高中化学2023年大一轮第七章：第42讲化学平衡常数及转化率的计算.pdf

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1、第 42讲 化学平衡常数及转化率的计算【复习目标】1.提取信息计算化学平衡常数及转化率。2.了解压强平衡常数的含义，并能进行简单计算。考点一三段式计算模式 归 纳 整 合 壁 霹 由“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。(1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。(2)明确三个关系对于同一反应物，起始量一变化量=平衡量。对于同一生成物，起始量+变化量=平衡量。各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。计算模式对以下反应：，A(g)+B(g)pC(g)+qD(g),令 A、B 起始物质的量

2、(mol)分别为a、b,达到平衡后，A 的消耗量为mx m o l,容器容积为VL。mA(g)+B(g)pC(g)+qD(g)起始/mol ab00变化/mol mxnxpxqx平衡/mol a-m xb-itxpxqx则有平衡常数：救 母，K=a-m x b-n x /7 ni xA 的平衡浓度：c(A)=7#m ol.L1,ciwc 八 八 tnx nx mbA 的转化率：a(A)=X 100%,a(A)：a(B)=:了=嬴。a-iriYA 的体积分数：矶A尸 石 而平衡压强与起始压强之比：喷=也咤产混合气体的平均密度万(混尸生幽护蛆g-L-o-.A/-/I xz,-i-j rz j h

3、11 aA/(A)+Af(B)混合气体的平均摩尔质量M *丁 广 豕g-o l%生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率=实际产量理论产量X 100%o专项突破提升关键能力一、平衡常数与转化率的相互计算1.已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)+N(g)P(g)+Q(g)A/0o某温度下，反应物的起始浓度分别为 c(M)=l mol-L-1,c(N)=2.4 mol-L-1o思考并解答下列问题：(1)若达到平衡后，M 的转化率为6 0%,列 出“三段式”，计算此时N 的平衡浓度是多少？平衡常数K 是多少？(2)若反应温度不变，反

4、应物的起始浓度分别为c(M)=4 m o lU c(N)=amol-L；达到平衡后，c(P)=2mol L-1,则 M 的转化率为，N 的 起 始 浓 度 为.答 案 M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始/(m o U|)12.400转化/(m oll)1X60%1X60%1X60%1X60%平衡/(mol】r)0.41.80.60.6由三段式得N 的平衡浓度为1.8 mol-L o K=弓U.4 A 1,0 乙(2)50%6 mol-L 1解 析 M(g)+N(g)P(g)+Q(g)起始/(molL r)4a00转化/(mol1 1)2222平衡/(m o lir)4-2a2222 2X

5、2 IG(M)=7X 100%=5 0%,温度不变，平衡常数不变，K=.TTTTT 解得4=6,即反4(42)X(。-2)L应物N 的起始浓度为6 mol L-,o二、提取信息计算平衡常数及转化率2.对于反应2SiHCh(g)SiH2Cl2(g)+SiC14(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 SiHCh的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是()A.该反应的A”0B.a、b 处反应速率大小关系：0a大于0bC.在 343 K 下，要提高SiHCb的转化率，可以及时移去产物或增加反应物浓度D.343 K 时，SiHCb的平衡转化率为2 2%,可

6、以求得该温度下的平衡常数约为0.02答 案 C解析 曲线a 代表343 K 时的反应，曲线b 代表323 K 时的反应，由图像可知，温度越高，SiHCb的平衡转化率越大，所以该反应的(),A 项正确：a、b 两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而 a 点的温度更高，所以反应速率更快，即Ob,B 项正确;设初始加入的SiHCb的浓度为1 mol-L-1,2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiC14(g)起始/(molL)100转化/(moLL/i)0.220.110.11平衡/(molL r)0.780.110.11所以平衡常数K=/再 七 0.02,D 项正确。3.CO2经

