1、 1 化学平衡常数的应用和计算化学平衡常数的应用和计算 【课堂训练课堂训练】 1 1某温度下，将某温度下，将 2 mol A2 mol A 和和 3 mol B3 mol B 充入一密闭容器中，发生充入一密闭容器中，发生 反应：反应：a aA(g)A(g)B(g)B(g)C(g)C(g)D(g)D(g)，5 min5 min 后达到平衡，已知后达到平衡，已知 该温度下其平衡常数该温度下其平衡常数K K1 1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来，若温度不变时将容器的体积扩大为原来 的的 1010 倍，倍，A A 的转化率不发生变化，则的转化率不发生变化，则( ( ) ) A Aa a3 3 B
2、Ba a2 2 C CB B 的转化率的转化率为为 40% 40% D DB B 的转化率为的转化率为 60%60% 解析：选解析：选 C C 温度不变，扩大容器体积温度不变，扩大容器体积( (相当于减小压强相当于减小压强) )时，时，A A 的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a a1 1，A A、B B 错误；错误； 设达到平衡时，设达到平衡时，B B 的转化量为的转化量为x x molmol，则，则 A A、B B、C C、D D 的平衡量分别为的平衡量分别为 (2(2x x)mol)mol、(3(3x x)mol)mol、x x mo
3、lmol、x x molmol，设容器体积为，设容器体积为 1 L1 L，则平衡，则平衡 常数常数K K1 1 x x 2 2 2 2x x3 3x x ，解得，解得x x1.21.2，B B 的转化率的转化率1.21.23 3 100%100%40%40%，C C 正确，正确，D D 错误。错误。 2 2 高 温 下 ， 某 反 应 达 到 平 衡 状 态 ， 平 衡 常 数 高 温 下 ， 某 反 应 达 到 平 衡 状 态 ， 平 衡 常 数K K c cC CO Oc cH H2 2O O c cCOCO2 2c cH H2 2 。恒容时，温度升高，。恒容时，温度升高，H H2 2浓度
4、减小。下列说法正浓度减小。下列说法正 确的是确的是( ( ) ) A A该反应的焓变为正值该反应的焓变为正值 B B恒温恒容下，增大压强，恒温恒容下，增大压强，H H2 2浓度一定减小浓度一定减小 C C升高温度，逆反应速率减小升高温度，逆反应速率减小 D D 该反应的化学方程式为 该反应的化学方程式为 CO(g)CO(g)H H2 2O(g)O(g)COCO2 2(g)(g)H H2 2(g)(g) 解析： 选解析： 选 A A 根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式根据平衡常数的表达式可得出该反应的化学方程式 为为 COCO2 2(g)(g)H H2 2(g)(g)CO(g)CO(g
5、)H H2 2O(g)O(g)；升高温度，正、逆反应速；升高温度，正、逆反应速 2 率均增大，率均增大，H H2 2浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变浓度减小，平衡正向移动，说明正反应是吸热的，焓变 为正值； 在恒温恒容下， 增大压强的方法有多种，为正值； 在恒温恒容下， 增大压强的方法有多种， H H2 2浓度变化不确定。浓度变化不确定。 3 3(20(202020南宁期末南宁期末) )反应反应 2NO(g)2NO(g)2H2H2 2(g)(g)=N=N2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g)中，中， 每生成每生成 7 g N7 g N2 2，放出，放出 166 kJ1
6、66 kJ 的热量，该反的热量，该反应的速率表达式为应的速率表达式为v v k kc c m m(NO) (NO)c c n n(H (H2 2)()(k k、m m、n n待测待测) )，其反应包含下列两步：，其反应包含下列两步： 2NO2NOH H2 2=N=N2 2H H2 2O O2 2( (慢慢) ) H H2 2O O2 2H H2 2=2H=2H2 2O(O(快快) ) T T 时测得有关实验数据如下：时测得有关实验数据如下： 序号序号 c c(NO)/(mol(NO)/(molL L 1 1) ) c c(H(H2 2)/(mol)/(molL L 1 1) ) 速率速率 /(
7、mol/(molL L 1 1 minmin 1 1) ) 0.006 00.006 0 0.001 00.001 0 1.81.81010 4 4 0.006 00.006 0 0.002 00.002 0 3.63.61010 4 4 0.001 00.001 0 0.006 00.006 0 3.03.01010 5 5 0.002 00.002 0 0.000.006 06 0 1.21.21010 4 4 下列说法错误的是下列说法错误的是( ( ) ) A A整个反应速率由第步反应决定整个反应速率由第步反应决定 B B正反应的活化能一定是正反应的活化能一定是 C C该反应速率表达式：
