【步步高】2021-2021学年高中化学 第2章 第2节 第2课时 平衡转化率对点训练 鲁科版选修4.doc

第2课时平衡转化率 目标要求1.了解转化率的含义。2.了解平衡常数与平衡转化率之间的联系及计算。平衡转化率1用平衡常数表示反应限度有时不够直观，因此在实际应用中，常用_来表示反应限度。对于化学反应：aAbBcCdD。反应物A的平衡转化率可以表示为：(A)_。也可以用同样的方法表示反应物B的平衡转化率。2一个已标明化学方程式的化学反应，在_一定时虽然只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可以因反应物的不同而不同。因此，脱离具体的反应物谈化学反应的平衡转化率是没有意义的。反应的平衡转化率能表示在_和_下反应进行的限度。知识点一平衡转化率的概念1下列说法中正确的是()A平衡常数的大小不能反映化学反应可能进行的程度BK值越小，反应物的转化率越大CK值越大，反应物的转化率越大D温度越高，K值越大2在容积为1 L的密闭容器中，加入5 mol A物质，在一定条件下同时发生下列两个反应：(1)2A(g)2B(g)C(g)；(2)A(g)C(g)D(g)。当达到平衡时，测得A2.5 mol·L1，C2.0 mol·L1。则下列说法中正确的是()A达到平衡时A的总转化率为40%B达到平衡时B为1.0 mol·L1C达到平衡时B2DD达到平衡时D2B知识点二平衡转化率的计算3一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是()A16.7% B20.0% C80.0% D83.3%4在常压和500时把O2和SO2按12体积比混合，如果混合前O2为10 mol，平衡混合气体中SO3占总体积的91%。求：(1)平衡时有多少摩尔O2?(2)混合气体中SO2占总体积的体积分数是多少？(3)SO2的转化率是多少？练基础落实1在密闭容器中，充入SO2和18O原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡后，18O存在于()A只存在于氧气中 B只存在于SO3中C只存在于SO2和SO3中 DSO2、SO3、O2中都存在23 mol H2和1 mol N2放入密闭容器中，使用催化剂发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，从反应开始到平衡过程中，不可能出现的是()A2 mol NH3 B0.5 mol NH3C0.9 mol N2 DH2和NH3物质的量相等3已知在一定条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ·mol1。向一密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，达平衡时SO2的转化率为90%，放出的热量为Q1；向另一相同容器中加入2 mol SO3，在相同条件下，达平衡时吸收的热量为Q2，则下列关系中正确的是()AQ>Q1>Q2 BQ1>Q2>Q CQ1>Q>Q2 DQ1Q2>Q练方法技巧4已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)H>0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c0(M)1 mol·L1，c0(N)2.4 mol·L1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_；(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：c0(M)4 mol·L1，c0(N)a mol·L1；达到平衡后，P2 mol·L1，a_；(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c0(M)c0(N)b mol·L1，达到平衡后，M的转化率为_。5在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol·L1，求：(1)达平衡时CO的转化率；(2)该温度下的K。6(1)反应aA(g)bB(g)cC(g)在一容积不变的容器内进行，反应达到平衡后(以下填“增大”、“减小”或“不变”)：若abc，增大A的浓度，A的转化率_。若a>bc，增大A的浓度，A的转化率_。(2)若反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，容器体积固定不变，且起始时A与B的物质的量之比为ab。平衡时A与B的转化率之比是_。若增大A的浓度，则A的转化率_。若同时同等倍数地增大A、B的浓度，则ab与cd满足什么关系时，A与B的转化率同时增大？ab_cd(填“>”、“”或“<”)。练综合拓展7在密闭容器中给CO(g)和H2O(g)的混合物加热到800时，有下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)且K1。若用2 mol CO(g)和10 mol H2O(g)相互混合并加热至800 °C，则CO的转化率为_。8已知在800 K时，反应：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)，若初始浓度c0(CO)2 mol·L1，c0(H2O)3 mol·L1，则反应达到平衡时，CO转化成CO2的转化率为60%，如果将H2O的初始浓度加大为6 mol·L1，试求此时CO转化为CO2的转化率。