7、催化加氢可以生成低碳烧，主要有以下两个竞争反应：反应 I ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)反应 H：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性，在 1 L 密闭容器中充入2 mol CO2和 4 mol H2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：该 催 化 剂 在 较 低 温 度 时 主 要 选 择(填“反 应 I ”或“反应H”)。520 时 ，反 应 I 的平衡常数K=(只列算式不计算)。o 2X 1 22答 案 反 应 I解析 温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应I。转化/(m o l

8、ir)0.2转化/(mol-L-i)0.4CO2(g)+4H2(g)0.82CO2(g)+6H2(g)1.2CH4(g)+2H2O(g)0.2 0.4C2H4(g)+4H2O(g)0.2 0.8c(CO2)=(2-0.2-0.4)mol-L1=1.4 mol-L-1,c(H2)=(40.8 l.2)mol-L-|=2 m ol-L1,c(H20)=(0.4+0.8)mol-L 1=1.2 mol-L 1,所以K=0.2x1.221.4x24 考点二压强平衡常数（K p）归纳整合夯实必备知识含义在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数表达式某气体的分压=气体总压强X该气体的体积

9、分数（或物质的量分数）如N 2(g)+3%(g)一犬 _ p2(N H：,)2NH3(g)P P(N2)-P3(H2)分压计算提 醒 混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。专项突破提升关键能力1.S O 2与C 1 2反应可制得磺酰氯（S O 2 c l 2），反应为S O 2（g）+C 1 2（g）S O 2 c b（g）。按投料比1：1把S O 2与。2充入一恒压的密闭容器中发生上述反应，S O 2的转化率与温度T的关系如下图所示：平需s o转化率/%若反应一直保持在P压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp=（用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X体积分

10、数）。3答 案p解析 据图可知M点S C h的转化率为50%,设初始投料为2 m o i S O 2和2 m o i c卜，列三段式有S O2(g)+C l2(g)S O2C 1 2(g)起始/m o l 2 20转化/m o l1 11平衡/m o l1 11所以 P（S O 2）=P（C 1 2）=P（S O 2 c l 2）=,P，所以 Kp=.j-=o”w P2.丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下：C 3 H 8（g）c 3 H 6（g）+H2（g）H=+1 2 4 k J.moL（1）总压分别为1 0 0 k P a、1 0 k P a时发生该反应，平衡体系中C 3 H 8和C 3 H

11、6的物质的量分数随温度变化关系如图所示：庄鑫安wg眼察70503010500 520 540 560 580温度/七l O O k P a时，C 3 H 8和C 3 H 6的 物 质 的 量 分 数 随 温 度 变 化 关 系 的 曲 线 分 别 是、（2）某温度下，在刚性容器中充入C 3 H 8，起始压强为1 0 k P a,平衡时总压为1 3.3 k P a,C 3 H 8的 平 衡 转 化 率 为。该反应的平衡常数%=k P a（保 留1位小数）。答 案（l）a d （2）3 3%1.6解析 C 3 H 8（g）C 3 H 6（g）+H 2（g）H=+1 2 4 k J-m o，正反应吸

12、热，升高温度，平衡正向移动，C 3 H 8（g）的物质的量分数减小，C 3 H 6（g）的物质的量分数增大；该反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向移动，因此表示l O O k P a时，C 3 H 8的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a,C 3 H 6的物质的量分数随温度变化关系的曲线是d。（2）同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设C 3 H 8的平衡转化率为X,=1.6 k P a。C 3 H 8(g)C 3 H 6(g)+H 2(g)起始/k P a1 000反应/k P al O xl O xl O x平衡/k P a 1 0(1 -x)W x0 x则

13、 1 0(1 x)+1 0 x+1 0 r=1 3.3,解得：x=0.3 3,3.3 k P a X 3.3 k P aKp=(1 0-3.3)k P a真 题 演 练 明 确 考 向1.2 0 2 1 广东，1 9(4)我国力争于2 0 3 0 年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。C H,与 C C h重整是C O 2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(a)C H4(g)+C O2(g)2c o(g)+2H 2(g)AM(b)C O2(g)+H2(g)C O(g)+H2O(g)A/f2(c)C H4(g)C(s)+2H2(g)M h(d)2C O(g)C O2(g)+C