8、该反应速率表达式：v v5 0005 000c c 2 2(NO) (NO)c c(H(H2 2) ) D D该反应的热化学方程式为该反应的热化学方程式为 3 2NO(g)2NO(g)2H2H2 2(g)(g)=N=N2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g) H H664 kJ664 kJmolmol 1 1 解析：选解析：选 B B A A由、两反应知，反应过程中反应慢的反应由、两反应知，反应过程中反应慢的反应 决定反应速率， 整个反应速率由第步反应决定， 正确；决定反应速率， 整个反应速率由第步反应决定， 正确； B.B.反应慢，反应慢， 说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是说
9、明反应的活化能高，正反应的活化能一定是 ，错误；，错误；C.C.比比 较实验、数据可知，较实验、数据可知，N NO O 浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速 率增大一倍，比较实验、数据可知，率增大一倍，比较实验、数据可知，H H2 2浓度不变，浓度不变，NONO 浓度增大浓度增大 一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：v vkckc 2 2(NO) (NO)c c(H(H2 2) )， 依据实验中数据计算依据实验中数据计算k k5 0005 000，则速率表达式为，则速率表达式为v v5 5 000000c c 2
10、2(NO) (NO)c c(H(H2 2) )，正确；，正确；D.D.反应反应 2NO(g)2NO(g)2H2H2 2(g)(g)=N=N2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g) 中，每生成中，每生成 7 g N7 g N2 2放出放出 166 kJ166 kJ 的热量，生成的热量，生成 28 g N28 g N2 2放热放热 664 kJ664 kJ， 热化学方程式为热化学方程式为 2NO(g)2NO(g)2H2H2 2(g)(g)=N=N2 2(g)(g)2H2H2 2O(g)O(g) H H664 664 kJkJmolmol 1 1，正确。 ，正确。 4 4在一定温度下，已知以
11、下三个反应的平衡常数：在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应：反应：CO(g)CO(g)CuO(s)CuO(s)COCO2 2(g)(g)Cu(s)Cu(s) K K1 1 反应：反应：H H2 2(g)(g)CuO(s)CuO(s)CuCu(s)(s)H H2 2O(g)O(g) K K2 2 反应：反应：CO(g)CO(g)H H2 2O(g)O(g)COCO2 2(g)(g)H H2 2(g)(g) K K3 3 (1)(1)反应的平衡常数表达式为反应的平衡常数表达式为_。 (2)(2)反应的反应的K K3 3与与K K1 1、K K2 2的关系是的关系是K K3 3_。 解析
12、：解析：(2)(2)K K3 3 c cCOCO2 2c cH H2 2 c cCOCOc cH H2 2O O ，K K2 2 c cH H2 2O O c cH H2 2 ，结合，结合K K1 1 c cCOCO2 2 c cCOCO ，可知，可知K K3 3K K 1 1 K K2 2。 。 答案：答案：(1)(1)K K1 1c c COCO2 2 c cCOCO (2)(2)K K 1 1 K K2 2 5 5将固体将固体 NHNH4 4I I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应： NHNH4 4I(s)I(s)NHNH3 3(g)(g
13、)HI(g)HI(g)，2HI(g)2HI(g)H H2 2(g)(g)I I2 2(g)(g)。 4 达到平衡时：达到平衡时：c c(H(H2 2) )0.5 mol0.5 molL L 1 1， ，c c(HI)(HI)4 mol4 molL L 1 1，则此温度 ，则此温度 下反应的平衡常数为下反应的平衡常数为_。 解析：由平衡时解析：由平衡时 H H2 2的浓度，可求得反应分解消耗的浓度，可求得反应分解消耗 HIHI 的浓度，的浓度， c c分解 分解(HI)(HI)0.5 mol0.5 molL L 1 1 2 21 mol1 molL L 1 1，故式生成 ，故式生成c c(HI)
