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专题05K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）F．Daniels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/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1①25℃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】④根据表中数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35.8kPa×2＝71.6kPa，氧气是35.8kPa÷2＝17.9kPa，总压强应该是71.6kPa+17.9kPa＝89.5kPa，平衡后压强减少了89.5kPa－63.1kPa＝26.4kPa，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71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，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610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。①H2S的平衡转化率=_______%，反应平衡常数K=________。【答案】2.52.8×10–3【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；①H2S的平衡转化率α1＝0.01÷0.40×100%=2.5%；反应平衡常数K＝=≈2.849×10-3(或2.8×10－3或2.85×10－3)。3．H2S和SO2会对环境和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℃，NH3·H2O的Kb=1.8×10−5，H2SO3的Ka1=1.3×10−2，Ka2=6.2×10−8。若氨水的浓度为2.0mol·L-1，溶液中的c(OH−)=_________________mol·L−1。将SO2通入该氨水中，当c(OH−)降至1.0×10−7mol·L−1时，溶液中的c(23SO)/c(3HSO)=___________________。【答案】6.0×10-30.62【解析】（1）根据NH3·H2O的Kb=1.8×10−5可知，=1.8×10−5，当氨水的浓度为2.0mol·L-1时，溶液中的c(OH−)=c(NH4+)==6.0×10-3mol·L-1。根据H2SO3的Ka2=6.2×10−8可知，=6.2×10−8，，当c(OH−)降至1.0×10−7mol·L−1，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)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，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）=0.002c（反）,达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c（顺）=0.002c（反），K1=c(反)/c(顺)=0.006÷0.002=3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能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=0.7x÷0.3x=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的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。②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）①；②k逆=k正/K；1.95×10-3【解析】（1）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）100Δn（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。②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。①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)。②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“、、=”)。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：_______________________。【答案】23=a．温度越高，二甲醚的选择性越大；b．低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大，二甲醚的选择性先增大后减小【解析】(1)①根据A点，利用三段式法计算平衡常数；2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)起始量(mol/L)0.20.600反应量(mol/L)0.10.30.050.15平衡量(mol/L)0.10.30.050.15K=≈23；②平衡常数只受温度影响，图中280℃下的A点和B点的平衡常数相等；从图中两条曲线的变化趋势及对比情况可以看出：230℃的曲线变化相对平缓，280℃的曲线变化程度较大且先升后降，280℃二甲醚物质的量分数较大，温度升高，二甲醚的物质的量浓度的变化受影响的程度也有所改变等，因此可以概括为：a．温度越高，二甲醚的选择性越大；b．低温时硅铝比对二甲醚的选择性影响不大，高温时随着硅铝比增大。7．丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图。(1)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。①104Pa时，图中表示丙烯的曲线是____(填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。②104Pa、500℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_____(已知：气体分压=气体总压×体积分数)。【答案】ⅰ3.3×103Pa【解析】（1）①丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应，增大压强，平衡想逆反应方向移动，丙烯的平衡体积分数减小，故曲线ⅰ代表104Pa时丙烯的平衡体积分数，故答案为：ⅰ；②104Pa、500℃时，丙烯的平衡体积分数为33%，设起始丙烷为1mol，转化率为x，由题意建立如下三段式：C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）起（mol）100变（mol）xxx平（mol）1-xxx则由丙烯的平衡体积分数为33%可得，x/(1+x)=0.33，解得x≈0.5，丙烷、丙烯和氢气的分压均为104Pa×1/3，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=（104Pa×1/3）×（104Pa×1/3）/（104Pa×1/3）=104Pa×1/3=3.3×103Pa，故答案为：3.3×103Pa。8．有效除去大气中的SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之重。（1）某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)（慢反应）△H＜0，2NO2(g)N2O4(g)（快反应）△H＜0，体系的总压强p总和pO2随时间的变化如下图所示：①上图中表示O2压强变化的曲线是______________________（填“甲”或“乙”）。②已知N2O5分解的反应速率v＝0.12pN2O5(kPa•h－1)，t＝10h时，pN2O5＝_________kPa，v＝_________kPa•h－1（结果保留两位小数，下同）。③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp＝__________________kPa－1（Kp为以分压表示的平衡常数）。【答案】乙28.23.380.05【解析】(1)①根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强曲线；②t＝10h时，pO2=12.8kPa，2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6kPa，起始压强为53.8kPa，所以10h时pN2O5＝53.8-25.6=28.2kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12pN2O5(kPa•h－1)=0.12×28.2=3.38kPa•h－1；③2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)53.8107.626.92NO2N2O4起始分压107.60改变分压2xx平衡分压107.6-2xx有107.6-2x+x+26.9=94.7，解x=39.8kPa，平衡常数==0.05kPa－1。9．氮的氧化物既是空气的重要污染物，同时也是重要的化工原料。（1）在373K时，向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)ΔH=−57.0kJ·mol−1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关