2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 化学平衡常数及平衡转化率（作业）.doc

《2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 化学平衡常数及平衡转化率（作业）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 化学平衡常数及平衡转化率（作业）.doc（11页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、训练(三十六)化学平衡常数及平衡转化率1(2021·四川成都七中检测)对于反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0，下列有关说法正确的是()A升高体系温度，平衡常数K减小B增大体系压强，平衡常数K不发生变化C平衡常数表达式为KD增加C(s)的量，平衡正向移动B正反应为吸热反应，升高体系温度，平衡正向移动，K增大，A项错误；化学平衡常数只受温度的影响，与体系的压强无关，B项正确；C为固体，不带入K的表达式中，因此K，C项错误；固体物质的浓度视为定值，因此增加C(s)的量，平衡不移动，D项错误。2(2021·天津重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，

2、充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g) H2(g)I2(g)，则下列判断正确的是()A后一反应的平衡常数为1B后一反应的平衡常数为0.5C后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 D后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5B前一反应达平衡时c(H2)c(I2)0.5 mol·L1，c(HI)1 mol·L1，则平衡常数K14，而后一反应的平衡常数K20.5，A项错误

3、，B项正确；设后一反应达平衡时c(H2)x mol·L1，则平衡时c(I2)x mol·L1，c(HI)(0.52x) mol·L1，K20.5，解得x0.125，故平衡时c(HI)0.25 mol·L1，C、D项错误。3(2021·江苏苏州期初调研)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1。反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增

4、大，表明该反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为5 molDCO的平衡转化率为20%D升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，A项错误；通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率逐渐减小，B项错误；设反应前H2S的物质的量为n mol，容器的容积为V L，则CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1n始/mol10n 00n转/mol2 2 2 2n平/mol8 n2 2 2K0.1，解得n7，C项错误；根据上述计算可知CO的转化率为20%，D项正确。4(2021·湖南

5、长郡中学检测)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应，得到如下表中的两组数据：实验编号温度/平衡常数起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minO2SO2O2SO21T1K142x0.862T2K2420.4yt(t>6)下列说法中不正确的是()Ax2.4BT1、T2的关系：T1T2CK1、K2的关系：K2K1D实验1在前6 min的反应速率v(SO2)0.2 mol·L1·min1A 根据题中信息可列“三段式”：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)n(起始)/mol 4 2n(转化)/mol 4x 20

6、.8n(平衡)/mol x 0.8(4x)(20.8)21，解得：x1.6。同理，解得y0.2。由t>6得，2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)是放热反应，温度越高，反应速率越高，反应正向进行的程度越小，根据x，y可以判断出T1T2，K1K2。实验1在前6 min的反应速率v(SO2)0.2 mol·L1·min1。5(2021·北京顺义区检测)在一定体积的1 L密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t/7008008301 000K0.60.91.01.7下列说法正确的是()A

7、上述生成CO和H2O的反应为放热反应B加压、增大H2浓度和加入催化剂都能提高CO2的转化率C830 达平衡后，再充入1.0 mol H2，K值增大，平衡正向移动D830 时反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为1D由表格数据可知，温度越高，K越大，则生成CO和H2O的反应为吸热反应，A项错误；该反应为气体体积不变的反应，加压、使用催化剂，平衡均不移动，则不能提高转化率，而增大H2浓度能提高CO2的转化率，B项错误；充入1.0 mol H2，反应物浓度增大，但K只与温度有关，则平衡正向移动，但K不变，C项错误；正逆反应的K互为倒数关系，由830 时CO2(g)H2(g)CO

8、(g)H2O(g)K1.0，则830 时反应CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)的平衡常数为K1，D项正确。6(2021·山西晋城检测)碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，可利用以下反应制取：C2H5OCOOC2H5CH3OCOOCH32CH3OCOOC2H5。该反应中碳酸甲乙酯的产率()与温度(T)、投料比(R)的关系如图所示。注：Rn(C2H5OCOOC2H5)n(CH3OCOOCH3)下列有关说法正确的是()A生成碳酸甲乙酯的反应是吸热反应B增大反应物中CH3OCOOCH3的浓度能提高碳酸甲乙酯的产率C反应温度为650 K时，碳酸甲