14、(HI)c c平衡 平衡 (HI)(HI)c c分解 分解(HI)(HI)4 mol4 molL L 1 1 1 m1 mololL L 1 1 5 mol5 molL L 1 1，则 ，则c c平衡 平衡(NH(NH3 3) ) 5 mol5 molL L 1 1，根据平衡常数表达式 ，根据平衡常数表达式K Kc c平衡 平衡(NH(NH3 3) )c c平衡平衡(HI)(HI)5 54 4 2020。 答案：答案：2020 6 6. .在恒容密闭容器中通入在恒容密闭容器中通入 CHCH4 4与与 COCO2 2， 使其物质的量浓度均为， 使其物质的量浓度均为 1.0 1.0 molmolL
15、 L 1 1，在一定条件下发生反应： ，在一定条件下发生反应：COCO2 2(g)(g)CHCH4 4(g)(g)2CO(g)2CO(g) 2H2H2 2(g)(g)，测得，测得 CHCH4 4的平衡转化率的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：与温度及压强的关系如图所示： 则：则： (1)(1)该反应的该反应的H H_(_(填“填“ ”)0)0。 (2)(2)压强压强p p1 1、p p2 2、p p3 3、p p4 4由大到小的关系为由大到小的关系为_。压强为。压强为p p4 4 时，在时，在b b点：点：v v( (正正)_()_(填“填“ ”) )v v( (逆逆) )。 (3)(3)
16、对于气相反应，用某组分对于气相反应，用某组分(B)(B)的平衡压强的平衡压强p p(B)(B)代替物质的量代替物质的量 浓度浓度c c(B)(B)也可表示平衡常数也可表示平衡常数( (记作记作K Kp p) )，则该反应的平衡常数的表达，则该反应的平衡常数的表达 式式K Kp p_；如果；如果p p4 40.36 MPa0.36 MPa，求，求a a点的平衡常数点的平衡常数K Kp p _。( (保留保留 3 3 位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分 压总压物质的量分数压总压物质的量分数) ) 解析：解析：(1)(1)根据图示，压强不变时，升高温
17、度，根据图示，压强不变时，升高温度，CHCH4 4的平衡转化率的平衡转化率 5 增大，说明平衡向正反应方向移动。根据升温时，平衡向吸热反应方增大，说明平衡向正反应方向移动。根据升温时，平衡向吸热反应方 向移动可知，正反应为吸热反应，向移动可知，正反应为吸热反应，H H00。(2)(2)该平衡的正反应为气体该平衡的正反应为气体 分子数增大的反应， 温度不变时， 降低压强， 平衡向正反应方向移动，分子数增大的反应， 温度不变时， 降低压强， 平衡向正反应方向移动， CHCH4 4的平衡转化率增大， 故的平衡转化率增大， 故p p4 4 p p3 3 p p2 2 p p1 1。 压强为。 压强为p
18、 p4 4时，时，b b点未达到平衡，点未达到平衡， 反应正向进行，故反应正向进行，故v v( (正正)v v( (逆逆) )。(3)(3)由用平衡浓度表示的平衡常数由用平衡浓度表示的平衡常数 类推可知，用平衡压强表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的平衡常数K Kp p p p 2 2 COCOp p 2 2 H H2 2 p pCOCO2 2p pCHCH4 4 。压。压 强为强为p p4 4时，时，a a点点 CHCH4 4的平衡转化率为的平衡转化率为 80%80%，则平衡时，则平衡时c c(CH(CH4 4) )c c(CO(CO2 2) ) 0.2 mol0.2 molL L 1
19、1， ，c c(CO)(CO)c c(H(H2 2) )1.6 mol1.6 molL L 1 1，则 ，则p p(CH(CH4 4) )p p(CO(CO2 2) ) p p4 4 0.20.2 0.20.22 21.61.62 2 1 1 1818p p 4 4，p p(CO)(CO)p p(H(H2 2) )p p4 4 1.61.6 0.20.22 21.61.62 2 8 8 1818p p 4 4，故，故K Kp p 8 8 1818p p 4 4 2 2 8 8 1818p p 4 4 2 2 1 1 1818p p 4 4 1 1 1818p p 4 4 8 8 4 4 p p
20、 2 2 4 4 1818 2 2 1.641.64。 答案：答案：(1)(1) (2)(2)p p4 4 p p3 3 p p2 2 p p1 1 (3)(3) p p 2 2 COCOp p 2 2 H H2 2 p pCOCO2 2p pCHCH4 4 1.641.64 7.7.三氯氢硅三氯氢硅(SiHCl(SiHCl3 3) )是制备硅是制备硅烷、多晶硅的重要原料。对于反应烷、多晶硅的重要原料。对于反应 2SiHCl2SiHCl3 3(g)(g)=SiH=SiH2 2ClCl2 2(g)(g)SiClSiCl4 4(g)(g) H H48 kJ48 kJmolmol 1 1，采用大 ，
