题目
已知某温度时,下列反应的平衡常数:(1) 2(CO)_2((g))=2(CO)((g))+(O)_2((g)) K_1^theta=10(2) (SnO)_2((s))=(Sn)((s))+(O)_2((g)) K_2^theta=50该温度下,反应(3)(SnO)_2((s))+2(CO)((g))=(Sn)((s))+2(CO)_2((g))的平衡常数K_3^theta=()。A. 0.2B. 60C. 40D. 5
已知某温度时,下列反应的平衡常数:
(1) $2\text{CO}_2(\text{g})=2\text{CO}(\text{g})+\text{O}_2(\text{g})$ $K_1^\theta=10$
(2) $\text{SnO}_2(\text{s})=\text{Sn}(\text{s})+\text{O}_2(\text{g})$ $K_2^\theta=50$
该温度下,反应(3)$\text{SnO}_2(\text{s})+2\text{CO}(\text{g})=\text{Sn}(\text{s})+2\text{CO}_2(\text{g})$的平衡常数$K_3^\theta=$()。
A. 0.2
B. 60
C. 40
D. 5
题目解答
答案
D. 5
解析
解析
本题考查化学平衡常数的计算,解题思路是根据已知反应的平衡常数表达式,通过对已知反应进行适当的运算,推导出目标反应的平衡常数表达式,进而计算出目标反应的平衡常数。
步骤一:写出已知反应的平衡常数表达式
- 对于反应$(1)$ $2\text{CO}_2(\text{g}) = 2\text{CO}(\text{g})+\text{O}_2(\text{g})$,其平衡常数$K_1^\theta$的表达式为:
$K_1^\theta=\frac{(\frac{p(\text{CO})}{p^\theta})^2\cdot(\frac{p(\text{O}_2)}{p^\theta})}{(\frac{p(\text{CO}_2)}{p^\theta})^2}=10$,其中$p(\text{CO})$、$p(\text{O}_2)$、p(\text{CO}_2))分别为各气体的分压,$p^\theta$为标准压力。 - 对于反应$(2)$ $\text{SnO}_2(\text{s})=\text{Sn}(\text{s})+\text{O}_2(\text{g})$,由于固体的分压不列入平衡常数表达式,所以其平衡常数$K_2^\theta$的表达式为:
$K_2^\theta=\frac{p(\text{O}_2)}{p^\theta}=50$。 - 反应$\text{SnO}_2(\text{s})+2\text{CO}(\text{g})=\text{Sn}(\text{s})+2\text{CO}_2(\text{g})$,其平衡常数$K_3^\theta$的表达式为:
$K_3^\theta=\frac{(\frac{p(\text{CO}_2)}{p^\theta})^2}{(\frac{p(\text{CO})}{p^\theta})^2}$。
步骤二:对已知反应进行运算得到目标反应
将反应$(2)$减去反应$(1)$可得反应$(3)$,根据化学平衡常数的运算规则,当两个反应相减时,所得反应的平衡常数等于这两个反应常数相除。
即$K_3^\theta=\frac{K_2^\theta}{K_1^\theta}$。
步骤三:计算$K_3^\theta$的值
将$K_1^\theta = 10.1$,$K_2^\theta = 50$代入$K_3^\theta=\frac{K^\theta}{K_1^\theta}$可得:
$K_3^\theta=\frac{50}{10}=5$。