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1、 世纪金榜 圆您梦想 2-3-2 化学平衡常数(人教选修4)(时间：30分钟)考查点一化学平衡常数的应用1将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)2HI(g)H2(g)I2(g)达到平衡时，c(H2)0.5 molL1，c(HI)4 molL1，则此温度下反应的平衡常数为()。A9 B16 C20 D25解析本题综合考查平衡计算和化学平衡常数。2HI(g)H2(g)I2(g)平衡浓度/(molL1) 40.50.5转化浓度/(molL1) 10.50.5NH4I(s)NH3(g)HI(g)转化浓度/(molL1) 5 5平衡浓度/(molL1
2、) 5 4Kc(NH3)c(HI)5420。答案C2硫碘循环分解水制氢主要涉及下列反应SO22H2OI2=H2SO42HI2HIH2I22H2SO4=2SO2O22H2O(1)分析上述反应，下列判断正确的是_。a反应易在常温下进行b反应中SO2氧化性比HI强c循环过程中需补充H2Od循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应，H2物质的量随时间的变化如右上图所示。02 min内的平均反应速率v(HI)_该温度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常数K_。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的
3、2倍，则_是原来的2倍。a平衡常数 bHI的平衡浓度c达到平衡的时间 d平衡时H2的体积分数解析(1)H2SO4在常温下很稳定，不易分解，这是常识，故a错；反应中SO2是还原剂，HI是还原产物，故还原性SO2HI，则b错；将和分别乘以2和相加得：2H2O=2H2O2，故c正确，d错误。(2)v(H2)0.05 molL1min1，则v(HI)2v(H2)0.1 molL1min1； 2HI(g)H2(g)I2(g) 21 1起始浓度/ molL1： 1 0 0变化浓度/ molL1： 0.2 0.1 0.1平衡浓度/ molL1： 0.8 0.1 0.1则H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡
4、常数K64。若开始时加入HI的量是原来的2倍，则建立的平衡状态和原平衡是等效效衡，HI、H2、I2的物质的量、平衡浓度都是原来的两倍；各组分的百分含量、体积分数相等，平衡常数相等(因温度不变)；因开始时的浓度增大了，反应速率加快，达到平衡的时间不可能是原来的2倍，故选b。答案(1) c(2)0.1 molL1min164b3一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，CO与H2反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K_。升高温度，K值_(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)在500 ，从反应开始到平衡，H2的平均反应速
5、率v(H2)_。(3)在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系体积压缩到原来的，下列有关该体系的说法正确的是_。aH2的浓度减小b正反应速率加快，逆反应速率也加快c甲醇的物质的量增加d重新平衡时，值增大解析本题考查化学反应速率与化学平衡知识。由图像可知升高温度，甲醇的物质的量减少，平衡向左移动，故正反应为放热反应。K，升高温度，平衡左移，K减小。生成nB mol甲醇，消耗H2的物质的量为2nB，v(H2) mol/(Lmin)。压缩体积即增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡右移，甲醇的物质的量增大，H2的物质的量减小，但是体积缩小，H2的浓度增大，b、c正确。答案(1)减小(2) mol(Lm
6、in)1(3)bc4接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 并有催化剂存在下进行：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H190 kJmol1(1)该反应所用的催化剂是_(填写化合物名称)，该反应450 时的平衡常数_500 时的平衡常数(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)该热化学反应方程式的意义是_。(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_。av(O2)正2v(SO3)逆b容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化c容器中气体的密度不随时间而变化d容器中气体的分子总数不随时间而变化(4)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分钟后达到平
7、衡，测得容器中含SO3 0.18 mol，则v(O2)_mol L1min1；若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，则平衡_移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，_moln(SO3)_mol。解析(1)由于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)正反应是放热反应，故升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故450 时的平衡常数大于500 时的平衡常数。(2)该热化学方程式表示在450 时，每2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体放出190 kJ的热量。(4) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始量/
8、mol 0.200.10 0变化量/mol 0.18 0.09 0.18平衡量/mol 0.02 0.01 0.18v(O2)0.09 mol/(5 L0.5 min)0.036 mol(Lmin)1。若继续通入0.2 mol SO2和0.1 mol O2，就相当于给平衡反应加压，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡后，n(SO3)会比0.18 2 mol大，但必小于0.40 mol。答案(1)五氧化二钒大于(2)在450 时，2mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ(3)b、d(4)0.036向正反应方向0.36040考查点二反应物
9、的转化率应用5某温度下在密闭容器中发生如下反应：2M(g)N(g)2E(g)，若开始时只充入2 mol E(g)，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体，达到平衡时M的转化率为()。A20% B40% C60% D80%解析该题为平衡计算和等效平衡的综合题，两次建立的平衡状态各组分的物质的量应相等。 2M(g)N(g)2E(g)初始/mol0 0 2转化/mol2x x 2x平衡/mol2x x 22x，x0.4。第二次建立平衡时M的转化量为1.2 mol，M的转化率为100%60%。答案C6利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O
10、(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(，)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。(1)在030小时内，CH4的平均生成速率v、v和v从大到小的顺序为_；反应开始后的12小时内，在第_种催化剂作用下，收集的CH4最多。(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。该反应H206 kJmol1。画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达平衡，平衡常数K27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求得CH4的平衡转化率为_(计算结果
11、保留两位有效数字)。(3)已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802 kJmol1写出由CO2生成CO的热化学方程式_。解析(2)设开始时CH4和H2O的物质的量为x mol，则 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)开始/(molL1) x x 0 0转化/(molL1)0.10 0.10 0.10 0.30平衡/(molL1)x0.10 x0.10 0.10 0.30则K27，解得：x0.11，CH4的平衡转化率为：100%91%。(3)CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H
12、802 kJmol1将得：CO2(g)3H2O(g)=CO(g)3H2(g)2O2(g)H1 008 kJmol1。答案(1)vvv(2)91%(3)CO2(g)3H2O(g)=CO(g)3H2(g)2O2(g)H1 008 kJmol1。考查点三化学平衡移动与转化率的关系7对于平衡CO2(g)CO2(aq)H19.75 kJmol1，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是()。A升温增压 B降温减压C升温减压 D降温增压解析降温、加压均能使平衡正向移动，促使CO2在水中溶解度增大。答案D8低温脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：2NH3(g)NO(g)NO2(g)2N2(g)3H2O(g)H0，在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是()。A平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大B平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小C单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为12时，反应达到平衡D其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大解析A项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，由平衡常数表达式K可知，K值减小。B项，增大NH3浓度时，氮氧化物转化率增大。C项，当v正(NO)v逆(N2)12时，反应达到平衡，正确。D项，使用催化剂不能改变化学平衡，故氮氧
