福建省莆田市仙游縣高二化學 校本作業(yè)11 化學平衡常數(shù).doc

《福建省莆田市仙游縣高二化學 校本作業(yè)11 化學平衡常數(shù).doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《福建省莆田市仙游縣高二化學 校本作業(yè)11 化學平衡常數(shù).doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

校本作業(yè)11 化學平衡常數(shù) 例1．(1)目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) 已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。若溫度從300 ℃升至400 ℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化(選填“增大”、“減小”或“不變”)。 v正 v逆 平衡常數(shù)K 轉化率α (2)相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質的平衡濃度如下表： [CO2]/ molL－1 [H2]/ molL－1 [CH4]/ molL－1 [H2O]/ molL－1 平衡Ⅰ a b c d 平衡Ⅱ m n x y a、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為__________________________________________。 例2． (1)設反應Ⅰ.Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝Q1的平衡常數(shù)為K1， 反應Ⅱ Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)　ΔH＝Q2的平衡常數(shù)為K2， 在不同溫度下，K1、K2的值如下表： 溫度/K K1 K2 973 1.47 2.38 1 173 2.15 1.67 K1＝，K2＝。 ①由表中數(shù)據(jù)推斷，反應Ⅰ是________(填“放”或“吸”)熱反應。 ②現(xiàn)有反應Ⅲ.H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝Q3的平衡常數(shù)為K3，根據(jù)反應Ⅰ與Ⅱ推導出K1、K2、K3的關系式K3＝________，該反應為________(填“放”或“吸”)熱反應。 (2)高溫熱分解法可制取單質硫。已知：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)。在容積為2 L的密閉容器中充入10 mol H2S，H2S分解轉化率隨溫度變化的曲線如上圖所示。圖中a為H2S的平衡轉化率與溫度關系曲線，b為不同溫度下反應經(jīng)過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。則985 ℃時H2S按上述反應分解的平衡常數(shù)K＝________；隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因是__________________________。 上述反應中，正反應速率為v正＝K正x2(H2S)，逆反應速率為v逆＝K逆x2(H2)x(S2)，其中K正、K逆為速率常數(shù)，則K逆＝________(以K和K正表示)。 (3)在容積固定的密閉容器中，起始時充入0.2 mol SO2,0.1 mol O2，反應體系起始總壓強0.1 MPa，反應在一定溫度下達到平衡時，SO2的轉化率為90%，該反應的壓強平衡常數(shù)Kp＝_________(用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓＝總壓物質的量分數(shù))。 1、 強化練習 1．在一體積固定的密閉 容器中，進行化學反應：2X（g）+Y（s）Z（g）+W（g），若其化學平衡常數(shù)（K）和溫度（℃）的關系如下表：對該反應而言，下列說法正確的是（　?。? t/℃ 700 800 900 1000 1200 K 0.6 0.9 1.3 1.8 2.7 A．該反應正反應為放熱反應 B．K越大，反應物的轉化率越大 C．溫度不變，增加X的用量，K增大D．達平衡后，加入催化劑，平衡向正反應方向移動 2．已知448℃時反應H2（g）+I2（g）2HI（g）的平衡常數(shù)是49，則HI（g）H2（g）+I2（g）在該溫度下的平衡常數(shù)是（　?。? A． B．49 C． D．7 3．氮氣是制備含氮化合物的一種重要物質，而含氮化合物的用途廣泛，如圖表示兩個常見固氮反應的平衡常數(shù)對數(shù)值（IgK）與溫度的關系：①N2+3H22NH3②N2+O22NO 根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)判斷下列說法正確的是（　　） A．反應①和②均為放熱反應 B．升高溫度，反應①的反應速率減小 C．在常溫下，利用反應①固氮和利用反應②固氮反應程度相差很大 D．在1000℃時，反應①和反應②體系中N2的濃度一定相等 4．將固體NH 4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應：①NH 4I（s）NH 3（g）+HI（g）， ②2HI（g）H 2（g）+I 2（g），當反應達到平衡時，測得c（H 2）=0.5mol/L，c（HI）=4mol/L，則反應①的平衡常數(shù)為（　?。? A．4（mol/L） 2 B．16（mol/L） 2 C．20（mol/L） 2 D．25（mol/L） 2 5．在一定溫度下，反應H2（g）+X2（g）HX（g）的平衡常數(shù)為10．若將1.0mol的HX（g）通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX（g）的最大分解率接近于（　　） A．