学而不思则惘，思而不学则殆第三节化学平衡移动9/29/2014 解题技巧1在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应总体积的比值为() A 15 B1 4 C13 D12 2一定条件下，在2SO2O22SO3的化学平衡体系中，SO2、O2、SO3的浓度分别是：2 mol L1、0.8 mol L1、2.4 mol L1，则 O2在反应起始时，可能的浓度范围是() A 0.82.0 molL1B02.0 molL1C00.8 molL1D无法确定3恒温下，反应aX(g)bY(g) cZ(g)达到平衡状态，把容器体积压缩到原来的1/2，且达到新的平衡状态时，X 的物质的量浓度从0.1 mol/L 增大到 0.19 mol/L ，下列判断正确的是 () A abcBaNBMNCM ND无法比较答案： B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆1解析： 由 N2(g) 3H2(g)2NH3知，反应前后气体体积的变化 V2，则混合气体中NH3的体积，即为反应中气体体积的减少量。假设平衡时气体体积为4 体积，则 NH3为 1 体积。则反应前气体的体积为415 体积。故反应后缩小的气体体积与反应总体积的比值为1 5。答案： A 2解析： 化学平衡时， SO2、O2、SO3的浓度分别是：2 mol L1、0.8 mol L1、2.4 mol L1，那么反应可能从正向开始，O2有最大值为2.0 mol L1；也可从逆向开始O2有最小值为 0 mol L1，即可得出答案。答案： B 3解析： 假设缩小体积，平衡状态不移动，则X 的物质的量浓度应从0.1 mol/L 增大到 0.2 mol/L ，而此时X 的物质的量浓度为0.19 mol/LM%。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆基础练习：1(2011 济南模拟 )下列关于平衡常数的说法中，正确的是() A在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度表示，生成物浓度用平衡浓度表示B化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物的转化率一定大C可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关2关于 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g)的平衡常数书写形式，正确的是() A Kc C c H2Oc CO c H2BKc CO c H2c C c H2OCKc CO c H2c H2ODKc H2Oc CO c H23某温度下，反应2A(g) B(g) 2C(g)的平衡常数K150，在同一温度下，反应2C(g) 2A(g) B(g)的平衡常数K2为() A 2 500B50 C0.02 D0.002 4在相同的温度下，已知反应：N2(g)O2(g) 2NO(g) 的平衡常数K3.841031；2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)的平衡常数K3.101026。则在该温度下，两个化学反应的反应程度之间的关系为() A B 。答案： B 5解析： 反应物或生成物中有固体或纯液体时，其浓度可看做“ 1” ，不代入公式，只代入气体或溶液中溶质的浓度。答案： (1)Kc CO2 c H2c CO c H2O(2)Kc4H2c4H2O(3)Kc2NH3c N2 c3H2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆平衡常数的应用1某温度下， 向容积为 2 L 的密闭反应器中充入0.10 mol SO3，当反应器中的气体压强不再变化时，测得SO3的转化率为20%，则该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数为 () A 3.2103B1.6103C8.0102D 4.01022(2011 抚顺模拟 )一定条件下，将3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) B(g) xC(g) 2D(s)。2 min 末该反应达到平衡，生成 0.8 mol D，并测得C 的浓度为0.2 mol/L 。下列判断正确的是() A该条件下此反应的化学平衡常数约为0.91 (L/mol)3BA 的平均反应速率为0.3 mol/(Ls) CB 的转化率为60% D若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态3(2012 广东四校联考)工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) H0，下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)：温度 /250 350 K/(mol L1)22.041 x(1)下列符合表中的平衡常数x 的数值是 _(填序号 )。a0b0.012c32.081d100 (2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：c(CO) c(H2) c(CH3OH) 0 min 0.8 molL11.6 molL10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆2 min 0.6 molL1y0.2 molL14 min 0.3 molL10.6 molL10.5 molL16 min 0.3 molL10.6 molL10.5 molL1在 2 min 到 4 min 内，用 H2表示的平均反应速率为_。反应达到平衡时CO 的转化率为 _。反应在第2 min 时改变了反应条件，改变的条件可能是_(填序号 )。a使用催化剂b降低温度c增加 H2的浓度1解析：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) c(始)/mol L10 0 0.05 c(变)/mol L10.01 0.005 0.01 c(平)/mol L10.01 0.005 0.04 Kc2SO3c2SO2 c O23.2 103。