9、乙酯的产率为60%D该反应的平衡常数K9A由图像知，在投料比相同的情况下，温度越高，碳酸甲乙酯的产率越高，说明升温平衡正向移动，正反应是吸热反应，A项正确；相同温度下，R越大，碳酸甲乙酯的产率越高，说明C2H5OCOOC2H5浓度越大，产物产率越高，CH3OCOOCH3的浓度越大，产物产率越低，B项错误；650 K时，只有R1时，碳酸甲乙酯的产率为60%，C项错误；K与温度有关，温度不确定，无法求K，D项错误。7(2019·海南卷)由­羟基丁酸生成­丁内酯的反应如下：在298 K下，­羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L1，测得&#

10、173;丁内酯的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：t/min215080100120160220c/mol·L10.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132(1)该反应在5080 min内的平均反应速率为_mol·L1·min1。(2)120 min时­羟基丁酸的转化率为_。(3)298 K时该反应的平衡常数K_。(4)为提高­羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是_。答案(1)0.000 7(2)0.5(50%)(3)(4)将­丁内酯移走8(2020·山东

11、等级模拟考)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为：CH3COOCH3(l)C6H13OH(l) CH3COOC6H13(l)CH3OH(l)已知v正k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)，v逆k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)，其中v正、v逆为正、逆反应速率，k正、k逆为速率常数，x为各组分的物质的量分数。(1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比11投料，测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率()随时间(t)的变化关系如下图所

12、示。该醇解反应的H_0(填或)。348 K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx_(保留2位有效数字)。在曲线、中，k正k逆值最大的曲线是_；A、B、C、D四点中，v正最大的是_，v逆最大的是_。(2)343 K时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比11、12和21进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比_时，乙酸甲酯转化率最大；与按12投料相比，按21投料时化学平衡常数Kx_(填增大、减小或不变)。(3)该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂，下列关于该催化剂的说法正确的是_。a参与了醇解反应，但并不改变反应历程b使k正和k逆增大相同的倍数c降低了醇解反应的活化能d提高乙酸甲酯的平衡转化率解析(1)根

13、据图像可知，温度，转化率，故H0；K，温度高，K大，所以曲线k正k逆最大；A点反应物浓度最大，温度最高，C点生成物浓度最大，温度最高。(3)a选项催化剂参与反应，且改变反应历程；d选项催化剂不影响平衡移动。答案(1)3.2AC(2)21不变(3)bc9(2020·全国卷，28题节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJ·mol1。回答下列问题：(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MP

14、a压强下，SO2平衡转化率随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 时的_， 判断的依据是_。影响的因素有_。 (2)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为，则SO3压强为_，平衡常数Kp_(以分压表示，分压总压×物质的量分数)。 (3)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：vk(1n)式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；为SO2平衡转化率，'为某时刻SO2转化率，n为常数。在'0.90时， 将一系列温度下的k、值代入上述速率方程，得到v

15、t曲线，如图所示。曲线上v最大值所对应温度称为该'下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是_。解析(1)反应SO2(g)O2(g)SO3(g)的正反应是气体总分子数减少的放热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大，则图中p15.0 MPa，p30.5 MPa。由图可知，反应在5.0 MPa、550 时SO2的平衡转化率0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平衡转化率，温度一定时，压强越大，越大；压强一定时，温度越高，越小。(2)在温度t、压强p条件下进行反应，平衡时SO2转化率为，由

16、于N2对反应无影响，可认为混合气体由SO2和O2组成，则有2m%m%1，2mm100，设SO2有2m mol，则O2有m mol，利用“三段式法”计算： SO2(g) O2(g) SO3(g)起始量/mol 2m m0转化量/mol 2m m 2m平衡量/mol 2m×(1) m×(1) 2m因反应恒压，故SO3的压强为p·pp。平衡时，SO2、O2的压强分别为p、p，则平衡常数Kp。(3)在0.90时，SO2催化氧化的反应速率为vk·(10.90n)。升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。ttm时，k增大对v的提高大于引起的降低；ttm后，

