化学平衡常数练习题

化学平衡常数练习题

1．将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： ①NH 4I(s)NH 3(g)＋HI(g)

②2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)

达到平衡时，c (H 2)＝0.5 mol/L ，c (HI)＝4 mol/L ，则此温度下反应①的平衡常数为

( )

A ．9

B ．16

C ．20

D ．25

解析：根据题意

2HI(g)

H 2(g)＋I 2(g)

平衡浓度：4 mol/L 0.5 mol/L 起始浓度：c (HI)＝平衡量＋变化量 ＝4 mol/L ＋0.5 mol/L ×2＝5 mol/L 则c (NH 3)＝c (HI)起始浓度＝5 mol/L 根据平衡常数定义：K ＝c (NH 3)·c (HI)

＝5 mol/L ×4 mol/L ＝20 (mol/L)2，故C 项正确． 答案：C

2．硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO 2＋H 2O 2HNO 3＋NO(正反

应为放热反应)，为提高NO 2的转化率，理论上应该采取的措施是

( )

A ．减压

B ．增压

C ．升温

D ．加催化剂

解析：该反应为气体体积减小的反应，且放热，为提高NO 2的转化率，可采用增大压强或降低温度的方法．

答案：B

3．高温下，某反应达到平衡，平衡常数K ＝c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2).恒容时，温度升高，H 2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，H 2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CO＋H2O CO2＋H2

解析：由题中平衡常数的表达式可知该反应为：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，D项错误；升高温度，H2浓度减小，说明平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，A项正确；该反应为反应前后气体体积不变的反应，增大压强对该反应的平衡无影响，增大压强氢气浓度相应增大，B项错误；对任何反应来说，升高温度反应速率都增大，C项错误．

答案：A

4．下列关于判断过程的方向的说法正确的是

() A．所有自发进行的化学反应都是放热反应

B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应

C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程

D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同

解析：自发进行只能用来判断过程的方向，而不能判断反应的热效应，A项错；高温高压的条件下，低能量的石墨转化为高能量的金刚石，是一个非自发的化学反应，B项错；同一物质的固、液、气三种状态中，气态的混乱度最大，熵值最大，D项错．答案：C

5．将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)ΔH<0，平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b.a与b的关系是

() A．a>b B．a＝b

C．a

解析：该反应为放热反应，所以在绝热条件下，随着反应的进行，体系温度升高，与恒温下的平衡相比，因为绝热条件下的温度高，平衡左移，因此a>b.

答案：A

6．反应a A(g)＋b B(g)c C(g)ΔH＝Q kJ/mol，生成物C的质量分数与压强p和温度的关系如下图，方程式中的化学计量数和Q值符合图象的是

()

A．a＋b0 B．a＋b>c Q<0

C．a＋b0

解析：由温度—时间图象判断，T2>T1(因为温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短)，从T1→T2，即升温，C%降低，则正反应为放热反应，即Q<0；由压强—时间图象判断，p2>p1(因为压强越大，反应速率越快，达到平衡所需时间越短)，从p1→p2，加压，C%降低，平衡逆向移动，即逆反应是气体体积缩小的反应，则有a＋b

答案：C

7．在体积恒定的密闭容器中，充入 3 mol A和 1 mol B发生反应：3A(g)＋B(g)x C(g)，达到平衡后，C在平衡混合气体中的体积分数为φ.若维持温度不变，按1.2 mol A、0.4 mol B、0.6 mol C为起始物质，达到平衡后压强不变，C的体积分数仍为φ，则x值是

() A．2 B．1

C．3 D．4

解析：本题的条件是恒容装置，现在起始物质不同物质的量的前提下要求达到平衡时C 物质的体积分数φ相等且压强不变，压强不变即物质的量不变，因此属于“等同平衡”，必须用回归定值法，即1.2 mol＋3×0.6 mol/x＝3 mol, 0.4 mol＋0.6 mol/x＝1 mol，解得x＝1.

答案：B

8．一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，达到平衡后改变下述条件，SO3平衡浓度不改变的是

() A．保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3(g)

B．保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3(g)

C．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO2(g)

D．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar(g)

解析：A项温度和体积不变，充入1 mol SO3(g)，相当于增大了体系的压强，平衡要移动．B项温度和压强不变，充入1 mol SO3(g)，相当于加入1 mol SO2和0.5 mol O2，最终可建立等效平衡．C项温度和压强不变，充入1 mol SO2(g)，体积增大，平衡要移动．D项温度和压强不变，充入1 mol Ar(g)，相当于减压，平衡要移动．

答案：B

9．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%.其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是

() A．2 mol C

B．2 mol A, 1 mol B和1 mol He(不参加反应)

C．1 mol B和1 mol C

D．2 mol A, 3 mol B和3 mol C

解析：因该反应是一个气体体积不变的反应，因此只要n(A)∶n(B)＝1∶1即为等效平衡，因此将选项中各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行逐一分析：

起始物质

的量(mol)2A(g)＋B(g)3C(g)平衡时φ(A)

已知 2 2 0 a%

A 4

3

2

30 >a%

B 2 1 0 >a%

C 2

3

4

30

D 4 4 0 ＝a%

所以选A、B.