5% B．17% C．25% D．33% 6．t℃時，在2L的密閉容器中存在反應：m A（g）+n B（sp C（g）△H=a KJ?mol﹣1，已知t℃時該反應平衡常數(shù)為K，且起始加料如下表所示：下列說法正確的是（　?。? A B C 起始加料（mol） x y z A．若＞K，則平衡向正反應方向移動 B．若＞K，則平衡向逆反應方向移動 C．若m+n＜p，且a＜0，則正反應一定可以自發(fā)進行 D．若m+n＞p，則正反應方向是熵減的方向 7．反應物和生成物均為氣態(tài)的平衡體系，平衡常數(shù)表達式為，有關該平衡體系說法不正確的是 A．升高溫度，該反應平衡常數(shù)K的變化無法判斷 B．增大壓強，W的質量分數(shù)減小 C．該反應的化學方程式為3Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g) D．增大X氣體濃度，平衡向正反應方向移動 8．碘單質難水溶于水卻易溶于KI溶液．碘水中加入KI溶液發(fā)生反應：I2(aq)+I－(aq)I3－(aq)，該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如圖，下列說法不正確的是： A．上述正反應為放熱反應 B．上述體系中加入苯，平衡不移動 C．可運用該反應原理除去硫粉中少量的碘單質 D．實驗室配制碘水時，為增大碘單質的溶解度可加入適量KI溶液 9．在常溫下，X2(g)和H2反應生成HX的平衡常數(shù)如表中所示，僅依據(jù)K的變化，關于等物質的量濃度的H2與X2的反應，下列說法正確的是 化學方程式 平衡常數(shù)K 化學方程式 平衡常數(shù)K F2+H22HF 6.51095 Br2+H22HBr 1.91019 Cl2+H22HCl 2.61033 I2+H22HI 8.7102 A．X2與H2反應的反應速率依次減小 B．X2與H2反應的劇烈程度逐漸減弱 C．F2的轉化率最大 D．升高溫度，平衡常數(shù)都增大 10．N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－94.4 kJmol－1。恒容時，體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖所示。 (1)在1L容器中發(fā)生反應，前20 min內，v(NH3)＝______， 放出的熱量為______。 (2)25 min時采取的措施是___________； (3)時段III條件下反應的平衡常數(shù)表達式為_____（用具體數(shù)據(jù)表示）。 11．CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在密閉容 器中充有10 mol CO與20 mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如右圖所示：若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為VAL，則該溫度下的平衡常數(shù)K＝________； A、B兩點時容器中，n(A)總: n(B)總＝________。 12．對于反應2SO2+O22SO3，某溫度下，SO2的平衡轉化率(α)與體系總壓強(p)的關系如圖所示。平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)______K(B)（填“>”、“<”或“＝”）。 13．甲醇可作為燃料電池的原料．通過下列反應可以制備甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=﹣90.8kJ?mol﹣1 在一容積可變的密閉容器中充入10mol CO 和20mol H2，CO的平衡轉化率隨溫度（T）、壓強（P）的變化如圖1所示，當達到平衡狀態(tài)A 時，容器的體積為20L． （1）T1℃反應的平衡常數(shù)為　 ?。? （2）圖中P1　 　 P2（填“＞”、“＜”或“=”）． （3）如反應開始時仍充入10mol CO和20mol H2，則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V（B）=　 　L． （4）關于反應CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）在化學平衡狀態(tài)時的描述正確的是　 ?。ㄌ钭帜福峦? A．CO的含量保持不變 B．容器中CH3OH濃度與CO濃度相等 C．2v正（CH3OH）=v正（H2） D．容器中混合氣體的平均相對分子質量保持不變 （5）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），按照相同的物質的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖2所示．下列說法正確的是　 　． A．溫度：T1＜T2＜T3 B．正反應速率：v（a）＞ν（c）； v（b）＞v（d） C．平衡常數(shù)：K（a）=K（c）； K（b）＞K（d） D．平均摩爾質量：M（a）＜M（c）； M（b）＞M（d） 15．氨是化肥工業(yè)和基礎化工的重要原料．請回答下列問題： （1）工業(yè)上主要用氮氣與氫氣在高溫高壓下和車氨，平衡混合物中氨的百分含量與溫度和壓強的關系如圖所示（其中n（N2）：n（H2）=1：3）． ①列式計算A點合成氨反應的平衡常數(shù)Kp（A）=　 ?。ㄓ闷胶夥謮捍嫫胶鉂舛扔嬎悖?，圖中A，B，C三點平衡常數(shù)Kp（A），Kp（B），Kp（C）的關系是　 　． ②圖中p1，p2，p3，p4，p5的大小順序為　 ?。? ③常溫下工業(yè)原料氣的平衡轉化率比500℃高得多，實際生產(chǎn)時不采用常溫的原因是　 ?。? 16．Ⅰ.