2022年高考化学二轮专题复习化学平衡常数的转化率的计算 .pdf

20XX届高考化学二轮复习专题微题型 9 1(2014 佛山模拟 )已知 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H 92.4 kJmol1，下列结论正确的是 () A在密闭容器中加入1 mol N2 和 3 mol H2 充分反应放热92.4 kJ BN2(g)3H2(g)2NH3(l)H Q kJ mol1，则 Q92.4 C增大压强，平衡向右移动，平衡常数增大D若一定条件下反应达到平衡，N2 的转化率为20%，则 H2 的转化率一定为60% 解析A 项，该反应是可逆反应不能进行到底，反应放热小于92.4 kJ；B项，氨气变为液氨放热， 则 Q92.4；C 项，平衡常数只与温度有关；D 项；若 N2、H2 的起始浓度之比是13，则 H2 的转化率为20%，一般情况下H2 与 N2 的转化率无必然联系。答案B 2已知反应： CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应： H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和 K2， 该温度下反应： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是() A反应的平衡常数K1cCO2 cCucCO cCuOB反应的平衡常数KK1 /K2 C对于反应，恒容时，若温度升高，H2 的浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容时，若增大压强，H2的浓度一定减小解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能代入平衡常数表达式中，A 错误。由于反应反应反应，因此平衡常数KK1/K2，B 正确。反应中，若温度升高，H2 的浓度减小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此 H0，C错误。对于反应，反应前后气体体积不变，则在恒温恒容条件下，若充入与反应无关的稀有气体增大压强，平衡不移动，H2 的浓度不变， D 错误。答案B 3室温下，体积为2 L 的密闭容器中A、B、C 三种气体的起始浓度和平衡浓度如下表：物质A B C 初始浓度 /mol L1 0.1 0.2 0 平衡浓度 /mol L1 0.05 0.05 0.1 下列说法中正确的是() A发生的反应可表示为A B2C B反应达到平衡时B 的转化率为25% C 若起始时密闭容器中有0.1 mol A、 0.1 mol B、 0.2 mol C 时，反应达平衡时， c(A)0.05 molL1 D改变起始时容器中各气体的物质的量，可以改变此反应的平衡常数解析根据表格中数据，可知发生的反应为A3B2C，A 项错误；反应达平衡时，B 的转化率0.2 molL10.05 molL10.2 molL175%，B 项错误；起始时密闭容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C 时，与原平衡是等效平衡，达平衡时各物质浓度相同，C正确；温度不变，反应的平衡常数不变，D 错误。答案C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4(2014 清远模拟 )某温度时， N23H22NH3 的平衡常数Ka，则此温度下， NH332H212N2 的平衡常数为() A.1aB.a C.12a D.1a2解析Kc2NH3cN2 c3H2a，而 NH332H212N2 的平衡常数K c12N2 c32H2cNH3a12。答案A 5(2014 肇庆模拟 )将固体 NH4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s)NH3(g)HI(g)；2HI(g)H2(g)I2(g) 达到平衡时， c(H2) 0.5 mol L1，c(HI) 4 mol L1，则此温度下反应的平衡常数为() A9 B 16 C20 D25 解析求反应的平衡常数的关键是求氨气的平衡浓度，若碘化氢不分解，NH3(g)和 HI(g)的平衡浓度是相等的，因此c(NH3)平衡 2c(H2)平衡 c(HI)平衡 20.5 mol L14 mol L15 mol L1，故此温度下反应的平衡常数为20。答案C 6某温度下2 L密闭容器中， 3 种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示。 下列说法正确的是() X Y W n(起始状态 )/mol 2 1 0 n(平衡状态 )/mol 1 0.5 1.5 A.该温度下，此反应的平衡常数K6.75 B升高温度，若W 的体积分数减小，则此反应H0 C增大压强、正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动D该温度下，此反应的平衡常数表达式是Kc2X cYc3W解析在化学反应中，化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比，从表中数据看， X、Y是反应物， W 是生成物， 化学计量数之比为(21)(10.5)1.5213。平衡时各物质的浓度： c(X)0.5 mol L1，c(Y)0.25 mol L1，c(W)0.75 mol L1，可逆反应方程式为2X(g)Y(g)3W(g)。A 项， K0.7530.52 0.256.75，正确； B 项， W 是生成物，升高温度，W 的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，错误；C项，该反应为等气体分子数反应，增大压强，平衡不移动，错误；D 项，该可逆反应的平衡常数表达式为 Kc3Wc2X cY，错误。答案A 7. (2014揭阳模拟 )某温度下，对于反应N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H 92.4 kJmol1。N2 的平衡转化率 ( )与体系总压强 (p)的关系如图所示。