14、(s)A 为(e)C O(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)以设 4 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为k P a)除以p o(p o =100 k P a),反应a、c、e的 I n 稣随点温度的倒数)的变化如图所示。=80-8-16反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。反应c的相对压力平衡常数表达式为&=。在图中A点对应温度下、原料组成为n(C O2):(C H 4)=1：1、初始总压为100 k P a的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H 2的分压为40 k P a。计算C H 4的平衡转化率，

15、写出计算过程。答 案起暗鼠由图可知，A处对应反应c的 巧=。，即断淄尸，解 得 甯=p(C H 4)，已知反应达到平衡时p(H 2)=40 k P a,则p(C H 4)=16 k P a,且初始状态时p(C H，=X 100 k P a1 7,即由图可知：lgKp2(T)一怆6 恒 隔(7 )-I g廨|=lg 鼎 一I g K pi(T),贝 hlgKp2(T)%(T )lgp2(7Kpi ,即 K(7)K,因此该反应正反应为吸热反应,即 H 大于 0(4)0.5解 析(2)由题意可知，3 7 6.8 时玻J 离烧瓶中发生两个反应：B a P tC k(s)B a C l2(s)+P t(

16、s)+2C L(g)、C l2(g)+I2(g)21 c l(g)。B a P tC k(s)B a C b(s)+P t(s)+2C 1 2(g)的平衡常数勺=1.0X 1 04 P a2,则平衡时 p2(C 1 2)=1.0X 1 04 P a2,p(C l2)=1 00 P a,设到达平衡时 L(g)的分压减小p k P a,贝 C l2(g)+I2(g)2I C l(g)开始/k P a20.00变化/k P aP2P平衡/k P a0.1 20.0-p2P3 7 6.8 平衡时，测得烧瓶中压强为3 2.5 k P a,则 0.1+20.0+p=3 2.5,解得p=1 2.4,则平衡时

17、pic=2p k P a=2X 1 2.4 k P a=24.8 k P a;则平衡时，L(g)的分压为(20.0 p)k P a=(20X 1 03-1 2.4 X 1 03)P a,/?ic i=24.8 k P a=24.8 X 1 03P a,p(C l2)=0.1 k P a =1 00 P a,因此反应 21 c l(g)=,1 00X(20X 1 03-1 2.4 X 1 03)C b(g)+L(g)的平衡常数 K=-(24 8 X 1 03)2-结合图可知，温度越高，素越小，l g K p2越大，即 K p2越大，说明升高温度平衡2N 0C l(g)2N 0(g)+C L(g)

18、正向移动，则 N 0 C 1 分解为NO和 C L 反应的”大于0。I .2N O(g)+2I C l(g)2N O C l(g)+l2(g)6I I .2N 0C l(g)2N O(g)+C l2(g)%I +H 得 2I C l(g)=C l2(g)+l 2(g),则 21 c l(g)=C 1 2(g)+L(g)的 K=K p K p2；该反应的 H 大于 0;推理过程如下：设 7 T,由图可知：l g K p2(7)一电 K p2(7)|l g K pi(T)一1g/|=怆6 一l g/。，)，则：l g K p2(T K pi(T )l g K p2(7 K pi(7),即 K(7

19、)K(T),因此该反应的正反应为吸热反应，即 大 于 0。(4)I .N O C l+A v N O C 1*H .N O C 1+N O C 1*NO+ChI +I I 得总反应为2N O C l+/?v=2N O+C b,因此2 m o i N O C 1 分解需要吸收1 m o l 光子能量，则分解1 m o l 的 N O C 1 需要吸收0.5 m o l 光子。3.2021 湖南，1 6(3)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。在一定温度下，利用催化剂将N H.3 分解为N 2和 H?。回答下列问题：某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件