答案： A 2解析： 平衡时， n(C) 0.2 mol/L 2 L0.4 mol，n(D) 0.8 mol，故 n(C)n(D)12，所以 x1；平衡时 A、B、C 的浓度分别为09 mol/L 、0.3 mol/L 、0.2 mol/L ，则平衡常数K0.20.930.30.91 (L/mol)3，A 对；v(C)0.2 mol/L2 min0.1 mol/(Lmin)，v(A) 3v(C)0.3 mol/(Lmin)，B 错。B 转化的物质的量n(B) 12n(D) 0.4 mol，故 B 的转化率为(B) 0.4 mol1 mol100%40%，C 错；该反应前后气体分子数不相等，且气体质量也不相等，因此混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，D 错。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆答案： A 3解析： (1) H 0，所以正反应为放热反应，故平衡常数随着温度的升高而降低，x2.041，而且因为是可逆反应，平衡常数不可能为0。(2)根据表格中CO 或 CH3OH 的浓度可知：y1.2 mol L1，所以在2 min 到 4 min 内，用 H2表示的平均反应速率为(1.2 mol L1 0.6 mol L1)/2 min 0.3 molL1 min1；4 min 时，反应已达到平衡， 故 CO 的转化率为 (0.80.3)/0.8100%62.5%； 开始 2 min内的反应速率比2 min 到 4 min 的反应速率小，故从第2 min 开始可能使用了催化剂。答案： (1)b (2)0.3 molL1 min162.5%a 本节练习：一、选择题 (本题包括7 小题，每小题3 分，共 21 分) 1在某温度下，可逆反应的平衡常数为K，下列说法不正确的是 () A K 越大，达到平衡时反应进行得程度越大BK 越大，达到平衡时反应物的转化率越大CK 随反应物浓度的改变而改变D K 随温度的改变而改变2对于可逆反应：C(s)CO2(g) 2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K 发生变化的是() A将 C(s)的表面积增大B增大体系压强C升高体系温度D使用合适的催化剂3在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K 值分别是 H2F22HFK1047 H2Cl22HClK1017精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆 H2Br22HBrK109 H2I22HIK1 比较 K 值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是() ABCD无法确定4(2012 金丽衢十二校联考)高温、催化剂条件下，某反应达到平衡，平衡常数Kc CO c H2Oc CO2 c H2。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是() A该反应的焓变为正值B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应的化学方程式为COH2OCO2H25双选题 放热反应CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)c1(H2O)1.0 molL1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和 c2(H2O)，平衡常数为K2，则 () A K2和 K1的单位均为mol L1BK2c2(CO) 6双选题 (2012 合肥质量检测)COCl2俗称光气，是有毒气体。在一定条件下，可发生的化学反应为：COCl2(g)CO(g)Cl2(g)； H0)，该温度下K0.263，下列有关该反应的说法正确的是() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆A达到化学平衡状态时，若c(CO)0.100 mol/L ，则 c(CO2)0.026 3 mol/L B若要提高CO 的转化率，则可以加入过量FeO C若容器内压强不随时间变化，则可以判断该反应已达到化学平衡状态D若生成56 g Fe，则吸收的热量小于a kJ 二、非选择题(本题包括4 小题，共39 分) 8(10 分)(2011 常州高中高二期中检测)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇：2CO2(g) 6H2(g)CH3CH2OH(g) 3H2O(g)298 K 时， K12.9510112CO(g) 4H2(g)CH3CH2OH(g) H2O(g)298 K 时， K21.711022(1)写出反应的平衡常数表达式K_。(2)条件相同时， 反应与反应相比，转化程度更大的是_。以 CO2为原料合成乙醇的优点是_(写出一点即可)。(3)在一定压强下，测得反应的实验数据如下表：温度 (K) CO2转化率 (%) n(H2)/n(CO2) 500 600 700 800 1.5 45 33 20 12 2 60 43 28 15 3 83 62 37 22 根据表中数据分析：温度升高，K 值_(填“增大”“减小”或“不变”)。提高氢碳比n(H2)/n(CO2)，对生成乙醇_(填“有利”或“不利”)。9(11 分)已知可逆反应COH2O(g)CO2H2，达到平衡时， Kc CO2 c H2c CO c H2O，K 是常数，只与温度有关，与浓度无关。(1)830 K 时， 若起始时： c(CO)2 mol/L ， c(H2O)3 mol/L ， 平衡时 CO 的转化率为60%，水蒸气的转化率为_；K 值为 _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(2)830 K 时，若只将起始时，c(H2O)改为 6 mol/L ，则水蒸气的转化率为_。(3)若 830 K 时，起始浓度c(CO)a mol/L ，c(H2O)b mol/L ，H2的平衡浓度c(H2)cmol/L a、b、c 之间的关系式是_。当 ab 时， a_。10(8 分)下列反应在210达到平衡： PCl5PCl3(g)Cl2(g) H0，K1； CO(g) Cl2COCl2(g) H0，K5104； COCl2CO(g) Cl2(g)；(1)根据反应的平衡常数K 表达式，下列等式必定成立的是_。A c(PCl5)c(PCl3) c(Cl2)1 Bc(PCl5)c(PCl3)c(Cl2)1 Cc(PCl5)c(PCl3)c(Cl2) 反应和反应的平衡常数K 表达式 _(填“相同”或“不同”)。