21、采用大 孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在 323 K323 K 和和 343 K343 K 时时 SiHClSiHCl3 3的转的转 化率随时间变化的结果如图所示。化率随时间变化的结果如图所示。 (1)343 K(1)343 K 时反应的平衡转化率时反应的平衡转化率_%_%。平衡常数。平衡常数K K343 K 343 K 6 _(_(保留保留 2 2 位小数位小数) )。 (2)(2)比较比较a a、b b处反应速率大小：处反应速率大小：v va a_v vb b( (填“大于” “小于”填“大于” “小于” 或 “等于”或 “等于” ) )。 反应速率。 反应
22、速率v vv v正 正v v逆逆k k正正x x错误错误! !k k逆逆x x错误错误! !x x错误错误! !，k k正正、 k k逆 逆分别为正、逆向反应速率常数，分别为正、逆向反应速率常数，x x为物质的量分数，计算为物质的量分数，计算a a处的处的v v 正正 v v逆 逆 _(_(保留保留 1 1 位小数位小数) )。 解析解析 (1)(1)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短， 曲线曲线a a达到平衡的时间短，则曲线达到平衡的时间短，则曲线a a代表代表 343 K343 K 时时 SiHClSiHCl3 3的转化率的转化率 变化，
23、曲变化，曲线线b b代表代表 323 K323 K 时时 SiHClSiHCl3 3的转化率变化。的转化率变化。 由题图可知，由题图可知，343 K343 K 时反应的平衡转化率时反应的平衡转化率22%22%。设起始时。设起始时 SiHClSiHCl3 3(g)(g)的浓度为的浓度为 1 mol1 molL L 1 1，则有 ，则有 2SiHCl2SiHCl3 3(g)(g)=SiH=SiH2 2ClCl2 2(g)(g)SiClSiCl4 4(g)(g) 起始起始/(mol/(molL L 1 1) ) 1 1 0 0 0 0 转化转化/(mol/(molL L 1 1) 0.22 0.11
24、 0.11 ) 0.22 0.11 0.11 平衡平衡/(mol/(molL L 1 1) 0.78 0.11 0.11 ) 0.78 0.11 0.11 则则 343 K343 K 时该反应的平衡常数时该反应的平衡常数 K K343 343 K Kc c SiHSiH2 2ClCl2 2c cSiClSiCl4 4 c c 2 2 SiHClSiHCl3 3 0.11 mol0.11 molL L 1 12 2 0.78 mol0.78 molL L 1 12 2 0.020.02。 7 答案答案 (1)22(1)22 0.020.02 (2)(2)大于大于 1.31.3 8 8研究氮氧化物
25、的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。 升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是 2NO(g)2NO(g)O O2 2(g)(g) 2NO2NO2 2(g)(g)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象 的实质原因，查阅资料知：的实质原因，查阅资料知： 2NO(g)2NO(g)O O2 2(g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)的反应历程分两步：的反应历程分两步： 2NO(g)2NO(g)N N2 2O O2 2(g)(g)(快快) )
26、 v v1 1 正 正k k1 1 正正c c 2 2(NO) (NO) v v1 1 逆 逆k k1 1 逆逆c c(N(N2 2O O2 2) ) H H1 10 0 N N2 2O O2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)(慢慢) ) v v2 2 正 正k k2 2 正正c c(N(N2 2O O2 2) )c c(O(O2 2) ) v v2 2 逆逆k k2 2 逆逆c c 2 2(NO (NO2 2) ) H H2 20 0 请回答下列问题：请回答下列问题： (1)(1)一定温度下， 反应一定温度下， 反应 2NO(g)2NO(g)O O2 2(
27、g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)达到平衡状态，达到平衡状态， 请写出用请写出用k k1 1 正 正、k k1 1 逆逆、k k2 2 正正、k k2 2 逆逆表示的平衡常数表达式表示的平衡常数表达式K K_， 根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是_(_(填填 字母字母) )。 8 a ak k2 2 正 正增大增大，c c(N(N2 2O O2 2) )增大增大 b bk k2 2 正 正减小减小，c c(N(N2 2O O2 2) )减小减小 c ck k2 2 正 正增大增大，c c(N(N2 2O O2 2) )减小减小
