高三化学化学平衡常数复习题(附答案)

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高三化学化学平衡常数复习题(附答案)

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莲山 课件 w w w.5Y k J.C om

高三化学化学平衡常数复习题
1、下列有关平衡常数的说法正确的是(  )
A.已知K=
c2(CO2)•c6(H2)
c3(H2O)•c(CH3CH2OH)
,则对应的化学反应可以表示为:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
B.将某浓度氢氟酸溶液升高温度,氢氟酸的电离平衡常数Ka将变大
C.常温下,向纯水中加入碳酸钠固体,水的电离程度变大,Kw变大
D.化学平衡常数K与温度有关,随温度的升高,K可能增大也可能减小,或者不变
答案
A.平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,已知K=
C2(CO2)•C6(H2)
C3(H2O)•C(CH3CH2OH)
,则对应的化学反应可以表示为:CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 2CO2(g)+6H2(g),故A错误;
B.氢氟酸为弱酸,电离吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,则电离平衡常数Ka变大,故B正确;
C.Kw只受温度的影响,温度不变,Kw不变,故C错误;
D.温度变化,平衡发生移动,化学平衡常数一定变化,故D错误.
故选B.
2、反应A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g);△H=QkJ/mol.过程中的能量变化如图所示,回答下列问题.
(1)Q______0(填“>”、“<”或“=”)
(2)该反应平衡常数K的表达式为:______,其他条件不变升高温度K______(填“增大”“减小”“不变”),原因是______
(3)反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是:E1______,△H的变化是:△H______(填“增大”“减小”“不变”).
(4)反应在容积可变的密闭容器中进行,将容积缩小到原来一半,c(A)后______2c(A)原(填“>”、“<”或“=”),若将容积缩小到原来十分之一,A的浓度是开始时的8倍,则可能的原因是______.
 
答案
(1)由图象可知,反应物能量大于生成物的能量,该反应为放热反应,即Q<0,故答案为:<;
(2)A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g),反应的平衡常数K=
c2(C)c(D)
c(A)c(B)
;反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小,
故答案为:K=
c2(C)c(D)
c(A)c(B)
;减小;反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小;催化剂对反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小无影响,所以不改变反应热的大小,
故答案为:减小;不变;
(4)保持温度不变将容器的容积缩小到原来的一半,如平衡不移动,则A的浓度应增大为原来的2倍,由于容积缩小压强增大,平衡向逆方向移动,A的量增加,所以A的浓度应大于原来的2倍,即c(A)后>2c(A)原;若将容积缩小到原来十分之一,如平衡不移动,则A的浓度应增大为原来的10倍,已知A的浓度是开始时的8倍,说明平衡向正方向移动,则正方向变为体积减小的方向,说明C的状态或CD的状态不再是气态,即加压时C或CD液化,变为液体,
故答案为:>;加压时C或CD液化.
3、(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示,
 
其中a、c二步的化学方程式可表示为:SO2+V2O5⇌SO3+V2O4
4VOSO4+O2⇌2V2O5+4SO3.
该反应的催化剂是______(写化学式)
(2)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图2所示.将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.试计算反应2SO3⇌2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=______.
(3)550℃时,将2.0molSO2和1.0molO2置于5L密闭容器中,反应达平衡后,下列措施中能使
n(SO3)
n(SO2)
增大的是______
A.升高温度B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2molSO2和1molO2D.再充入1molSO2和1molO2
(4)维持温度不变条件下使之发生如下反应:2SO2+O2⇌2SO3,有两只密闭容器A和B.A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容.起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2:1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图3所示).
试填写下列空格:
A容器达到平衡时所需的时间比B容器______(填:“短”或“长”);平衡时A容器中SO2的转化率比B容器______(填:“大”或“小”);达到所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数______.
答案
(1)依据图1中的转化关系和化学方程式分析,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5⇌SO3+V2O4;C是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,故答案为:V2O5;
(2)体系总压强为0.10M Pa,此时二氧化硫的转化率为80%
2SO2+O2
催化剂
.


2SO3
起始量(mol) 2 1 0
变化量 (mol)2×0.8 0.8 2×0.8
平衡量 (mol) 0.4 0.2 1.6
平衡时各物质的浓度为:[SO2]=0.08mol/L,[O2]=0.04mol/L,[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K=
c2(SO3)
c2(SO2)c(O2)
=
0.322
0.082×0.04
=400 L•mol-1,
则反应2SO3⇌2SO2+O2在550℃时的平衡常数K=
1
400
=2.5×10-3 ;
故答案为:2.5×10-3;
(3)2SO2+O2
催化剂
.


2SO3,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析;
A.升高温度,平衡逆向进行,
n(SO3)
n(SO2)
比值减小,故A不符合;
B.充入He(g),使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,
n(SO3)
n(SO2)
比值不变,故B不符合;
C.再充入2molSO2和1molO2,相当于增大压强平衡正向进行,
n(SO3)
n(SO2)
比值增大,故C符合;
D.再充入1molSO2和1molO2,二氧化硫转化率增大,
n(SO3)
n(SO2)
比值增大,故D符合;
故答案为:故CD;
(4)因A容器保持恒压,反应过程中体积变小,浓度增大,根据浓度越大,化学反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以达到平衡所需时间A比B短,若A容器保持恒容,两容器建立的平衡等效,而实际上A容器体积减少,压强增大,平衡向正反应方向移动,所以A中SO2的转化率比B大;平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中建立的平衡与原平衡等效,所以SO3的体积分数不变,B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,B容器中SO3的体积分数增大;
故答案为:短;大;不变;增大.
4、Ⅰ.氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:
 
