- 化学平衡常数的含义
- 共77题
8．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
I．已知某些化学键的键能数据如下
化学键 C=O C—O C—H H—H O—H
键能/kJ·mol-1 745 351 415 436 462
则CO2(g) + 3H2(g)
II．将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：
2CO2(g) + 6H2(g)
（1）该反应化学平衡常数表达式K = __________。
（2）已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，达平衡时CO2的转化率如图所示
①该反应的ΔH __________ 0（填“>"或“<”）。
②若温度不变，减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)]，K值将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时，达平衡时H2的转化率α = __________。
（3）某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应，下列物理量不再发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是__________。
A．二氧化碳的浓度
B．容器中的压强
C．气体的密度
D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比
（4）某温度下，在体积可变的密闭容器中，改变起始时加入各物质的量，在不同的压强下，平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示：
①P1 __________ P3（填“>”“<”或“=”）；
②X1 = __________；
③P2下，III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。
正确答案
I. －184
II . (1)
(2) ①＜
②不变
③ 45﹪
(3) ABC
(4) ① ＞
②0.05mol
③ 96﹪
解析
I．断裂旧的化学键需要吸收能量，形成新的化学键释放能量，根据反应CO2(g) + 3H2(g)
（2）①温度升高，CO2转化率降低，所以平衡逆向移动，正反应为放热反应，所以ΔH<0；
②K值只与温度有关，若温度不变，K值不变，所以K值将不变；
③700K时，投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2可以判断出CO2转化率为30﹪，则参加反应的CO2为0.3，参与反应的H2为0.9，即转化率为0.9/2×100﹪=45﹪；
（3）A．二氧化碳的浓度不变，反应达到平衡状态B．由于反应前后气体系数不同，所以容器中的压强不变，反应达到平衡状态C．由于反应后有液体水产生，所以反应过程中气体质量发生变化，体积一定的密闭容器中的密度也发生变化，容器中的密度不变，反应达到平衡状态D．由反应方程式可以看出，CH3OCH3与H2O的物质的量之比始终为1:3.所以不能做平衡标志；
（4）① 根据反应2CO2(g) + 6H2(g)
②在体积可变的密闭容器中，I与II属于等效平衡，可以按照比例求解：2.0：1.0=0.1：X1，求解得到X1=0.05；
③P2下时，III中CH3OCH3的物质的量为0.04 mol，所以转化了0.96 mol，即转化率为96﹪。
考查方向
解题思路
I．断裂旧的化学键需要吸收能量，形成新的化学键释放能量，
II . (1) 化学平衡常数的书写要注意系数，同时液体或纯固体看作常数1；
(2) ①温度升高，CO2转化率降低，所以平衡逆向移动，反应为放热反应；
②K值只与温度有关，若温度不变，K值不变；
③700K时，投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2可以判断出CO2转化率为30﹪，再根据H2与CO发生反应的比例关6:2进行计算；
(3) A．二氧化碳的浓度不变，反应达到平衡状态B．由于反应前后气体系数不同，所以容器中的压强不变，反应达到平衡状态C．由于反应后有液体水产生，所以反应过程中气体质量发生变化，体积一定的密闭容器中的密度也发生变化，容器中的密度不变，反应达到平衡状态D．由反应方程式可以看出，CH3OCH3与H2O的物质的量之比始终为1:3.所以不能做平衡标志；
(4) ① 根据反应2CO2(g) + 6H2(g)
②在体积可变的密闭容器中，I与II属于等效平衡，可以按照比例求解；
③P2下时，III中CH3OCH3的物质的量为0.04 mol ，所以转化了0.96 mol ，转化率为96﹪
易错点
不能准确判断化学键与焓变的关系致错，没有理解等效平衡的本质特点致错，解答中不
善于从图表中获取信息。
知识点
