1、专题05 K值专练1采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题（1）FDaniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时N2O5(g)分解反应：其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示（t=时，N2O5(g)完全分解）：t/min0408016026013001700p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.125时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_kPa（Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数）。【答案】13.4 【解析】根据表中数
2、据可知五氧化二氮完全分解时的压强是63.1kPa，根据方程式可知完全分解时最初生成的二氧化氮的压强是35.8kPa271.6 kPa，氧气是35.8kPa217.9 kPa，总压强应该是71.6 kPa+17.9 kPa89.5 kPa，平衡后压强减少了89.5 kPa63.1kPa26.4kPa，所以根据方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡时四氧化二氮对应的压强是26.4kPa，二氧化氮对应的压强是71.6 kPa26.4kPa218.8kPa，则反应的平衡常数。2近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答
3、下列问题：（1）H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g) +H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率=_%，反应平衡常数K=_。【答案】2.5 2.8103 【解析】（2）设反应的H2S物质的量为x，由题意列三段式得：因为反应平衡后水的物质的量分数为0.02，所以=0.02，解得x=0.01；H2S的平衡转化率10.010.40100%=2.5%；反应平衡常数K=2.84910-3(或2.8103或2.85103)。3H2S和SO2会对环境和
4、人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。用氨水除去SO2（1）已知25，NH3H2O的Kb=1.8105，H2SO3的Ka1=1.3102，Ka2=6.2108。若氨水的浓度为2.0 molL-1，溶液中的c(OH)=_molL1。将SO2通入该氨水中，当c(OH)降至1.0107 molL1时，溶液中的c()/c()=_。【答案】 6.010-3 0.62【解析】（1）根据NH3H2O的Kb=1.8105可知， =1.8105，当氨水的浓度为2.0 molL-1时，溶液中的c(OH)= c(NH4+)=6.010-3 molL-1。根据H2S
5、O3的Ka2=6.2108可知， =6.2108，当c(OH)降至1.0107 molL1，溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=0.62。4顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，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。回答下列问题：（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s1，k(逆)=0.002s1，该温度下反应的平衡常数值K1=_；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则_0(填“小于”“等于”或“大于”)。（2）t2温度下，图中能表示顺式异
6、构体的质量分数随时间变化的曲线是_(填曲线编号)，平衡常数值K2=_；温度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是_。【答案】（1）3 小于（每空2分，共4分）（2）B（1分） 7/3（2分）大于（1分）放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动（1分）【解析】（1）根据v（正）=k（正）c（顺）、，则v（正）=0.006c（顺）, v（逆）=k（逆）c（反），, v（逆）= 0.002 c（反）,达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c（顺）=0.002 c（反），K1=c(反)/c(顺)=0.0060.002=3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能
7、量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则小于零。（2）随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减小，则符合条件的曲线是B，设顺式异构体的起始浓度为x,该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体的浓度为0.3x,反式异构体的浓度为0.7x，所以平衡常数值K2=0.7x0.3x=7/3，因为K1K2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动, 所以温度t2大于t1。5碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（1）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g) + I2(g)在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关
8、系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：_。上述反应中，正反应速率为v正= k正x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1，在t=40min时，v正=_min-1【答案】（1）；k逆= k正/K；1.9510-3【解析】（1）问中的反应是比较特殊的，反应前后气体体积相等，不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。大家注意表格中的