20、下，将 O.l m o l N E 通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 k P a),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。若保持容器体积不变，”时反应达到平衡，用 H2的浓度变化表示0“时间内的反应速率。(出)=molL-LmirTi(用含t的代数式表示)；七时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是(用图中a、b、c d 表示)，理由是；在该温度下，反应的标准平衡常数K=。(已知：分压=总压X 该组分物质的量分数，对于反应犯)(g)+eE(g)gG(g)+H(g)K=其中pO=lOOkPa,PG、PH、PD、PE为各组分的平

21、衡分压)。答 案 詈 b开始体积减半，N2分压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动,N2分压比原来的2 倍要小 0.48解析 设“时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2 x,列出三段式：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)起始/mol0.100转化/mol2xX3x平衡/mol0.1-2xX3x根据同温同体积下，混合气体的物质的量之比等于压强之比，7 T4 7-=nn.-n n，解得vz 1 I 1 I 1 4 U I W0.02X3 mol 0.02A=0.02 mol,o(H2)=T7-p =一；mol-L mm3 LX ti min t 时将容器体积压缩到原来的一半，开始N 2分

22、压变为原来的2 倍，随后由于加压平衡逆向移动，N 2分压比原来的2倍要小，故b曲线符合。由图可知，平衡时，NH3、N 2、氏的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 k P a,反应的标准平 衡 常 数 岸=吟 票=0.48。课时精练一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。1.800 C时，向容积为2 L 的密闭容器中充入一定量的C%和 H zO,发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),会时达到平衡状态，反应过程中测定的部分数据见下表(表中时间及 )：反应时间/minn(H2O)/moln(CO)/mol02.000.00t1.60t21.40下列说法正确的是

23、()A.反应在m in内的平均速率为0(比)=号产 mol-Limin B.上时，C(H20)=0.60mol-L-1C.f2时，FWXg)的转化率为70.0%D.保持其他条件不变，打时(存切向容器中再通入0.20m olH 20(g),正反应速率加快，逆反应速率减小答 案 C解析 A 项，o(H2)=3%(:纥 1.60)mol=等 mol.厂 Lmi,错误；B 项，容积为2 L 的2 LX min t密闭笈器中，殳时，C(H20)=0.30 mol-L-1,错误；C 项，2时，H20(g)剩余0.6 m o l,转化率为 70.0%,正确；D 项，向容器中再通入0.20 mol H2O(g

24、),正反应速率加快，逆反应速率也加快，错误。2.默基硫(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)K=0.1反应前C O 的物质的量为10 m o l,平衡后C O 的物质的量为8 moi。下列说法正确的是()A.升高温度，H2s浓度增大，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7 moiD.C O 的平衡转化率为80%答 案 C解析 A 项，升高温度，H 2s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，错

25、误：B 项，通入C O 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，错误：C 项，设反应前H 2s的物质的量为m o l,容器的容积 为 M L,则CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)解得=7,正确;（始）/m o l 1 0（转）/m o l 2（平）/m o l 82 20.1,8 n 2V Vn022n-22022D项，根据上述计算可知，CO的转化率为2 0%,错误。3.恒温、恒压下，将 1 m o l 0 2 和 2 m o i S O 2 气体充入一体积可变的容器中（状 态 I），发生反应 2 s o 2（g）+O 2（g）2 s o

26、 3（g）,状态H时达平衡，则 0 2 的转化率为（）1.6 L 2LA.60%B.4 0%C.80%D.90%答 案A解析 恒温、恒压下，气体的体积之比等于物质的量之比。设 0 2 的转化率为X。2 SO 2（g）+O2（g）2 s o 3（g）”（始）/m o l 2 1 0”（变）/m o l 2x x 2x”（平）/m o l 22x 1 x 2x有（2-2 x）+（l x）+2 x=3 X 芋，解得 x=0.6。4.（2 0 2 2 湖北黄冈调研）己知反应：C H 2=C H C H3（g）+Cl2（g）C H 2=C H C H2Cl（g）+H Cl（g）在一定压强下，按丁=口、向