10.近年来，我国的雾霾问题引起政府和群众的高度关切，一般认为细颗粒物（即PM2.5，指直径小于或等于2.5微米的颗粒物）的指标与雾霾天气密切相关。与此同时，光化学烟雾也开始抬头，它是由非甲烷烃和NOx的排放引起的，严重时天空会出现彩色云雾，属于一种重污染现象。臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志。请回答下列相关问题：
(1)．以下可能引起细颗粒物指标变高的是 （填序号）。
a．燃煤取暖 b．大型交通设备 c．生活污水 d．火山喷发 e．局部战争 f．采矿业
(2)．下图是某地光化学烟雾的日变化曲线：据图所示，上午8:00，非甲烷烃和NO出现峰值。 随后NO2约于10:00 达峰值，其主要反应的方程式可能为 。 8:00起，O3开始积累，并于13:00达峰值，O3积累与下列过程有关： O＋O2 →O3，该反应物中游离的氧原子主要是由反应： 产生的。O3又使10:00前NO2的含量急剧增加，其化学方程式为 。你认为该地光化学烟雾较严重的时间最可能为 （填序号）。
a．8:00 b．10:00 c．15:00 d．20:00
(3)．若25℃、101kPa下，气体的摩尔体积为24.5L/mol，此条件下向容器中充入一定量N2O4，当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时，混合气体的平均摩尔质量为 ，N2O4的分解率（即转化率）为 。（计算结果均保留三位有效数字）。
(4)．NO、NO2、NH4+及NO2-等被称为活性氮物质，超量排放会引起环境问题。NH4+与NO2-可发生下列反应：NH4+(aq)＋NO2-(aq) 
据表知，将溶液稀释至原体积的2倍，反应速度将变为原来的 。
正确答案
(1) abdef
(2) 2NO+O2=2NO2 NO2=NO+O O3+NO=NO2+O2 c
(3) 77.9g/mol 18.1％
(4) 升温、增大反应物浓度 1/4
解析
（1）燃煤取暖、大型交通设备、火山喷发、局部战争、采矿业可能引起细颗粒物指标变高，故选abdef。
（2） NO和氧气反应生成的NO2约于10:00 达峰值，其主要反应的方程式可能为2NO+O2=2NO2。
8:00起，O3开始积累，并于13:00达峰值，NO2明显减少，O3积累与NO2有关： O＋O2 →O3，该反应物中游离的氧原子主要是由反应NO2=NO+O产生的。
O3又使10:00前NO2的含量急剧增加，其化学方程式为O3+NO=NO2+O2。
臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志，该地光化学烟雾较严重的时间最可能为15:00，故选c。
（3）若25℃、101kPa下，气体的摩尔体积为24.5L/mol，此条件下向容器中充入一定量N2O4，当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时，混合气体的平均摩尔质量为3.18 g/L×24.5L/mol=77.9g/mol；
假设N2O4的物质的量为1mol，N2O4的分解率（即转化率）为x
N2O4 = 2NO2
1mol 0
(1-x) mol 2x mol
92g/((1-x) mol+2x mol)=77.9g/mol x=18.1％，N2O4的分解率（即转化率）为18.1％。
（4）将相关实验数据带入ν =k·c(NH4+)x·c(NO2-)y，可得x=1，y=1，k=2.7×10-4，将溶液稀释至原体积的2倍，c(NH4+)和c(NO2-)变为原来的1/2，反应速度将变为原来的1/4。
考查方向
解题思路
（1）燃煤取暖、大型交通设备、火山喷发、局部战争、采矿业可能引起细颗粒物指标变高。
（2）NO和氧气反应生成的NO2约于10:00 达峰值，其主要反应的方程式可能为2NO+O2=2NO2。
8:00起，O3开始积累，并于13:00达峰值，NO2明显减少，O3积累与NO2有关： O＋O2 →O3，该反应物中游离的氧原子主要是由反应NO2=NO+O产生的。
O3又使10:00前NO2的含量急剧增加，其化学方程式为O3+NO=NO2+O2。
臭氧浓度升高是光化学烟雾形成的标志，该地光化学烟雾较严重的时间最可能为15:00。
（3）若25℃、101kPa下，气体的摩尔体积为24.5L/mol，此条件下向容器中充入一定量N2O4，当NO2 与N2O4的平衡混合物密度为3.18 g/L时，混合气体的平均摩尔质量为3.18 g/L×24.5L/mol=77.9g/mol；
假设N2O4的物质的量为1mol，N2O4的分解率（即转化率）为x
N2O4 = 2NO2
1mol 0
(1-x) mol 2x mol
92g/((1-x) mol+2x mol)=77.9g/mol x=18.1％，N2O4的分解率（即转化率）为18.1％。
（4）将相关实验数据带入ν =k·c(NH4+)x·c(NO2-)y，可得x=1，y=1，k=2.7×10-4，将溶液稀释至原体积的2倍，c(NH4+)和c(NO2-)变为原来的1/2，反应速度将变为原来的1/4。