28、 d dk k2 2 正 正减小减小，c c(N(N2 2O O2 2) )增大增大 (2)(2)由实验数据得到由实验数据得到v v2 2 正 正c c(O(O2 2) )的关系可用如图表示。当的关系可用如图表示。当 x x 点升点升 高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为_(_(填填 字母字母) )。 解析：解析：(1)(1)由反应达到平衡状态可知，由反应达到平衡状态可知，v v1 1 正 正v v1 1 逆逆、v v2 2 正正v v2 2 逆逆，所以，所以 v v1 1 正 正v v2 2 正正v v1 1 逆逆v v2 2
29、逆逆，即，即k k1 1 正正c c 2 2(NO) (NO)k k2 2 正 正c c(N(N2 2O O2 2) )c c(O(O2 2) )k k1 1 逆逆c c(N(N2 2O O2 2) ) k k2 2 逆 逆c c 2 2(NO (NO2 2) )，则，则K K c c 2 2 NONO2 2 c c 2 2 NONOc cO O2 2 k k 1 1正正k k2 2正正 k k1 1逆 逆k k2 2逆逆。 。 (2)(2)因为决定因为决定 2NO(g)2NO(g)O O2 2(g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)速率的是反应，速率的是反应， 升高温度，升高温度，v v2
30、 2 正 正减小，平衡向逆反应方向移动，减小，平衡向逆反应方向移动，c c(O(O2 2) )增大，因此当增大，因此当 x x 点升高点升高到某一温度时，到某一温度时，c c(O(O2 2) )增大，增大，v v2 2 正 正减小，符合条件的点为减小，符合条件的点为 a a。 答案：答案：(1)(1)k k 1 1正正k k2 2正正 k k1 1逆 逆k k2 2逆逆 c c (2)a (2)a 9.9.顺顺1,21,2二甲基环丙烷和反二甲基环丙烷和反1 1，2 2二甲基环丙烷可发生如下转二甲基环丙烷可发生如下转 化：化： 该反应的速率方程可表示为：该反应的速率方程可表示为：v v( (正正
31、) )k k( (正正) )c c( (顺顺) )和和v v( (逆逆) ) k k( (逆逆) )c c( (反反) )，k k( (正正) )和和k k( (逆逆) )在一定温度时为常数，分别称作正、逆在一定温度时为常数，分别称作正、逆 反应速率常数。回答下列问题：反应速率常数。回答下列问题： 9 (1)(1)已知：已知：t t1 1温度下，温度下，k k( (正正) )0.006 s0.006 s 1 1， ，k k( (逆逆) )0.002 s0.002 s 1 1，该 ，该 温度下反应的平衡常数值温度下反应的平衡常数值K K1 1_； 该反应的活化能； 该反应的活化能E Ea a(
32、(正正) )小于小于 E Ea a( (逆逆) )，则，则H H_0(_0(填“小于” “等于”或“大于”填“小于” “等于”或“大于”) )。 (2)(2)t t2 2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分温度下，图中能表示顺式异构体的质量分 数随时间变化的曲线是数随时间变化的曲线是_(_(填曲线编号填曲线编号) )，平，平 衡常数值衡常数值K K2 2_；温度；温度t t2 2_t t1 1( (填“小填“小 于 ” “ 等 于 ” 或 “ 大 于 ”于 ” “ 等 于 ” 或 “ 大 于 ” ) ) ， 判 断 理 由 是， 判 断 理 由 是 _。 解析：解析： (1)(1)根据根据v
33、v( (正正) )k k( (正正) )c c( (顺顺) )、k k( (正正) )0.006 s0.006 s 1 1， 则 ， 则v v( (正正) ) 0.0060.006c c( (顺顺) )；k k( (逆逆) )0.002 s0.002 s 1 1 ，v v( (逆逆) )k k( (逆逆) )c c( (反反) ) 0.0020.002c c( (反反) )；化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则；化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则 0.0060.006c c( (顺顺) ) 0.0020.002c c( (反反) )，K K1 1c c( (反反)/)/c c( (顺顺) )