27、密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数）与温度（、m的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法错误的是（）A.图甲中“2 1B.图乙中，A 线表示逆反应的平衡常数C.温度为力、m=2时，C L的转化率为5 0%D.若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大答 案 C解 析 根据题中信息可知，增大(C12),如增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数)减小，故 g l,A 项正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A 线表示逆反应的平衡常

28、数，B 项正确；由图乙知，温度为7 时，正、逆反应的平衡常数相等，又因两者互为倒数，则平衡常数K=l,当w=2 时，设 CH2=CHCH3和 C12的物质的量分 别 为 a mol、2a m o l,参 加 反 应 的 Cl2的物质的量为b m o l,利用三段式可列关系式从 h 1;v：-=1,解 得 丁 则 C b的转化率约为33.3%,C 项错误；该反应为反应前后(ab)X(2ab)2a 3气体体积不变的放热反应，反应正向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D 项正确。5.加热N2O5依次发生的分解反应为NzCHg)N2O3(g)+O2(g),N2()3(g

29、)N2O(g)+02(g)。在容积为2 L 的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t C,达到平衡状态后02为 9 mol,则 f C时 反 应 的 平 衡 常 数 为()A.10.7 B.8.5C.9.6 D.10.2答 案 B解析 设 N2O5的转化浓度为N2O3的转化浓度为y m o lir。N2Os(g)N20j(g)+02(g)开始/(m o lir)400转化/(mol-L)XXX平衡/(molL r)4-xXXNaO3(g)N2O(g)+O2(g)开始/(moLL/1)X0X转化/(molL】)yyy平衡/(m o lir)x-yyx+y根据题意得解得x=3.1,y=A,所

30、以反应的平衡常数为K=也 若 黑 或=竽铝=8.5。C(N2(J5)4 3.I6.温度恒定的条件下，在 2 L 容积不变的密闭容器中，发生反应:2SO2(g)+02(g)2so3(g)。开始充入4 mol的 SO2和 2 mol的 O2,10 s 后达到平衡状态时c(SO3)=0.5 mol-L 下列说法不正确的是()A.u(S02):。(。2)=2：IB.10s 内，w(S03)=0.05 mol-L-s-1C.SO2的平衡转化率为25%D.平衡时容器内的压强是反应前的需倍答 案 D解析 根据2SO2(g)+O2(g)2so3(g),任何时刻都存在v(SO2):V(O2)=2：1,故 A 正

31、确;.0.5 mol-L_1,10s 内，o(SO3)=-=0.05 mol-L*-s)故 B 正确；达到平衡状态时 c(SO3)=0.5 mol-L-1,则生成的三氧化琉为1 m o l,反应的二氧化硫也是1 m o l,则 SO2的平衡转化率为空号X 100%=25%,故 C 正确；同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，平衡时容器内 二 氧 化 琉 为 3 m o l,氧 气 为 1.5 m o l,三 氧 化 硫 为 1 m o l,平衡时压强是反应前的3 mol+1.5 m ol+1 mol 11 .-=僖4 mol+2 mol 12故 D 错误。7.在一个容积为2 L 的密闭

32、容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B?气体，一定条件下发生反应：A2(g)+B2(g)2AB(g)A/70,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是()c/(mol L,)A.图中a 点的值为0.15B.该反应的平衡常数K=0.03C.温度升高，平衡常数K 减小D.平衡时A2的转化率为62.5%答 案 B解析 A 项，Ac(AB)=0.5mobL-1,Ac(A2)=(0.4-a)mol-L-,由化学方程式可知，0.5：(0.4-a)=2 ：1,a=0.1 5,正 确;B 项,当 Ac(AB)=0.5 mol L/i 时,Ac(B2)=0.25 mobL

33、-,平衡时 c(B2)=(0.3-0.25)mol-Lr=0.05 mol-L-,Kj,厅苧,错 误；C 项，”2的转化率为25.0%B.fzmin时，该反应体系未处于平衡状态C.“min时，向该容器中再充入CO2和 CO 各 l.OmolL I 平衡正向移动D.ty min时,该反应的Kp=24.0p也 气体分压(p 分)=气 体 总 压&)义体积分数答 案 D解 析“m in时，C O 的体积分数为40.0%,设 A m in内反应消耗了 4 mo i 的 C C h,则根据“三段式”法进行计算：C(s)+CO2(g)2CO(g)起始/(mob L)1.00转化/(m o ll-1)a2a

