中学化学竞赛试题资源库平衡常数.docx

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中学化学竞赛试题资源库平衡常数

中学化学竞赛试题资源库——平衡常数

A组

．某温度下将2molA和3molB充入一密闭容器中发生反应：

aA（g）＋B（g）

C（g）＋D（g），5min后达到平衡，已知各物质的平衡浓度关系有[A]·[B]＝[C]·[D]，若在温度不变的情况下将容器体积扩大为原来的10倍时，A的转化率不发生变化，则B的转化率为

A60%B24%C30%D40%

．某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应：

aA（g）＋B（g）

C（g）＋D（g）5分钟后达到平衡。

已知各物质的平衡浓度的关系为[A]a[B]＝[C][D]，若在温度不变情况下将容器的体积扩大为原来的10倍，其A的转化率不发生变化，则B的转化率为

A60%B24%C4%D40%

．已知可逆反应CO＋H2O（g）

CO2＋H2，达到平衡时，K＝

，K是常数，只与温度有关，与浓度无关。

（1）830K时，若起始时：

c（CO）＝2mol/L，c（H2O）＝3mol/L，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为；K值为。

（2）830K，若只将起始时c（H2O）改为6mol/L，则水蒸气的转化率为。

（3）若830K时，起始浓度c（CO）＝amol/L，c（H2O）＝bmol/L，H2的平衡浓度c（H2）＝cmol/L，

①a、b、c之间的关系式是；

②当a＝b时，a＝c。

．汽油不完全燃烧的化学反应方程式：

2C8H18＋23O2

12CO2＋4CO＋18H2O，人体吸进CO后，空气中的CO、O2与人体的血红蛋白建立如下平衡：

CO＋HemO2

O2＋HemCO（Hem为血红蛋白）

此平衡存在如下关系：

〔O2〕·〔HemCO〕/〔CO〕·〔HemO2〕＝210，当HemCO浓度为HemO2浓度的2%时，人的智力将受到严重损伤。

某40万人口的中等城市，能有效利用标准状况下的空气为2.24×106m3（O2约占空气体积的21%），以每辆汽车满负荷行驶每天约有28.5g汽油不完全燃烧。

此城市若达到中等国家水平，平均每十人有一辆汽车。

试回答：

（1）空气中含氧气mol（标准状况下）。

（2）〔CO〕/〔O2〕≤。

（3）汽车的最大使用率不得超过%（要求2位有效数字）。

．平衡常数（K）是衡量某可逆反应在一定条件下反应进行程度的数值。

一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物浓度的反应系数次幂的乘积与反应物浓度的反应系数次幂的乘积之比值，即平衡常数。

以2A＋3B

3C＋D为例，平衡常数的表达式为K＝{c（C）}3·{c（D）}/{c（A）}2·{c（B）}3。

现往1L的容器中通入CO2、H2各2mol。

在一定条件下让其发生反应：

CO2＋H2

CO＋H2O，回答下列问题：

（1）在830℃条件下，反应达到平衡时CO2的浓度为1mol/L。

该条件下平衡常数K1。

（2）在

（1）基础上，把体系的温度降至800℃。

已知该条件下的平衡常数K2＝0.81，可以推知平衡时c（H2O）＝（保留2位有效数字）。

（3）该可逆反应的正反应为反应（填吸热或放热）。

（4）在

（1）基础上，压缩容器体积至0.5L。

该条件下的平衡常数为K3。

则K3K1（填“大于”“等于”“小于”）。

理由是。

．密闭容器中加入气体A，其反应2A（g）

B（g）＋nC（g）－Q。

在一定条件下达到平衡，其中压强增大y％，A的分解率为y％。

n＝；该反应的压力平衡常数表示式是；升高温度，A的分解率是____（填增大或减小）。

．在一定条件下，反应xA＋Yb

zC达到平衡：

（1）若A、B、C均为气体，则该反应的平衡常数表达式为_______________________；

（2）若A、B、C均为气体，减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z间的关系是___________；

