考點(diǎn)13化學(xué)平衡常數(shù)（原卷版）

考點(diǎn)13化學(xué)平衡常數(shù)【核心考點(diǎn)梳理】一、化學(xué)平衡常數(shù) 對(duì)于可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡后，將各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度代入表示式K＝eq\f(cc(C)?cd(D),ca(A)?cb(B))，得到的結(jié)果是一個(gè)定值，稱為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：化學(xué)方程式平衡常數(shù)表達(dá)式2NO2(g)N2O4(g)K＝eq\f(c(N2O4),c2(NO2))3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)K＝eq\f(c4(H2),c4(H2O))Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrOK＝eq\f(c(H＋)?c(Br－)?c(HBrO),c(Br2))K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大。一般地，K＞105時(shí)，認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了。 K只受溫度影響，與反應(yīng)物和生成物的濃度無(wú)關(guān)。 固體、純液體、水溶液中水的濃度可視為定值，其濃度不列入平衡常數(shù)表達(dá)式中。 4.化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)。若反應(yīng)方向改變、化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，化學(xué)平衡常數(shù)也會(huì)改變。 已知兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2。 ①若兩反應(yīng)互為逆反應(yīng)，則K1?K2＝1。 ②若兩反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物相同，反應(yīng)1的系數(shù)是反應(yīng)2的n倍，則K1＝Keq\o\al(n,2)。 ③若兩反應(yīng)相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝K1?K2。 ④若兩反應(yīng)相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)。 二、平衡轉(zhuǎn)化率 ：某一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率α等于該物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量(如物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等)與該物質(zhì)起始總量的比值。 ：平衡轉(zhuǎn)化率α＝eq\f(該反應(yīng)物的起始總量－該反應(yīng)物的平衡量,該反應(yīng)物的起始總量)×100% 對(duì)于反應(yīng)aA＋bBcC＋dD，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率為α(A)＝eq\f(c0(A)－c(A),c0(A))×100%，式中c0(A)和c(A)分別表示A的初始濃度和A的平衡濃度。 ：反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。 4.相關(guān)計(jì)算——三段式對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mxmol，容器容積為VL，則有 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始(mol)ab00 變化(mol)mxnxpxqx 平衡(mol)a－mxb－nxpxqx (1)A的轉(zhuǎn)化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%[或等于消耗的質(zhì)量(濃度)與起始質(zhì)量(濃度)之比]，同理可計(jì)算α(B)。 (2)α(A)：α(B)＝eq\f(mx,a)：eq\f(nx,b)[若a：b＝m：n，即投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則α(A)＝α(B)]。 (3)A的體積(物質(zhì)的量)分?jǐn)?shù)φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋(p＋q－m－n)x)×100%，同理可計(jì)算φ(B)、φ(C)、φ(D)。(4)平衡和起始時(shí)的壓強(qiáng)比eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋(p＋q－m－n)x,a＋b)。 (5)混合氣體的密度ρ(混)＝eq\f(a?M(A)＋b?M(B),V)g/L。 (6)平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M＝eq\f(a?M(A)＋b?M(B),a＋b＋(p＋q－m－n)x)g/mol?！镜湫屠}】例1．(2023?河北石家莊第二十一中高二月考)下列關(guān)于平衡常數(shù)的說(shuō)法正確的是() A.在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度 B.化學(xué)平衡正向移動(dòng)，則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大 C.平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，而與濃度、壓強(qiáng)、催化劑等無(wú)關(guān) 例2．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：①S(s)＋O2(g)SO2(g)，K1；②S(s)＋H2(g)H2S(g)K2；則反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)H2S(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)是() A.K1－K2B．