17、k增大对v的提高小于引起的降低。答案(1)0.975该反应气体分子数减小，增大压强，提高。5.0MPa2.5MPap2，所以p15.0MPa温度、压强和反应物的起始浓度(组成)(2)(3)升高温度，k增大使v逐渐提高，但降低使v逐渐下降。ttm时，k增大对v的提高大于引起的降低；ttm后，k增大对v的提高小于引起的降低10(2020·全国卷)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)n(H2O)_。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)_(填“变大”“变小”或“不变”)。 (

18、2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)n(H2)13，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是_、_。CO2催化加氢合成C2H4反应的H_0(填“大于”或“小于”)。 (3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp_(MPa)3(列出计算式，以分压表示，分压总压×物质的量分数)。 解析(1)根据题给信息可知，反应原理为2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)，则乙烯和水的物质的量之比为14。当反应达平衡时，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，

19、即平衡向正反应方向移动，则乙烯的物质的量变大。(2)由于原料初始组成n(CO2)n(H2)13，而反应2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)中二氧化碳和氢气的化学计量数之比也为13，则无论反应进行到什么程度，混合气体中n(CO2)n(H2)始终为13，故可判断曲线a、b、c、d分别代表H2、H2O、CO2、C2H4。由于升高温度，CO2或H2的量增多，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。(3)根据(2)中的分析可知，任意时刻CO2和H2的物质的量分数之比始终为13，根据点A坐标(440 K，0.39)可知，氢气和水蒸气的物质的量分数都为0.39，则CO2的物质的量分数为0

20、.13，C2H4的物质的量分数为(注意：C2H4和H2O的物质的量分数之比始终为化学计量数之比)，则CO2(g)、H2(g)、C2H4(g)、H2O(g)的分压分别为0.1 MPa×、0.1 MPa×0.39、0.1 MPa×、0.1 MPa×0.39，从而可求得Kp×(MPa)3或Kp×。答案(1)14变大(2)dc小于(3)×或×等11(1)(2018·全国卷)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

21、强p随时间t的变化如下表所示t时，N2O5(g)完全分解：t/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.125 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)。(2)(2018·全国卷)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率_%。平衡常数K343 K_(保留2位小数)。(3)(201

22、9·全国卷)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300 )_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)11的数据计算K(400)_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_。(写出2种)解析(1)

23、时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g)知，此时生成的p(NO2)=2p(N2O5)2×35.8 kPa71.6 kPa，p(O2)0.5×35.8 kPa17.9 kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63.1 kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1 kPa17.9 kPa45.2 kPa，设N2O4的压强为x kPa，则 N2O4(g)2NO2(g)初始压强/kPa071.6转化压强/kPa x 2x平衡压强/kPa x 71.62x则有x(71.62x)45.2，解得x26.4，71.6 kPa26.4 kPa

24、15;218.8 kPa，Kp13.4 kPa。(2)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，曲线a达到平衡的时间短，则曲线a代表343 K时SiHCl3的转化率变化，曲线b代表323 K时SiHCl3的转化率变化。由题图可知，343 K时反应的平衡转化率22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 mol·L1，则有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)起始浓度/mol·L1 100转化浓度/mol·L1 0.22 0.11 0.11平衡浓度/mol·L1 0.78 0.11 0.11则343 K时该反应的平衡常数K343 K0

25、.02。(3)由图像知，随着温度的升高，HCl的平衡转化率降低，所以4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H<0，升高温度平衡左移，则K(300 )>K(400 )。在温度一定的条件下，c(HCl)和c(O2)的进料比越大，HCl的平衡转化率越低，所以题图中自上而下三条曲线是c(HCl)c(O2)(进料浓度比)为11、41、71时的变化曲线。当c(HCl)c(O2)11时，列三段式：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)起始浓度c0 c0 00转化浓度0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0平衡浓度(10.84)c0 (10.21)c0 0.42c0 0.42c0K(400)。c(HCl)c(CO2)过高时，HCl转化率较低；当c(HCl)c(O2)过低时，过量的O2和Cl2分离时能耗较高。由平衡移动的条件可知，为提高HCl的转化率，在温度一定的条件下，可以增大反应体系的压强，增加O2的量，或者及时除去产物。答案(1)13.4(2)220.02(3)大于O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低增加反应体系压强、及时除去产物 11