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專題33 化學平衡常數(shù)及化學平衡相關計算 （滿分42分 時間20分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應：2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) △H>0，T溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)為： t/s 0 50 100 150 c(X2O5) mol/L 4.00 2.50 2.00 2.00 下列說法錯誤的是 A． T溫度下的平衡數(shù)為K=64 (mol/L)3，100s時轉化率為50% B． 50s 內 X2O5分解速率為 0.03 mol/ (L?s) C． T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，若T1>T2，則Kl>K2 D． 若只將恒容改為恒壓，其它條件都不變，則平衡時X2O5的轉化率和平衡常數(shù)都不變 【答案】D 【解析】 【分析】 2X2O5 (g) 4XO2(g) +O2(g) 初始 4.00 0 0 改變 2.00 4.00 1.00 平衡 2.00 4.00 1.00 根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析。 【詳解】 A. T溫度下的平衡數(shù)為K= =64 (mol/L)3，100s時轉化率為2/4=50%，故正確；B. 50s 內 X2O5分解速率為= 0.03 mol/ (L?s)，故正確；C. 因為反應是吸熱的，所以T1溫度下的平衡常數(shù)為K1，T2溫度下的平衡常數(shù)為K2，溫度升高，平衡正向移動，平衡常數(shù)增大，故正確；D. 反應為氣體分子數(shù)增多的反應，在恒容條件下，隨著反應的進行，容器中的壓強逐漸增大，若壓強恢復到起始壓強，則該平衡正向移動，則平衡時X2O5的轉化率增大，但平衡常數(shù)不變，故錯誤。故選D。 【點睛】 平衡常數(shù)只與溫度有關，與濃度和壓強無關。 2．T2℃時，將1 mol X和2 mol Y投入2L的密閉容器中，發(fā)生反應:X(g)+2Y(g)3Z(g)ΔH，測得X、Y的量隨時間變化如下表，平衡時物質X的體積分數(shù)為φ，該反應的平衡常數(shù)(K)隨溫度的變化如下圖，則下列判斷正確的是 0 1 2 3 4 5 6 X 1 0.80 0.66 0.58 0.52 0.50 0.50 Y 2 1.60 A． 前5 min用Z表示的平均反應速率為1.2mol/(Lmin) B． T2℃時，對于反應1/2X(g)+Y(g)3/2Z(g) △H’ 2ΔH’=ΔH C． T2℃時，若以1mol X、2mol Y和1mol Z充入上述容器中，達到平衡時X的體積分數(shù)比φ大 D． 該反應的正反應是吸熱反應，且T1PIV C． 達到平衡時，逆反應速率容器IV中比容器Ⅰ中的大 D． 達平衡后，再向容器Ⅰ中充入0.16 mol SO2、0.04 mol SO3，則此時反應向逆反應方向進行 【答案】C 【解析】 【詳解】 【點睛】 本題考查化學平衡移動的相關知識。運用等效平衡的原理解答，即一個可逆反應達到平衡時，采用不同的方法改變外界條件，，會導致平衡移動過程中某些方面的等效性，以此推出其他方面的變化進行分析判斷選項的合理性。 6．一定溫度下，在3個體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) 達到平衡。下列說法正確的是 容器 溫度/K 物質的起始濃度（mol/L） 物質的平衡濃度（mol/L） c(H+) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH) Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080 Ⅱ 400 0.40 0.20 0 Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025 A． 該反應的逆反應放熱 B． 達到平衡時，容器Ⅰ中反應物轉化率比容器Ⅱ中的大 C． 達到平衡時，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的兩倍 D． 達到平衡時，容器Ⅲ中的正反應速率比容器Ⅰ中的大 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點睛】 本題主要是考查化學反應速率和化學平衡的有關判斷與計算以及外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響。化學平衡是包含溶解平衡、電離平衡、水解平衡等的一個平衡理論體系，而化學平衡則是這一體系的核心，是分析其他平衡移動的基礎?；瘜W平衡常數(shù)則是新課標地區(qū)的高考命題熱點，并且試題的綜合性強、能力要求高。 7．