答案：AB

10．可用下图所示的图象表示的反应是

()

2

中由于乙的压强比甲小，故乙的化学反应速率小，到达平衡时间比甲长，不符合图象；D项中平衡时氨气的浓度应相同，不符合图象．

答案：C

11．氮化硅(Si 3N 4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制得：

(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内)； (2)该反应中的氧化剂是________，其还原产物是________； (3)该反应的平衡常数表达式为K ＝________；

(4)若知上述反应为放热反应，则其反应热ΔH ________零(填“大于”“小于”或“等于”)；升高温度，其平衡常数值________(填“增大”“减小”或“不变”)；

(5)若使压强增大，则上述平衡向________反应方向移动(填“正”或“逆”)； (6)若已知CO 生成速率为v (CO)＝18 mol/(L·min)，则N 2消耗速率为v (N 2)＝________mol/(L·min)．

解析：(1)利用氧化还原反应配平方法不难得出化学计量数分别为3、6、2、1、6. (2)根据化合价变化可判断出N 2为氧化剂，Si 3N 4为还原产物． (3)根据平衡常数的定义得出该反应的平衡常数表达式为K ＝c 6(CO)c 2(N 2).

(4)放热反应，ΔH <0.升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小．

(5)从配平后的化学方程式的化学计量数可以看出气态物质的计量数之和是生成物的大于反应物的，故增大压强可使平衡逆向移动．

(6)同样从上述化学方程式中的计量数关系中可以得出v (N 2)＝2

6×18 mol/(L·min)＝6

mol/(L·min)

答案：(1)3 6 2 1 6 (2)N 2 Si 3N 4

(3)c 6(CO)

c 2(N 2) (4)小于 减小 (5)逆 (6)6 12．在密闭容器中进行如下反应：m A(g)＋n B(g)

p C(g)，反应经5 min 达到平衡，

测得此时A 的浓度减小了a mol/L ，而C 的浓度增加了2

3a mol/L ，又知平均反应速率：v (C)

＝2v (B)．

(1)写出上述化学方程式中各物质的计量数：m ＝________， n ＝

________， p ＝________.

(2)压强一定时，C 的百分含量(C%)与温度、时间(T 表示温度，t 表示时间)的关系如右图所示．

由此可知，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应．

(3)该反应的平衡常数表示式为________；升高温度，K 值将________(填“增大”“减

小”或“不变”)．

解析：(1)根据速率之比等于计量数之比，即m ∶n ∶p ＝3∶1∶2，故m ＝3, n ＝1, p ＝2. (2)由图象可知T 1>T 2，升温C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应． (3)K ＝c 2(C)

c 3(A)·c (B)，升温K 减小．

答案：(1)3 1 2 (2)放热 (3)K ＝c 2(C)c 3(A)·c (B)

减小

13．一定条件下，在体积为3 L 的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu 2O/ZnO)∶CO(g)＋2H 2(g)

CH 3OH(g)．

根据题意和所给图象完成下列各题：

(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，氢气的平均反应速率v (H 2)＝________.

(3)在其他条件不变的情况下，对处于E 点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是

( )

a ．氢气的浓度减少

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n (H 2)/n (CH 3OH)增大

(4)据研究，反应过程中起催化作用的为Cu 2O ，反应体系中含少量CO 2有利于维持催化剂Cu 2O 的量不变，原因是____________________(用化学方程式表示)．

解析：(1)化学平衡常数为在一定温度下，某个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数．由图象可以看出，升高温度，平衡向左移动，K 值减小．

(2)v (CH 3OH)＝

n B

3t B

mol/(L·min)， v (H 2)＝2v (CH 3OH)＝2n B

3t B

mol/(L·min)．

(3)a 项缩小体积，无论平衡如何移动，H 2的浓度应增大；缩小体积，压强增大，速率加快，平衡正向移动，n (H 2)/n (CH 3OH)减小．

(4)加热时，CO 和H 2能够还原Cu 2O ，根据题给信息，CO 2能够抑制反应的条件，自然得出答案．

答案：(1)c (CH 3OH)

c (CO)· c 2(H 2) 减小

(2)2n B

3t B mol/(L·min) (3)bc (4)Cu 2O ＋CO

2Cu ＋CO 2