高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学平衡精品课件ppt

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第2章 化学反应速率和化学平衡2.3.4 化学平衡常数一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）1．对于3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)反应的化学平衡常数的表达式为A．K＝eq \f(c(Fe3O4)×c(H2),c(Fe)×c(H2O)) B．K＝eq \f(c(Fe3O4)×c4(H2),c(Fe)×c4(H2O))C．K＝eq \f(c4(H2O),c4(H2)) D．K＝eq \f(c4(H2),c4(H2O))【答案】D【解析】化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，在表达式中不能出现固体或纯液体，则3Fe(s)＋4H2O(g) Fe3O4(s)＋4H2(g)反应的化学平衡常数的表达式为K＝eq \f(c4(H2),c4(H2O))，答案选D。2．反应达到平衡后，保持温度不变，再通入，重新达到平衡，则新平衡与旧平衡相比的值A．变小 B．变大 C．不变 D．无法确定【答案】C【解析】，K只与温度有关，温度不变，则K不变，答案选C。3．下列说法中正确的是A．平衡常数的大小与起始浓度有关 B．K值越大，反应物的转化率越小C．K值越大，反应进行的程度越大 D．温度越高，K值越大【答案】C【解析】对于一个确定的反应，温度一定时，平衡常数一定，平衡常数的大小与起始浓度无关，A项错误；K值越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大，B项错误；对于一个反应，K值越大，反应物的转化率越大，反应进行的程度越大，C项正确；对于一个放热反应，温度越高，反应物的转化率越小，K值越小，D项错误。答案选C。4．放热反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)=c1(H2O)=1.0 mol·L-1，其平衡常数为K1。其他条件不变升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则A．若增大CO浓度，K2 和K1都增大 B．K2 ＞K1C．c2(CO)=c2(H2O) D．c1(CO)>c2(CO)【答案】C【解析】平衡常数只与温度有关，A项错误；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，B项错误；开始CO和H2O浓度相等，改变温度，平衡移动后还相等，C项正确；因为平衡逆向移动故有c1(CO) ν(正)C．该温度下此反应的平衡常数K=1.44D．其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大【答案】C【解析】v(Y)=(0.16－0.12)mol÷10L÷2min=0.002mol·L－1min-1，则v(Z)= 0.004mol·L－1min-1，A项错误；降温，平衡正向移动，则达新平衡前，v（正）>v（逆），B项错误；X(g)＋Y(g)2Z(g) △H < 0起始 0.16 0.16 0变化 0.06 0.06 0.12平衡 0.10 0.10 0.12 K=eq \f(0.0122,0.01×0.01)=1.44，C项正确；由于该反应是气体体积不变的反应，则达平衡时与原平衡等效，平衡时X的体积分数不变，D项错误。答案选C。6．开发催化加氢合成甲醇技术是有效利用资源，实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：  。下列有关说法正确的是A．加入合适的催化剂，能提高单位时间内的产量B．升高反应温度有利于提高的平衡转化率C．平衡后再通入适量，平衡常数K增大D．增大体系的压强，平衡不发生移动【答案】A【解析】加入合适的催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，提高单位时间内甲醇的产量，A项正确；该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气的转化率减小，B项错误；平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，所以平衡后再通入适量氢气，平衡常数K不变，C项错误；该反应是气体体积减小的反应，增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，D项错误。答案选A。7．下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示下列说法正确的悬A．△H1＜0，△H2＞0B．反应①②③的反应热满足关系：△H2－△H1＝△H3C．反应①②③的平衡常数满足关系；K1·K2＝K3D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施【答案】B【解析】由表格数据可知，升高温度时K1增大、K2减小，则△H1＞0，△H2＜0，A项错误；由盖斯定律可知，②-①得到③，则焓变为△H2-△H1=△H3，B项正确；K为指数关系，结合②-①得到③可知，则平衡常数K3为反应②与反应①的平衡常数商，即eq \f(K2,K1)=K3，C项错误；由eq \f(K2,K1)随温度升高而减小可知，反应③为放热反应，则向正反应方向移动，可采取降温措施，D项错误。答案选B。8．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和 2molB进行如下反应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则下列说法正确的是A．该反应的化学平衡常数表达式是 K＝eq \f(c4(C)×c2(D),c3(A)×c2(B))B．此时，B的平衡转化率是40%C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大D．增加 B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大【答案】B【解析】可逆反应3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)的平衡常K=eq \f(c2(D),c3(A)×c2(B))，A项错误；达到平衡，测得生成1.6mol C，由方程式可知，参加反应的B的物质的量为1.6mol×eq \f(2,4)＝0.8mol，故B的转化率为eq \f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B项正确；该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，即向右移动，化学平衡常数只受温度影响，增大压强平衡常数不变，C项错误；增加B的浓度增大，平衡向正反应移动，A的转化率增大，B的转化率降低，D项错误。答案选B。9．已知： ΔH，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是A．容器内气体平均分子量不变，表明反应达到平衡B．时可能改变的条件是：向容器中加入CC．平衡时A的体积分数：D．平衡常数K：【答案】B【解析】该反应气体总质量不变，体积不变，则平均相对分子质量不变，无法判断是否平衡，A项错误；瞬间正反应速率不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，B项正确；由反应为等体积可逆反应，所以时加入C，平衡不发生移动，则平衡时A的体积分数：，C项错误；平衡常数只与温度有关，由于温度必变，则平衡常数不变，所以平衡常数K：，D项错误。答案选B。10．用合成甲醇()的化学方程式为，按照相同的物质的量投料，测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是A．