下列说法正确的是() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - A将 1 mol N2、3 mol H2 置于 1 L 密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4 kJ B平衡状态由A 变到 B 时，平衡常数K(A)K(B) C上述反应在达到平衡后，增大压强(减小体积 )，H2 的转化率增大D升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小解析因为该反应为可逆反应，加入1 mol N2 、3 mol H2 ，两者不可能完全反应生成2 mol NH3，所以放出的热量小于92.4 kJ，A 错；从状态A 到状态 B的过程中，改变的是压强，温度没有改变，所以平衡常数不变，B 错；因为该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强 (减小体积 )平衡向正反应方向移动，H2 的转化率增大，C对；升高温度，正、逆反应速率都增大， D 错。答案C 8.恒温、恒压下，将1 mol O2 和 2 mol SO2 气体充入一体积可变的容器中(状态 )，发生反应 2SO2(g) O2(g)2SO3(g)，状态时达平衡，则O2 的转化率为 () A60%B40% C80% D90% 解析恒温、恒压下，气体的体积比等于物质的量之比。设O2 的转化率为x。2SO2(g)O2(g)2SO3(g) n(始)/mol 2 1 0 n(变)/mol 2x x 2x n(平)/mol 22x 1 x 2x 有(2 2x)(1x)2x31.62，解得 x0.6。答案A 9(2014 汕头调研 )N2O5 是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g) H0 T1 温度下的部分实验数据如表所示：t/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/molL1 5.00 3.52 2.50 2.50 下列说法不正确的是(双选 )() A500 s 内 N2O5 的分解速率为2.96 103 mol L1 s1 BT1温度下的平衡常数K1125,1 000 s 时 N2O5 的转化率为50% C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s 时测得 N2O5(g)的浓度为2.98 molL1，则 T1T2 DT1 温度下的平衡常数为K1，T3 温度下的平衡常数为K3，若 K1K3，则 T1T3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 解析由 vct5.00 molL13.52 molL1500 s 0.002 96 mol L1 s12.9610 3 mol L1 s1， A 项正确； T1 温度下的平衡常数K1125,1 000 s 时 c(N2O5)2.50 mol L1，转化率为 50%，B 项正确； 其他条件不变时，T2 温度下反应到1 000 s时测得 N2O5(g)的物质的量浓度为 2.98 mol L1， T1温度下反应到1 000 s时测得 N2O5(g)的物质的量浓度为2.50 mol L1，正反应是吸热反应，综合所有信息，T2 低于 T1，C项错误；由于该反应为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，K增大，故若K1K3，则 T1T3，D 项错误。答案CD 10(2014 东莞调研 )利用醋酸二氨合铜Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO ，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)2Ac CO NH3Cu(NH3)3AcCO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示：温度 /15 50 100 化学平衡常数5104 2 1.9 10 5 下列说法正确的是(双选 )() A上述正反应为放热反应B15时，反应 Cu(NH3)AcCOCu(NH3)2AcCO NH3 的平衡常数为0.5 C保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小D醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收没有影响解析A 项，据表可知温度升高，化学平衡常数减小，说明正反应是放热反应，正确；B项，15时， Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)3AcCO的化学平衡常数为5104 ，则其逆反应的化学平衡常数为210 5，错误； C项，该反应的正反应是气体体积缩小的反应，减小压强，平衡逆向移动，CO 的转化率减小，正确；D 项，增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡正向移动，有利于CO的吸收，错误。答案AC 11(2014 信阳模拟， 31)已知 A(g)B(g)C(g) D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度 /700 800 830 1 000 1 200 平衡常数1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K_， H_0( 填“ ” 、“ ” 或“ ”)；(2)830时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol 的 A和 0.80 mol 的 B，如反应初始6 s内 A 的平均反应速率v(A)0.003 mol L 1 s1，则 6 s时 c(A)_ mol L1，C的物质的量为 _mol；反应经一段时间，达到平衡时A 的转化率为 _，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气，平衡时A 的转化率为 _；(3)判断该反应是否达到平衡的依据为_(填正确选项前的字母)；a压强不随时间改变b气体的密度不随时间改变cc(A)不随时间改变d单位时间里生成C和 D 的物质的量相等(4)1 200时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为_。