9、两列数据是正向和逆向的两组数据。716K时，取第一行数据计算：2HI（g）H2（g）+I2（g）n（始）（取1mol） 1 0 0n （0.216） （0.108） （0.108）n（平） 0.784 （0.108） （0.108）化学平衡常数为本小题易错点：计算式会被误以为是表达式。问的要点是：平衡状态下，v正= v逆，故有：k正x2(HI) = k逆x(H2)x(I2)变形：k正/ k逆= x(H2)x(I2)/ x2(HI)=K故有： k逆= k正/K6二氧化碳的有效回收利用，既能缓解能源危机，又可减少温室效应的影响，具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2
10、制CO的原理如下图所示，回答下列问题： (1)二甲醚是主要的有机物中间体，在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚：2CO2(g) +6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ， =3时，实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示。若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2，CO2的平衡转化率对应下图中A点，则在此温度，该反应的化学平衡常数是_(保留整数)。合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物做催化剂，硅铝比不同时，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较：KA_KB(填“、
11、”“ 【解析】（1）设020 min内生成N2O4的物质的量是x mol。2NO2(g)N2O4(g) 开始（mol/L）： 0.2 0转化（mol/L）： x 20 min（mol/L）：（0.2x） ，解得：x = 0.08，v(N2O4) = mol/L20 min = 2.0103 mol/(Lmin)；设平衡时N2O4的浓度为x mol/L。2NO2(g)N2O4(g) 开始： 0.2 mol/L 0转化： 2x mol/L x mol/L平衡： (0.22x) mol/L x mol/L，x=0.075，v正(NO2)v逆(N2O4)=21，即k1c2(NO2)k2c(N2O4)=
12、21，k10.052k20.075=21，所以k1 = 60 k2。若改变温度至T1时k1=k2，则根据平衡时k1c2(NO2)k2c(N2O4) = 21可知c(NO2)较原平衡增大，c(N2O4)较原平衡减小，说明平衡逆向移动，该反应正反应放热，所以T1373K，故答案为：2.0103；k1=60k2；。10研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。（1）T时，将0.6 mol NO和0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中，NO的浓度随反应时间的变化如图所示。T时，反应3NO(g) +O3(g)3NO2(g)的平衡常数K=
13、_。【答案】240(或240 Lmol-1) 【解析】（1）由图像分析可知反应10min时达到平衡，平衡时c(NO)=0.1mol/L，据此列三段式：3NO(g) +O3(g)3NO2(g)起始浓度（mol/L）： 0.3 0.1 0反应浓度（mol/L）： 0.2 0.2/3 0.2平衡浓度（mol/L）： 0.1 0.1/3 0.2T时反应的平衡常数:K=0.23/0.13)3=240。11I氮及其化合物在工业生产中有广泛应用。（1）已知25时，NH3H2O的Kb1.8105，H2SO3的Ka11.3102，Ka262108。若氨水的浓度为2.0molL1，将SO2通入该氨水中，当溶液呈中
14、性时，溶液中的_。【答案】 2.24 【解析】（1）NH3H2O的电离方程式为NH3H2ONH4OH，SO2通入氨水中，根据电荷守恒有c(NH4)c(H)=c(HSO3)2c(SO32)c(OH)，当溶液呈中性时c(H)=c(OH)，则c(NH4)=c(HSO3)2c(SO32)，Ka2=，c(SO32)=，c(NH4)=c(HSO3)2= c(HSO3) ， =，故答案为：2.24。12面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。SO2、NOx、CO2是对环境影响较大的气体，对他们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。 (1)已知：在2L密闭容器中，17、1.01105Pa条件下，
15、2NO2(g)N2O4(g) H0的平衡常数K=13.3。当此反应达到平衡时，若n(NO2)=0.060mol，则c(N2O4)=_(保留两位有效数字)。【答案】 0.012 mol/L 【解析】 (1)平衡时n(NO2)=0.060mol，容器的容积为2L，所以平衡时NO2的浓度为c(NO2)=0.060mol2L=0.030mol/L，根据2NO2(g)N2O4(g)的化学平衡常数K=13.3，c(N2O4)=Kc2(NO2)= 0.012mol/L。13合成氨所需H2取自CH4，CH4和O2作用成CO2、H2（反应），然而CH4和O2反应还能生成CO2、H2O（反应），当有水生成时，H2
16、O和CH4反应（反应）。下表 为三个反应在不同温度下的平衡常数K。 （1）反应的平衡常数K的表达式为_。（2）反应的平衡常数K、K、K之间的关系为K=_（用含K、 K的式子表示）。【答案】 K2/K 【解析】（1）根据化学平衡常数表达式，K=；（2）K=，K=，K=，因此K=K2/K。14CO2和CH4均为温室气体，若得以综合利用，对温室气体整治具有重大意义。（1）合成甲醇的主要反应是CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。初始压强P1下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入b mol CO和2b mol H2，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。请回答：200时，该反应的平衡常数K=
17、_（用含b的代数式表示）。若上述反应经过tmin达到平衡，则该时间段内氢气的平均反应速率为_。（2）实验室可用Na2CO3 与盐酸混合制备少量CO2。在25时，取106g Na2CO3 与盐酸混合所得的一组体积为1L 的溶液，溶液中部分微粒与pH 的关系如图所示。则：根据图中数据，计算CO32的水解常数K=_。【答案】 4/b2 【解析】（1）时，CO的转化率为0.5，所以平衡时CO、H2、CH3OH的浓度分别0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L，所以平衡常数K=0.25b/（0.5b）20.25b=4/b2，若200时，上述反应经过tmin达到平衡，氢气转化的浓度为
