高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析

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高中 | 化学平衡常数题目答案及解析如下,仅供参考!

选修四

第二章 化学反应速率和化学平衡

第三节 化学平衡

化学平衡常数

$\rm I$.根据下列热化学反应方程式,回答问题:

$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+4{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{C}{{\text{H}}_{4}}\left( \text{g} \right)+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta {{H}_{1}}=-252.9\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta {{H}_{2}}=-571.6\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$\text{C}\left( \text{s} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{CO}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{H}_{3}}=-113.5\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$\text{CO}\left( \text{g} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{H}_{4}}=-283.0\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$2\text{S}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{S}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{g} \right)\,\quad \Delta {{H}_{5}}=-196.6\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式有                $\rm ($填序号$\rm )$,写出甲烷燃烧热的热化学方程式                

[["

④ ; $\\text{C}{{\\text{H}}_{4}}\\left( \\text{g} \\right)+2{{\\text{O}}_{2}}\\left( \\text{g} \\right)\\text{=C}{{\\text{O}}_{2}}\\left( \\text{g} \\right)+2{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}\\left( \\text{l} \\right)\\quad \\Delta H=\\rm -890.3$ $\\text{kJ}\\cdot \\text{mo}{{\\text{l}}^{-1}}$

"]]

燃烧热是指在$\rm 25$ $\rm ^\circ\rm C$$\rm 101$ $\rm kPa$时,$\rm 1$ $\rm mol$纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式是④$\text{CO}\left( \text{g} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{H}_{\text{4}}}=-283.0\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$;由盖斯定律可知,②$\rm \times 2-$①可得甲烷燃烧热的热化学方程式为:$\text{C}{{\text{H}}_{4}}\left( \text{g} \right)+2{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\text{=C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta H=2\Delta {{H}_{2}}-\Delta {{H}_{1}}=-2\times 571.6\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}+252.9\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$ $\rm =-890.3$ $\text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

下列情况能说明反应⑤达到化学平衡状态的是                

$\rm A$${{v}_{正}}\left( {{\text{O}}_{2}} \right)=2{{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{2}} \right)$

$\rm B$$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$${{\text{O}}_{2}}$$\text{S}{{\text{O}}_{3}}$三者的浓度之比为$\rm 2$$\rm 1$$\rm 2$

$\rm C$$\rm {{\text{O}}_{2}}$的物质的量不再改变

$\rm D$.恒温恒容时,混合气体的密度不改变

[["

$\\rm C$

"]]

$\rm A$.当$2{{v}_{正}}\left( {{\text{O}}_{2}} \right)={{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{2}} \right)$时反应达到平衡,${{v}_{正}}\left( {{\text{O}}_{\text{2}}} \right)=2{{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{\text{2}}} \right)$不能说明反应达到平衡,$\rm A$不选;

$\rm B$$\rm \text{S}{{\text{O}}_{2}}$$\rm {{\text{O}}_{2}}$$\rm \text{S}{{\text{O}}_{3}}$三者的浓度之比为$\rm 2$$\rm 1$$\rm 2$时,该反应不一定达到平衡状态,与反应初始物质的量和转化率有关,所以不能据此判断平衡状态,$\rm B$不选;

$\rm C$$\rm {{\text{O}}_{2}}$的物质的量不再改变,说明说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,$\rm C$选;

$\rm D$.恒温恒容时,该反应过程中气体总质量和总体积都是定值,混合气体的密度是定值,当混合气体的密度不改变时,不能说明反应达到平衡,$\rm D$不选;

故选:$\rm C$

在容积为$\rm 5$ $\rm L$的恒温密闭容器中通入$10\text{ mol S}{{\text{O}}_{2}}$$10\text{ mol }{{\text{O}}_{2}}$,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。

$2\text{ min}$时,${{v}_{正}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right)$                 ${{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right)\rm ($填“$\rm \gt $”“$\lt $”或“$\rm =$$\rm )$

$0\sim 5\text{ min}$$v\left( {{\text{O}}_{2}} \right)=$                 $\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\cdot {{\min }^{-1}}$

[["

$\\rm \\gt $$\\rm 0.16$

"]]

$2\text{ min}$后,$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$的物质的量仍在减小,$\text{S}{{\text{O}}_{3}}$的物质的量仍在增大,说明$2\text{ min}$时反应正向进行,${{v}_{正}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right) \gt {{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right)$

$0\sim 5\text{ min}$$v\left( {{\text{O}}_{2}} \right)=\dfrac{1}{2}v\left( \text{S}{{\text{O}}_{2}} \right)=\dfrac{1}{2}\times \dfrac{\text{10 mol-2 mol}}{\text{5 L}\times \text{5 min}}=0.16\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\cdot {{\min }^{-1}}$

$\rm .25$ $\rm ^\circ\rm C$时,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:

