化学平衡常数知识点题库

甲醇是主要的化学工业基础原料和清洁液体燃料．工业上可以用CO或CO₂来生产燃料甲醇．已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应及平衡常数		温度/℃
化学反应及平衡常数		500	800
①2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OH（g）△H₁	K₁	2.5	0.15
②H₂（g）+CO₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₂	K₂	1.0	2.50
③3H₂（g）+CO₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₃	K₃

（1）反应②的反应热△H₂0（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图1所示．则平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A） K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=（用K₁、K₂表示）.500℃时测得反应③在某时刻H₂（g）、CO₂（g）、CH₃OH（g）、H₂O（g）的浓度（mol/L）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v（正） v（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）；
（4）在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ．当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是；
（5）一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸．通常状况下，将amol/L的乙酸与bmol/LBa（OH）₂溶液等体积混合，反应平衡时，2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^﹣），用含a和b的代数式表示该混合溶液中乙酸的电离常数为．

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：

t℃	700	800	830	1000	1200
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；
（2）反应是反应．（选填“吸热”、放热）．
（3）能判断该反应是否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．v_正（H₂）=v_逆（H₂O） d．c（CO₂）=c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO₂）•c（CH₂）=c（CO）•c（H₂O），试判断此时的温度为℃

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：

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）该反应化学平衡常数的表达式：K＝。
（2）该反应为(填“吸热”或“放热”)反应。

298 K时，在2 L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g)ΔH＝－a kJ/mol(a>0)。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，若反应在398 K进行，某时刻测得n(NO₂)＝0.6 mol，n(N₂O₄)＝1.2 mol，则此时，下列大小关系正确的是( )

A . v(正)>v(逆) B . v(正)<v(逆) C . v(正)＝v(逆) D . v(正)、v(逆)大小关系不确定

在体积均为1.0L的两个恒容密闭容器中加入足量的相同质量的固体B，再分别加入0.1molA和0.2molA，在不同温度下反应A(g)+B(s) $\text{[math]}$ 2C(g)达到平衡，平衡时A的物质的量浓度c(A)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（）

A . 反应A(g)+B(s) $\text{[math]}$ 2C(g)△S>0、△H<0 B . A的转化率：a(状态Ⅱ)>a(状态Ⅲ) C . 体系中c(C)∶c(C，状态Ⅱ)>(C，状态Ⅲ) D . 化学平衡常数：K(状态Ⅰ)=K(状态Ⅲ)>K(状态Ⅱ)

氯化亚铜(CuCl)是一种重要化工原料，难溶于水，在潮湿空气中易水解氧化。回答下列问题：

（1） CuCl的保存方法是。
（2）已知：Cu(s)+Cl₂(g)=CuCl₂(s) △H₁=-218.8kJ/mol
2Cu(s)+O₂(g)=2CuO(s) △H₂=-310.6kJ/mol
4CuCl(s)+O₂(g)=2CuCl₂(s)+2CuO(s) △H₅=-177.6kJ/mol
写出CuCl₂分解为CuCl和Cl₂反应的热化学方程式：。
（3） CuCl在含一定浓度Cl^-溶液中会部分溶解，存在如下平衡：2CuCl(s) $\text{[math]}$ Cu²⁺+CuCl₂^- △H <0，溶液中c(Cu⁺)和c(CuCl₂ )的关系如图。
①上述反应在B点的平衡常数K=。
②使图中的A点变为B点的措施可以是。
（4）利用CuCl难溶于水的性质，可以除去水溶液中的Cl^-。
①除Cl^-的方法是向含Cl^-的溶液同时加入Cu和CuSO₄。反应的离子方程式为。
②已知：Cu+Cu²⁺ $\text{[math]}$ 2Cu⁺ K =7.6×10^-7；Ksp(CuCl)=2.0×10^-6。通过计算说明上述除Cl^-的反应能完全进行的原因。
③若用Zn替换Cu可快除Cl^-速率，但需控制溶液的pH。若pH过低，除Cl^-效果下降的原因是。

（1）（Ⅰ）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂(g)＋NaCl(s) $\text{[math]}$ NaNO₃(s)＋NOCl(g)　K₁ ΔH₁<0 (Ⅰ)

2NO(g)＋Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2NOCl(g)　K₂　ΔH₂<0 (Ⅱ)