18、0.5bmol/L，所以该时间段内氢气的平均反应速率为0.5b/tmol/（Lmin）=b/2tmol/（Lmin），故答案为：4/b2；b/2tmol/（Lmin）。（2）0.6g碳酸钠的物质的量为：n（Na2CO3）=10.6g/106g/mol =0.1mol，CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常数K=c（HCO3）c（OH）/c（CO32），由图中数据可知，当pH=11时，c（HCO3）=c（CO32），CO32平衡常数K=c（OH）=1.010-3，故答案为：1.010-3。15含氮化合物在生产、生命活动中有重要的作用。回答下列问题： (1)肌肉中的肌红蛋白(Mb)可与O2结
19、合生成MbO2：Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)，其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数，即V正=k正c(Mb)P(O2)，V逆=k逆c(MbO2)。37时测得肌红蛋白的结合度()与P(O2)的关系如下表结合度()指已与O2结合的肌红蛋白占总肌红蛋白的百分比：P(O2)0.501.002.003.004.005.006.00（MbO2%）50.067.080.085.088.090.391.0计算37、P(O2)为2.00kPa时，上述反应的平衡常数K=_。导出平衡时肌红蛋白与O2的结合度()与O2的压强P(O2)之间的关系式=_(用含有k正、k逆的式子表示)。【答案】 2.0
20、0 【解析】 (137、P(O2)=2.00kPa时，结合度为80%，化学平均常数K=kPa-1；由结合度的定义式可知，反应达平衡时，V正=V逆，所以K=，可求出c(MbO2)=，代入结合度定义式=可得a=；16合理利用和转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是环保领域的重要课题。（1）已知2NO(g)+O2(g)2 NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢) v2正=k2正c (N2O2)c(O2)， v2逆=k2逆c 2(NO2)一定温度下，反应2NO(g)+
21、O2(g)2 NO2(g)达到平衡状态，该反应的平衡常数的表达式K=_(用k1正、k1正、k2逆、k2逆表示)，反应的活化能E1与反应的活化能E2的大小关系为E1_E2（填“”“”或“=”）（3）用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温(T)时，各物质的浓度随时间的变化如下表：T时，该反应的平衡常数为_(保留两位有效数字)【答案】 .56 【解析】（1）v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c(N2O2)，v2正=k2正c (N2O2)c(O2)， v2逆=k2逆c 2(NO2)，可知c2(NO)
22、=，c(N2O2)=，c(N2O2)c(O2)=，c2(NO2)=，因而K=，2NO(g)N2O2(g)(快)；N2O2(g)+O2(g)2 NO2(g) (慢)，反应的速率大于反应，可知活化能E1E2，因此，本题正确答案是：；（3）平衡状态物质的平衡浓度为，c(NO)=0.04mol/L；c(N2)=0.03mol/L；c(CO2)= 0.03mol/L；K=0.56；因此，本题正确答案是：0.56。17工业上利用脱硫后的天然气合成氨的某流程如下： (1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H”、“=”或“； 1/2700； 【解析】 (1)当升高温度时，平衡向逆向移动，氨气的体积分
23、数减小，故可知T1T2；由题意可知，a点总压为50Mpa，平衡时氢气与氮气之比为3:1，氨气的体积分数为0.2。则氮气的体积分数为0.6，氨气的体积分数为0.2.平衡时氮气分压为10Mpa，氢气分压为30Mpa，氨气分压为10Mpa， T2时Kp=(10Mpa)2/10Mpa(30Mpa)3 =1/2700(Mpa)2。18通过实验探究发现化学反应中的某种规律，再寻求理论上的科学合理解释，是化学工作者的重要研究方法。I.在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO和2molH2，不同条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图
24、所示。 (1)若M点对应混合气体的体积为1L，则506K时，该反应平衡常数K=_(保留三位小数)。图表示平衡常数的对数(lgK)与温度的关系，B、C点中能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为_。(2)在2L恒容密闭容器中充入 a mol H2、2 mol CO和7.4 mol CH3OH(g)，在506K下进行上述反应。为了使该反应逆向进行，a的取值范围为_。【答案】 0.148 B 【解析】（1）平衡时消耗氢气是0.5mol，剩余CO和氢气分别是0.75mol、1.5mol，溶剂为1L，所以506K时该反应的平衡常数K=0.25/(0.751.52)=0.148；正反应放热，升高温度平衡向
25、逆反应方向进行，平衡常数减小，lgK减小，所以能正确表示该反应的lgK与温度（T）的关系点为B。本小题答案为：0.148；B。（2）起始浓度c(CO)=1mol/L，c(H2)=0.5amol/L，c(CH3OH)=3.7mol/L，浓度熵Qc=，为了是该反应逆向进行，要求QcK，即，a的范围为a10。本小题答案为：a”“ 0.375 10% 256/3p02 【解析】 (1) 根据图示，反应进行到4 min 时，甲醇的物质的量继续增大，反应正向进行，v(正) v(逆)；04 min，H2的浓度变化为1.5mol/L，v(H2)= 0.375 molL1min1；根据图示，15min 时达到平
26、衡状态，CO的平衡浓度为0.25mol/L，则CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)开始 1 3 0 0转化 0.75 2.25 0.75 0.75平衡 0.25 0.75 0.75 0.75 CO2平衡时的体积分数为10%；根据压强比等于气体物质的量比，平衡时的总压强为，Kp=256/3p02 。20“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。 (1)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)H=681.8kJmol1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T时，借助传
