1、第第 2 课时课时 化学平衡常数化学平衡常数 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.下列有关化学平衡常数的描述中正确的是( ) A.化学平衡常数的大小取决于化学反应本身，与其他外界条件无关 B.相同温度下，反应 A(g)B(g)C(g)与反应 C(g)A(g)B(g)的化学平衡 常数相同 C.反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0 的化学平衡常数随温度升高而增大 D.反应 A(g)B(g)2C(g)的平衡常数表达式为 K c2（C） c（A） c（B） 答案 D 解析 A.化学平衡常数的大小取决于化学反应本身，并且只与温度有关，A 项错 误；B.相同温度下，反应 A(g)B
2、(g)C(g)与反应 C(g)A(g)B(g)的化学 平衡常数互为倒数，B 项错误；C.反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H0 的化 学平衡常数随温度升高而减小，C 项错误；D.反应 A(g)B(g)2C(g)的平衡常 数达式为 K c2（C） c（A） c（B），D 项正确。 2.2 000 K 时，反应 CO(g)1 2O2(g) CO2(g)的平衡常数为 K，则相同温度下反 应 2CO2(g)2CO(g)O2(g)的平衡常数 K为( ) A.1 K B.K2 C. 1 K2 D. 1 K1 2 答案 C 解析 平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应，K c（CO
3、2） c（CO） c1 2（O2） ，Kc 2（CO） c（O2） c2（CO2） ，所以 K 1 K2。 3.关于平衡常数 K，下列说法中正确的是( ) A.K 值越大，反应越容易进行 B.对任一给定的可逆反应，温度升高，K 值增大 C.对同一可逆反应 K 值越大，反应物的转化率越高 D.加入催化剂或增大反应物浓度，K 值将增大 答案 C 解析 对于给定的可逆反应，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，但反应 不一定容易进行，A 项错误，C 项正确；化学平衡常数与催化剂和反应物浓度无 关，只与温度有关，与温度的关系视具体反应而定，B、D 项错误。 4.下列关于平衡常数 K 的说法中，正确的是
4、( ) 平衡常数K只与反应本身及温度有关 改变反应物浓度或生成物浓度都会改 变平衡常数 K 加入催化剂不改变平衡常数 K 平衡常数 K 只与温度有关， 与反应的本身及浓度、压强无关 A. B. C. D. 答案 D 解析 平衡常数 K 是一个温度常数，只与反应本身及温度有关，催化剂不能改变 化学平衡，故加入催化剂不改变平衡常数 K。 5.将 4 mol SO2与 2 mol O2放入 4 L 的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡： 2SO2O22SO3，测得平衡时 SO3的浓度为 0.5 mol L 1。则此条件下的平衡常 数 K 为( ) A.4 B.0.25 C.0.4 D.0.2 答案
5、 A 平衡时各自的浓度 c(SO2)0.5 mol L 1，c(O 2)0.25 mol L 1，c(SO 3)0.5 mol L 1，K 0.52 0.520.254。 6.常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子O有很强的杀菌消毒能力，发生的反 应如下：( ) 反应：O3O2O H0 平衡常数为 K1 反应：OO32O2 H0 平衡常数为 K2 总反应：2O33O2 H0 平衡常数为 K 下列叙述正确的是( ) A.降低温度，K 减小 B.KK1K2 C.增大压强，K2减小 D.升高温度，K1增大 答案 D 解析 A.降低温度，K 增大，故 A 错误；B.方程式相加，平衡常数应该相乘，因 此
6、 KK1 K2，故 B 错误；C.增大压强，平衡常数不变，故 C 错误；D.反应为吸 热反应，升高温度，K1增大，D 正确。 7.在一定温度下的密闭容器中，加入 1 mol CO 和 1 mol H2O 发生反应：CO(g) H2O(g)CO2(g)H2(g)，达到平衡时测得 n(H2)0.5 mol，下列说法不正确的 是( ) A.在该温度下，反应的平衡常数 K1 B.平衡常数与反应温度无关 C.CO 的平衡转化率为 50% D.平衡时 n(H2O)0.5 mol 答案 B 解析 CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g） 起始/mol1100 转化/mol0.50.50.50.5 平衡/