(2)降低 Cl2的浓度，反应的K 值_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)要使反应和反应的K 值相等，应采取的措施是_。A反应同时升温B反应同时降温C反应降温，反应维持在21011(10 分)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K 和温度 t 的关系如下表：t/700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)从表中看出，升高温度，K 值_，则 CO2的转化率 _，化学反应速率_。(以上均填“增大”“减小”或“不变”) (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是() A容器中压强不变B混合气体中c(CO)不变Cv正(H2)v逆(H2O) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆D c(CO2)c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O)，试判断此时的温度为_。1解析： 平衡常数K 只随温度变化而变化，与反应物浓度的大小无关。K 值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。答案： C 2解析： 平衡常数K 只与温度有关，与浓度、压强，是否使用催化剂无关。答案： C 3解析： 化学平衡常数越大，表示该反应的正反应进行的程度越大，故A 正确。答案： A 4解析： 因为该可逆反应的化学平衡常数Kc CO c H2Oc CO2 c H2，可得出该反应的化学方程式为CO2(g) H2(g)CO(g)H2O(g)，D 项错误；由于恒容时，温度升高，氢气浓度减小，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，即焓变为正值，A 项正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，恒温恒容下，如充入惰性气体使压强增大，H2浓度不变， B 项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，C 项错误。 答案： A 5解析： 平衡常数数学表达式中的分子、分母的浓度单位可以消去，故本反应中K 的单位为 1， A 错误；该反应为放热反应，升高温度平衡左移，K 值减小，即K2 c1(CO)， D 错误。 答案： BC 6解析： 使用催化剂可以加快反应速率但是不能提高反应物的平衡转化率，A 错；恒温恒压下充入氩气，相当于减压，反应正向移动，可以提高反应物的转化率，B 正确；生成一氧化碳和氯气的速率都表示正反应速率，不能作为是否达到平衡的判断依据，C 错；该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小。答案： BD 7解析： 1 100时反应的平衡常数Kc CO2c CO 0.263，故达到平衡时，若c(CO)0.100 mol/L ，则 c(CO2)0.0263 mol/L ；加入 FeO 对平衡移动无影响，B 错误；因反应前后气体的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆物质的量不变，故反应过程中，容器内压强始终保持不变，C 错误；根据热化学方程式意义可知：若生成56 g Fe，则吸收的热量为a kJ。答案： A 8解析： (1)根据平衡常数的定义知反应 的Kc C2H5OH c3H2Oc2CO2 c6H2；(2)因 K2 1.711022K1 2.951011，由平衡常数的意义知反应进行的更彻底，转化率更高；反应利用 CO2为原料，可以使废弃物被利用，有利于环保；(3)分析表格中数据发现，在n(H2)/n(CO2)相同时，随着温度的升高，CO2的转化率降低，所以 K 值减小； 分析表格中数据发现，在温度相同时， 随 n(H2)/n(CO2)值的增大， CO2的转化率升高，有利于生成乙醇。答案： (1)c C2H5OH c3H2Oc2CO2 c6H2(2)反应废弃物利用，有利于环保(合理即可 ) (3)减小有利9解析： (1)COH2O(g)CO2H2起始浓度 (mol/L)2300 转化浓度 (mol/L) 1.2 1.2 1.2 1.2 平衡浓度 (mol/L) 0.8 1.8 1.2 1.2 K1.21.20.81.8 1， (H2O)1.23 100%40%。(2)设水蒸气的转化浓度为xCO H2O(g)CO2 H2起始浓度 (mol/L)2600 转化浓度 (mol/L) xxxx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆平衡浓度 (mol/L) 2 x6xxxKx x2 x 6x1，x1.5 mol/L ， (H2O)1.5 6100%25%。(3)COH2O (g)CO2H2起始浓度 (mol/L) ab00 转化浓度 (mol/L) cccc平衡浓度 (mol/L) a cbccc则c2ac bc1. 当 ba 时，代入上式，可得a2c。答案： (1)40%1(2)25% (3)c2ac bc12c10解析： 可逆反应达到化学平衡，生成物浓度的计量数次幂的乘积与反应物浓度的计量数次幂的乘积之比为一常数。对于反应来说， Kc PCl3 c Cl2c PCl51；故应选 C。反应 和的反应物、生成物恰好颠倒，K 的表达式是不同的，平衡常数与物质浓度无关，只随温度而变，温度升高，正反应为吸热反应的K 值增大，正反应为放热反应的K 值减小，所以(2)应填“ 不变 ”，(3)应选 A。答案： (1)C不同(2)不变(3)A 11 解析： (1)根据化学平衡常数的定义式即可写出Kc CO c H2Oc CO2 c H2。(2)由表中数据可以看出温度越高，平衡常数越大， K 和 都可用来衡量反应进行的程度，K 增大，反应进行程度增大， (CO2)增大；由于升高温度，故v 增大。(3)该反应为气体物质的量不变的反应，反应过程中压强始终不变，与平衡与否无关。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学而不思则惘，思而不学则殆(4)当 c(CO2) c(H2) c(CO) c(H2O)时 K1，此时的温度由表中数据可知为830。答案： (1)c CO c H2Oc CO2 c H2(2)增大增大增大(3)BC (4)830 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页