考点三
化学平衡常数的应用及相关计算
[题组训练·考能]
题组一 有关化学平衡常数的理解 1．对于化学平衡常数，下列说法正确的是
A．化学平衡常数只与温度有关 B．升高温度，化学平衡常数一定增大
C．正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等 D．增大反应物浓度，化学平衡常数可能增大
解析 B项，如果正反应是放热(吸热)反应，升温则平衡常数减小(增大)，B错；C项，正、逆反应的化学平衡常数互为倒数，但不一定不相等，可以同时等于1，C错；D项，化学平衡常数与浓度无关，D错。
答案 A
( )。
2．某温度下，密闭容器中、Y、、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是
物质 初始浓度/(mol·L1) 平衡浓度/(mol·L1)
A.反应达到平衡时，的转化率为80% c4?Z?·c6?W?
B．该反应的平衡常数表达式为＝4
c?X?·c5?Y?
C．增大压强其平衡常数不变，但使平衡向生成的方向移动 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 解析 反应达到平衡时，的转化率＝
0.4
×100%＝80%，A项正确；B项，由表中数据可知：0.5
4
－－( )。
0.5 0.1 Y 0.6 0.1 0 0.4 W 0 0.6 Δc()∶Δc(Y)∶Δc()∶Δc(W)＝0.4∶0.5∶0.4∶0.6＝4∶5∶4∶6，则该反应的化学方程式为4＋5Y
c4?Z?·c6?W?
＋6W，故反应平衡常数表达式为＝4，正确；C项，增大压强其平衡常数不变，但该反应为
c?X?·c5?Y?气体体积增大的反应，所以增大压强时平衡向逆反应方向移动，C项错误；平衡常数只与温度有关，D项正确。
答案 C
—————[失分防范]———————————— 有关平衡常数理解的误区盘点
(1)对于同类型的反应，值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。
(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。
(3)反应物或生成物中若有固体或纯液体，由于其浓度可以看做为“1”而不代入平衡常数表达式。 (4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化；当化学反应逆向进行时，平衡常数为原平衡常数的倒数。
题组二 化学平衡常数的综合运用 3．已知：反应①Fe(s)＋CO2(g)
FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为1；反应②Fe(s)＋H2O(g)
FeO(s)＋H2(g)
的平衡常数为2，不同温度下1、2的值如表中所示：
温度 973 1 173
请回答下列问题：
(1)从表中数据可以推断：反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。 (2)现有反应CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，写出该反应的平衡常数3的数学表达式：________。
1 2 1.47 2.15 2.38 1.67 (3)根据反应①与②，可推导出1、2与3之间的关系式。据此关系式及表中数据，也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有________(填序号)。
A．缩小反应容器容积 C．降低温度 E．使用合适的催化剂
B．扩大反应容器容积 D．升高温度 F．设法减少CO的量
解析 (1)反应①的平衡常数随温度的升高而增大，说明温度升高，平衡正向移动，反应①的正反应为吸热反应。
(2)根据化学方程式，可知3＝
c?CO?·c?H2O?
。
c?CO2?·c?H2?
c?CO?c?H2?c?CO?·c?H2O?K1K11.47K1(3)1＝，2＝，故3＝＝，973 时，3＝＝≈0.62，而1 173 ，3＝＝K22.38K2c?CO2?c?H2O?c?CO2?·c?H2?K22.15
≈1.29，反应③的平衡常数随温度升高而增大，故反应③的正反应为吸热反应，升高温度，可使平1.67
衡正向移动；由于该反应前后气体分子数不变，改变容器体积，不能使平衡发生移动；使用催化剂也不能使平衡发生移动；减少生成物的量，能使平衡正向移动。
答案 (1)吸 (2)3＝(3)DF
K1c?CO?·c?H2O?或3＝ K2c?CO2?·c?H2?
4．(2020·上海市闸北区高三下学期期中练习模拟)下图是某煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解
决下列问题：
(1)已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为＝
c?H2?·c?CO?
，它所对应反应的化学方程式是
c?H2O?
________________________________________________
________________________________________________________________。 (2)合成甲醇的主要反应是2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol1，t ℃下此反应的平衡
－
常数为160。此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10 min后测得各组分的浓度如下：
物质 浓度(mol·L1)
①该时间段内反应速率v(H2)＝________。 ②比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。
③反应达到平衡后，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡 ________(填“逆向”、“正向”或“不”)移动，平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程： N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.8 kJ·mol1，工业合成氨则是人工固氮。 分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是________(填字母序号)。
反应 温度/℃
大气固氮 27 3.84×10－31－
－H2 0.2 CO 0.1 CH3OH 0.4 工业固氮 2 000 25 5×108 350 1.847 400 0.507 450 0.152 0.1 A.常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行 B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大
C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全 D．越大说明合成氨反应的速率越大
解析 (1)化学平衡常数是生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，所以方程式为C(s)＋H2O(g)
0.4 mol·L1－－
CO(g)＋H2(g)。(2)v(H2)＝2v(CH3OH)＝2×＝0.08 mol·L1·min1。
10 min
－
由于
0.4
＝100<160，所以反应未达到平衡，v正>v逆。压缩体积平衡正向移动，不变。(3)常温下，
0.22·0.1
大气固氮、工业固氮均难进行，A错误；由于N2和O2在2 000 ℃反应，平衡常数仍很小，所以用于工业上意义不大，B正确；由于N2和H2的反应是一个放热反应，所以温度越低，反应越完全，C正
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