求對化學平衡的間接標志進行分析，判斷。解答本題時，要牢牢抓住兩個根本標志，并明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質(zhì)量的變化與根本標志間的關(guān)系，才能全面分析，順利解答。單位時間內(nèi)生成n mol O2必消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2時，必消耗n mol O2，易知①能說明反應達到平衡，而②不能說明。③中無論達到平衡與否，化學反應速率都等于各物質(zhì)化學計量數(shù)之比。④有色氣體的顏色不變，則表示物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應已達到平衡。⑤對于體積固定、氣體質(zhì)量反應前后守恒的反應，混合氣體密度始終不變。⑥壓強不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化。⑦由于氣體的質(zhì)量不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時，說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，該反應前后體積變化，能說明反應達到平衡。 答案：A 二、非選擇題：本大題共4小題，將答案填在題中橫線上。 11．氫氣是一種清潔能源。用甲烷制取氫氣的兩步反應的能量變化如下圖所示： (1)甲烷和水蒸氣反應生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是________________________________________________________________________。 (2)第Ⅱ步反應為可逆反應。在800 ℃時，若CO的起始濃度為2.0 mol/L，水蒸氣的起始濃度為3.0 mol/L，達到化學平衡狀態(tài)后，測得CO2的濃度為1.2 mol/L，則此反應的平衡常數(shù)為________，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。 解析：(1)由兩圖象可分別寫出熱化學方程式：CH4(g)＋H2O(g)===3H2(g)＋CO(g)　ΔH＝－103.3 kJ/mol(1)、CO(g)＋H2O(g)===H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－33.2 kJ/mol(2)，(1)＋(2)即得所求熱化學方程式：CH4(g)＋2H2O(g)===4H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－136.5 kJ/mol。 (2)　 　　CO(g) ＋ H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 2.0 3.0 0 0 x x x x (2.0－x) (3.0－x) x x 由題意x＝1.2，則CO平衡濃度為0.8 mol/L，H2O的平衡濃度為1.8 mol/L，反應的平衡常數(shù)＝＝1，CO的平衡轉(zhuǎn)化率＝100%＝60%。 答案：(1)CH4(g)＋2H2O(g)===4H2(g)＋CO2(g) ΔH＝－136.5 kJ/mol (2)1　60% 12．恒溫恒容下2 mol A氣體和2 mol B氣體通入體積為2 L的密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(s)。2 min時反應達到平衡狀態(tài)，此時剩余1.2 mol B，并測得C的濃度為1.2 mol/L。 (1)從開始反應至達到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應速率為__________。 (2)x＝__________。 (3)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為________。 (4)下列各項可作為該反應達到平衡狀態(tài)的標志的是__________(填各項代號)。 A．壓強不再變化 B．氣體密度不再變化 C．氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化 D．A的消耗速率與B的消耗速率之比為2∶1 (5)若向原平衡混合物的容器中再充入2 mol A氣體和2 mol B氣體，在原溫度下達到新的平衡，此時B的物質(zhì)的量n(B)＝__________。 (6)欲使反應達到平衡時C的物質(zhì)的量分數(shù)與上述平衡相等，起始加入的A、B物質(zhì)的量n(A)、n(B)之間應滿足的關(guān)系為__________________________________。 解析：(1)v(C)＝＝0.60 mol/(Lmin)。 (2)Δn(C)＝1.2 mol/L2 L＝2.4 mol， Δn(B)＝2 mol－1.2 mol＝0.8 mol， ＝＝＝，故x＝3。 (3)Δn(A)＝2Δn(B)＝20.8 mol＝1.6 mol。 A的轉(zhuǎn)化率＝＝80%， B的轉(zhuǎn)化率＝＝40%， 故A、B的轉(zhuǎn)化率之比為2∶1。 (4)平衡的實質(zhì)是v(正)＝v(逆)，凡能推出此結(jié)論的是達到平衡，否則不是達到平衡，由于產(chǎn)物D為固體，故B、C可說明反應達到了平衡。 (5)此反應前后氣體的體積沒發(fā)生變化，壓強對平衡無影響，再充入2 mol A和2 mol B相當于加壓，且與原平衡等效，A、B的轉(zhuǎn)化率不變，n(B)＝21.2 mol＝2.4 mol。 (6)同(5)的分析，n(A)＝n(B)。 答案：(1)0.6 mol/(Lmin)　(2)3 (3)2∶1　(4)BC　(5)2.4 mol (6)n(A)＝n(B)(或n(A)∶n(B)＝1∶1) 13．[xx上?；瘜W，改編]用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下： 3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0 完成下列填空： (1)在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2 L,3 min后達到平衡，測得固體的質(zhì)量增加了2.80 g，則H2的平均反應速率為________mol/(Lmin)；該反應的平衡常數(shù)表達式K＝________。 (2)上述反應達到平衡后，下列說法正確的是________。 a．其他條件不變，壓強增大，平衡常數(shù)K減小 b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小 c．其他條件不變，增大Si3N4物質(zhì)的量平衡向左移動 d．其他條件不變，增大HCl物質(zhì)的量平衡向左移動 (3)一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是________。 a．3v逆(N2)＝v正(H2) b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4) c．混合氣體密度保持不變 d．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6 (4)若平衡時H2和HCl的物質(zhì)的量之比為，保持其他條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，H2和HCl的物質(zhì)的量之比________(填“>”“＝”或“<”)。 解析：(1)反應達到平衡后，Δn(Si3N4)＝＝0.02 mol，故v(H2)＝＝＝0.02 mol/(Lmin)。 (2)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，與壓強無關(guān)，故a錯誤；溫度升高，平衡逆向移動，K減小，故b正確；增大固體物質(zhì)的物質(zhì)的量，平衡不移動，故c錯誤；增大n(HCl)，平衡逆向移動，K減小，故d正確。 (3)a項，表示v正＝v逆，故正確；b項，均為v正，故錯誤；c項，由于容器密閉恒容，反應體系中Si3N4為固體，當混合氣體的密度不變時，則氣體物質(zhì)總質(zhì)不再變化，說明反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；d項，當各物質(zhì)的濃度比等于化學計量數(shù)之比時，不能表示反應已達到平衡狀態(tài)，故錯誤。 (4)溫度降低，平衡正向移動，n(H2)減小，n(HCl)增大，故達到新平衡時<。 答案：(1)0.02　 (2)bd　(3)ac　(4)< 14．在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，反應過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(c)隨時間(t)的變化曲線如圖所示。 (1)該溫度下，該反應的平衡常數(shù)為______________，若溫度升高，K值將__________________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (2)a、b、c、d四個點中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的是________點。從起點開始首次達到平衡時，以NO2表示的平均反應速率為________。 (3)25 min時，加入了________(填加入物質(zhì)的化學式及加入的物質(zhì)的量)，使平衡發(fā)生了移動。 (4)d點對應NO2的物質(zhì)的量濃度________(填“大于”“小于”或“等于”)0.8 molL－1，理由是__________________________。 解析：(1)由題圖可知，平衡時c(NO2)＝0.6 mol/L，c(N2O4)＝0.4 mol/L，故該溫度下該反應的平衡常數(shù)K＝0.62/0.4＝0.9；升溫，反應正向進行(正反應為吸熱反應)，平衡常數(shù)增大。(2)由題圖知，a、b、c、d四點中只有b、d處于平衡狀態(tài)；v(NO2)＝(0.6 moL/L－0.2 mol/L)/10 min＝0.04 molL－1min－1。(3)利用25 min后的物質(zhì)的濃度變化可知在25 min時加入了NO2，其加入的物質(zhì)的量＝(1.0 mol/L－0.6 mol/L)2 L＝0.8 mol。