（3）已知C是气体，且x＋y＝z，在增大压强时，若平衡发生移动，则一定向________（填“正”或“逆”）反应方向移动；

（4）已知B、C是气体，当其他条件不变时，增大A的物质的量，平衡不移动，则A为________态；

（5）加热后C的质量分数减少，则正反应是________（填“放热”或“吸热”）反应。

升高温度达到新的平衡后，该反应的平衡常数将变__________（填“大”或“小”）。

．钾是—种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。

该反应为：

Na（l）＋KCl（l）

NaCl（l）＋K（g）（正反应吸热）

压强（kPa）

13.33

53.32

101.3

K的沸点（℃）

590

710

770

Na的沸点（℃）

700

830

890

KCl的沸点（℃）

1437

NaCl的沸点（℃）

1465

该反应的平衡常数可表示为：

K＝C（K），各物质的沸点与压强的关系见上表。

（1）在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为，而反应的最高温度应低于。

（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是。

（3）常压下，当反应温度升高900℃时，该反应的平衡常数可表示为：

K＝

．在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：

H2（g）＋I2（g）

2HI（g）＋Q（Q＞0）

反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为；

（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v（HI）为；

（3）反应达到平衡后，第8分钟时：

①若升高温度，化学平衡常数K（填写增大、减小或不变）HI浓度的变化正确；

（用图2中a～c的编号回答）

②若加入I2，H2浓度的变化正确的是。

（用图2中d～f的编号回答）

（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。

．在某温度下，工业合成氨反应N2＋3H2

2NH3（正反应放热），把氮气和氢气以1︰1的物质的量之比混匀后分成两等份，同时分别充入A体积和B体积两个装有催化剂的真空容器中（A、B两容器的容积固定），在保持相同温度的条件下，A、B两个容器的合成氨反应先后达到平衡状态。

请回答：

（1）写出该反应的平衡常数表达式，KAKB（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时

AN2的转化率越高BNH3的产量越大C正反应进行得越彻底

（3）欲增大该反应K值，可以采取的措施为

A升高温度B降低温度

C增大N2、H2的浓度D使用高效的催化剂

（4）分析以下表中数据后，完成下列问题[M（平）表示平衡时混合物的平均相对分子质量]

容器A

容器B

M（平）

19

平衡时N2的转化率

10%

达平衡时，容器A中N2的转化率为，容器B中M（平）为，容器______（选填“A”或“B”）中，NH3的物质的量所占的比例较大。

．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K＝。

（2）该反应为反应（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（多选扣分）。

（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（H2）＝c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为℃。

．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）（正反应放热）

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式K＝

（2）降低温度，该反应K值，二氧化碳转化率，化学反应速度（以上均填增大、减小或不变）

（3）600℃时，在一密闭容器中，将二氧化碳和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是。

（4）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是（用文字表达）；10min到15min的曲线变化的原因可能是（填写编号）。

A加了催化剂B缩小容器体积

C降低温度D增加SO3的物质的量

．在温度为373K时，将0.100mol无色的N2O4气体放入1L抽空的密闭容器中，立刻出现红棕色，直至建立N2O4

2NO2的平衡。

下图是隔一定时间测定到的N2O4的浓度（纵坐标为N2O4的浓度，横坐标为时间）

（1）计算在20至40秒时间内，NO2的平均生成速率为mol•L—1•S—1。

（2）该反应的化学平衡常数表达式为。

（3）下表是不同温度下测定得到的该反应的化学平衡常数。

T/K

323

373

K值

0.022

0.36

据此可推测该反应（生成NO2）是反应（选填“吸热”或“放热”）

（4）若其他条件不变，反应在423K时达到平衡，请在上图中找出相应的位置，添画出此温度下的反应进程曲线。

．560℃时，在恒容闭容器中发生如下反应：

C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）（正反应吸热）

（1）请写出上述反应的平衡常数表达式，若温度升高，则平衡常数_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）若560℃时，在恒容密闭容器中，若起始浓度[H2O]＝0.03mol/L，当5秒钟时，测得[H2O]＝0.01mol/L，则前5秒钟H2的平均反应速率V（H2）＝________________。

（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混合气体中密度不变，

CV正（H2）＝V正（H2O）Dc（CO）＝c（H2）

（4）达到平衡后且恒容情况下，往容器中充入适量的H2S气体，重新达到平衡时，H2O的反应速率将______（填“增大”、“减小”或“不变”），理由是。

．在密闭容器中，保持一定温度进行如下反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），已知加入1molN2和3molH2，在恒压条件下达到平衡时生成amolNH3，在恒容条件下达到平衡时生成bmolNH3（见下表中编号①的一行）。