34、t min 0f/(mol L!)1.02a,2a mol-L 1,0.25 mol-L 1则777 TT-：-100%=40.0%,解得 a=0.25,故 CO2 的转化率为-77；-77 义 100%(1.0a+2)mol-L 1 1.0 mol-L 1=25.0%,A 项正确；办m in时反应达到平衡，设“m in内反应消耗了匕m oL L-的 C C h,根据“三段式”法进行计算：C(s)+CO2(g)2CO(g)起始/(mol-L)1.00转化/(mobL/i)b2b平衡/(molL)i.o-z?2b则,c Z_LC,、100%=96.0%,解得力比0.9,则平衡时，c(COo)=0

35、.1 mol-L_1,c(CO)(1.0b+2b)mol-L 1”(CO)1 R2=1.8 mobL 则 K=(石、=八=3 2.4,向该容器中再充入CO?和 C O 各 1.0 rnobL 1,则c(C5)u.i(18+OP此时Q=o i+M F.l 0)k J-m o ro 反应过程中B、A 的浓度比与时间，有如图所示关系，若测得第15 min时，c(C)=0.8mol【r。下列结论错误的是()A.该温度下此反应的平衡常数为3.2B.A 的初始物质的量为4.8 molC.反应达到平衡时，A 的转化率约为66.7%D.反应达到平衡时，吸收的热量为0.8a kJ答 案 D解析 根据反应2A(g

36、)2B(g)+C(g)和题目已知数据可知，15 m in时 c(B)=1.6 moLL-i、c(A)=0.8 mol-L1,当空保持不变时，即 15 m in时反应达到平衡，则该温度下此反应的平衡常数长=叁 詈 甲=与泮=3.2,A 项正确；A 的初始物质的量为(1.6+0.8)mol-L-iX2_，,j.1.6 mol,L L=4.8 mol,B 项正确；15 m in时，反应达到平衡，A 的转化率为丁 ；-rX 100%比66.7%,2.4 mol L 1C 项正确；2 mol A 参加反应吸收的热量为a k J,反应达到平衡时，参加反应的A 为 1.6moL3 2L-|X 2 L=3.2

37、 m o l,则吸收的热量为3-X”kJ=1.6“kJ,D 项错误。10.(2022.长春模拟)固体碘化镀置于密闭容器中，加热至一定温度后保持温度不变，容器中发生反应:NHJ(s)NH3(g)+HI(g)、2HI(g)H2(g)+I2(g)，测得平衡时 c(L)=0.5 mol.L-1,反应的平衡常数为2 0,则 下 列 结 论 不 正 确 的 是()A.平衡时 c(NH3)=5 moi1 1B.平衡时H I 分解率为20%C.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志D.平衡后缩小容器容积，NHH的物质的量增加，12的物质的量不变答 案 D解 析 设碘化镁生成氨

38、气和碘化氢的浓度为x,则2HI(g)H2(g)+l2(g)起 也 台/(molL)变化/(molL)平衡/(molL】)x 0 01 0.5 0.5x 1 0.5 0.5根据反应的平衡常数为2 0,得 x(x-l)=2 0,解得x=5 m o lir,c(NH3)=5 mol-L-1,A 项正确；平衡时H I 分解率 为 黑 S x i0 0%=2。，B 项正确；反应固体生成气体，气体的平均摩尔质量始终不变，反应反应前后物质的量不变，气体的平均摩尔质量始终不变,故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C项正确：平衡后缩小容器容积，平衡逆向移动，N F U I