34、0.0060.0060.0020.0023 3；该反应的活化；该反应的活化 能能E Ea a( (正正) )小于小于E Ea a( (逆逆) )， 说明断键吸收的能量小于成键释放的能量， 即， 说明断键吸收的能量小于成键释放的能量， 即 该反应为放热反应，则该反应为放热反应，则H H小于零。小于零。 (2)(2)反应开始时，反应开始时，c c( (顺顺) )的浓度大， 单位时间的浓度变化大，的浓度大， 单位时间的浓度变化大，w w( (顺顺) ) 的的变化也大，故变化也大，故 B B 曲线符合题意，设顺式异构体的起始浓度为曲线符合题意，设顺式异构体的起始浓度为x x，该，该 可逆反应左右物质的
35、化学计量数相等，均为可逆反应左右物质的化学计量数相等，均为 1 1，则平衡时，顺式异构，则平衡时，顺式异构 体为体为 0.30.3x x， 反式异构体为， 反式异构体为 0.70.7x x， 所以平衡常数值， 所以平衡常数值K K2 20.70.7x x0.30.3x x7 7 3 3， ， 因为因为K K1 1K K2 2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，所以温度，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，所以温度 t t2 2大于大于t t1 1。 答案：答案：(1)3(1)3 小于小于 (2)B(2)B 7 7 3 3 大于 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动放热反应升高
36、温度时平衡向逆反应方向移动 10.10.H H2 2S S与与COCO2 2在高温下发生反应：在高温下发生反应： H H2 2S(g)S(g)COCO2 2(g)(g)COS(g)COS(g) H H2 2O(g)O(g)。在。在 610 K610 K 时，将时，将 0.10 mol CO0.10 mol CO2 2与与 0.40 mol H0.40 mol H2 2S S 充入充入 2.5 L2.5 L 10 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 0.020.02。 H H2 2S S 的平衡转化率的平衡转化率1 1_%_%，反应平衡常数，反应平衡
37、常数K K _。 在在 620 K620 K 重复实验，平衡后水的物质的量分数为重复实验，平衡后水的物质的量分数为 0.030.03，H H2 2S S 的的 转化率转化率2 2_1 1，该反应的，该反应的H H_0_0。( (填“填“ ” “ B B 1111 (2019(2019 全国卷 全国卷) )水煤气水煤气变换变换CO(g)CO(g)H H2 2O(g)O(g)COCO2 2(g)(g) H H2 2(g)(g)是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工 等工业领域中。回答下列问题：等工业领域中。回答下列问题： (1)Sh
38、ibata(1)Shibata 曾做过下列实验：使纯曾做过下列实验：使纯 H H2 2缓慢地通过处于缓慢地通过处于 721 721 下的过量氧化钴下的过量氧化钴 CoO(s)CoO(s)， 氧化钴部分被还原为金属钴， 氧化钴部分被还原为金属钴 Co(s)Co(s)， 平衡后， 平衡后 气体中气体中 H H2 2的物质的量分数为的物质的量分数为 0.025 00.025 0。 在同一温度下用在同一温度下用 C CO O 还原还原 CoO(s)CoO(s)，平衡后气体中，平衡后气体中 COCO 的物质的的物质的 量分数为量分数为 0.019 20.019 2。 根据上述实验结果判断，还原根据上述实
39、验结果判断，还原 CoO(s)CoO(s)为为 Co(s)Co(s)的倾向是的倾向是 CO_HCO_H2 2( (填“大于”或“小于”填“大于”或“小于”) )。 (2)721 (2)721 时，在密闭容器中将等物质的量的时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)CO(g)和和 H H2 2O(g)O(g)混混 合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 H H2 2的物质的量分的物质的量分 数为数为_(_(填标号填标号) )。 A A0.250.25 B B0.250.25 C C0.250.250.500.50 D D0.500.50 E E0
40、.500.50 解析：解析：(1)(1)根据题目提供的实验数据可知，用根据题目提供的实验数据可知，用 H H2 2还原还原 CoOCoO 制取金制取金 属属 CoCo，反应的，反应的化学方程式为化学方程式为 H H2 2(g)(g)CoO(s)CoO(s)Co(s)Co(s)H H2 2O(g)O(g)， 平衡混合气体中平衡混合气体中 H H2 2的物质的量分数为的物质的量分数为 0.025 0, 0.025 0, K K1 1c c(H(H2 2O)/O)/c c(H(H2 2) ) (1(10.025 0)/0.025 00.025 0)/0.025 03939；COCO 还原还原 CoO