解析(1)根据反应A(g)B(g)C(g)D(g)，可写出平衡常数KcC cDcA cB，随着温度升高， K 值减小，即升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，即H0。(2)6 s 内消耗的A为 0.003 mol L1 s16 s 5 L0.09 mol，则此时 A 的物质的量浓度为0.20 mol0.09 mol5 L名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 0.022 mol L1；生成 C的物质的量与消耗A 的物质的量相等，均为0.09 mol。设平衡时参与反应的 A 为 x mol，则平衡时A、B、C、D 的物质的量分别为(0.20 x) mol，(0.80 x) mol、x mol、x mol，根据平衡常数的表达式和此时K1.0，求得 x0.16，即平衡时A 的转化率为80%；向该平衡体系中充入氩气等稀有气体，对该平衡无影响，即平衡时A 的转化率依然为80%。答案(1)cC cDcA cB(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5 12高考题组合 (1)2014北京理综， 26(2)2NO(g) O2(g)2NO2(g) 。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、 p2)下随温度变化的曲线(如图 )。比较 p1、p2 的大小关系 _。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。(2)2014广东理综， 31(2)(3)(4)用 CaSO4代替 O2与燃料 CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 1/4CaSO4(s) CO(g)1/4CaS(s) CO2(g) H1 47.3 kJ mol1 CaSO4(s) CO(g)CaO(s) CO2(g) SO2(g) H2 210.5 kJ mol1 CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H3 86.2 kJ mol1 反应的平衡常数的对数lgK 随反应温度T 的变化曲线见下图，结合各反应的H，归纳 lgKT 曲线变化规律：a_ ；b_ 。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应于900 达到平衡，c 平衡 (CO)8.0 10 5 mol L1，计算 CO的转化率 (忽略副反应，结果保留两位有效数字)。为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_。解析(1) 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的正反应方向是气体物质的量减小的反应，压强增大，平衡正向移动，在同温度下，p2 时 NO 的转化率较大，故p1p2，压强相同时，温度升高， NO 的转化率减小，平衡逆向移动，NO、O2 的浓度增大， NO2 浓度减少，结合化学平衡常数表达式Kc2NO2c2NO cO2可知， K将减小。(2)结合图像和反应特点可知，a.反应为放热反应，随温度升高，lgK 降低；反应为吸热反应，随温度升高，lgK 增大； b.放出或吸收热量越多的反应，其lgK 受温度影响越大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 由图像可知，当反应在900 时， lgK2，即平衡常数K100。设起始时CO的浓度为 a mol L1，转化量为x mol L1。14CaSO4(s) CO2(g)14CaS(s) CO2(g) 起始量mol L1a 0 转化量mol L1x x 平衡量mol L18.0 105 x 根据： Kx8.0 105 100，解得 x8.0 10 3。根据： ax8.0 10 5，解得 a8.08103。所以 CO的转化率8.0 1038.08 103 100% 99%要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。答案(1)p1p2减小(2)a.放热反应的lgK 随温度升高而下降(或“ 吸热反应的lgK 随温度升高而升高”)b放出或吸收热量越多的反应，其lgK 受温度影响越大99%二氧化碳 (或 CO2) 13(2014 天津理综， 10)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2 (g)3H2 (g)2NH3 (g)H 92.4 kJmol1 一种工业合成氨的简易流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气 ， 得 到 单 质 硫 并 使 吸 收 液 再 生 ， 写 出 再 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：_ 。(2)步骤中制氢气原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H 206.4 kJ mol1 CO(g)H2O(g)CO2(g) H2(g)H 41.2 kJ mol1 对于反应， 一定可以提高平衡体系中H2 百分含量， 又能加快反应速率的措施是_。a升高温度b增大水蒸气浓度c加入催化剂d降低压强利用反应，将CO进一步转化， 可提高 H2产量。 若 1 mol CO和 H2的混合气体 (CO的体积分数为 20%)与 H2O反应， 得到 1.18 mol CO、 CO2和 H2 的混合气体，则 CO转化率为 _。(3)图 1 表示 500 、60.0 MPa 条件下，原料气投料比与平衡时NH3 体积分数的关系。