39、 的物质的量增加，H I 的物质的量减小，平衡逆向移动，则 上的物质的量减小，D项错误。1 1.N 2 O 5 是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生如下反应：2 N 2 O 5(g)4 N O2(g)+02(g)A W 0 o 5温度时，向密闭容器中通入N 2 O 5 气体，部分实验数据见下表，下列说法正确的是()时间/S05 001 0001 5 00c(N 2 O5)/(m o l L-1)5.003.5 02.5 02.5 0A.5 00 s 内 N 02 的生成速率为 3.00X 1 03 m o l-L-s-B.T温度下该反应平衡时N2O5的转化率为5 0%C.达平衡后其他条件不变，

40、将容器体积压缩到原来的/c(N 2 C 5)5.00mo l i rD.八温度下的平衡常数为K，4 温度下的平衡常数为K2,若丁|乃，则 K K2,D 项错误。12.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2 H5 0H(g)A H。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下 起始时，n(H2O)=n(C2H4)=l mo l；a 点容器体积为1 L。下列分析不正确的是()1()2()0 25030()35()7yteA.乙烯气相直接水合反应的A H 0B.图中a点对应的平衡常数C.图中压强的大小关系为P1 2 P3D.达到平衡状态a、b所需要的时间：a b答 案 A C解

41、 析 由图可知，同一压强下随着温度的不断升高，乙烯的平衡转化率不断降低，则表明升温时平衡逆向移动，所以乙烯气相直接水合反应的A HV O,A错误；图中a 点，乙烯的平衡转化率为 2 0%,则平衡时(H2 O)=(C2 H4)=0.8 mo l,n(C2H5O H)=0.2 mo l,平衡常数 K=0 7 5八 匕。=芸，B正确；增大压强平衡正向移动，乙烯的平衡转化率增大，则图中压强的大小U.o X U.o 1。关系为0 Vp2 V p 3,C 错误；因为b点时温度高、压强大，反应速率快，所以达到平衡状态a、b所需要的时间：a b,D 正确。三、非选择题13.(1)对于反应：2 c H3 0H(

42、g)C H3O C H3(g)+H2O(g)A W=-2 4 k J m o l1,在 T 时，向体积不变的密闭容器中投入一定量C H 3 0 H 气体，气体混合物中CH3 O CH3 的物质的量分数p(CH3 0c H3)与反应时间f 的关系如表所示：r/mi n0153 0458 01009（CH3 0c H3）00.050.080.090.100.103 0 mi n 时，C H 3 0 H 的转化率为:根据表中数据，时，该 反 应 的 平 衡 常 数 为。(2)在恒容密闭容器中，加入足量的M 0S2 和。2,仅发生反应：2 M o S2(s)+7O2(g)2 M o O3(s)+4 S

43、 O2(g)A/7o测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：Pl、pi、P3 的大小关系：。若初始时通入7.0 mo l 02,pi为 7.0 k Pa,则 A点平衡常数Kp=(用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压X气体的物质的量分数，写出计算式即可)。答 案(1)16%表 0 p 2 p 3 鳄 k Pa-3解 析(1)3 0 mi n 时，CH3 0c H3 的物质的量分数为0.08,设开始投入的C H 3 O H 为x mo l,生成的 H2 O、CH3 0c H3 为 y mo l,消耗的 CH3 0H 为 2 y mo l,则 白 式 7 =0 0 8,y=0.

44、08 x,则 C H.Q H 的转化率为?X 100%=16%;时，设容器体积为VL,反应达平衡时，生成的H。CHQCH3为z m o l,消耗的S O H 为 2 z m g 则三三=0。，z=0.10 x,平衡z2 1常数长二57再=笈(2)增大压强平衡正向移动，氧气的转化率增大，所以压强：P1P P3。若初始时通入7.0 mol O2,pi 为 7.0 kPa,A 点氧气转化率为 50%,则 A 点 n(O2)=7.0 molX(l-50%)=3.5 mol,生 成 H(SO2)=70n1OX 5 0%X4=2 m o l,恒温恒容条件下气体压强之比等于其物质的量之比，所以 A 点压强为