(1)图1是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式______
t/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如表:请完成下列问题;
①试比较K1、K2的大小,K1______K2(填写“>”、“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2b.υ(N2)(正)=3υ(H2)(逆)
c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数的值为______.当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为3mol和2mol、1mol时,则该反应的
υ(N2)(正)______υ(N2)(逆)(填写“>”、“=”或“<”=)
Ⅱ.沉淀物并非绝对不溶,且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同,同离子效应、络合
物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变.已知AgCl+Cl-═[AgCl2]-,图2是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况.
由以上信息可知:
(1)由图知该温度下AgCl的溶度积常数为______.
(2)AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是:______
(3)设计实验证明S(AgCl)>S(AgI)>S(Ag2S),实验方案是______.
(4)若在AgCl形成的浊液中滴加氨水有什么现象?______.发生反应的离子方程式为______.
答案
Ⅰ、(1)该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1;
(2)①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2,故答案为:K1>K2;
②a、容器内各物质的浓度之比等于计量数之比,不能证明正逆反应速率相等,故a错误;
b、不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,3υ(N2)(正)=υ(H2)(逆)是平衡状态,故b错误;
c、容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故c正确;
d、如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度始终不变,故d错误;
故答案为:c;
③化学平衡常数等于生成物浓度系数次方之积比反应物浓度系数次方之积,即K=
c2(NH3)
c(N2)•c3(H2)
,400℃时,
反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数和N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数互为倒数,即为2,
容器的体积为1L,NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为:3mol/L、2mol/L、1mol/L,时,
Qc=
c2(NH3)
c(N2)•c3(H2)
=
(3mol/L)2
(2mol/L)2•(1mol/L)3
=
3
4
(mol/l)-2<4(mol/l)-2,所以化学反应向正反应方向进行,
故答案为:2;>;
Ⅱ.(1)AgCl的溶度积常数Ksp=[Ag+][Cl-]=10-9mol/L•10-3mol/L=10-12(mol/L)2,故答案为:10-12(mol/L)2;
(2)根据沉淀溶解平衡:AgCl=Cl-+Ag+,将氯化银放在氯化钠中,Cl-抑制了AgCl的溶解,但Cl-浓度增大使AgCl形成络合物:AgCl+Cl-═[AgCl2]-,
故答案为:Cl-抑制了AgCl的溶解,但Cl-浓度增大使AgCl形成络合物:AgCl+Cl-═[AgCl2]-;
(3)根据S(AgCl)>S(AgI)>S(Ag2S),并且沉淀向着更难溶的物质转化,可以设计实验方案是:向AgCl悬浊液中滴加KI稀溶液(0.1mol/L),固体由白色转化为黄色,再向悬浊液中滴加同浓度Na2S稀溶液(0.1mol/L),固体由黄色转化为黑色,故答案为:向AgCl悬浊液中滴加KI稀溶液(0.1mol/L),固体由白色转化为黄色,再向悬浊液中滴加同浓度Na2S稀溶液(0.1mol/L),固体由黄色转化为黑色;
(4)氯化银能和氨水反应生成无色溶液,现象是:白色沉淀溶解,形成无色溶液,实质为:AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-,
故答案为:白色沉淀溶解,形成无色溶液;AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-.
5、钨是属于有色金属,也是重要的战略金属,钨矿在古代被称为“重石”.1783年被西班牙人德普尔亚发现黑钨矿也从中提取出钨酸,同年,用碳还原三氧化钨第一次得到了钨粉,并命名该元素.钨是的用途十分广,涉及矿山、冶金、机械、建筑、交通、电子、化工、轻工、纺织、军工、航天、科技、各个工业领域.现在高温下,在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨,其总反应为:WO3(s)+3H2(g)
高温

W(s)+3H2O(g)
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为______.
(2)某温度下反应达平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为______;随温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应正反应为______反应(填“吸热”或“放热”).
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度 25℃~550℃~600℃~700℃
主要成份 WO3W2O5WO2W
第一阶段反应的化学方程式为______;580℃时,固体物质的主要成分为______;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为______
(4)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+2I2(g)
1400℃

约3000℃
WI4(g).下列说法正确的有______.
A.灯管内的I2可循环使用
B.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
C.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
D.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢.
答案
(1)WO3(s)+3H2(g)
高温
.


W(s)+3H2O(g)的平衡常数k=
c3(H2O)
c3(H2)
,故答案为:
c3(H2O)
c3(H2)

(2)由反应方程式知,消耗的H2与生成的水的物质的量相等,故H2的平衡转化率为
3mol
2mol+3mol
×100%=60%,
升高温度,H2与水蒸气的体积比减小,说明升温时平衡向右移动,故正反应为吸热反应,
故答案为:60%,吸热;
(3)由表中主要成分与温度关系可知,第一阶段反应为WO3与H2反应是W2O5,同时还生成H2O,反应方程式为:
2WO3+H2
高温
.


W2O5+H2O,580℃时,温度介于550℃~600℃,固体为W2O5、WO2的混合物;
假定有2molWO3,由2WO3+H2
高温
.


W2O5+H2O、W2O5+H2
高温
.


2WO2+H2O、WO2+2H2
高温
.


W+2H2O可知,三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol:1mol:2mol×2=1:1:4,
故答案为:2WO3+H2
高温
.


W2O5+H2O,W2O5、WO2,1:1:4;
(4)由所给化学方程式知,挥发的W与I2结合形成气态WI4,由于气体运动的结果,WI4会与还没有挥发的W接触,在高温下WI4分解生成的W及I2,生成W附着在还没有挥发的W上,灯管内的I2可循环使用,故A、B对;灯管壁温度较低,WI4不会分解,故C错;升高温度,也能加快W与I2的反应速率,故D错,
故答案为:A、B.
 

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