根据图中 a 点数据计算N2 的平衡体积分数：_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2 坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3 物质的量变化的曲线示意图。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - (5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号 )_。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_ _ 。解析(1)依据题意， NH4HS被空气中氧气氧化，将2 价 S元素氧化成S，同时生成一水合氨，其反应方程式为2NH4HSO2=一定条件2NH3 H2O2S。(2)结合反应特点，正反应方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速率又增加H2 的百分含量， 可升高温度，a 项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应速率，使平衡正向移动，但H2 增加的量没有水蒸气增加的量多，H2 的百分含量减少，b 项错误；加入催化剂平衡不移动，H2 的百分含量不变， c 项错误；降低压强反应速率减慢，d 项错误。根据“ 三段式 ” 法有：CO(g)H2O(g)CO2(g) H2(g) 开始 (mol) 0.2 0 0.8 转化 (mol) x x x 一定时间 (mol) 0.2x x 0.8x 则 0.2xx 0.8x1.18，解得 x0.18，故 CO转化率为0.18 mol0.2 mol100% 90%。(3)根据 “ 三段式 ” 法有N23H22NH3 开始 (mol) 1 3 0 转化 (mol) x 3x 2x 平衡 (mol) 1x 33x 2x 2x42x 100% 42%，解之， x4271，所以 N2 的平衡体积分数14271424271 100% 14.5%。(4)由于 N2(g)3H2(g)2NH3(g) H0 ，反应开始时，温度大于零，随着反应进行，达到平衡前 NH3 的物质的量增加，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH3 的物质的量将减少，图示见答案。(5)根据流程图可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤见(热交换 )，用合成氨放出热量对N2 和 H2 进行预热。合成氨的正反应是气体物质的量减少的放热反应，为提高合成氨原料总转化率，又不降低反应速率，可采取对原料加压、分离液氨，使化学平衡正向移动，同时对未反应的N2、 H2 循环使用，提高原料转化率。答案(1)2NH4HSO2 =一定条件2NH3 H2O2S名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - (2)a90% (3)14.5% (4) (5)对原料气加压，分离液氨未反应的N2、H2循环使用对点回扣1化学反应速率和化学平衡计算的常用基本关系式对于可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) (1)各物质表示的反应速率之比等于相应的化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。(2)各物质的变化量之比相应的化学计量数之比(3)反应物的平衡量起始量消耗量生成物的平衡量起始量增加量(4)达到平衡时，反应物A(或 B)的平衡转化率 ： (A)( 或 B)A或B的消耗浓度mol L 1A或B的起始浓度mol L 1 100% 2使用化学平衡常数时的注意要点(1)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。(2)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，化学平衡常数也不一样。3化学平衡常数的三种应用(1)化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志。(2)可以利用平衡常数的值作标准判断：正在进行的可逆反应是否平衡。化学平衡移动的方向。(3)利用 K可判断反应的热效应若升高温度， K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度， K值减小，则正反应为放热反应。纠错 易错点一：易错点二：4化学平衡计算常用技巧：(1)三步法三步法是化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。但要注意计算的单位必须保持统一，可用mol、mol L1，也可用L。(2)差量法差量法用于化学平衡计算时，可以是体积差量、压强差量、物质的量差量等等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - (3)极端假设法化学平衡研究的对象是可逆反应，这类反应的特点是不能进行到底。据此， 若假定某物质完全转化 (或完全不转化 )，可求出其他物质的物质的量(或物质的量浓度、气体体积)的范围。(4)其他方法讨论法、等效平衡法、虚拟状态法、赋值法、估算法、守恒法等。5图像类试题解题关键解答图像类试题的关键在于分析图像中已存在的文字和数据信息，理解图像中纵、 横坐标意义及题中设问，然后根据信息，结合学过的有关化学概念、原理、规律和性质分析问题、解决问题、得出答案。纠错 易错点一：易错点二：6两 “ 会” 速解化学图像题解答化学图像问题时需要两“ 会” ：(1)会识图：一看面、二看线、三看点(弄清纵、横坐标的意义；弄清起点、拐点、终点的意义；看清曲线的变化趋势)。(2)会分析：分析图像中隐含的信息，找出数据之间的关联点。将其加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理，从而快速解决问题。纠错 易错点一：易错点二：总结 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -