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1、专题 04 化学平衡常数 化学反应进行的方向 1 25 时，有 0.01 molL 1的 醋 酸 溶 液，电 离 达 平 衡 时，溶 液 中 c(H)_。(25 时，醋酸的 K1.75105)225 时，HNO2的电离常数 Ka4.6104。常温下，向 NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的 pH3 时，溶液中_(保留两位有效数字)。3 常温下，HCN 的电离常数 Ka6.21010。浓度均为 0.5 molL1的 NaCN和 HCN 的混合溶液 呈 _(填“酸”“碱”或“中”)性，通 过 计 算 说 明：_。4常温下，向 0.1 molL1氨水中加入少许 N2O5，使溶液中 c(NH3H2O)c(
2、NH)59，此时溶液的 pH _。(25 时，NH3H2O 的电离平衡常数 Kb1.8105)5已知某温度下，醋酸的电离常数 K=1.610-5。计算 0.010mol/L 的醋酸溶液中，c（H+）是多少？6 在一定温度下，测得 01 molL1CH3COOH溶液的 PH 为 3 0。则 CH3COOH在水中的电离度为 ，此温度 CH3COOH的电离平衡常数为 。7乙酰水杨酸是一元弱酸（可用 HA表示）.在一定温度下，0.01mol/L 乙酰水杨酸水溶液中，它的电离度为 5.7%，求该酸的电离常数_ 825时，在 2L 0.3mol/L 的 HF 溶液中，有 0.02mol 的 HF 电离成离
3、子，求该温度下 HF 的电离常数。_ 9 工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。（1）已知：H2的燃烧热为 285.8 kJmol1 H2O(g)H2O(l)H44 kJ/mol N2(g)2O2(g)2NO2(g)H133 kJ/mol 在催化剂存在下，H2还原 NO2生成水蒸气和另一种无毒物质的热化学方程式为：_。反应 2NO2(g)N2(g)2O2(g)，设起始时容器中只有 NO2，平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。则 A 点时，NO2的转化率为_。B 点时，设容器
4、的总压为a Pa，则平衡常数Kp为_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。（2）向 2 L密闭容器中加入 2 mol CO2和 6 mol H2，在适当的催化剂作用下，下列反应能自发进行：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。该反应 H_0（填“”、“”、“”、“”或“”）。10工业上，利用乙醇催化氧化制备乙醛，其化学原理如下：反应(主反应)：2CH3CH2OH(g)+O2(g)2CH3CHO(g)+2H2O(g)H0 反应(副反应)：CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)H”、“”、“6.21010，即水解平衡常数大于电离平衡常
5、数，所以溶液呈碱性【解析】根据Kh可知，Kh1.61056.21010，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性。4【答案】9【解析】常温下，向向 0.1 molL1氨水中加入少许 N2O5，五氧化二氮和水反应生成硝酸，硝酸和氨水反应，使溶液中 c(NH3H2O)c(NH)5 9，溶液中溶质为硝酸铵和一水合氨，NH3H2ONH+OH-，25 时，NH3H2O 的电离平衡常数 Kb1.8105=9c0.11450.114OH，c(OH-)=10-5mol/L，c(H+)=110-9mol/L，pH 9。点睛：本题考查弱电解质的电离平衡及电离平衡常数的应用，正确理解的应用平衡常数表达式是解答
6、本题的关键。5 【答案】410-4mol/L【解析】醋酸在溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+，K=c（CH3COO-）c（H+）c（CH3COOH）=1.610-5。c（H+）2=Kc（CH3COOH）=1.610-50.010=1.610-7，所以 c（H+）=410-4mol/L。考点：考查电离平衡常数的应用的知识。6【答案】1%；10-5。考点：考查电离度、电离常数的计算。7【答案】3.4510-5【解析】0.01mol/L 乙酰水杨酸水溶液中其电离度是 5.7%，那么电离的乙酰水杨酸为5.710-4mol/L，乙酰水杨酸根（A-）和 H+的浓度都是出 5.710-
7、4mol/L，乙酰水杨酸（HA）的 浓 度(0.01 5.710-4)mol/L，所 以 电 离 常 数 为(5.710-4)2/(0.01 5.710-4)=3.4510-5。8【答案】3.410-4【解析】起始 HF 的物质的量是 2L0.3mol/L=0.6mol；由题意列出下式：HF H+F-起始量 0.6 0 0 变化量 0.02 0.02 0.02 平衡量 0.58 0.02 0.02 各粒子浓度分别为：c(HF)=0.58/2=0.29mol/L，c(H+)=0.02/2=0.01 mol/L，c(F-)=0.02/2=0.01 mol/L，故 HA 的电离平衡常数为 Ka=c(