弱酸$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$$\text{HCN}$
电离常数${{K}_{\text{a}}}=1.75\times {{10}^{-5}}$${{K}_{\text{a}1}}=4.5\times {{10}^{-7}}$${{K}_{\text{a}2}}=4.7\times {{10}^{-11}}$${{K}_{\text{a}}}=6.2\times {{10}^{-10}}$

请回答下列问题:

$\text{HCO}_{3}^{-}$的电离平衡常数表达式为${{K}_{\text{a}}}=$                

[["

${{{K}}_{\\text{a}}}=\\dfrac{{c}\\left( {{\\text{H}}^{+}} \\right){c}\\left( \\text{CO}_{\\text{3}}^{\\text{2-}} \\right)}{{c}\\left( \\text{HCO}_{\\text{3}}^{-} \\right)}$

"]]

$\text{HCO}_{3}^{-}$的电离平衡常数表达式为${{{K}}_{\text{a}}}=\dfrac{{c}\left( {{\text{H}}^{+}} \right){c}\left( \text{CO}_{\text{3}}^{\text{2-}} \right)}{{c}\left( \text{HCO}_{\text{3}}^{-} \right)}$

少量$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$通入足量$\text{NaCN}$溶液中,反应的离子方程式为                

[["

${{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{C}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+C}{{\\text{N}}^{-}}=\\text{HCN+HCO}_{\\text{3}}^{-}$

"]]

酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,酸性:${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\rm \gt \text{HCN}\rm \gt \text{HCO}_{3}^{-}$,少量$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$通入足量$\text{NaCN}$溶液中,根据强酸制取弱酸的原理可知,生成$\rm HCN$$\rm NaHCO_{3}$,离子方程式为:${{\text{H}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+C}{{\text{N}}^{-}}=\text{HCN+HCO}_{\text{3}}^{-}$

物质的量浓度均为$0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$的四种溶液:①$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$、②$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$、③$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$、④$\text{NaCN}$$\text{pH}$由小到大的排列顺序是                $\rm ($用序号表示$\rm )$

[["

$\\rm \\gt $$\\rm \\gt $$\\rm \\gt $

"]]

物质的量浓度均为$0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$的四种溶液中$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$是酸,溶液中氢离子浓度最大,$\rm pH$最小,相同物质的量浓度的钠盐溶液,对应的酸的酸性越弱,则酸根离子水解程度越大,其溶液的$\rm pH$越大,由表格数据可知酸性:${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}\rm \gt \text{HCN}\rm \gt \text{HCO}_{3}^{-}$,则水解程度:$\text{CO}_{3}^{2-}\rm \gt \text{C}{{\text{N}}^{-}}\rm \gt \text{HCO}_{3}^{-}$,则$\rm pH$由大到小的顺序为③$\rm \gt $$\rm \gt $$\rm \gt $①。

$0.2\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ HCN}$溶液与$0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ NaOH}$溶液等体积混合后,溶液显                $\rm ($填“酸”“碱”或“中”$\rm )$

[["

"]]

$\rm 0.2$ $\rm mol/L$$\rm HCN$溶液和$\rm 0.1$ $\rm mol/L$$\rm NaOH$溶液等体积混合,溶液中的溶质是等物质的量浓度的$\rm NaCN$$\rm HCN$,由表格数据可知,${{K}_{\text{a}}}\left( \text{HCN} \right)\lt {{K}_{\text{h}}}\text{(C}{{\text{N}}^{-}})=\dfrac{{{K}_{\text{W}}}}{{{K}_{\text{a}}}\left( \text{HCN} \right)}=\dfrac{{{10}^{-14}}}{6.2\times {{10}^{-10}}}$$\rm HCN$的电离程度小于$\text{C}{{\text{N}}^{-}}$的水解程度,溶液显碱性。

已知$T\ {}^\circ \text{C}$时,${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{CuCN} \right)=1\times {{10}^{-20}},{{K}_{\text{sp}}}\left( \text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{S} \right)=2\times {{10}^{-48}}$,则$T\ {}^\circ \text{C}$下,反应$2\text{CuCN}\left( \text{s} \right)+{{\text{S}}^{2-}}\left( \text{aq} \right)\rightleftharpoons \text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{S}\left( \text{s} \right)+2\text{C}{{\text{N}}^{-}}\left( \text{aq} \right)$的平衡常数$K=$                

[["

$5\\times {{10}^{7}}$

"]]