易错点
本题解题的关键是第(4)题，通过计算先求出相关未知数的值。
知识点
7．向容积固定为2L的密闭容器中充入9.6mol NO和4.8mol O2，发生如下反应：
①2NO(g)＋O2 (g)
测得NO2和N2O4的浓度变化如图所示，0～10min维持容器温度为T℃，10min时改变某反应条件，一段时间后再次平衡。下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
A、前5min反应的平均速率v(NO)可以根据 NO2浓度的变化量进行计算，v(NO)=v(NO2)=（1.2+2×0.8）÷5=0.56mol·(L·min)－1，错误；
B、T1℃时反应①的化学平衡常数可以根据平衡时浓度进行计算，K=1.22÷（2.02×1.0）=0.36，正确；
C、10min时 NO2和 N2O4浓度都发生了变化，所以不可能是降低温度应该为增大体积，错误；
D、将1.6mol NO2和4.0mol N2O4完全转化为NO和 O2，得到9.6molNO和4.8molO2，此时反应与原反应等效平衡，T℃达到平衡时，NO2的物质的量浓度与图中5～10min的相同，错误。
考查方向
解题思路
A、前5min反应的平均速率v(NO)可以根据 NO2浓度的变化量进行计算；
B、T1℃时反应①的化学平衡常数可以根据平衡时浓度进行计算；
C、10min时 NO2和 N2O4浓度都发生了变化，所以不可能是降低温度应该为增大体积；
D、此时反应与原反应等效平衡。
易错点
A．用NO2计算v(NO)时忽略转化为N2O4的NO2
B．计算化学平衡常数时将转化为N2O4的NO2计算在内
C．不能正确判断外界条件对平衡的影响
D、不能准确判断此时反应与原反应为等效平衡关系。
知识点
10．已知电离平衡常数：H2CO3>HClO>HCO。下列离子反应方程式正确的是
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳：2ClO－＋CO2＋H2O === 2HClO＋CO
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液：CO＋HClO === HCO＋ClO－
③等物质的量的Cl2与Na2CO3溶液恰好反应：Cl2＋CO＋H2O === HCO＋Cl－＋HClO
④Cl2通入NaHCO3溶液中：Cl2＋2HCO=== 2CO2↑＋Cl－＋ClO－＋H2O
正确答案
解析
强酸制取弱酸，据此作答：
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢钠：ClO－＋CO2＋H2O === HClO＋HCO3-，错误；
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液：CO32-＋HClO === HCO3-＋ClO－，正确；
③等物质的量的Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和Na2CO3溶液生成碳酸氢钠：Cl2＋CO32-＋H2O = HCO3-＋Cl-＋HClO，正确；
④Cl2通入NaHCO3溶液中：Cl2 + HCO3-= CO2↑＋Cl－＋HClO，错误。
故选C。
考查方向
解题思路
①NaClO溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸氢钠：ClO－＋CO2＋H2O === HClO＋HCO3-；
②Na2CO3溶液中加入HClO溶液：CO32-＋HClO === HCO3-＋ClO-；
③等物质的量的Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和Na2CO3溶液生成碳酸氢钠；
④Cl2通入NaHCO3溶液中：Cl2 + HCO3-= CO2↑＋Cl－＋HClO。
易错点
本题考查与反应物量相关的离子方程式的书写，明确不同量时具体发生的反应是书写离子方程式的关键，难度较大。
知识点
9．下列图像表达正确的是（ ）
正确答案
解析
A、硫酸溶液的浓度越小密度越小，随着加水量的增加，硫酸的浓度逐渐减小，密度逐渐减小，与图像不符；
B、等量的锌与过量盐酸反应，滴加少量硫酸铜溶液后，有少量锌与硫酸铜反应置换出铜形成原电池，反应速率加快，生成氢气的量减少，与图像不符；
C、气态水转化为液态水为放热过程，氢气与氧气反应生成液态水比生成气态水放出的热量多，与图像不符；
D、OH－、H2O、H3O＋均为10电子微粒，—OH含有9个电子，与图像相符。
考查方向
解题思路
A、硫酸溶液的浓度越小密度越小；
B、滴加少量硫酸铜溶液后，有少量锌与硫酸铜反应置换出铜形成原电池；
C、气态水转化为液态水为放热过；
D、OH－、H2O、H3O＋均为10电子微粒。
易错点
10电子微粒。
知识点
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