4NO₂(g)＋2NaCl(s) $\text{[math]}$ 2NaNO₃(s)＋2NO(g)＋Cl₂(g)的平衡常数K＝(用K₁、K₂表示)。
（2）为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl₂ ， 10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(NOCl)＝7.5×10^－³ mol·L^－¹·min^－¹ ，则平衡后n(Cl₂)＝ mol，NO的转化率α₁＝。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂α₁(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K₂(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K₂减小，可采取的措施是。
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂ ，反应为2NO₂+2NaOH =NaNO₃+NaNO₂ +H₂O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2mol NO₂恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1 mol/L的CH₃COONa溶液，则两溶液中c(NO₃^-)、c(NO₂^-)和c(CH₃COO^-)由大到小的顺序为。（已知HNO₂的电离常数Ka=7.1×10^-4 mol/L，CH₃COOH的电离常数Ka=1.7×10^-5 mol/L）可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是。
a.向溶液A中加适量水

b.向溶液A中加适量NaOH

c.向溶液B中加适量水

d.向溶液B中加适量NaOH
（4）（Ⅱ）在恒压密闭容器中，充入一定量的H₂和CO₂发生如下可逆反应：CO₂（g）+3H₂（g） $\text{[math]}$ CH₃OH（g）+H₂O（g）ΔH＜0，实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO₂的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。

该反应的ΔS0（填＞或＜），该反应在（填“低温”或“高温”）条件下利于自发进行；
（5）比较T₁与T₂的大小关系：T₁ T₂（填“＜”、“＝”或“＞”），理由是。

合成氨所需H₂取自CH₄ ， CH₄和O₂作用成CO₂、H₂（反应①），然而CH₄和O₂反应还能生成CO₂、H₂O（反应②），当有水生成时，H₂O和CH₄反应（反应③）。下表为三个反应在不同温度下的平衡常数K。

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（1）反应①的平衡常数K①的表达式为。
（2）反应①②③的平衡常数K①、K②、K③之间的关系为K②=（用含K①、 K③的式子表示）。反应①②③的反应焓变：ΔH①、ΔH②、ΔH③之间的关系为ΔH①= （用含ΔH②、ΔH③的式子表示）。
（3）恒温条件下，反应③的能量与反应进程关系应对应下图中的，反应② 的能量与反应进程关系应对应下图中的。
（4）为使反应尽可能按生成H₂的方向进行，若只考虑反应③，且不降低反应速率，可采取措施；若只考虑反应①②，除采取控温措施外，还可采取（写出两条措施即可）。
（5） 250℃时，以镍合金为催化剂，发生CO₂(g)+CH₄(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g)，向40L 的密闭容器中通入6molCO₂₍g)和6molCH₄(g)，平衡时测得体系中CH₄的体积分数为10%，则混合气体的密度为g/L，CO₂的转化率为（保留三位有效数字）。

已知反应A（g） $\text{[math]}$ B（g）

（1）该反应的速率方程可表示为V_正=K_正C_A ， V_逆=K_逆C_B ， K_正和K_逆在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。已知T1温度下，K_正=0.004s^-1 ，K_逆=0.002s^-1 ，该温度下反应的平衡常数值K=。该反应的活化能E_a(正)大于E_a(逆)，则 $\text{[math]}$ 0(填“>”“<”或“=”)。
（2）对于该反应A（g） $\text{[math]}$ B（g），在313 K和353 K时A的转化率随时间变化的结果如图所示。

①在313 K时反应的平衡转化率α=%。平衡常数K_{313 K}K_{353 K}（填“>”“<”或“=”），理由是。

②在353 K下：要提高A的转化率，可采取的措施是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有。

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

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（1）图是1 mol NO₂和1 mol CO反应生成CO₂和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式。
（2）在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/℃

200

300

400

K

K₁

K₂

0.5

请回答下列问题_：

①试比较K₁、K₂的大小，K₁K₂(填”＞”“=“或”＜”)。

②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是(填序号字母)。

a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1：3：2 b．v_正(N₂)=3v_逆(H₂)

c．容器内压强保持不变 d．混合气体的密度保持不变

③400℃时，反应2NH₃(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+3H₂(g)的平衡常数K为。当测得NH₃、N₂、H₂的浓度分别为3 mol • L⁻¹、2 mol • L⁻¹^、1 mol • L⁻¹时，则该反应的v_正(N₂)v_逆(N₂)(填”＞”“=“或”＜”)

已知A(g)＋B(g) $\text{[math]}$ C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	0.4	0.6	1.0	1.1	1.7

请回答下列问题：

（1）该反应平衡常数表达式为K＝；ΔH0(选填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2） 830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，若测得反应初始至6s内A的平均反应速率v(A)＝0.005mol·L^-1·s^-1 ，则此时A的转化率为；如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，则平衡时A的转化率（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为______(填正确选项的字母)。

A . c(A)不随时间改变 B . 气体的平均摩尔质量不随时间改变 C . 压强不随时间改变 D . 单位时间里生成C和D的物质的量相等

在一定温度，将 0.4 mol A(g)和 0.2 mol B (g)充入 1 L 的恒容密闭容器发生反应：2A(g)＋B(g) $\text{[math]}$ xC(g)(x是化学计量数)，达平衡时测得 C(g) 的浓度为 0.060mol/L，B(g)的物质的量为0.14 mol。下列说法中正确的是( )

A . x=2 B . 达平衡时A的转化率为40％ C . 该温度下该反应的化学反应平衡常数K=1 D . 反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为5:4

氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用，但同时又是环境污染的主要物质，研究其转化规律一直是科学家们的热点问题。回答下列问题：

（1）已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图（图中表示生成2molNO₂的能量变化）。1molNO氧化为NO₂的焓变∆HkJ/mol。
（2）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.40molN₂O₄ ，发生反应N₂O₄（g）⇌2NO₂（g）∆H=+Q kJ/mol，一段时间后达到平衡，测得数据如下：

时间 $\text{[math]}$

20

40

60

80

100

c（NO₂）/（mol•L^-1）

0.12

0.20

0.26

0.30

0.30

① $\text{[math]}$ 内， $\text{[math]}$ 。

②达平衡时，反应体系吸收的热量为 $\text{[math]}$ （用Q表示）。

③该温度下反应2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）的化学平衡常数K=。
（3）近年来，地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H₂可高效转化酸性溶液中的硝态氮（ $\text{[math]}$ ），其工作原理如图所示。

①Ir表面发生反应的方程式为。

②若导电基体上的Pt颗粒增多，造成的结果是。

CO和H₂是工业上最常用的合成气，该合成气的制备方法很多，它们也能合成许多重要的有机物。回答下列问题：

（1）制备该合成气的一种方法是以CH₄和H₂O为原料，有关反应的能量变化如图所示。

CH₄ (g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂ (g)的热化学方程式为。
（2）工业乙醇也可用CO和H₂合成，常含一定量甲醇，各国严禁使用成本低廉的工业酒精勾兑食用酒，但一般定性的方法很难检测出食用酒中的甲醇。有人就用硫酸酸化的橙色K₂Cr₂O₇溶液定量测定混合物中甲醇的含量，甲醇与酸性K₂Cr₂O₇溶液反应生成CO₂、Cr₂(SO₄)₃等物质，写出其化学方程式。
（3）为了检验由CO和H₂合成气合成的某有机物M的组成，进行了如下测定：将1.84gM在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量的碱石灰，碱石灰增重4. 08 g，又知生成CO₂和H₂O的物质的量之比为3：4。则M中碳、氢、氧原子个数之比为。
（4） CO₂和H₂合成甲醇涉及以下反应：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g) ∆H=-49.58kJ/mol。在反应过程中可以在恒压的密闭容器中，充入一定量的CO₂和H₂ ，测得不同温度下，体系中CO₂的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示：

①反应过程中，表明反应达到平衡状态的标志是；

A．生成3mol O-H键，同时断裂3mol H-H键 B．容器中气体的压强不再变化

C．容器中气体的平均摩尔质量不变 D．CH₃OH的浓度不再改变

②比较T₁与T₂的大小关系：T₁ T₂ (填“<”、“=”或“>”)。

③在T₁和P₂的条件下，向密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂ ，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的容积为2.4 L，则该反应在此温度下的平衡常数为，保持T₁和此时容器的容积不变，再充入1mol CO₂和3mol H₂ ，设达到平衡时CO₂的总转化率为a，写出一个能够解出a的方程或式子 (不必化简，可以不带单位)。

亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl₂在通常条件下反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2ClNO(g)。

（1）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯，涉及如下反应：
①4NO₂(g)＋2NaCl(s) $\text{[math]}$ 2NaNO₃(s)＋2NO(g)＋Cl₂(g) K₁

②2NO₂(g)＋NaCl(s) $\text{[math]}$ NaNO₃(s)＋ClNO(g) K₂

③2NO(g)＋Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2ClNO(g) K₃

则K₁、K₂、K₃之间的关系为K₃=。

（2） T℃时，2NO(g)＋Cl₂(g) $\text{[math]}$ 2ClNO(g)的正反应速率表达式为v_正=k·cⁿ(ClNO)，测得速率和浓度的关系如表：

序号	c(ClNO)/mol•L^-1	v/mol•L^-1•s^-1
①	0.30	3.6×10^-8
②	0.60	1.44×10^-7
③	0.90	3.24×10^-7

n=；k=(注明单位)。

（3）在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl₂(g)，不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图I。

①温度为T₁时，能作为该反应达到平衡的标志有 (填字母)。

a.混合气体的密度保持不变

b.容器压强保持不变

c.平衡常数K保持不变

d.气体颜色保持不变

e.v(ClNO)=v(NO)

f.NO与ClNO的物质的量比值保持不变

②反应开始到10min时v(Cl₂)= mol·L^-1·min^-1。

③温度为T₂时，10min时反应已经达到平衡，该反应的平衡常数K=。
（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl₂(g)，平衡时ClNO的体积分数φ随 $\text{[math]}$ 的变化如图II，则A、B、C三个状态中，NO的转化率最小的是点；当 $\text{[math]}$ =3时，达到平衡状态时ClNO的体积分数φ可能是D、E、F三点中的点。

