化学平衡常数知识点题库

一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数．在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便．下列说法不正确的是（）

A . 对于C₂H₄ （g）+H₂O（g）⇌C₂H₅OH（g），在一定条件下达到平衡状态时，体系的总压强为P，其中C₂H₄（g）、H₂O（g）、C₂H₅OH（g）均为2 mol，则用分压表示的平衡常数K_p= $\text{[math]}$ B . 恒温恒压下，在一容积可变的容器中，N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）达到平衡状态时，N₂、H₂、NH₃各1mol，若此时再充入3mol N₂ ，则平衡正向移动 C . 恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）⇌2C（g）达到平衡时，A、B和 C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol，若此时A、B和C均减少1 mol，平衡逆向移动 D . 对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度有关

下列叙述不正确的是（）

A . 强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强 B . 影响化学平衡常数的因素是温度 C . 放热反应不一定能自发进行，而吸热反应也可能自发进行 D . 熵增大的反应其焓变一定增大，焓变增大的反应其熵不一定增大

T℃时，某一气态平衡体系中含有X（g）、Y（g）、Z（g）、W（g）四种物质，此温度下发生反应的平衡常数表达式为：K= $\text{[math]}$ ，有关该平衡体系的说法正确的是（）

A . 升高温度，平衡常数K增大 B . 升高温度，若混合气体的平均相对分子质量变小，则正反应是放热反应 C . 增大压强，W（g）体积分数增加 D . 增大X（g）浓度，平衡向正反应方向移动

向2L的密闭容器中充入7.6mol NO和3.8mol O₂ ，发生如下反应：

①2NO（g）＋O₂（g） $\text{[math]}$ 2NO₂（g）

②2NO₂（g） $\text{[math]}$ N₂O₄（g）

测得NO₂和N₂O₄的浓度变化如图所示，0～10min维持容器温度为T₁℃，10min后升高并维持容器的温度为T₂℃。下列说法正确的是（）

A . 前5min的平均反应速率v（N₂O₄）＝0.18mol·L^－¹·s^－¹ B . T₁℃时反应②的化学平衡常数K＝0.6 C . 反应①、②均为吸热反应 D . 若起始时向该容器中充入3.6mol NO₂和2.0mol N₂O₄ ， T₁℃达到平衡时，N₂O₄的转化率为10%

在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g) $\text{[math]}$ M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：

实验编号	温度/℃	起始时物质的量/mol		平衡时物质的量/mol
实验编号	温度/℃	n(X)	n(Y)	n(M)
①	700	0.40	0.10	0.090
②	800	0.10	0.40	0.080
③	800	0.20	0.30	A
④	900	0.10	0.15	B

下列说法正确的是(　　)

A . 实验①中，若5 min时测得n(M)=0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)=1.0×10^-2mol·L^-1·min^-1 B . 实验②中，该反应的平衡常数K=2.0 C . 实验③中，达到平衡时，X的转化率为60% D . 实验④中，达到平衡时，b > 0.060

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（1） Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O₂)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数K（300℃）K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c₀ ，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)=1∶1的数据计算K（400℃）=（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O₂)过低、过高的不利影响分别是。
（2） Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl₂(s)=CuCl(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₁=83 kJ·mol^-1

CuCl(s)+ $\text{[math]}$ O₂(g)=CuO(s)+ $\text{[math]}$ Cl₂(g) ΔH₂=-20 kJ·mol^-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl₂(s)+H₂O(g) ΔH₃=-121 kJ·mol^-1

则4HCl(g)+O₂(g)=2Cl₂(g)+2H₂O(g)的ΔH= kJ·mol^-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是。（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气L（标准状况）

传统硅酸盐材料因其耐高温、抗腐蚀、强度高等优异性能，被广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。某硅酸盐材料的主要成分为氧化钙、二氧化硅，并含有一定量铁、铝及镁的氧化物，某研究小组设计以下流程测定该硅酸盐材料中钙的含量（如下图所示）。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：(金属离子浓度以0.1mol·L^-1计)

沉淀物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Ca(OH)₂	Al(OH)₃	Mg(OH)₂
开始沉淀pH	2.7	7.6	12.3	4.0	8.0
完全沉淀pH	3.7	9.6	14.3	5.2	12.4

回答下列问题：

（1）酸浸后，加入双氧水所发生反应的离子方程式为。为提高钙的浸出率，可以采取的措施是。（任写一种）
（2）沉淀B的成分为。调节滤液Ⅰ的pH为4~5，加入的物质可以是。
A．CaCO₃ B．Ca(OH)₂ C．氨水 D．MgO
（3）向滤液Ⅱ中加足量草酸铵溶液，在水浴上保温陈化2小时，冷却到室温，过滤、洗涤沉淀。将得到的CaC₂O₄沉淀溶解在硫酸中，并稀释配成250m溶液。用移液管量取25.00mL溶液于锥形瓶中，用KMnO₄标准溶液滴定。滴定时发生反应的离子方程式为。若实验中所取样品质量为4.00g，KMnO₄标准溶液浓度为0.0500mol/L，平行滴定3次用去KMnO₄标准溶液体积平均值为36.00mL，则该硅酸盐样品中钙的质量分数为。
（4）在保温沉钙环节，若样品中镁的含量过高，会导致最终测定结果产生较大误差。试从理论上计算，加草酸铵溶液沉钙时，溶液中镁离子的浓度最高不能超过mol/L。（已知：Ksp(CaC₂O₄) = 4.00×10^-9 ， Ksp(MgC₂O₄) = 4.83×10^-6）

已知电离平衡常数K₁（H₂SO₃）> K₁（H₂CO₃）≈K₂（H₂SO₃）>K₂（H₂CO₃），则溶液中不可以大量共存的离子组是（）

A . SO₃^2-、HCO₃^- B . HSO₃^-、HCO₃^- C . HSO₃^-、CO₃^2- D . SO₃^2-、CO₃^2-

某温度时，反应SO₂(g)＋1/2O₂(g) $\text{[math]}$ SO₃(g)的平衡常数K＝50。在同一温度下，反应2SO₃(g) $\text{[math]}$ 2SO₂ (g)＋O₂(g)的平衡常数K₁应为( )

A . 2 500 B . 100 C . 4×10^－4 D . 2×10^－2

在80℃时，将0.40 mol的四氧化二氮气体充入2 L的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间/s	0	20	40	60	80	100
c(N₂O₄)/mol·L^-1	0.20	a	0.10	c	d	e
c(NO₂)/mol·L^-1	0.00	0.12	0.20	0.20	0.20	0.20

（1）该反应的化学方程式为。
（2）该反应在0~20 s内N₂O₄的平均反应速率为。
（3）在80℃时该反应的平衡常数K值为。
（4）在20s时，浓度熵Q_c（填“>”、“<”或“=”）平衡常数K。

已知化学反应①：Fe(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K₁；化学反应②：Fe(s)+H₂O(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+H₂(g)，其化学平衡常数为K₂ ，在温度973 K和1 173 K的情况下，K₁、K₂的值分别如下：

温度	K₁	K₂
973 K	1.47	2.38
1 173 K	2.15	1.67

请填空：

（1）反应①的K₁表达式是。
（2）现有反应③：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)，该反应的平衡常数K₃ ，根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式为，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是（填写字母序号）。

A . 压强不随时间改变 B . 气体密度不随时间改变 C . H₂的体积分数不随时间改变 D . 单位时间内生成H₂和H₂O(g)的物质的量相等
（4）图甲、乙分别表示反应③在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况：

①图甲中t₂时刻发生改变的条件是。

②图乙中t₂时刻发生改变的条件是。
（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO₂和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡向移动（填“不”、“逆反应方向”或“正反应方向”）

已知：CO(g) + H₂O(g) $\text{[math]}$ H₂(g) + CO₂(g) 的平衡常数K随温度的变化如下表，下列说法正确的是（）

温度/℃	400	500	830	1000
平衡常数K	10	9	1	0.6

A . 该反应的正反应是吸热反应 B . 恒温时增大压强，正反应速率增大 C . 830℃时，反应达到平衡，一定是c(CO)＝c(CO₂) D . 400℃时，生成CO₂物质的量越多，平衡常数K越大