7、mol0.50.50.50.5 由化学方程式及以上数据判断可得 A、C、D 项正确；平衡常数与反应温度有关， B 项错误。 8.下列有关平衡常数的说法正确的是( ) A.改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大 B.2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数表达式为 Kc 2（NO2） c（N2O4） C.对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D.CO2(g) H2(g) 催化剂 高温 CO(g) H2O(g) 的 平 衡 常 数 表 达 式 为K c（CO） c（H2O） c（CO2） c（H2） 答案 D 解析 A 项，平衡常数只随温度变化，错误；B 项，该反应的
8、平衡常数的表达式 为 Kc（N 2O4） c2（NO2），错误；C 项，对于给定的可逆反应，正、逆反应的平衡常数互 为倒数，错误。 9.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 mol L 1，c(HI)4 mol L 1，则此温度下反应的平衡常数为( ) A.9 B.16 C.20 D.25 答案 C 解析 平衡时 c(HI)4 mol L 1，HI 分解生成 H 2的浓度为 0.5 mol L 1，NH 4I 分 解生成的 HI 的浓度为 4 mol L 120.5 m
9、ol L15 mol L1，所以 NH 4I 分解生 成的NH3的浓度为5 mol L 1， 故反应的平衡常数Kc(NH 3) c(HI)5420。 10.化学平衡常数 K 的数值大小是衡量化学反应进行程度的标志。 常温下， 下列反 应的平衡常数的数值如下： 2NO(g)N2(g)O2(g) K111030 2H2(g)O2(g)2H2O(l) K221081 2CO2(g)2CO(g)O2(g) K3410 92 下列说法正确的是( ) A.常温下，NO 分解产生 O2的平衡常数表达式为 K1c(N2) c(O2)/c (NO) B.常温下，水分解产生 O2，此时平衡常数的数值为 510 8
10、0 C.常温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NO H2OCO2 D.以上说法都不正确 答案 C 解析 由反应可知， NO分解产生O2的平衡常数表达式为K1c（N 2） c（O2） c2（NO） ， A错 误 ； 反 应 2H2(g) O2(g)2H2O(l) 的K2 21081， 则 反 应 2H2O(l)2H2(g)O2(g)的平衡常数为 K 1 K2 1 21081510 82，B 错误；常 温下，NO、H2O、CO2三种化合物分解放出 O2的平衡常数 K 逐渐减小，则分解 放出 O2的倾向由大到小的顺序为 NOH2OCO2，C 正确，D 错误。 1
11、1.已知某温度下，反应 H2(g)S(s)H2S(g)的平衡常数为 K1、反应 S(s) O2(g)SO2(g)的平衡常数为 K2。则该温度下反应 H2(g)SO2(g)O2(g) H2S(g)的平衡常数为( ) A.K1K2 B.K1K2 C.K1 K2 D.K1/K2 答案 D 解析 在反应中应注意 S 为固体，故 K1c（H 2S） c（H2） ，K2c（SO 2） c（O2） ，反应 H2(g) SO2(g)O2(g)H2S(g)的平衡常数 Kc（O 2） c（H2S） c（H2） c（SO2） K1 K2。 12.(拔高题)下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分
12、别如下表 所示： 化学反应 平衡常数 温度 973 K 1 173 K Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g) H1 K1 1.47 2.15 Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g) H2 K2 2.38 1.67 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H3 K3 ？ ？ 则下列说法正确的是( ) A.H10，H20 B.反应的反应热满足关系：H2H1H3 C.反应的平衡常数满足关系：K1K3K2 D.升高温度 K3增大 答案 B 解析 由表中数据可知，升高温度，K1增大，K2减小，说明 H10，H20， A 错误；根据盖斯定律，由可得，则有 H2H1H3，B 正确；由于
13、反应，则有，故平衡常数满足关系：K1 K3K2，C 错误； 反应的 H3H2H1， 由于 H10、 H20， 则 H30， 升温度 K3减小， D 错误。 二、非选择题(本题包括 3 小题) 13.对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能 减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：2NO(g)2CO(g) 催化剂 N2(g) 2CO2(g) H0。一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同 时间的 NO 和 CO 浓度如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/ mol L 1 1.00 10 3 4.50 10 4 2.50 10 4 1.5