41、CoO 制取金属制取金属 CoCo 的化学方程式的化学方程式 为为 CO(g)CO(g)CoO(s)CoO(s)Co(s)Co(s) COCO2 2(g)(g)，平衡混合气体中，平衡混合气体中 COCO 的的 物质的量分数为物质的量分数为 0.019 20.019 2，K K2 2c c(CO(CO2 2)/)/c c(CO)(CO)(1(10.019 2)/0.019 2 0.019 2)/0.019 2 51.0851.08。K K1 1K K2 2，说明还原，说明还原 CoOCoO 制取金属制取金属 CoCo 的倾向的倾向 COCO 大于大于 H H2 2。 12 (2)H(2)H2 2
42、(g)(g)CoO(s)CoO(s)Co(s)Co(s) H H2 2O(g)O(g) CO(g)CO(g)CoO(s)CoO(s)Co(s)Co(s) COCO2 2(g)(g) 根据盖斯定律，可得根据盖斯定律，可得 CO(g)CO(g)H H2 2O(g)O(g)COCO2 2(g)(g) H H2 2(g)(g) 设起始设起始 COCO、H H2 2O O 的物质的量为的物质的量为a a molmol，转化的物质的量为，转化的物质的量为x x molmol， 容器容积为容器容积为 1 L1 L，则：，则： CO(g)CO(g)H H2 2O(g)O(g)COCO2 2(g)(g)H H2
43、 2(g)(g) 起始起始/(mol/(molL L 1 1) )a a a a 0 0 0 0 转化转化/(mol/(molL L 1 1) ) x x x x x x x x 平衡平衡/(mol/(molL L 1 1) ) a ax x a ax x x x x x 则该反应的则该反应的K Kx x 2 2/( /(a ax x) ) 2 2 K K2 2/ /K K1 1 1.311.31，求得：，求得：x x0.5340.534a a， 则平衡时则平衡时 H H2 2的物质的量分数约为的物质的量分数约为0.534 0.534a a 2 2a a 0.2670.267。 答案：答案：(
44、1)(1)大于大于 (2)C(2)C 13 【知识【知识总结总结】 一一 化学平衡常数的概念及应用化学平衡常数的概念及应用 1 1概念概念 在一定温度下， 当一个可逆反应达到化学平衡时， 生成物在一定温度下， 当一个可逆反应达到化学平衡时， 生成物浓度幂浓度幂 之积之积与反应物与反应物浓度幂之积浓度幂之积的比值是一个常数，用符号的比值是一个常数，用符号K K表示。表示。 2 2表达式表达式 (1)(1)对于反应对于反应m mA(g)A(g)n nB(g)B(g)p pC(g)C(g)q qD(g)D(g)，K K c c p p C Cc c q q D D c c m m A Ac c n
45、n B B 。 如：如：C(s)C(s)H H2 2O(g)O(g)CO(g)CO(g)H H2 2(g)(g)的平衡常数表达式的平衡常数表达式K K c cCOCOc cH H2 2 c cH H2 2O O 。 名师点拨名师点拨 固体和纯液体物质的浓度视为常数， 通常不写入固体和纯液体物质的浓度视为常数， 通常不写入 平衡常数表达式中，但水蒸气需写入。平衡常数表达式中，但水蒸气需写入。 计算时，代入平衡常数表达式的浓度是平衡浓度。计算时，代入平衡常数表达式的浓度是平衡浓度。 (2)(2)化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数，当化学反应化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数，当化学反应
46、 方向改变或化学计量数改变时，化学平衡常数也发生改变，例如：方向改变或化学计量数改变时，化学平衡常数也发生改变，例如： 化学方程式化学方程式 平衡常数表达式平衡常数表达式 相互关相互关 系系 2NH2NH3 3(g)(g)N N2 2( (g)g) 3H3H2 2(g)(g) K K1 1c c N N2 2c c 3 3 H H2 2 c c 2 2 NHNH3 3 K K1 1 1 1 K K2 2 ( (用用K K2 2表表 示示) ) K K3 3 N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)(g) 2NH2NH3 3(g)(g) K K2 2 c c 2 2 NHNH3 3 c cN N2 2c c 3 3 H H2 2 14 1 1 2 2N N 2 2(g)(g)3 3 2 2H H 2 2(g)(g) NHNH3 3(g)(g) K K3 3 c cNHNH3 3 c c 1 2 N N2 2c c 3 2 H H2 2 K K2 2 ( (或或K K 1 2 2 2)()(用用K K2 2 表示表示) ) 实例实例 已知下列反应在某温度下的平衡常数：已知下列反应在某温度下的平衡常数： H H2 2(g)(g)S(s)S(s)H H2 2S(g
