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化学平衡常数试题及答案

1.在一定温度下，将2molSO?和1molO?充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)。当反应达到平衡时，测得容器内压强为起始时的0.7倍。求该温度下此反应的化学平衡常数。

答案及解析：

设达到平衡时，消耗O?的物质的量为xmol。

|物质|SO?|O?|SO?|

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|起始物质的量/mol|2|1|0|

|变化物质的量/mol|2x|x|2x|

|平衡物质的量/mol|22x|1x|2x|

同温同体积下，压强之比等于物质的量之比。起始时气体总物质的量为\(2+1=3\)mol，平衡时气体总物质的量为\((22x)+(1x)+2x=(3x)\)mol。

已知平衡时容器内压强为起始时的0.7倍，则\(\frac{3x}{3}=0.7\)，解得\(x=0.9\)。

所以平衡时\(n(SO?)=22×0.9=0.2\)mol，\(n(O?)=10.9=0.1\)mol，\(n(SO?)=2×0.9=1.8\)mol。

设容器体积为VL，则\(c(SO?)=\frac{0.2}{V}\)mol/L，\(c(O?)=\frac{0.1}{V}\)mol/L，\(c(SO?)=\frac{1.8}{V}\)mol/L。

化学平衡常数\(K=\frac{c^{2}(SO?)}{c^{2}(SO?)×c(O?)}=\frac{(\frac{1.8}{V})^{2}}{(\frac{0.2}{V})^{2}×\frac{0.1}{V}}=\frac{1.8^{2}}{0.2^{2}×0.1}×V=810V\)。通常若不特别说明，可认为V=1L，则\(K=810\)。

2.某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g)?4C(s)+2D(g)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC。求该温度下此反应的平衡常数。

答案及解析：

根据化学方程式\(3A(g)+2B(g)?4C(s)+2D(g)\)，生成\(1.6\)molC。

|物质|A|B|C|D|

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|起始物质的量/mol|4|2|0|0|

|变化物质的量/mol|1.2|0.8|1.6|0.8|

|平衡物质的量/mol|41.2=2.8|20.8=1.2|1.6|0.8|

容器体积\(V=2\)L，则\(c(A)=\frac{2.8}{2}=1.4\)mol/L，\(c(B)=\frac{1.2}{2}=0.6\)mol/L，\(c(D)=\frac{0.8}{2}=0.4\)mol/L。

因为C是固体，其浓度不列入平衡常数表达式。

化学平衡常数\(K=\frac{c^{2}(D)}{c^{3}(A)×c^{2}(B)}=\frac{0.4^{2}}{1.4^{3}×0.6^{2}}\)

\(=\frac{0.16}{2.744×0.36}\approx0.16\)。

3.在一定温度下，向一个容积为2L的密闭容器中通入2molCO和1molH?O(g)，发生反应：CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)。达到平衡时，测得\(c(CO?)=0.25\)mol/L。求该温度下此反应的平衡常数。

答案及解析：

起始时\(c(CO)=\frac{2}{2}=1\)mol/L，\(c(H?O)=\frac{1}{2}=0.5\)mol/L。

已知平衡时\(c(CO?)=0.25\)mol/L。

|物质|CO|H?O|CO?|H?|

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|起始浓度/mol/L|1|0.5|0|0|

|变化浓度/mol/L|0.25|0.25|0.25|0.25|

|平衡浓度/mol/L|10.25=0.75|0.50.25=0.25|0.25|0.25|

化学平衡常数\(K=\frac{c(CO?)×c(H?)}{c(CO)×c(H?O)}=\frac{0.25×0.25}{0.75×0.25}=\frac{1}{3}\approx0.33\)。