2022年高考化学专题复习化学平衡常数和转化率的计算.pdf

2022届高三化学一轮复习化学平衡常数和转化率的计算专题训练1.(2020江西高三月考）一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：PCls(g)I PCb(g)+Ch(g)下列说法错误的是（)-容器编号物质的起始浓度（mol L-1)物质的平衡浓度c(PCls)c(PCb)/(molL)c(Cb)1 0.4 c(Ch)II 0.6 0.20.2 III 0.8A反应达到平衡时，容器I中c(Cl2)c(PCb)比容器II中的大B.反应达到平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为3J4c.反应达到平衡时，容器III中Ch的体积分数小千l 3 D.反应达到平衡时，容器Ill中0.4molL勹c(PCls)0.0606.(2020安徽高三开学考试）在一定温度下，反应一压(g)兄(g)!HX(g)的平衡常数为10，若将1.02 2 mo!的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中，在该温度时HX(g)的最大分解率接近于（)A.5%B.17%C.25%D.33%7.(2020黑龙，工双鸭山一中高三月考）向密闭容器中充入物质的谥浓度均为0.1molL-的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+C02(g)1 2CO(g)+2H2(g)，测得C儿的平衡转化率与温度及压强的关系如图，下列说法不正确的是（)I()().OO 喜9().00Sf 80.00-！担卖支芭70.00；三()75:2 1000 1 250 1 5()()心；A.平衡时co与H2的物质的楹之比为l:I B.Pl、p2、P3、p4由小到大的顺序为pl贮p3肛C.1 100 C,p4条件下，该反应10min时达到平衡点X,则v(C02)=0.008molL-1 min勹D.随着温度升高，C比的转化率减小8在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：CD2NO(g)沁(g)+02(g)Ki=1 X 1030 2比(g)+02(g)2H心(g)K2=2X 1081 2C02(g)2CO(g)+0 2(g)K3=4 X 10-92 以下说法正确的是（)A.该温度下，反应O的平衡常数表达式为K1=c(N2)c(02)B.该温度下，反应2H心(g)J2H2(g)+02(g)的平衡常数的数值约为SX10-80 C.该温度下，反应、反应的逆反应、反应产生02的倾向由大到小的顺序为NOH心CO2D.以上说法都不正确9汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CXHy、NO、CO、S02及固体颗粒物等。

活性炭可用于处理汽车尾气中的NO,在1L恒容密闭容器中加入0.1000 mol NO和2.030mo!固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：活性炭/mo!NO/mol N mol 8/mol P/MPa 200 c 2.000 0.040 0 0.030 0 0.030 0 3.93 335 c 2.005 0.050 0 0.025 0 0.025 0 p 根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：，计算反应体系在200c时的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压X体积分数）10.(2020江苏如皋高三月考）消除含氮化合物的污染是环境保护的重要研究课题l)一定条件下，某反应过程中的物质和能量变化如图所示(a、b均大于0)回CD该反应的热化学方程式为2000C时，向容积为2L的密闭容器中充入Omo!沁与5mo!02，达到平衡后NO的物质的批为2mol该温度下，若开始时向上述容器中充入的N2与02均为lmol,则达到平衡后沁的转化率为(2)N02与co在催化剂条件下的反应为4CO(g)+2N02(g)口4C02(g)+N2(g)，下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是（填字母）。

A.C02(g)和N2(g)的比例保待不变B.恒温恒容混合气体的颜色不再变化c.恒温恒压，气体的体积不再变化D.V正(N02)=2v正(N2)11.(2020天津擢华中学高三月考）合成氨是人类科学技术上的一项篮大突破，工业合成氨的简式流程图如下：I I Ill v(I)天然气中的压S杂质常用氨水吸收，写出足量的H2S与氨水反应的化学方程式：(2)步骤II中制氢气的原理如下：(DCH4(g)+H心(g)J ,CO(g)+3H2(g)汕206.4kJ mol勹CO(g)压O(g)C0 2(g)+H2(g)Af=-41.2 kJ mo!勹对千反应CD,一定可以提高平衡体系中比的百分含量，又能加快反应速率的措施是a.升高温度c.加入催化剂b.增大水蒸气浓度d.降低压强利用反应，将co进一步转化，可提高压的产址若1mol CO和压的混合气体(CO的体积分数为20%)与比0反应，得到l.18molCO、CO2和比的混合气体，则co的转化率为(3)下阳表示sooc、60.0MPa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点数据计算压的平衡体积分数4)依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，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：(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答案精析I.AB 由容器I中数据可求得该温度下反应的化学平衡常数为0.2设容器II中平衡时三氯化磷为xmolL勹，由题给数据可建立如下三段式：PCls(g)OPCb(g)+Cb(g)起/(molL飞0.6变/(molL飞x平/(molL飞0.6-x0.2 X X X 0.2+x 温度不变，化学平衡常数不变，由化学平衡常数公式可得关系式,x(0.2+x)0.6-x=0.2,解得x=0.2,则容器II中c(Ch)0.4 mo!L勹=c(PCh)0.2 mot L勹=2,则反应达到平衡时，容器I中立c(PCh)比容器II中的小，故A错误；由容器中压强之比等于物质的量之比可知，反应达到平衡叶，容器I与容器II中的总压强之比为(0.6molL-i X 1 L):(1.0 molC1 X l L)=3:5,故B错误；该反应是气体体积增大的反应，由题给数据可知，容器田相当于容器I增大压强，平衡向逆反应方向移动，氯气的体积分数减小，则反应达到平衡时，容器rn中氯气的体积分数小于故C正确；由题给数据可知，该反应向正反应方向进行，反应达到平衡时，五氯化磷的3 农度小于0.8molL勹，该反应是气体体积增大的反应，容器Ill相当于容器I压强增大1倍，平衡向逆反应方向移动，反应达到平衡时，五氯化磷的，农度比容器I中的2倍要大，大于0.4molL勹，则反应达到平衡时，容器且l中0.4molL-1c(PCls)1,830 c时Q不等于K,说明反应未达到平衡，故C错误；某温度下，如果平衡浓度符合关系式畛二也心）3c(CO)5c(H2)则K=c(C0分c(H2)c(CO)c(H心）=0.6,对照平衡常数可知温度是1ooo c,故D正确。