45、7，0 m o X7.O kPa=5.5 kPa,P(02)=打 的 X5.5 kPa=3.5 kPa,p(SO2)(SO,)24 2口=(5.53.5)kPa=2 k P a,则 A 点平衡常数 Kp k P a-3=h kPa_3op(O2)/1 4.某研究性学习小组研究了汽车尾气中的N O 与 C O 的反应和某工业废气中的NO?与 SO2的反应。回答下列问题：(1)一定温度下，向某容积为1 L 的密闭容器中通入“mol NO、bmo C O,控制一定的条件使其发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)A/70测得N O 的平衡转化率与温度、投料比X(X=的关系如图甲

46、所示。则7(填或“0.4 15.8 降 低 温 度 鳄 ;解 析（1）正反应是放热反应，其他条件不变，温度升高平衡逆向移动，N O 的平衡转化率降低，结合题图甲可知772。Xi=0.8、a=2,根据X=*得 6=2.5。2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)起始/（molL】）22.500转化/(molL i)2X80%1.60.81.6平衡/(molLF)0.40.90.81.60.8 mol-L-1。帖)=2 min=0.4mol-Lkmin 点七6 8。（2）如果将图乙中C 点的平衡状态改变为B 点的平衡状态，NO2的平衡转化率增大，可以通过降低温度使平衡正向移动，从而使N

47、O2的平衡转化率增大。A 点对应的NCh的平衡转化率为50%,嘤兴=0 4 SO?的起始浓度为comol【-i,则 NCh的起始浓度为0.4comol-L转化的二氧化氮浓度为0.4comol-L-iX50%=0.2c（）molL 该时段NCh 的平均反应速率 o（NO2）=2；Lmol-L-min-C 点时喂?=1.0,设I min ji 0（5。2）SO2的起始浓度为Cl mol-L-1,则 NO2的起始浓度C（NO2）=C1 mol-L-,C 点对应的二氧化氮的平衡转化率为5 0%,则平衡时C（NC2）=C（SO2）=C（SO3）=C（N O）=0.5CI mol-L-,平衡常数K=您?.

48、瞟）、=1;同理，D 点对应的二氧化氮的平衡转化率为40%，嗖黑=1.5,设C（SC）2）,C（NO2）/7O（S（J2）S O?的起始浓度为C 2 m o l-L-1,则 N O 2 的起始浓度c(N C h)=1.5 c 2 m o l-L ,则平衡时c(N C)2)=0.9C2 m o l-L-1,C(S O2)=0.4C2 m o l-L-1,c(S O3)=c(N O)=0.6c 2 m o l-L-,平衡常数 KD=1,平衡常数相同说明反应温度相同，即 7 b=T D。1 5.煤和甲烷既是重要的常用燃料，又是重要的化工原料。根据题意，回答下列问题：I.煤制天然气过程中，存在多种化学

49、反应，其中在煤气化装置中发生反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)A H=+1 3 5 k J-m o l 而在水气变换装置中发生反应CO(g)+H2O(g)C O2(g)+H2(g)A W=-4 1 k J m o C o(1)煤气化前，需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应，请利用平衡移动原理说明通入氧气的作用：(2)如图表示发生反应后进入反应装置的零票与反应中C O 平衡转化率、温度的变化关系。403020%、治7y港避斗0。0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.()(国 0)(CO)若“黑为0 8 一定量的煤和水蒸气经反应和反应后，得到C O 与 H2的物质的量之比(CO)为

50、 1 ：3,则 反 应 所 对 应 的 温 度 是(填“7 2”或“7 3”)。n.甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(c o 和 1 的混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷 一 二 氧 化 碳 重 整、甲烷一水蒸 气 重 整，其 反 应 分 别 为 C H4(g)+3 c Ch(g)2 H2O(g)+4 CO(g),C H4(g)+H2O(g)CO(g)+3 H2(g)(3)通过计算机模拟甲烷一水蒸气重整实验测得，在操作压强为0.1 MPa、水碳比嘿 空 为 1.0、温 度 为 9 0 0 ,反应达到平衡时，H2的物质的量分数为0.6。已知该反应的速率方程。=k p(CH4 p