27、感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO2 00.420.800.800.880.88010min内，平均反应速率v(O2)_molL1min1；当升高温度，该反应的平衡常数K_(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3) NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=34.0kJmol1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大，其
28、原因为_；在1100K时，CO2的体积分数为_。(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=_已知：气体分压(P分)=气体总压(Pa)体积分数。(5)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H=746.8kmol1，生成无毒的N2和CO2。实验测得，v正=k正c2(NO)c2(CO)，v逆=k逆c(N2) c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。达到平衡后，仅升高温度，k正增大的
29、倍数_(填“”“”或“=”)k逆增大的倍数。若在1L的密闭容器中充入1 molCO和1 molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则=_。【答案】 0.021 减小 BC 1050K前反应末达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 20% 4 【解析】（1）在010min内，c(O2)=1.0mol/L-0.79mol/L=0.21mol/L，故v(O2)= molL-1min-1；正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动,故化学平衡常数K减小；A、加入固体碳酸钙不影响平衡移动，选项A错误；B、通入一定量的O2，O2浓度增大，平衡正向移动，CO2的浓度增大，选项
30、B正确；C、适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，选项C正确；D、加入合适的催化剂平衡不移动，选项D错误。答案选BC；(2)在1050K前反应未达到平衡状态.随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；达到平衡后，升高温度，平衡向左移动，NO转化率降低。根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入1 mol NO，在1100 K时，a(NO)= 40%，则n(NO)=0.4 mol，故n(CO2)=0.2 mol，由于反应前后气体的总物质的量不变，故混合气体中CO2的体积分数为100%= 20%；（3）根据反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，假设加入
31、1mol NO，在1050K时，a(NO)=80%，平衡时，n(NO)=0.2mol，n(N2)=0.4mol，n(CO2)=0.4mol，各物质的平衡分压为P分(NO)=，P分(N2)=，P分(CO2)=；故反应的化学平衡常数Kp=4；(4)正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数。浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数；当反应达到平衡时，v正=v逆，故。根据热化学方程式可知，平衡时c(CO)=c(NO)=0.6mol/L，c(N2)=0.2mol/L，c(CO2)=0.4mol/L，故。21砷(As)是第四周期A族元素，可以形成As2S3
32、、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题： (1)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种 浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示。 以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0 10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 _。 H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=_(pKa1 = -lg Ka1 )。图表示CO的平衡转化率与起始投料比、温度的变化关系，测得B(x1,60)点氢气的转化率
33、为40%，则x1_。一定条件下，将2 mol CO和2 mol H2置于容积为2 L固定的密闭容器中发生上述反应，反应达到平衡时CO与H2体积之比为21，则平衡常数K_。CO与H2体积之比为21，则平衡常数K_。【答案】 OH- + H3AsO3H2AsO3- + H2O 2.2 3 4.5 【解析】（1）根据图知，碱性条件下H3AsO3的浓度减小、H2AsO3-浓度增大，说明碱和H3AsO3生成H2AsO3-，该反应为酸碱的中和反应，同时还生成水，离子方程式为OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O，故答案为：OH-+H3AsO3=H2AsO3-+H2O。Ka1=c（H2AsO4）c（H
34、+）/c（H3AsO4），pH=2.2时c（H+）=10-2.2mol/L，c（H3AsO3）=c（H2AsO3-），pKa1=-lgKa1=-lgc（H2AsO4）c（H+）/c（H3AsO4）=2.2，故答案为：2.2。测得B(X1，60)点氢气的转化率为40%，CO的转化率是60%，设B点时CO、H2的物质的量分别是m、n，可得60%m=40%n/2，所以n/m=3，即x1=3；故答案为： 3。设平衡时CO的浓度是x，则氢气的浓度是2x-1，生成甲醇的浓度是1-x，根据题意得：x/(2x-1)=2：1，x=2/3mol/L，所以K=(1-x)/x(2x-1)2=4.5L2mol-2，故答案为：4.5。22随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展，环境污染也日益加重，空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等
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