2019版高考化学大二轮优选习题考前强化练17平衡转化率、平衡常数有关计算.doc

1、1考前强化练 17 平衡转化率、平衡常数有关计算1.(2018 河南六市第一次联考)为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。在此过程中有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。将 0.20 mol NO 和 0.10 mol CO 充入一个容积为 1 L 的密闭容器中,反应过程中各物质浓度变化如图所示。(1)CO 在 09 min 内的平均反应速率 v(CO)= molL -1min-1(保留两位有效数字);第 12 min 时改变的反应条件可能为 。 A.升高温度 B.加入 NOC.加催化剂 D.降低温度(2)该反应在第 18 min 时又达到平衡状态,此时 CO2的体

2、积分数为 (保留三位有效数字),化学平衡常数 K= (保留两位有效数字)。 答案 (1)4.410-3 D (2)22.2% 3.4解析 (1)由图像可知 09 min 内的平均反应速率 v(CO)= 4.410 -3 molL-1min-1。根据图像 9 min 时反应达到() =(0.1-0.06)-19平衡状态,912 min 保持平衡状态,12 min 时改变条件,18 min 重新达到新平衡,此过程中 v(CO)=23.310 -3 molL-1min-1,1218 min 内 NO、CO 浓度减() =(0.06-0.04)-16小,N 2浓度增大,12 min 时改变条件化学反应

3、速率减慢,平衡向正反应方向移动。升高温度,化学反应速率加快,A 项错误;加入 NO,NO 的浓度应突然增大,化学反应速率加快,平衡向正反应方向移动,B项错误;加入催化剂,化学反应速率都加快,平衡不移动,C 项错误;降低温度,化学反应速率减慢,D项正确。(2)根据图像写出到 18 min 时的三段式2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)c(起始)/molL -1 0.2 0.1 0 0c(转化)/molL -1 0.06 0.06 0.03 0.06c(平衡)/molL -1 0.14 0.04 0.03 0.06此时 CO2的体积分数为 100%22.2%。化学平衡常数 K=0

4、.060.14+0.04+0.03+0.063.4。2(2)2(2)2()2()=0.030.0620.1420.0422.(2018 江西重点中学协作体第一次联考)研究发现,NO x和 SO2是雾霾的主要成分。(1)向绝热恒容密闭容器中充入等量的 NO 和 CO 进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是 (填序号)。 a.容器中的压强不变b.2v 正 (CO)=v 逆 (N2)c.气体的平均相对分子质量保持 34.2 不变d.该反应平衡常数保持不变e.NO 和 CO 的体积比保持不变(2)将一定量的 SO3放入恒容密闭容器中,发生反应 2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),测得 SO

5、3的平衡转化率随温度的变化如图所示。图中 a 点对应温度下,已知 SO3的起始压强为 p0kPa,该温度下反应的平衡常数 Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中按=1 加入 SO2和 SO3,平衡将 (填“向正反应方向移动”“向逆反应方(2)(3)向移动”或“不移动”)。 3答案 (1)acd (2) 向逆反应方向移动4045解析 (1)该反应为反应前后气体的物质的量有变化的反应,当容器中的压强不变,反应达到化学平衡状态,a 正确;反应速率和计量数成正比,平衡时 v 正 (CO)=2v 逆 (N2),b 错误;反应前后气体的总质量不变,

6、气体的总物质的量在发生变化,当气体的总物质的量不再发生变化时,气体的平均相对分子质量为定值,反应达到化学平衡状态,c 正确;该反应为放热反应,当温度不再发生改变时,平衡常数保持不变,达到平衡状态,d 正确;NO 和 CO 两种反应物是按照 11 投料、11 反应,任何时候两者的物质的量之比都是 11,无法判定反应是否达到化学平衡状态,e 错误;正确选项为 acd。(2)设起始 SO3为 x mol,根据题给信息有2SO 3(g) 2SO2(g)+O2(g)起始量/mol x 0 0变化量/mol 0.4x 0.4x 0.2x平衡量/mol 0.6x 0.4x 0.2x反应达到平衡后,气体的压强

7、为 ,p(平衡) =1.2p0;SO3物质的量分数:0.6+0.4+0.2= 0(平衡);SO2物质的量分数: ;O2物质的量分数:0.60.6+0.4+0.2=12 0.40.6+0.4+0.2=13;该温度下反应的平衡常数 Kp= ;0.20.6+0.4+0.2=1616(平衡) 13(平衡) 212(平衡) 2 =4045设容器的体积为 1 L,设起始 SO3为 1 mol,反应达平衡时平衡常数为 0.09;假设0.20.420.62 =0.89再向容器中按 =1 加入 SO2和 SO3,分别为 1 mol 时 ,n(SO3)=1.6 mol,n(SO2)=1.4 mol,n(O2)(2

8、)(3)=0.2 mol,反应的浓度商为 Qc= =0.150.09;平衡向左移,即向逆反应方向移动。0.21.421.623.(2018 江淮十校高三联考)已知 CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) H=-173.6 kJ mol-14已知 m 为起始时的投料比,即 m= 。上图表示在总压为 5 MPa 的恒压条件下,且 m=3 时,不同(2)(2)温度时各物质的物质的量分数与温度的关系。(1)曲线 b 代表的物质为 (填化学式)。 (2)图中 P 点时,CO 2的转化率为 。 (3)T1温度时,该反应的平衡常数 Kp= 。 (

9、提示:用平衡分压代替平衡浓度来计算,某组分平衡分压=总压该组分的物质的量分数,结果保留小数点后三位)答案 (1)CO2 (2)66.7% (3)0.250(MPa) -4解析 (1)温度升高,平衡左移,CO 2、H 2增多,CO 2增多的程度较小,所以曲线 b 代表的物质为 CO2。(2)图中 p 点时,H 2与 H2O 的物质的量分数相等,CO 2的转化率等于 H2的转化率都为 66.7%。(3) T1温23度时,CO 2、H 2、C 2H5OH、H 2O 的分压 p 分别是 10%5MPa、40%5MPa、10%5MPa、40%5MPa,该反应的平衡常数 Kp= =0.250(MPa)-4

10、。(25)3(2)2(2)6(2)4.(2018 山东枣庄第八中学东校区高三月考)苯乙烯( )是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。工业中用乙苯(C 6H5CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C 6H5CH CH2)的反应方程式为 C6H5CH2CH3(g) C6H5CH CH2(g)+H2(g) H1。向体积为 VL 的密闭容器中充入 a mol 乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:其中 a、b、c、d 分别是在 600 时虚线与曲线(或横坐标)的交点,且线段 abbccd=112,则:5(1)该温度下乙苯的平衡转化率为 ;

11、(2)该温度下反应的平衡常数为 ,降温时该平衡常数 (填“变大”“不变”或“变小”)。 答案 (1)33% (2) 变小6解析 (1)设平衡时乙苯转化的物质的量为 x molC 6H5CH2CH3(g) C6H5CH CH2(g)+H2(g)起始量/mol a 0 0变化量/mol x x x平衡量/mol (a-x) x x由题可以知道: 100%=25%,则 x= a,-+2 13乙苯的平衡转化率为 100%33%;(2)C 6H5CH2CH3(g) C6H5CH CH2(g)+H2(g)起始浓度/(molL -1) 0 0变化浓度/(molL -1)333平衡浓度/(molL -1)2333K= 。3323 =6由图像知温度升高氢气平衡的物质量分数在增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,随温度的降低,平衡逆向移动,平衡常数变小。