K2－K1C.K2/K1D．K1/K2 例3．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）11.溫度為T時(shí)，將NH4HS(s)置于抽成真空的容器中，當(dāng)NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得體系的總壓強(qiáng)為6kPa，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp為() A.6(kPa)2B．9(kPa)2C.8(kPa)2D．36(kPa)2 例4．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1：1的物質(zhì)的量之比混合，放入密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X＋2Y2Z，達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體中反應(yīng)物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3：2，則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于() A.33%B．40%C.50%D．65% 【必備知識(shí)基礎(chǔ)練】1．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）在1000K時(shí)，已知反應(yīng)Ni(s)＋H2O(g)NiO(s)＋H2(g)的平衡常數(shù)K=0.0059。當(dāng)水蒸氣和氫氣的物質(zhì)的量濃度相等時(shí)，此反應(yīng)A．已達(dá)平衡狀態(tài)B．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行C．未達(dá)平衡狀態(tài)，反應(yīng)逆向進(jìn)行D．無(wú)法確定2．（2023秋·四川巴中·高二統(tǒng)考期末）在容積不變的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：

，其平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A．上述反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．a(chǎn)點(diǎn)處C．c點(diǎn)處D．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中，只有b點(diǎn)處反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)3．（2023·全國(guó)·高二假期作業(yè)）可逆反應(yīng)，某溫度下的平衡常數(shù)為()，反應(yīng)熱為。保持溫度不變，將方程式的書寫作如下改變，則和K的相應(yīng)變化為A．寫成，、K均擴(kuò)大了一倍B．寫成，擴(kuò)大了一倍，K保持不變C．寫成，、K變?yōu)樵瓉?lái)的相反數(shù)D．寫成，變?yōu)樵瓉?lái)的相反數(shù)，K變?yōu)樵瓉?lái)的倒數(shù)4．（2023春·上海徐匯·高二上海市第二中學(xué)校考階段練習(xí)）只改變一個(gè)影響因素，平衡常數(shù)與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系敘述正確的是A．平衡移動(dòng)，一定變化 B．平衡不移動(dòng)，可能變化C．變化，平衡一定移動(dòng) D．變化，平衡可能不移動(dòng)5．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）在淀粉-KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I(xiàn)(aq)(aq)。測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K如表所示：t/℃515253550K1100841689533409下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)I2(aq)＋I(xiàn)(aq)I(aq)的ΔH＞0B．其他條件不變，升高溫度，溶液中c(I)減小C．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=D．25℃時(shí)，向溶液中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K小于6896．（2023秋·黑龍江綏化·高二?？计谀┮阎汉痛嬖谄胶猓?，在298K時(shí)，平衡常數(shù)：。華南理工大學(xué)顧成課題組最近開發(fā)一種新材料，通過(guò)新材料吸附力高效分離和。獲得相同的吸附量（如）時(shí)，需要的時(shí)間至少是的2.5倍。下列敘述正確的是A．時(shí)，上述平衡常數(shù)K可能保持不變B．達(dá)到平衡后增大，則的平衡轉(zhuǎn)化率增大C．相同條件下，上述材料對(duì)吸附速率大于D．298K時(shí)、、依次為1.0、2.0、2.0，則反應(yīng)正向進(jìn)行7．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）某溫度下，反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常數(shù)K1=50，在同一溫度下，反應(yīng)2C(g)2A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)K2為A．2500 B．50 【關(guān)鍵能力提升練】8．（2023秋·北京順義·高二統(tǒng)考期末）在溫度t1和t2下，發(fā)生反應(yīng)：。僅依據(jù)平衡常數(shù)(K)的變化，不能解釋下列事實(shí)的是(代表鹵族元素單質(zhì))化學(xué)方程式4334A．B．相同條件下發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)、、、的轉(zhuǎn)化率逐漸降低C．相同條件下，、、、的穩(wěn)定性逐漸減弱D．、、、與反應(yīng)的劇烈程度逐漸降低9．（2023春·安徽·高二校聯(lián)考競(jìng)賽）甲醇制備原理如下：反應(yīng)Ⅰ反應(yīng)Ⅱ某溫度下，加入一恒壓密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，氫氣、甲醇和一氧化碳的分壓有如下關(guān)系：，下列說(shuō)法正確的是A．