温度：B．正反应速率：、C．平衡常数：、D．平均摩尔质量：、【答案】C【解析】该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，压强相同时温度降低，平衡正向移动，的平衡转化率增大；温度相同时压强增大，平衡正向移动，的平衡转化率增大；化学平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相同。该反应的正反应为放热反应，压强相同时降低温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，则，A项错误；根据A项分析，a点温度比c点低，两点压强相同，温度越高，反应速率越大，故；b、d两点温度相同，压强越大，反应速率越大，b点压强大于d点压强，则，B项错误；a点温度比c点低，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，则，b、d两点温度相同，平衡常数相同，则，C项正确；按照相同的物质的量投料，的平衡转化率越大，气体的总物质的量越小，而气体的总质量不变，由总可知，越大，则，，D项错误。答案选C。二、非选择题（共3小题）11．活性炭可用于处理大气污染物NO。在1 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)，生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：(1)请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式：___________。(2)上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。①计算K1＝_______________。②根据上述信息判断，T1和T2的关系是_______(填序号)。a．T1＞T2b．T1＜T2c．无法比较(3)在T1℃下反应达到平衡后，下列措施不能改变NO的转化率的是_______(填序号)。a．增大c(NO) b．增大压强c．升高温度 d．移去部分F【答案】(1)C＋2NON2＋CO2 (1)①9/16 ②c (3)ab 【解析】(1)由T1℃、T2℃时，活性炭、NO物质的量变化与E、F物质的量变化关系可知化学计量数之比为1∶2∶1∶1，由此写出化学方程式。(2)①T1℃时，NO的平衡浓度为0.04 mol/L，而CO2、N2的平衡浓度均为0.03 mol/L，则K1＝eq \f(c(N2)×c(CO2),c2(NO))＝9/16(注意活性炭为固体)。②由于无法判断反应的热效应，故无法判断T1和T2的关系。(3)该反应为气体分子数不变的反应，因此选择ab。12．科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。(1)合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92．4 kJ／mol，该反应的能量变化如图所示。①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是___(填“增大”、“减小”或“不变”)。②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的eq \f(7,8)，此时H2的转化率为___；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是___(填选项字母)。(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)H=+1530 kJ／mol又知：H2O(1)=H2O(g)H=+44.0 kJ／mol则2N2(g)+6H20(g)4NH3(g)+302(g)H =___kJ／mol，该反应的化学平衡常数表达式为K=_______，控制其他条件不变，增大压强，K值___(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】(1)①减小 ②30% A D (2)+1266 eq \f(c4(NH3)×c3(O2),c2(N2)×c6(H2O)) 不变 【解析】(1)①在反应体系中加入催化剂，活化能降低，E2也减小，反应速率增大。②     N2   +        3H2          2NH3起始 0.3 mol      0.5 mol        0转化  x mol       3x mol       2x mol平衡 (0.3-x)mol (0.5-3x)mol    2x mol根据题意有(0.3-x)mol +(0.5-3x)mol+ 2x mol=0.7，解得x=0.05，H2转化0.15 mol，转化率为30%。欲提高转化率可以按原比例向容器中再充入原料气(相当于加压)，液化生成物分离出氨，也可以降温。(2)由盖斯定律消去H2O(l)可得，2N2(g) + 6H2O(g)4NH3(g)+3O2 (g)ΔH =+1266 kJ·mol-1。该反应的平衡常数表达式可以表示为K=eq \f(c4(NH3)×c3(O2),c2(N2)×c6(H2O))K只受温度的影响，控制其他条件不变，增大压强，K值不变13．在2 L恒容密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：(1)图中表示NO2的变化的曲线是________。(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是________。a．v(NO2)＝2v(O2)b．容器内压强保持不变c．v(NO)逆＝2v(O2)正d．容器内的密度保持不变(3)能够使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。a．及时分离出NO2气体b．增大O2的浓度【答案】(1)b (2)b、c (3)b【解析】(1)根据n(NO)随时间的变化可知3 s时反应达到平衡，NO的物质的量减少0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，浓度减小了0.013/2＝0.0065 mol·L－1，所以NO2的物质的量浓度由0增加到0.0065 mol·L－1，故b曲线正确。(2)a项，未指明反应进行的方向，不能判定反应是否达到平衡状态，错误；b项，因该反应前后有气体体积的变化，即未达到平衡时，压强一直在变化，容器内压强保持不变，反应达到平衡状态，正确；c项，用v(NO)、v(O2)表示时，方向相反，大小关系符合化学计量数之比，可以判断反应达到平衡状态，正确；d项，根据密度ρ＝m/V，因反应前后m(气)守恒，V(容)不变，故密度始终不变，无法判断反应达到平衡状态，错误；符合题意的选项只有b、c。(3)a项，及时分离出NO2气体，减小生成物浓度，平衡右移，反应速率减慢，不合题意，错误；b项，增大O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，符合题意，正确。【点睛】针对于有气体参与的反应的可逆反应，当反应前后气体的体积变化不为0时，其它条件不变的条件下，当混合气体的压强保持不变时，反应达到平衡状态；针对于有气体参与的反应的可逆反应，当反应前后气体的体积变化等于0时，当混合气体的压强保持不变时，不能判定反应是否达到平衡状态。因此用压强判定平衡状态时，要注意反应前后气体体积的变化情况。t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10　　　　　物质n/molT/℃活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025A．向容器中按原比例再充入原料气B．向容器中再充入一定量H2C．改变反应的催化剂D．液化生成物分离出氨时间(s)012345n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007