若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。

回答下列问题：

（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：

K＝___________。

（2）平衡常数K值越大，表明建立平衡时___________（填序号）

AN2的转化率越高BNH3的产量越大

C正反应进行得越彻底D化学反应速度越快

（3）a与b的关系是：

ab（填＞、＜、＝）

（4）填写下表：

状态

条件

起始时物质的物质的量（mol）

平衡时NH3的

物质的量（mol）

编号

X（N2）

Y（H2）

Z（NH3）

恒容

①

1

3

0

b

②

0

0

b

③

2.25

b

B组

．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和温度的关系如下表：

t/℃

700

800

830

1000

1200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

根据以上信息作出的下列判断中正确的是

A此反应为吸热反应

B此反应只有在达到平衡时，密闭容器中的压强才不再变化

C此反应在1000℃达平衡时，c（CO2）·c（H2）/[c（CO）·c（H2O）]约为0.59

D1100℃时，此反应的K值可能为0.9

．已知240K时液氨的自电离常数及相应的平衡常数：

NH3＋NH3

NH4＋＋NH2－K1＝1.0×10－33

又知氨水的电离及电离常数为：

NH3＋H2O

NH4＋＋OH－K2＝1.8×10－5

（1）试计算NH2－＋H2O

NH3＋OH－的平衡常数。

（2）仔细想来，以上计算是错误的，请指出错在何处。

．在温度为830K时，下述可逆反应及其平衡具有某些特殊性：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g），若起始浓度cCO＝2mol·L－1，cH2O＝2mol·L－1，反应达到平衡时CO的转化率αCO＝60%，如果水的起始浓度cH2O＝6mol·L－1，则αCO＝75%，请注意上述有关数据，总结出其中规律。

若830K时，起始浓度cCO＝amol·L－1，cH2O＝bmol·L－1，反应达到平衡后cH2＝cmol·L－1。

（1）当b不变，a减小，重新达到平衡时，转化率αCO，αH2O（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）当a＝5，c＝20/9时，b＝。

（3）当a＝b时，c／a＝。

（4）用此表示a、b、c之间关系的代数式是。

．NH4I固体在一定条件下首先发生分解反应并达平衡：

①NH4I（s）

NH3（g）＋HI（g），然后缓慢进行反应②2HI（g）

H2（g）＋I2（g），亦达平衡。

它们的平衡常数K（K只随温度的变化而变化）分别为：

K1＝

，K2＝

，式中p指平衡时气体的分压。

（1）当反应②进行时，恒容密闭体系中的变化情况是pHI，p总（填“不变”、“增大”或“减小”）；

（2）平衡时，若PNH3＝d，PH2＝f，则PHI＝；

（3）用K1、K2表示NH3的平衡分压：

pNH3＝。

．烟草不完全燃烧时产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白（用Hb表示）化合，发生下述反应：

CO＋Hb·O2

O2＋Hb·CO

实验表明，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2％，也足以使人智力受损。

当空气中的CO浓度较大时，人体就感到缺氧，胸闷，此时血液中羰基血红蛋白达到10％，通常人肺的血液中O2的溶解浓度达1.6×10－6mol/L，而其中血红蛋白的浓度稳定在8×10－6mol/L。