已知：4CO(g)+2NO₂(g)⇌4CO₂(g)+N₂(g) ΔH＝－1200 kJ·mol⁻¹。在2 L恒容密闭容器中，按照下表中甲、乙两种方式进行投料，经过一段时间后达到平衡状态，测得甲中CO的转化率为50%。下列说法中正确的是( )

甲	乙
0.2 mol NO₂	0.1 mol NO₂
0.4 mol CO	0.2 mol CO

A . 放热反应，一定能自发进行 B . 该温度下，反应的平衡常数为5 C . 达平衡时，NO₂的浓度：甲＞乙 D . 达平衡时，N₂的体积分数：甲＜乙

黄铁矿（主要成分FeS₂）、黄铜矿(主要成分CuFeS₂)均是自然界中的常见矿物资源。

（1） Stumm和Morgan提出黄铁矿在空气中氧化的四步反应如图-1所示：

① a反应中每生成1molFeSO₄转移电子的物质的量为mol。

② d反应的离子方程式为。
（2）用细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高浸取速率，其原理如图-2

①冶炼过程中，正极周围溶液的pH（选填：“增大”、“减小”或“不变”）

②负极产生单质硫的电极反应式为。

（3）煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应（见下表），其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如图－3。

相关反应	反应热	平衡常数K
FeS₂(s) + H₂(g) $\text{[math]}$ FeS(s) + H₂S(g)	ΔH₁	K₁
1/2 FeS₂(s) + H₂(g) $\text{[math]}$ 1/2Fe(s)+H₂S(g)	ΔH₂	K₂
FeS(s) + H₂(g) $\text{[math]}$ Fe(s)+H₂S(g)	ΔH₃	K₃

①上述反应中，ΔH₁0（选填：“＞”或“＜”）。

②提高硫的脱除率可采取的措施有（举1例）。

③1000K时，平衡常数的对数lgK₁、lgK₂和lgK₃之间的关系为。

甲醇既是基本有机化工原料，又可作为燃料用于替代矿物燃料。

（1）工业上合成甲醇的反应为：CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) ΔH。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度

250℃

300℃

350℃

平衡常数K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断该反应为反应（填“吸热”或“放热”）。某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol/L，则CO的转化率为，此时的温度为（从表中选择）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH₁ kJ/mol

②2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g) ΔH₂ kJ/mol

③H₂O(g)＝H₂O(l) ΔH₃ kJ/mol

则反应 CH₃OH(l)+O₂(g)＝CO(g)+2H₂O(l) ΔH＝ kJ/mol（用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表示）。
（3）现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水（主要含有Cr₂O₇²‾）时，实验室利用如图装置模拟该法：

①N电极的电极反应式为。

②请完成电解池中Cr₂O₇²‾转化为Cr³⁺的离子反应方程式：

Cr₂O₇²‾ + Fe²⁺+ ＝ Cr³⁺+ Fe³⁺+
（4）处理废水时，最后Cr³⁺以Cr(OH)₃形式除去，当c(Cr³⁺)＝1×10‾⁵ mol/L 时，Cr³⁺沉淀完全，此时溶液的pH＝。（已知：K_sp=6.4×10‾³¹ ， lg2=0.3）

在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO₂(g)＋H₂(g)

CO(g)＋H₂O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	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）该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）能判断该反应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 C . υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O) 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℃。
（5）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO₂)为2mol·L^－1 ， c(H₂)为1.5mol·L^－1 ， c(CO)为1mol·L^－1 ， c(H₂O)为3mol·L^－1 ，则下一时刻，反应向(填“正向”或“逆向”)进行。

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH₂COONH₄（s） $\text{[math]}$ 2NH₃(g)+CO₂(g)

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/kPa	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度/mol・L^-1	2.4×10^-3	3.4×10^-3	4.8×10^-3	6.8×10^-3	9.4×10^-3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是。

A.2v(NH₂)=v(CO₂) B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：

③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量是 (填“增加”，“减少”或“不变”）。

④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H O(填“＞”、“=”或“＜”)，熵变△S O(填“＞”、“=”或“＜”)。

（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O $\text{[math]}$ NH₄HCO₂+NH₃・H₂O
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO²）时间的变化趋势如图所示。