溫度為T時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)經(jīng)一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表，下列說法正確的是（　?。? t/s 0 50 150 250 350 n(PCl3)/ mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 A． 相同溫度下，起始時向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20molCl2，達到平衡時，c(PCl5) > 0.4molL－1 B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(PCl3)=0.11molL－1，則反應的△H＜0 C． 反應在前50 s的平均速率為v(PCl3)=0.0032molL－1s－1 D． 相同溫度下，起始時向容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，達到平衡時，PCl3的轉化率小于80% 【答案】A 【解析】 【詳解】 【點睛】 本題考查反應速率、平衡常數(shù)計算、平衡移動、等效平衡等，難度中等，注意平衡計算的方法應用。 8．在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行如下反應：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2達到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)且保持平衡時，各組分含量都不變，以下推斷正確的是( ) ①a、b、c應滿足的關系是4a＋c＝2b ②平衡時HBr為ax mol ③a、b、c應滿足的關系是a＋b＝c ④平衡時HBr為x mol A． ① B． ①② C． ①④ D． ②③ 【答案】C 【解析】 【分析】 在容器中加入1 mol H2和2 mol Br2達到平衡后，生成x mol HBr，在相同條件下若起始時加入的H2、Br2、HBr分別為a、b、c(均不為0)，達到平衡時，各組分含量都不變，則建立的是等效平衡；由于該反應是氣體體積不變的反應，將所有量按照反應轉化成氫氣和溴，只要滿足n(H2)：n(Br2)＝1：2即可。據(jù)此解答。 【詳解】 【點睛】 所謂等效平衡是指外界條件相同時，同一可逆反應只要起始濃度相當，無論經(jīng)過何種途徑，都可以達到相同的平衡狀態(tài)。等效平衡的判斷及處理一般步驟是：進行等效轉化——邊倒法，即按照反應方程式的計量數(shù)之比轉化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。掌握等效平衡的判斷方法及滿足條件，明確恒溫恒容與恒溫恒壓條件下的等效平衡的區(qū)別是解答的關鍵。 9．已知熱化學方程式：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)　ΔH＝－Q kJmol－1(Q＞0)。下列說法正確的是 (　　)。 A． 相同條件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B． 將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后，放出熱量為Q kJ C． 增大壓強或升高溫度，該反應過程放出更多的熱量 D． 如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱Q kJ，則此過程中有2 mol SO2(g)被氧化 【答案】D 【解析】 【詳解】 10．在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應X(g)＋Y(g) ? 2Z(g)，ΔH＜0，一段時間后達到平衡。反應過程中測定的數(shù)據(jù)如下表： t/min 2 4 7 9 n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10 下列說法正確的是。 A． 反應前2 min的平均速率v(Z)＝2.010－3molL－1min－1 B． 其他條件不變，降低溫度，反應達到新平衡前v(逆)＞v(正) C． 該溫度下此反應的平衡常數(shù)K＝1.44 D． 其他條件不變，再充入0.3 mol Z，平衡時X的體積分數(shù)增大 【答案】C 【解析】 【詳解】 A、反應前2min，消耗Y的物質的量(0.16－0.12)mol=0.04mol，則生成Z的物質的量為0.042mol=0.08mol，根據(jù)化學反應速率的數(shù)學表達式，v(Z)=mol/(Lmin)=410－3mol/(Lmin)，故A錯誤；B、該反應為放熱反應，降低溫度，平衡向正反應方向移動，則達到新平衡之前，v(逆)0,T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如下表所示。 t/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/(mol/L) 5.00 3.52 2.50 2.50 下列說法正確的是 A． 該反應在任何溫度下均能自發(fā)進行 B． T1溫度下的平衡常數(shù)為K1＝125，1 000 s時N2O5(g)轉化率為50% C． 其他條件不變時，T2溫度下反應到1 000 s時測得N2O5(g)濃度為2.98 mol/L，則T1T2，則K1K1 B． 