反应$2\text{CuCN}\left( \text{s} \right)+{{\text{S}}^{2-}}\left( \text{aq} \right)\rightleftharpoons \text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{S}\left( \text{s} \right)+2\text{C}{{\text{N}}^{-}}\left( \text{aq} \right)$的平衡常数$K=\dfrac{{{c}^{2}}\left(\rm C{\rm {N}^{-}} \right)}{c\left( {{\text{S}}^{2-}} \right)}=\dfrac{{{c}^{2}}\left( \rm C{\rm {N}^{-}} \right){{c}^{2}}\left(\rm C{{u}^{2+}} \right)}{c\left( {{\text{S}}^{2-}} \right){{c}^{2}}\left( \rm C{{u}^{2+}} \right)} =\dfrac{{{\left[ {{K}_{\text{sp}}}\left( \text{CuCN} \right) \right]}^{\text{2}}}}{{{K}_{\text{sp}}}\left( \text{C}{{\text{u}}_{\text{2}}}\text{S} \right)}=\dfrac{{{\left( 1\times {{10}^{-20}} \right)}^{2}}}{2\times {{10}^{-48}}}=5\times {{10}^{7}}$

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第三节 化学平衡

化学平衡常数

$\rm I$1、.根据下列热化学反应方程式,回答问题:

$\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+4{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{C}{{\text{H}}_{4}}\left( \text{g} \right)+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta {{H}_{1}}=-252.9\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$2{{\text{H}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=2{{\text{H}}_{2}}\text{O}\left( \text{l} \right)\quad \Delta {{H}_{2}}=-571.6\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$\text{C}\left( \text{s} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{CO}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{H}_{3}}=-113.5\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$\text{CO}\left( \text{g} \right)+\dfrac{1}{2}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)=\text{C}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\quad \Delta {{H}_{4}}=-283.0\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

$2\text{S}{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)+{{\text{O}}_{2}}\left( \text{g} \right)\rightleftharpoons 2\text{S}{{\text{O}}_{3}}\left( \text{g} \right)\,\quad \Delta {{H}_{5}}=-196.6\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}$

解答题

1.1、上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式有                $\rm ($填序号$\rm )$,写出甲烷燃烧热的热化学方程式                

解答题

1.2、下列情况能说明反应⑤达到化学平衡状态的是                

$\rm A$${{v}_{正}}\left( {{\text{O}}_{2}} \right)=2{{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{2}} \right)$

$\rm B$$\text{S}{{\text{O}}_{2}}$${{\text{O}}_{2}}$$\text{S}{{\text{O}}_{3}}$三者的浓度之比为$\rm 2$$\rm 1$$\rm 2$

$\rm C$$\rm {{\text{O}}_{2}}$的物质的量不再改变

$\rm D$.恒温恒容时,混合气体的密度不改变

解答题

1.3、在容积为$\rm 5$ $\rm L$的恒温密闭容器中通入$10\text{ mol S}{{\text{O}}_{2}}$$10\text{ mol }{{\text{O}}_{2}}$,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。

图片加载错误

$2\text{ min}$时,${{v}_{正}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right)$                 ${{v}_{逆}}\left( \text{S}{{\text{O}}_{3}} \right)\rm ($填“$\rm \gt $”“$\lt $”或“$\rm =$$\rm )$

$0\sim 5\text{ min}$$v\left( {{\text{O}}_{2}} \right)=$                 $\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\cdot {{\min }^{-1}}$

解答题

1.4、Ⅱ$\rm .25$ $\rm ^\circ\rm C$时,部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示:

弱酸$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$${{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$$\text{HCN}$
电离常数${{K}_{\text{a}}}=1.75\times {{10}^{-5}}$${{K}_{\text{a}1}}=4.5\times {{10}^{-7}}$${{K}_{\text{a}2}}=4.7\times {{10}^{-11}}$${{K}_{\text{a}}}=6.2\times {{10}^{-10}}$

请回答下列问题:

$\text{HCO}_{3}^{-}$的电离平衡常数表达式为${{K}_{\text{a}}}=$                

解答题

1.5、少量$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$通入足量$\text{NaCN}$溶液中,反应的离子方程式为                

解答题

1.6、物质的量浓度均为$0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$的四种溶液:①$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{COOH}$、②$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$、③$\text{N}{{\text{a}}_{2}}\text{C}{{\text{O}}_{3}}$、④$\text{NaCN}$$\text{pH}$由小到大的排列顺序是                $\rm ($用序号表示$\rm )$

解答题

$0.2\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ HCN}$1.7、溶液与$0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ NaOH}$溶液等体积混合后,溶液显                $\rm ($填“酸”“碱”或“中”$\rm )$

解答题

1.8、已知$T\ {}^\circ \text{C}$时,${{K}_{\text{sp}}}\left( \text{CuCN} \right)=1\times {{10}^{-20}},{{K}_{\text{sp}}}\left( \text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{S} \right)=2\times {{10}^{-48}}$,则$T\ {}^\circ \text{C}$下,反应$2\text{CuCN}\left( \text{s} \right)+{{\text{S}}^{2-}}\left( \text{aq} \right)\rightleftharpoons \text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{S}\left( \text{s} \right)+2\text{C}{{\text{N}}^{-}}\left( \text{aq} \right)$的平衡常数$K=$                

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