而当过多的血红蛋白与一氧化碳结合时，就会因窒息而引起死亡。

上述反应K为K＝[O2][Hb·CO]/[CO][Hb·O2]，K只限温度有关，与浓度无关。

（1）血红蛋白的生理学功能为

（2）一氧化碳使人中毒的机理为

（3）Hb与CO通过什么化学键结合成HbCO分子的？

，并判断Hb·CO分子与Hb·O2分子的稳定性强弱

（4）抽烟后，吸入肺部的空气测得CO和O2的浓度分别为10－6mol/L和10－2mol/L。

已知37℃时，平衡常数K＝220，这时Hb·CO的浓度是Hb·O2浓度的多少倍？

这时候是否达到损伤人的智力的程度？

请通过计算回答。

（5）设血红蛋白与O2反应的速率常数k=2.1×106L/mols（37℃），求氧血红蛋白（Hb·O2）的生成速率。

（6）在一氧化碳中毒的情况下，需要将Hb·O2的生成速率提高到1.1×10－4L/mols。

①假设血液中的血红蛋白浓度是恒定的，计算所需的氧的浓度。

②假设血液中的氧浓度与进入肺的氧分压成正比。

试问用怎样的方法来治疗一氧化碳中毒的患者是合乎逻辑的？

运用你所学的关于气体定律的知识和勒沙特列原理，设想一种增强这种治疗效果的方法。

．某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的，但煤气泄露能致人中毒。

煤气中毒就是CO中毒，其原因是CO与血红蛋白（Hb）结合成Hb·CO，使血红蛋白失去输送O2功能的缘故。

CO进入血液后有如下平衡：

CO＋Hb·O2

O2＋Hb·CO，已知该反应平衡时，

的比值是一个不受浓度影响的常数，在人体体温37℃下，该常数为220。

试回答：

（1）生产水煤气的化学反应方程式是

（2）燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。

如果该城市管道气改通液化石油气（C4H10），则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下，通风口直径应怎样改变？

（增大or减小），原因是

（3）门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏，极容易发生爆炸。

当你从室外进入厨房嗅到极浓的煤气异味时，在下列操作中，你认为合适的是（可以多选）

A立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源

B立即打开门和窗，关闭煤气源

C立即打开电灯，寻找泄漏处

（4）煤气中毒病人，可以通过进入高压氧舱的方法来救治，请用化学平衡的原理加以说明：

（5）已知当血液中

的比值大于0.02时，人的智力会受到损伤，此时c（CO）与c（O2）的比值应（＜、＞or＝）。

（6）抽烟时，进入肺部的空气中c（CO）＝10－6mol/L，c（O2）＝10－2mol/L，则c（Hb·CO）为c（H·O2）的倍，因此长期抽烟对人智力影响。

（有or无）

．高炉炼铁的基本反应之一如下：

FeO（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO2（g）△H＞0

（1）则该反应中平衡常数K＝

（2）已知1100℃时，K＝0.263，温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值，平衡常数K值（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）1100℃时，测得高炉中[CO2]＝0.025mol·L－1，[CO]＝0.1mol·L－1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态（填“是”、“否”），此时，化学反应速率是v正v逆（填“＞”、“＝”、“＜”），其原因是。

．Fe3＋和I－在水溶液中的反应如下：

2I－＋2Fe3＋

2Fe2＋＋I2

（1）该反应的平衡常数K的表达式为：

K＝。

当上述反应达到平衡后，加入CCl4萃取I2，且温度不变，上述平衡向移动。

（2）上述反应正向反应速度和I－、Fe3＋的浓度关系为：

v＝

（k为常数）

CI－（mol/L）

Cfe3＋（mol/L）

v（mol/Ls）

（1）

0.20

0.80

0.032

（2）

0.60

0.40

0.144

（3）

0.80

0.20

0.128

通过所给的数据计算得知：

在v＝

中，m＝、n＝。

I－浓度对反应速度的影响Fe3＋浓度对反应速度的影响（小于、大于、等于）。

．平衡常数KC的数值大小，是衡量化学反应进行程度的标志。

在25℃时，下列反应的平衡常数如下：

N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）K1＝1×10－30

2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）K2＝2×1081

2CO2（g）＝2CO（g）＋O2（g）K3＝4×10－92

（1）常温下，NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K＝。

（2）常温下，水分解产生O2，此时平衡常数值约为K＝。

（3）常温下，NO，H2O，CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为。

（4）北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装，以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放，而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂，你根据以上有关数据分析，仅使用催化剂除污染气体的可能性。

．已知平衡2NO2（g）

N2O4（g）＋Q（Q>0）在一定温度下满足：

K＝[N2O4]/[NO2]2，K为常数，其中[N2O4]、［NO2］为平衡浓度，单位mol/L。

右图所示，一柱形刚性容器，底面积0.1m2，高0.5m，内有一活塞，不计厚度和质量。

活塞与底部间为真空，并连有一弹簧，弹簧倔强系数为50000N/m，原长0.5m。

（1）27℃时，B内为真空，A内已充入1molNO2，此时活塞已保持静止。

若往A内迅速再充入1molNO2，活塞将如何运动；当活塞再次保持静止时，NO2反应速度v与原平衡NO2反应速度v0的大小关系为vv0（＜、＞、＝），同时NO2的转化率比原平衡时（增大、减小、不变）。

