化学平衡常数的应用习题

化学平衡常数的应用

1、关于化学平衡常数K 的叙述正确的是

A 、K 越大，表示化学反应速率越大

B 、对任一可逆反应，温度升高，则K 值增大。

C 、对任一可逆反应，K 越大；表示反应物的转化率越大

D 、加入催化剂或增大反应物的浓度时，K 值就增大

2、（10分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO 2的含量及有效地开发利用CO 2，引起了各国的普遍重视。

⑴目前工业上有一种方法是用CO 2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L 的密闭容器中，充入1mol CO 2和3mol H 2，一定条件下发生反应： CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g) △H ＝－49.0kJ/mol

测得CO 2和CH 3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v (H 2)＝

___________mol/(L·min)。

②该反应的平衡常数表达式为__________________。

③下列措施中能使n (CH 3OH)／n (CO 2)增大的是

___________。

A ．升高温度

B ．充入He(g)，使体系压强增大

C ．将H 2O(g)从体系中分离

D ．再充入1mol CO 2和3mol H 2 ⑵在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO 2，还要求提供充足的O 2。某种电化学装置可实现如下转化：2 CO 2＝2 CO ＋O 2，CO 可用作燃料。

已知该反应的阳极反应为：4OH ――4e ―＝O 2↑＋2H 2O

则阴极反应式为：________________________________。

有人提出，可以设计反应2CO ＝2C ＋O 2（△H ＞0、△S ＜0）来消除CO 的污染。请你判断是否可行并说出理由：__________________________________________。

3、(10分)工业上用CO 生产燃料甲醇。一定条件下发生反应： CO(g)+2H 2(g) CH 3OH(g)。

(1)图1是反应时CO 和CH 3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO 浓度 变化表示平均反应速率v (CO)=___ _____；

(2) 图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a 表示不使用催化剂时反应的能量变化， 曲线b 表示使用催化剂后的能量变化。该反应是_______（选填“吸热”或“放热”）反应， 写出反应的热化学方程式________________________；选择适宜的催化剂，______（填 “能”或“不能”）改变该反应的反应热；

(3) 该反应平衡常数K 的表达式为____________，温度升高，平衡常数K______(填“增

c (mol/L) 0.75 1.00 0.50 0.25 0 3 10 t (min) CO 2 CH 3OH 能量/kJ/mol

反应过程

1molCO ＋2molH 2

1molCH 3OH(g)

419

510 a b (图1) (图2)

CO

大”、“不变”或“减小”)；

(4)恒容条件下，下列措施中能使 n(CH 3OH) n(CO) 增大的有_____ 。 a ．升高温度； b ．充入He 气

c ．再充入1molCO 和2molH 2

d ．使用催化剂

4、在一容积为2L 的密闭容器中，加入0.2mol 的N 2和0.6mol 的H 2，在一定条件下发生如下

反应：N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g)；△H ＜0反应中NH 3的物质的量浓度的变化情况如右图所示，请回答下列问题：

（1）根据右图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率

v(NH 3)为 。

（2）该反应到平衡时H 2的转化率 。

（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH 3的物质的量浓度不可能为 。（填序号）。

a 0.20mol·L -1

b 0.12 mol·L -1

c 0.10 mol·L -1

d 0.08 mol·L -1

（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡向 移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数 （填“增大”、“减少”或“不变”）。

（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时NH 3的

浓度约为0.25 mol·L -1

），请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH 3浓度的变化曲线。

5．（10分）控制、治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方面。

（1）光化学烟雾白天生成，傍晚消失，其主要成分为RH （烃）、NO 、NO 2、O 3、PAN （CH 3COOONO 2），某地早上至中午这些物质的相对浓度变化如右图所示，则下列叙述合理的是 。（填字母）

a ．早上8时交通繁忙期，光化学烟雾的主要成分为RH 、NO

b ．14时，光化学烟雾的主要成分为O 3、PAN

c ．PAN 、O 3由RH 和NO 直接反应生成

d ．PAN 直接由O 3转化生成

（2）火力发电厂的燃煤排烟中含大麓的氮氧化物（NO x ），可利用甲烷

和NO x 在一定条件下反应消除其污染，则CH 4与NO 2反应的化学方程式

为 。

（3）在一密闭容器中发生反应2NO 22NO+O 2，反应过程中NO 2的浓度随时间变化的情况如右下图所示。请回答：

① 依曲线A ，反应在前 3 min 内氧气的平均反应速率

为 。② 若曲线A 、B 分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况，则此条件是 （填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”）。

③ 曲线A 、B 分剐对应的反应平衡常数的大小关系是A K B K 。（填“>”、“<”或“=”）