新平衡時Y的濃度增大，平衡向逆反應方向移動K1>K2 C． 新平衡時，Z的濃度大于原平衡2倍，K1=K2 D． 反應過程中，化學反應速率同等程度增大，K1=K2 【答案】C 【解析】 【分析】 保持溫度不變壓強增大至原來的2倍，將容器的容積壓縮到原來容積的一半，假定平衡不移動，Y濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，達到新平衡時，物質Y的濃度是原來的1.6倍，說明平衡向正反應方向移動，則應由a+b>c+d，據(jù)此解答。 【詳解】 A．平衡向正反應方向移動，溫度不變K值不變，K2=K1，選項A錯誤；B．新平衡時Y的濃度為原來的1.6倍，濃度增大，平衡向正反應方向移動，溫度不變則K1=K2，選項B錯誤；C．新平衡時，平衡正向移動，體積為原來的一半但Z的物質的量增大，濃度大于原平衡的2倍，K1=K2，選項C正確；D．反應過程中，化學反應速率均增大，未達平衡前正反應速率大于逆反應速率， K1=K2，選項D錯誤；答案選C。 【點睛】 本題考查化學平衡移動的影響，題目難度不大，本題注意用假定法判斷，如果平衡不移動，則達到平衡時Y的濃度為原來的2倍，根據(jù)實際Y的濃度，判斷平衡移動。 13．T K時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol COCl2，反應COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)，經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表： t / s 0 2 4 6 8 n(Cl2) / mol 0 0.16 0.19 0. 20 0.20 下列說法正確的是( ) A． 反應在前2 s 的平均速率v(CO)= 0.080 molL-1s-1 B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(Cl2) = 0.11 molL-1，則反應的ΔH＜0 C． T K時起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，達到平衡前v正>v逆 D． T K時起始向容器中充入1.0 mol Cl2和0.9 mol CO，達到平衡時，Cl2的轉化率為80% 【答案】C 【解析】A、反應在前2s的平均速率，錯誤；B、平衡時 該溫度下，若起始向容器中充入0.9 mol COCl2、0.10 mol Cl2和0.10 mol CO，此時＜0.025，則反應達到平衡前正>v逆。正確；D、T K時起始向容器中充入1.0mol Cl2和1.0mol CO ，應等效于向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol COCl2，達到平衡時Cl2的轉化率等于80%，如加入1.0mol Cl2和0.9mol CO，相當于在原來的基礎上減小0.1mol CO，平衡在原來的基礎上向正反應方向移動，則Cl2的轉化率小于80%，錯誤；故選C。 14．溫度為T1時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應: 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) (正反應吸熱)。實驗測得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗= 2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是 容器編號 物質的起始濃度（molL－1） 物質的平衡濃度（molL－1） c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 A． 設k為該反應的化學平衡常數(shù)，則有k=k逆:k正 B． 達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比為20∶17 C． 容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉化率比容器Ⅰ中的小 D． 若改變溫度為T2,且T2>T1,則k正:k逆<0.8 【答案】C 【解析】 體的總量小于0.85mol，所以達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比大于20∶17，B錯誤；針對于容器Ⅰ內反應可知：NO2的轉化率為0.4/0.6=2/3,假設容器Ⅱ中NO2的轉化率也為2/3，反應正向進行，則該反應的平衡常數(shù)為： 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) 起始量 0.3 0.5 0.2 變化量 0.2 0.2 0.1 平衡量 0.1 0.7 0.3 平衡常數(shù)為k=0.30.72/0.12=14.7>8,所以容器Ⅱ中NO2的轉化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉化率比容器Ⅰ中的小，C正確；由于該反應正反應是吸熱反應，溫度，所以時平衡常數(shù)增大，則k正:k逆>0.8；正確選項C。