工業(yè)上可用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示： 化學反應 平衡常數(shù) 溫度℃ 500 800 ①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g） K1 2.5 0.15 ②H2（g）+CO2（g）H2O （g）+CO（g） K2 1.0 2.50 ③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O （g） K3 (1)據(jù)反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3＝________(用K1、K2表示)。500℃時測得反應③在某時刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(molL－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正____(填“>”、“＝”或“<”)v逆。 (2)在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應②，已知c(CO)—反應時間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅱ時，改變的條件是______________。當曲線Ⅰ變?yōu)榍€Ⅲ時，改變的條件是______________。 Ⅱ.利用CO和H2可以合成甲醇，反應原理為CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。一定條件下，在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。 (1)p1________(填“>”、“<”或“＝”)p2，理由是________________________________。 (2)該甲醇合成反應在A點的平衡常數(shù)K＝______________(用a和V表示)。 (3)該反應達到平衡時，反應物轉化率的關系是CO________(填“>”、“<”或“＝”)H2。 (4)下列措施中能夠同時滿足增大反應速率和提高CO轉化率的是________(填字母)。 A．使用高效催化劑 B．降低反應溫度C．增大體系壓強 D．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來 17．乙苯催化脫氫制苯乙烯反應： CH2CH3（g）CH2═CH2（g）+H2（g） （1）已知： 化學鍵 C﹣H C﹣C C=C H﹣H 鍵能/kJ?molˉ1 412 348 612 436 計算上述反應的△H=　 　 kJ?mol﹣1． （2）維持體系總壓強p恒定，在溫度T時，物質的量為n、體積為V的乙苯蒸汽發(fā)生催化脫氫反應．已知乙苯的平衡轉化率為α，則在該溫度下反應的平衡常數(shù)K=　 ?。ㄓ忙恋确柋硎荆? （3）工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣（原料氣中乙苯和水蒸氣的物質的量之比為1：9），控制反應溫度600℃，并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應．在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性（指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質的量分數(shù)）示意如圖： ①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率，解釋說明該事實　 ?。? ②控制反應溫度為600℃的理由是　 ?。? （4）某研究機構用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學合成工藝﹣﹣乙苯﹣二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯．保持常壓和原料氣比例不變，與摻水蒸汽工藝相比，在相同的生產(chǎn)效率下，可降低操作溫度；該工藝中還能夠發(fā)生反應：CO2+H2═CO+H2O，CO2+C═2CO．新工藝的特點有　 ?。ㄌ罹幪枺? ①CO2與H2反應，使乙苯脫氫反應的化學平衡右移②不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗 ③有利于減少積炭 ④有利于CO2資源利用． 參考答案 1-5 BCCCB 6-9 CDBC 10． (1)0.050 molL－1min－1 47.2kJ (2)將NH3從反應體系中分離出去 (3) 11． 5：4 12．＝ 13． （1）4△H1+△H2+2△H3； （2） （a）當△H＞0時，lgK隨溫度升高而增大，當△H＜0時，lgK隨溫度升高而減??；（b）當溫度同等變化時，△H的數(shù)值越大lgK的變化越大； （3）99%；（4）CO2； 14． （1）4 L2?mol﹣2； （2）＜； （3）4； （4）ACD； （5）A； 15． ①，Kp（A）=Kp（C）＞Kp（B）； ②p1＞p2＞p3＞p4＞p5； ③反應速率慢催化劑活性低，經(jīng)濟效益低 16． Ⅰ.(1)K1K2　>　 (2)加入催化劑　將容器的體積(快速)壓縮至2 L Ⅱ.(1)<　甲醇的合成反應是分子數(shù)減少的反應，相同溫度下，增大壓強CO的轉化率提高　 (2) 　 (3)＝ (4)C 17． （1）+124；（2）p； （3）①正反應為氣體分子數(shù)增大的反應，保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積應增大，等效為降低壓強，平衡向正反應方向移動； ②600℃時乙苯的轉化率與苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，反應速率較慢，轉化率較低，溫度過高，選擇性下降，高溫下可能失催化劑失去活性，且消耗能量較大；（4）①②③④．