⑤计算 $\text{[math]}$ 时，0-6min 氨基甲酸铵水解反应的平抑速率。

⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：。

过量排放NO会污染大气，研究其性质及转化，对降低含氮物质的污染有重大的意义。

（1） 2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)的活化能E_a=-akJ•mol^-1 ，合成中有关物质的摩尔生成焓(一定温度压强下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焓)如下表：

物质

NO

NO₂

O₂

摩尔生成焓△H /kJ•mol^-1

90

33

0

则NO₂(g)=NO(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)的活化能E_a=kJ·mol^-1(用含a的式子表示)

2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)分两步反应：

2NO(g) $\text{[math]}$ N₂O₂(g)△H₁<0快速平衡

N₂O₂(g)+O₂(g)=2NO₂(g)△H₂<0慢反应

在其他条件不变的情况下，2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)反应速率随着温度升高而减小，请解释原因。
（2）向一密闭容器中充入6molCO和4molNO，在85kPa恒压条件下进行反应2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+2CO₂（g）△H=－746.8kJ•mol^-1 ，一定温度下发生反应，10min达到平衡，测得NO的转化率为75%，从开始反应到建立平衡，以N₂表示的反应速率v(N₂)=kPa•min^-1；该反应的平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；平衡后再通入0.75molCO和0.75molCO₂ ，化学反应向(填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)方向进行。
为同时提高反应速率和NO的平衡转化率，可以釆取的措施有。

a.改用高效催化剂 b.增加NO的浓度

c.增加CO的浓度 d.升高温度
（3）工业上以惰性材料为电极采用电解法处理NO，将NO转化成NH₄NO₃ ，用硝酸铵溶液作电解质溶液。阳极、阴极上产生含氮物质的物质的量之比为(不考虑水解)。

如何降低大气中 $\text{[math]}$ 的含量及有效地开发利用 $\text{[math]}$ 引起了全世界的普遍重视．目前工业上有一种方法是用 $\text{[math]}$ 来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ．在500℃下发生发应， $\text{[math]}$ ．实验测得 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量（n）随时间变化如下图1所示：

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率 $\text{[math]}$ ．
（2） 500℃该反应的平衡常数为（结果保留一位小数），图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，平衡移动（填“正向”或“逆向”或“不”）．
（3）下列措施中不能使 $\text{[math]}$ 的转化率增大的是．
①在原容器中再充入 $\text{[math]}$ ②将水蒸气从体系中分离出

③使用更有效的催化剂④缩小容器的容积⑤在原容器中再充入 $\text{[math]}$
（4） 500℃条件下，测得某时刻， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的浓度均为0.4mol/L，则此时 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （填“>”“<”或“=”）．
（5）若反应在500℃进行，在该1L的密闭容器中加入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率为．

利用工业废气中的CO₂制备甲醇。该过程发生的主要反应如下：

反应I： CO₂(g)+ 3H₂(g)= CH₃OH(g)+ H₂O(g) △H₁= - 49.4 kJ·mol^-1

反应II： CO₂(g)+ H₂(g)= CO(g)+H₂O(g)△H₂=+41.1 kJ·mol^-1

反应III： CO(g)+ 2H₂(g)= CH₃OH(g) △H₃= -90.5 kJ·mol^-1

恒压条件下，将n(CO₂)：n(H₂)为1 ：3的混合气体以-定流速通过装有催化剂的反应管，在出口处测得CO₂转化率、CH₃OH产率[ $\text{[math]}$ × 100%与温度的关系如图所示。

下列说法正确的是（）

A . 反应I的平衡常数可表示为K= $\text{[math]}$ B . 反应3CO(g)+ 2H₂O(g)= 2CO₂(g)+ CH₃OH(g)的△H= +172.7 kJ·mol^-1 C . 240℃时，CH₃OH产率最大，说明反应I、反应III已达到平衡状态 D . 提高CO₂转化为CH₃OH的转化率，可以研发在低温区高效的催化剂

温度	250℃	300℃	350℃
平衡常数K	2.041	0.270	0.012

物质	NO	NO₂	O₂
摩尔生成焓△H /kJ•mol^-1	90	33	0

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