(4)假設平衡時二氧化氮的濃度為0.8 mol/L，則此時Q＝1.28>K＝0.9，平衡要逆向移動，使二氧化氮的濃度降低，所以平衡時二氧化氮的濃度小于0.8 mol/L。 答案：(1)0.9　增大 (2)bd　0.04 molL－1min－1　(3)0.8 mol NO2 (4)小于　假設平衡時二氧化氮的濃度為0.8 mol/L，則此時Q＝1.28>K＝0.9，平衡要逆向移動，使二氧化氮的濃度降低，所以平衡時二氧化氮的濃度小于0.8 mol/L 創(chuàng)新試題　教師備選 教學積累　資源共享 化學平衡常數(shù)是近幾年高考必考的內(nèi)容，本題是對例題的補充。 1．[xx貴陽模擬]在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表： t ℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列問題： (1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K＝________。 (2)該反應為________反應(選填“吸熱”“放熱”)。 (3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式： 3c(CO2)c(H2)＝5c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為________。 (4)若830 ℃時，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反應達到平衡后，其化學平衡常數(shù)K________1.0(選填“大于”“小于”或“等于”)。 (5)830 ℃時，容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下，擴大容器的體積。平衡________移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。 (6)若1 200 ℃時，在某時刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 molL－1、2 molL－1、4 molL－1、4 molL－1，則此時上述反應的平衡移動方向為________(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。 解題指南：解答本題時要注意以下3點： (1)根據(jù)K隨溫度的變化可判斷正反應為吸熱反應還是放熱反應。 (2)計算平衡常數(shù)，然后與表中所給數(shù)據(jù)對比可判斷反應的溫度。 (3)根據(jù)Qc與K的關(guān)系可以確定平衡移動的方向。 解析：(1)根據(jù)反應方程式CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)可知，該反應的平衡常數(shù)表達式為K＝。 (2)根據(jù)已知題干中的表格可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸增大，說明正反應為吸熱反應。 (3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度有如下關(guān)系3c(CO2)c(H2)＝5c(CO)c(H2O)，根據(jù)平衡常數(shù)表達式K＝可知，K＝3/5＝0.6，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度一定，平衡常數(shù)為定值，所以此時對應的溫度為700 ℃。 (4)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物和生成物的濃度無關(guān)，所以只要在830 ℃條件下，平衡常數(shù)的數(shù)值都為1.0。 (5)830 ℃達到平衡，擴大容器的體積的瞬間，反應物和生成物的濃度都減小相同的倍數(shù)，根據(jù)平衡常數(shù)表達式K＝可知，反應物和生成物同時改變相同的倍數(shù)，Qc＝K，平衡不發(fā)生移動。 (6)1 200 ℃時Qc＝，將各物質(zhì)的濃度代入各得Qc＝4，而此溫度下的平衡常數(shù)為2.6，因為Qc>K，所以平衡向逆反應方向移動。 答案：(1)　(2)吸熱　(3)700 ℃ (4)等于　(5)不　(6)逆反應方向 講評建議：講評本題時強調(diào)使用化學平衡常數(shù)應注意的問題： (1)化學平衡常數(shù)表達式中各物質(zhì)的濃度必須是平衡狀態(tài)下的濃度，不能用任一時刻的濃度值。 (2)化學平衡常數(shù)不表示反應的快慢，即化學反應速率快，K值不一定大。 (3)使用催化劑能改變化學反應速率，但不會改變平衡常數(shù)。 1．書寫平衡常數(shù)表達時：一定要按照平衡常數(shù)的定義去書寫，注意純固體或液體不能出現(xiàn)在表達式中。 2．利用“三段式”進行平衡常數(shù)的計算時：通常的思路是寫出平衡方程式，列出相關(guān)量(起始量、變化量、平衡量)，確定各量之間的關(guān)系，列出比例式或等式或依據(jù)平衡常數(shù)求解。