8、H+)c(F-)/c(HF)=（0.01）2/0.29=3.410-4；综上所述，该温度下 HF 的电离常数为 3.410-4。9【答案】4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)H-1100.2kJmol-1 50%a Pa 【解析】（1）已知：H2的燃烧热为285.8kJmol-1，则H2(g)+O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJmol-1，又因为 H2O(g)H2O(l)H44 kJ/mol，N2(g)2O2(g)2NO2(g)H133kJ/mol，上述三个方程式分别标为、，根据盖斯定律，4-4-可得到在催化剂存在下H2还原 NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方
9、程式 4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)H-1100.2kJmol-1。根据化学方程式及图示数据，A 点时 NO2是 10mol，O2是 10mol，N2是 5mol，所以 NO2初始物质的量是 20mol，则 NO2的转化率为 50%；B 点时 NO2和 N2物质的量相等，设为xmol，则 O2是 2xmol，因为容器的总压为a Pa，所以 NO2和 N2的分压都是a Pa，O2的分压是a Pa，则平衡常数Kp=a Pa。（2）由方程式可看出该反应S0，因为反应能自发进行，所以H-TS0，则H0。a 项，混合气体的平均相对分子质量=气体总质量物质的量，该反应的反应物和生成
10、物都是气体，物质的量变化，根据质量守恒定律，所以混合气体的平均相对分子质量变化，则当混合气体的平均相对分子质量保持不变时，达到了平衡状态，故a 正确；b 项，1molCO2生成同时有3molH-H键断裂，即消耗 3molH2，根据化学反应方程式，能说明正逆反应速率相等，则达到了平衡状态，故 b正确；c项，开始充入 2molCO2和 6molH2，投料比等于化学方程式系数比，CO2和 H2的转化率始终相等，不能说明正逆反应速率相等，不一定达到平衡状态，故 c 错误；d 项，混合气体的密度等于气体质量和体积的比值，反应前后质量守恒，体积不变，所以密度始终不变，密度保持不变时不一定是平衡状态，故 d
11、错误。由表中数据可知，反应前 10min 内反应的 H2为：(6-4.5)mol=1.5mol，根据化学方程式可得，生成 CH3OH 为：1.5mol3=0.5mol，前 10min 内的平均反应速率v(CH3OH)=0.5mol2L10min=0.025 molL-1min-1；前面已知该反应HK(II)；反应中若把 CH3OH 和 H2O(g)的初始物质的量全部转化为 CO2和 H2，与反应初始物质的量对应相等，但反应温度高于反应，所以反应相当于在和反应等效的基础上又升高温度，平衡逆向移动，故平衡时 CH3OH 的浓度c(I)c(II)。10【答案】C 2.5 D 100%平衡之前，升高温
12、度，反应速率增大，反应一直向正反应方向进行 B （3）反应的正反应是气体分子数增大的放热反应。要提高乙醇的转化率、乙醛的产率，必须使平衡向右移动且减少副产物生成。升高温度，平衡左移，A 项不符合题意；增大压强，平衡左移，B 项不符合题意；增大 O2浓度，会加快副产物生成，乙醛的产率会降低，C 项不符合题意；分离产物，促进平衡向右移动，D 项符合题意；催化剂只能改变化学反应速率，不会使平衡移动，E 项不符合题意。故选 D。（4）a点达到平衡，b点未达到平衡。开始投入乙醇和氧气，反应从左向右进行，即生成乙醛的正反应速率由大到小，而逆反应速率由小到大。乙醛的逆反应速率：ab。2CH3CH2OH(g)
13、+O2(g)2CH3CHO(g)+2H2O(g)起始物质的量/mol：x y 0 0 转化物质的量/mol：0.8x 0.4x 0.8x 0.8x 平衡物质的量/mol：0.2x (y-0.4x)0.8x 0.8x 平衡时总物质的量为0.2x+(y-0.4x)+0.8x+0.8x mol=(y+1.4x)mol。平衡体系中，乙醛的体积分数为100%=100%。从图像看出，T0 K之前未达到平衡状态，随着温度升高，反应一直向正反应方向进行，乙醇的转化率增大。达到平衡之后，随着温度升高，乙醇的转化率降低。A、化学反应的活化能在一定条件下是定值，A错误；B、正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，平衡向左移动，故乙醇的转化率降低，B正确；C、对于指定的反应，焓变只与化学计量数有关，与转化率无关，C错误；D、催化剂具有选择性，如果温度过高，可能使催化剂的选择性降低，导致副产物增多，但是，乙醇的转化率不会降低，D 错误。