皿2二(1心V(1a2)3.(1&(2)CD卿(3)压co产L心03竺02t+Li4S心逆向解析(I)祁据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，V1：历n!:m,乙苯的转化半为a,由此可得：n(la)v:v反应后n:(n+na)，解得V反应后（l+a)V,则平衡时，乙苯的农度为、苯乙烯和氢气的农度为(1+a)V na.,(1+a.)V 千衡常数Kcna na X(+(J.)V(+(J.)V n(l-(J.)(1+(J.)V na 2(1-a2)V 容器中氢气和苯乙烯的物质的量为an,乙苯的物质此Kp的量为(1a)n,气体的总物质的量为(1+a)n,则氢气和苯乙烯的分压为二(l-a)p(1+a)乙苯的分压为(1+a)，因纽x纽(1+a)(I+a)(l-a)p(l+a)立(l一句(2)CD二氧化碳与氢气反应，使生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，故正确；由题意可知，制备时不需要提供高温水蒸气，可降低能量消耗，故正确；二氧化碳可以与有机物分解产生的碳反应生成一乳化碳，减少积炭，故正确；制备过程中需要消耗二氧化碳，此有利于二氧化碳资源的利用，故正确3)CD由题意可知，在500C，低浓度CO2与Li4Si04接触后，CO2与Li4Si04反应生成碳酸悝和硅酸悝，加热至700C,LizC03与Li心03反应生成CO2和L心i04,100c时反应的化学方程式为压co汁压Si03气02t+Li4Si04.由平衡时生成0.4mol CH30H(g)可建立如下三段式：CO(g)+2H2(g)口JCH30H(g)起(mo!)1.2 变(mo!)0.4 平(mo!)0.8 0.8 0.2 44 000 由三段式数据可知，平衡时三种物质的浓度分别为0.4molL-1、0.1molL-1、0.2molL勹，该反应的化学0.2 平衡常数K=50,若此时向容器中再通入0.35mol CO气体，由V1历n,:m可得此时容器0.4 X 0.12 的体积为2 LX(l.4+0.35)mo!1.4 mol=2.5 L，此时三种物质的浓度分别变为0.46molL、0.08molL-i、0.16molL 0.16-1浓度商Q=;=:,54K,则平衡向逆反应方向移动。

0.46X0.082 1 mol 3 mol,:.、4.B 由题给信息可知x=2,A错误；B的转化斗力X 100%=20%,B正确；平衡时A的农度力5 mol 4 L=0.75 molL飞C错误；该反应前后气体的总物质的量不变，则压强不变，D错误5.BC 实验O中，若5min时则得n(M)=0.050mol,农度是0.005molL飞祁据反应的化学方程式可知，同时生成的N的物质的量浓度也是0.005molL勹，因此05min时间内，用N表示的平均反应速率V(N)=0.005 molL勹5 min=I.OX 10-3 molL-1.min飞A项错误；实验中，平衡时 M的浓度是0.008molL飞同时生成的N的浓度是0.008molL勹，消耗X与Y的农度均是0.008molL勹，因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01molL-1-0.008 molC1=0.002 molL飞0.04molL勹0.008mol L-i=0.032 mol L勹，因此反0.008 X 0.008 应的平衡常数K=l,B项正确；根据反应的化学方程式可知，如果X的转化率为60%，则0.002 X 0.032 X(g)+Y(g)llM(g)+N(g)起始浓度/(molL飞0.020 0.030 0 0 转化浓度/(molC1)0.012 0.012 0.012 0.012 平衡浓度（molL飞0.008 0.018 0.012 0.012 0.012XO.OJ2 温度不变，平衡常数不变，则K=l即反应达到平衡状态，因此最终平衡时X的转化率为0.008X0.018.,60%,C项正确；700C时，X(g)+Y(g)M(g)+N(g)起始，农度（molL飞0.040 0.010 0 0 转化浓度（molL飞0.009 0.009 0.009 0.009 平衡浓度（molL飞0.031 0 0.001 0.009 0.009 0.009 X 0.009 则该温度下平衡常K=2.6I,这说明升高温度平衡常数减小，即平衡向逆反应方向移动，0.031 X0.001 因此正方应是放热反应。

若容器中温度也是800C,由于反应前后体积不变，则与相比平衡是等效的，因此最终平衡时M的物质的量b=0.5a=0.06当温度升高到900C时平衡向逆反应方向移动，因此ba(p3)0.(p4)，该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲院的转化率降低，故压强p4p3p2p1,B错误；由图可知，压强为p4、I100 c的条件下，达到平衡X点时甲炕的转化率为80%，甲炕的浓度变化量为0.1molC1X80%=0.08 molL勹，则：CH4(g)+C02(g)勹口2CO(g)+2。