基础落实1平衡转化率×100%×100%2温度一定温度一定起始浓度对点训练1C2B设反应(1)有a mol的A转化，反应(2)中有b mol的A转化，有2A(g)2B(g)C(g)转化(mol) a a A(g)C(g)D(g)转化(mol) b b b则由题意可知，5 mol(ab) mol2.5 mol·L1×1 L，即ab2.5 mol；b2.0 mol·L1×1 L，即b2.0 mol，联立两式解得a1.0 mol，b1.5 mol。对A选项，达平衡时A的总转化率×100%50%，故A不正确；B1.0 mol·L1，故B选项正确；B1.0 mol·L1，D1.5 mol·L1，故C、D选项均不正确。3A假设反应起始状态，N2、H2物质的量分别为a、b，生成NH3物质的量为xN23H2高温、高压催化剂2NH3起始点 a b 0转化 0.5x 1.5x x平衡 a0.5x b1.5x x×100%20%x平衡后n(总)abx反应后体积缩小百分率×100%16.7%。4(1)0.62 mol(2)6.0%(3)93.8%解析设有物质的量为x的 O2转化2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始 20 mol 10 mol 0转化 2x x 2x平衡 20 mol2x 10 molx 2x则×100%91%，x9.38 mol(1)n(O2)平10 mol9.38 mol0.62 mol(2)×100%6.0%(3)(SO2)×100%93.8%。课时作业1D该反应是可逆反应，正反应、逆反应同时存在；化学平衡是动态平衡，正反应发生时，18O存在于SO3中，逆反应发生时，SO3中的18O又可以转化到SO2中。2A可逆反应不可能进行到底。当生成2 mol NH3时，N2和H2的物质的量均为0，这种情况不可能出现。3A两平衡等效。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ·mol1起始： 2 mol 1 mol 0变化： 1.8 mol 0.9 mol 1.8 mol平衡： 0.2 mol 0.1 mol 1.8 molQ10.9Q2SO3(g)2SO2(g)O2(g)HQ kJ·mol1起始： 2 mol 0 0平衡： 1.8 mol 0.2 mol 0.1 mol变化： 0.2 mol 0.2 mol 0.1 molQ20.1Q所以Q>Q1>Q24(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析解答本题要把握以下两点：运用三段式求出平衡转化率。温度不变平衡常数不变。(1)M(g)N(g)P(g)Q(g) 1 2.4 0 0 1×60% 1×60% 1×60% 1×60% 0.4 1.8 0.6 0.6因此N的转化率为：×100%25%(2)由于该反应的H>0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：M0.4 mol·L1N1.8 mol·L1P0.6 mol·L1Q0.6 mol·L1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，达到平衡后P2 mol·L1Q2 mol·L1M2 mol·L1N(a2)mol·L1K解得a6(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为：Mb(1x)mol·L1Nb(1x)mol·L1Pbx mol·L1Qbx mol·L1K解得x41%5(1)50%(2)0.028 mol2·L2解析设CO反应的浓度为x，则H2反应的浓度为2x，由题意可得：c0(H2)10 mol·L1，c0(CO)2 mol/0.5 L4 mol·L1，2H2(g)CO(g)CH3OH(g) 10 4 0 2x x 2 102x 4x 2解得：x2 mol·L1102x6 mol·L14x2 mol·L1(1)(CO)c反应(CO)/c0(CO)×100%2 mol·L1/4 mol·L1×100%50%(2)K0.028 mol2·L2。6(1)不变增大(2)11减小>解析(1)若abc，增大A的浓度，可理解为同等倍数地增加A、B、C的平衡混合气体，即相当于加压，但平衡不移动，A的转化率不变。若a>bc，增大A的浓度，可理解为同等倍数地增加A、B、C的平衡混合气体，即相当于加压，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大。(2)起始时A与B的物质的量之比与方程式中A、B的化学计量数之比相同，则A与B的转化率相等。增大A的浓度，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，但A的转化率减小。同时同等倍数地增大A、B的浓度，若abcd，A、B的转化率均不变；若ab>cd，A、B的转化率同时增大；若ab<cd，A、B的转化率同时减小。783.3%解析设CO的转化率为x，容器容积为V LCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)n(始)(mol): 2 10 0 0n(变)(mol): 2x 2x 2x 2xn(平)(mol): 22x 102x 2x 2x由K知：1解得：x0.833，即83.3%。8此时CO转化为CO2的转化率为75%。解析(1)平衡转化率与平衡常数不同，它受到反应物初始浓度的影响。(2)平衡转化率的数学表达式是涉及平衡转化率计算的基本依据。由第一次平衡时CO的转化率可求出平衡时各物质的浓度：CO0.8 mol·L1，H2O1.8 mol·L1，H21.2 mol·L1，CO21.2 mol·L1，K1，假设第二次平衡时，CO的转化浓度为x。CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g) 2 6 0 0 2x 6x x x则1，解得x1.5 mol·L1，故CO的转化率为×100%75%。7