的平衡轉(zhuǎn)化率為B．該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)之值為C．該溫度下反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為D．平衡時(shí)，甲醇含量最高10．（2023春·江蘇南京·高二校聯(lián)考期末）汽車尾氣中的有害氣體可通過(guò)如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。下列說(shuō)法正確的是A．每轉(zhuǎn)化22.4LNO，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×1023B．該反應(yīng)ΔH<0C．反應(yīng)的平衡常數(shù)K=D．其他條件相同，使用催化劑，可提高活化分子百分?jǐn)?shù)，降低反應(yīng)的焓變11．（2023·全國(guó)·高二假期作業(yè)）某溫度下氣體反應(yīng)體系達(dá)到化學(xué)平衡，平衡常數(shù)K=，下列說(shuō)法正確的是A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2E(g)+F(g)A(g)+2B(g)B．降低溫度，正反應(yīng)速率增大C．該溫度時(shí)，v(F)=v(A)則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．增大c(A)、c(B)，K增大12．（2023春·浙江臺(tái)州·高二統(tǒng)考期末）中學(xué)常見反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)實(shí)際由2個(gè)基元反應(yīng)構(gòu)成，反應(yīng)①：2NO(g)N2O2(g)K1；反應(yīng)②：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)K2。其反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖如下。溫度升高，NO(g)與O2(g)反應(yīng)生成NO2(g)的速率會(huì)降低。下列說(shuō)法正確的是A．加入催化劑能提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率B．總反應(yīng)速率由反應(yīng)①?zèng)Q定C．總反應(yīng)的平衡常數(shù)K=D．溫度升高，總反應(yīng)速率降低，可能原因是c(N2O2)減少使反應(yīng)②速率降低造成13．（2023秋·高二課時(shí)練習(xí)）在一定條件下，有下列分子數(shù)之比相同的可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)K值分別是①H2＋F2?2HFK=1047；

②H2＋Cl2?2HClK=1017；③H2＋Br2?2HBrK=109；④H2＋I(xiàn)2?2HIK=1。比較K值大小，可知各反應(yīng)的正反應(yīng)進(jìn)行的程度由大到小的順序是A．①④③② B．④②③① C．①②③④ D．無(wú)法確定14．（2023秋·上海青浦·高二上海市青浦高級(jí)中學(xué)校考期末）工業(yè)上可利用CO或CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。某研究小組對(duì)下列有關(guān)甲醇制取的三條化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行探究。已知在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)(K1、K2、K3)如表所示：化學(xué)反應(yīng)焓變平衡常數(shù)溫度/℃500700800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1K1②H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)△H2K2③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3K3(1)反應(yīng)②是(填寫“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，判斷的依據(jù)是。(2)根據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3=(用K1、K2表示)。據(jù)此可判斷反應(yīng)③的△H30(填寫“>”、“<”或“=”)，在(填“較高””或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(3)要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡正向移動(dòng)，可采取的措施有(填寫字母)。A．縮小反應(yīng)容器的容積 B．升高溫度C．使用合適的催化劑 D．從平衡體系中及時(shí)分離出CH3OH(4)500℃時(shí)，測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)濃度都為0.2mol?L1。判斷此時(shí)v正v逆(填寫“>”、“<”或“=”)，說(shuō)明理由。(5)某興趣小組研究反應(yīng)②的逆反應(yīng)速率在不同條件下隨時(shí)間的變化曲線。開始時(shí)升溫，t1時(shí)建立平衡，t2時(shí)降壓，t3時(shí)增加CO濃度，t4時(shí)又達(dá)到平衡。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出t2至t4的曲線?！緦W(xué)科素養(yǎng)拔高練】15．（2023春·上海嘉定·高二上海市育才中學(xué)校考期末）科學(xué)家對(duì)汽車尾氣進(jìn)行無(wú)害化處理反應(yīng)為：2CO+2NO?2CO2+N2。一定條件下，在1L密閉容器中充入2.00molCO和2.00molNO，一段時(shí)間后測(cè)得CO、CO2濃度隨時(shí)間變化如圖1所示，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、起始投料比m的關(guān)系如圖2所示，圖中起始投料比m=，完成問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是，根據(jù)圖1，用N2表示該反應(yīng)達(dá)平衡過(guò)程中的平均反應(yīng)速率是