（2）如果对容器加热，使A内气体温度升高，活塞将向下移动，试解释活塞下滑的原因：

（3）27℃时，往活塞上方充入60gNO2气体，活塞从最上端下滑0.2m后保持静止，计算此时NO2的转化率。

（4）往上方容器内再充入10gNO2气体。

并保持温度不变，活塞又将下滑多少距离。

（列出式子或方程，并用文字说明，不必求出最后答案）

（5）在第3题已达平衡后，将容器升温到177℃，活塞又下滑0.1m，求此时NO2的转化率。

（6）计算第3题和第5题分别达到平衡时混合气体的密度比。

．在水中的饱和浓度为0.330g/L，由于存在化学平衡：

I2（aq）＋I－

I3－，所以在KI溶液中I2的溶解度大大增加，在0.100mol/LKI溶液中I2的实际溶解度为12.5g/L，其中大部分转化成I3－，假设在所有I2饱和溶液中I2的浓度是一样的，求上述平衡的平衡常数。

当加入水稀释I2在KI溶液中形成的饱和溶液时，对平衡有何影响？

．在1L容器中，混合0.20molCO和4.0molO2，温度保持1000K，求该平衡体系的近似组成。

已知反应2CO（气）＋O2（气）＝2CO2（气）1000K时平衡常数：

K＝2.2×1022。

．873K时，反应H2＋I2

2HI的平衡常数为70.0。

（1）若按下列比例混合反应物。

达平衡时有多少（％）碘转化了？

①873K，按1︰1比例混合。

②873K，按2（H2）︰1（I2）比例混合。

（2）在873K时，需用多少mol氢气和1mol碘混合，才能使反应达平衡时，碘变成碘化氢的转化率为99％？

．糖在一定温度下，酵解过程如下：

葡萄糖－1－磷酸酯

葡萄糖－6－磷酸酯

果糖－6－磷酸酯

（1）计算反应：

葡萄糖－1－磷酸酯

果糖－6－磷酸酯平衡常数K。

（2）若起始时，葡萄糖－6－磷酸酯为amol，试计算达到平衡时上述三种化合物的物质的量。

．下列各反应在0℃时的平衡常数值已给出：

①SrCl2·6H2O（s）

SrCl2·2H2O（s）＋4H2O（g）Kp＝6.89×10－12

②Na2HPO4·12H2O（s）

Na2HPO4·7H2O（s）＋5H2O（g）Kp＝5.25×10－13

③Na2SO4·10H2O（s）

Na2SO4（s）＋10H2O（g）Kp＝4.08×10－25

0℃时水的蒸气压为6.03×10－3atm。

（1）计算0℃时，分别与SrCl2·6H2O，Na2HPO4·12H2O和Na2SO4·10H2O共存的气态水的压力值为多少？

（2）0℃时SrCl2·2H2O，Na2HPO4·7H2O和Na2SO4中谁的干燥效果最好？

（3）0℃时当相对湿度为多少时暴露在空气中的Na2SO4·10H2O会风化？

（4）0℃时当相对湿度为多少时暴露在空气中的Na2SO4会潮解？

．已知298K时反应N2O4（g）

2NO2（g）－58.04kJKp＝0.113（气体压力以大气压为单位），上述化学反应一般经2×10－6s可达平衡，反应气体的颜色深浅由NO2的分压力大小决定。

取一定量的N2O4置于一个带活塞的玻璃器皿中（除N2O4外无其它气体），达到平衡总压力为1atm（1.01×105Pa），假设气体是理想气体。

（1）试问保持体系恒定298K，慢慢推动活塞压缩气体至总压力达到1.5atm为止，这时体系的颜色与压缩前相比有什么变化？

通过计算说明为什么？

（2）若改为快速推活塞（可视为绝热压缩），出现反应物的颜色立即变深，然后随着时间慢慢变浅，若压缩体积与上一小题一样，那么最终的颜色与第一小题的颜色一致。

试根据以上事实作一合理的定性解释。

．五氯