14、0 10 4 1.00 10 4 1.00 10 4 c(CO)/ mol L 1 3.60 10 3 3.05 10 3 2.85 10 3 2.75 10 3 2.70 10 3 2.70 10 3 (1)写出该反应的平衡常数表达式_。 (2)前 2 s 内的平均反应速率 v(N2)_；达到平衡时，CO 的转化率为 _。 答案 (1)K c（N2） c2（CO2） c2（NO） c2（CO） (2)1.87510 4 mol L1 s1 25% 解析 (1)反应 2NO(g)2CO(g) 催化剂 N2(g)2CO2(g)的平衡常数表达式为 K c（N2） c2（CO2） c2（NO） c2
15、（CO）。 (2)v(NO)（1.000.25）10 3 mol L1 2 s 3.7510 4 mol L1 s1，由 2NO(g) 2CO(g) 催化剂 N2(g)2CO2(g)可知，v(N2)1 2v(NO) 3.7510 4 mol L1 s1 2 1.87510 4 mol L1 s1；CO 转化率参加反应的CO物质的量浓度 CO初始物质的量浓度 100% （3.602.70）10 3 mol L1 3.6010 3 mol L1100%25%。 14.一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的 CO2气体，发生反 应：Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g) H0，C
16、O2的浓度与时间的关系曲线如 图所示。 010 min 内， 用 CO 表示的化学反应速率为_， 该反应 平衡常数的表达式为_，该条件下反应的平衡 常数为_；若铁粉足量，CO2的起始浓度为 2.0 mol L 1，则平衡时 CO 2的 浓度为_ mol L 1。 答案 0.1 mol/(L min) K c（CO） c（CO2） 2.0 1.33 解析 用 CO 表示的化学反应速率 v(CO)v(CO2)(1.50.5) mol L 1 10 min 0.1 mol L 1 min1，该反应的平衡常数表达式为 Kc(CO)/c(CO 2)；平衡时 CO2和 CO 的浓度分别为 0.5 mol
17、L 1 和 1.0 mol L 1， 平衡常数 Kc(CO)/c(CO 2)1.0/0.5 2.0；若 CO2的起始浓度为 2.0 mol L 1，根据化学方程式可知，参与反 应 CO2的浓度与生成 CO 的浓度相等，设为 x mol L 1，则平衡时二氧化碳的浓度 为(2.0 x) mol L 1，Kc(CO)/c(CO 2)x/(2.0 x)2.0，则 x1.33。 15.煤化工中常需研究反应在不同温度下的平衡常数，C、CO 与水蒸气之间的相 互反应是煤化工中的重要反应。 (1)已知在一定温度下： C(s)CO2(g)2CO(g) K C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) K1 CO(
18、g)H2O(g)H2(g)CO2(g) K2 则 K、K1、K2之间的关系是_。 (2)已知反应CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)在500 时的平衡常数为9。 在500 时，若 CO、H2O 的起始浓度为 0.020 mol L 1，则在该条件下，CO 的最大转化率 为_。 (3)向 V L 的密闭容器中通入 10 mol CO 和 10 mol 水蒸气，在 T 下达到平衡时， 急速除去水蒸气(除水蒸气时其他物质的物质的量不变)，将混合气体点燃，测得 放出的热量为 2 842 kJ(已知该条件下 1 mol CO 完全燃烧放出 283 kJ 热量，1 mol H2完全燃烧放出 286
19、 kJ 热量)，则 T 时该反应的平衡常数 K_。 答案 (1)KK1 K2(或 K1K K2) (2)75% (3)0.44 解析 (1)由于 Kc 2（CO） c（CO2），K1 c（H2） c（CO） c（H2O） ，K2 c（H2） c（CO2） c（CO） c（H2O）， 则K1 K2 c2（CO） c（CO2），故 K K1 K2。 (2)设平衡时 H2的浓度为 x mol L 1，则 CO（g）H2O（g）H2（g）CO2（g） 起始（mol L 1） 0.0200.02000 转化（mol L 1） xxxx 平衡（mol L 1） 0.020 x0.020 xxx 根据题意可知，K x2 （0.020 x）29，解得 x0.015，则 CO 的转化率 (CO) 0.015 0.020100%75%。(3)设反应中消耗 CO 的物质的量为 x mol，则平衡时 CO、 H2O(g)、H2、CO2的物质的量分别为(10 x) mol、(10 x) mol、x mol、x mol。根 据 CO 和 H2完全燃烧时的放热数据可得，283(10 x)286x2 842，解得 x 4，T 时，该反应的平衡常数 K （x/V）2 （10 x）/V2 42 620.44。