下列图示与对应叙述正确的是（）

A . 图甲表示在有、无催化剂时H₂O₂分解反应的能量变化曲线，曲线b表示有催化剂时的反应 B . 图乙表示在一定条件下进行的反应2SO₂+O₂ $\text{[math]}$ 2SO₃中各成分的物质的量浓度变化，t₂时刻改变的条件是缩小容器的体积 C . 图丙表示25℃时，分别加水稀释体积均为100mL、pH=2的CH₃COOH溶液和一元酸HX溶液，则该温度下HX的电离平衡常数大于CH₃COOH D . 图丁表示用0.1000mol·L^-1HCl溶液滴定0.1000mol·L^-1NaOH溶液

NO的处理是环境化学家研究的热点课题。

已知：CO(g)的燃烧热为283.0 kJ·mol^-1；N₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g) △H₁=＋180.0 kJ·mol^-1^。

请回答下列问题：

（1）反应2NO(g)＋2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋2CO₂(g) △H=。
（2）用活性炭还原法可处理氮氧化物。向2 L恒容恒温密闭容器中加入足量的活性炭和2.0 mol NO，发生反应C(s)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋CO₂(g) △H＜0。300℃时，测得反应进行到不同时间各物质的物质的量浓度如图所示。

①300℃时，10min内，该反应的平均速率v(N₂)=，平衡常数K=。

②保持反应条件与前30min的条件相同，若第30min时向该容器中再加入1 mol NO，则到达新平衡时，c(NO)=。

③若保持其他条件不变，将起始容器改为绝热密闭容器，则到达平衡所需的时间将(填“>”“<”或“=”)20 min。
（3）以石墨为电极，稀NH₄NO₃为电解质溶液，电解废气中的NO生成NH₄NO₃的工作原理如图所示：

物质X的化学式为，电解时阴极的电极反应式为。

二甲醚简称DME，是一种基础化工原料，可用于燃料电池及制取低碳烯烃等，Kagan提出的一步法制取二甲醚的反应为： $\text{[math]}$ ΔH。下图为刚性容器中，CO₂初始浓度相同，进料浓度比c(H₂)∶c(CO₂)分别等于3和5时CO₂平衡转化率随温度变化的关系：

（1） ΔH0(填“>”或“＜”)。进料浓度比c(H₂)∶c(CO₂)=5的曲线为点所在曲线(填“A”或“B”)，B、C两点用CH₃OCH₃表示的平均反应速率 $\text{[math]}$ (B) $\text{[math]}$ (C)(填“>”、“＜”或“=”)。
（2）在一定条件下，若将CO₂改为等物质的量的CO和CO₂的混合气，则充入的CO与H₂O发生反应： $\text{[math]}$ 将导致CH₃OCH₃的产率增大，原因是。
（3）在一定体积的刚性容器中保持温度不变，保持c(H₂)∶c(CO₂)进料浓度比不变，进一步提高CO₂的平衡转化率的方法是、。
（4）当进料浓度比c(H₂)∶c(CO₂)=3、温度为443K时，测得刚性容器中起始总压为4MPa.计算443K时该反应的平衡常数K_p=(列出计算式，用物质的平衡分压代替其物质的量浓度，气体分压=气体总压×物质的量分数)。

甲醇燃料是一种新的替代燃料，它和普通的汽油、柴油比较，优势十分明显。目前正在开发用甲烷和氧气合成甲醇：2CH₄(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2CH₃OH(g)。

已知：RlnK_p=- $\text{[math]}$ +C(R、C均为常数)。

下列说法错误的是（）

A . 恒压条件下，温度升高，K_p减小 B . 恒温条件下，压强增大，△H减小 C . 向恒压容器中加入2molCH₄和1molO₂ ，达到平衡，放出0.251kJ热量 D . 催化剂可以提高该反应的生产效率

在一定温度下，将0.13molX和0.16 molY加入1L恒容密闭容器中，发生反应X(s)+2Y(g) $\text{[math]}$ 2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：

t/min	2	4	7	9
n(Y)/mol	0.12	0.11	0.10	0.10

下列说法正确的是（）

A . 其他条件不变，再充入0.2 molY，平衡时Y的转化率减小 B . 该温度下此反应的平衡常数K=3.6 C . 当容器内气体的平均摩尔质量不变时，即达到化学平衡状态 D . 反应前2min的平均速率v(Z)= 0.06mol· L^-1·min^-1

时间 $\text{[math]}$	20	40	60	80	100
c（NO₂）/（mol•L^-1）	0.12	0.20	0.26	0.30	0.30

T/℃	200	300	400
K	K₁	K₂	0.5

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