1、17-3-1 考点一 化学平衡常数及应用1 t 时,在体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)3Y(g)2Z(g) ,各组分在不同时刻的浓度如表所示,下列说法正确的是( )物质 X Y Z初始浓度/molL 1 0.1 0.2 02 min 末浓度/molL 1 0.08 a b平衡浓度/molL 1 0.05 0.05 0.1A.平衡时,X 的转化率为 20%B t 时,该反应的平衡常数为 40C增大平衡后的体系压强, v 正 增大, v 逆 减小,平衡向正反应方向移动D前 2 min 内,用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)0.03 molL 1 min1解析:本题考查了化学平衡知识
2、,意在考查考生的分析、计算能力。平衡时,X 的转化率 100%50%,A 项错误; t 时该反应的平衡常0.1 molL 1 0.05 molL 10.1 molL 1数 K 1 600,B 项错误;该反应是气体分子数减小的反应,增大平衡后的0.120.050.053体系压强, v 正 增大, v 逆 增大,平衡向正反应方向移动,C 项错误;X(g)3Y(g) 2Z(g)起始/(molL 1 ) 0.1 0.2 0转化/(molL 1 ) 0.02 0.06 0.042 min 末/(molL 1 ) 0.08 0.14 0.04前 2 min 内,用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)
3、 0.03 0.06 molL 12 minmolL1 min1 ,D 项正确。答案:D2在 10 L 密闭容器中,1 mol A 和 3 mol B 在一定条件下反应:A(g) xB(g)2C(g) ,2 min 后反应达到平衡时,测得混合气体共 3.4 mol,生成 0.4 mol C,则下列计算结果正确的是( )A平衡时,物质的量之比 n(A) n(B) n(C)2114B x 值等于 3CA 的转化率为 20%DB 的平均反应速率为 0.4 molL1 min12解析:设转化的 A 的物质的量为 a,则A(g) xB(g)2C(g)起始物质的量(mol) 1 3 0转化物质的量(mol
4、) a xa 2 a平衡物质的量(mol) 1 a 3 xa 2 a2a0.4 mol, a0.2 mol。平衡时混合气体的总物质的量为 3.4 mol,1 a3 xa2 a3.4 mol, x4,B 错;平衡时 A、B、C 的物质的量分别为 0.8 mol、2.2 mol、0.4 mol,所以比值为 4112,A 错;A 的转化率为 0.2 mol/1 mol100%20%,C 正确;B 的平均反应速率为 0.8 mol/(10 L2 min)0.04 molL1 min1 ,D 错。答案:C3在 10 L 恒容密闭容器中充入 X(g)和 Y(g),发生反应 X(g)Y(g)M(g) N(g
5、),所得实验数据如下表:下列说法正确的是( )A实验中,若 5 min 时测得 n(M)0.050 mol,则 0 至 5 min 时间内,用 N 表示的平均反应速率 v(N)1.010 2 mol/(Lmin)B实验中,该反应的平衡常数 K2.0C实验中,达到平衡时,X 的转化率为 60%D实验中,达到平衡时, b0.060解析:A 项,0 至 5 min 内, v(M) 110 3 mol/(Lmin), v(N) v(M)0.050 mol10 L5 min110 3 mol/(Lmin),A 项错误;B 项,根据“三段式”:3X(g)Y(g)M(g) N(g)初始(mol/L) 0.0
6、10 0.040 0 0转化(mol/L) 0.008 0.008 0.008 0.008平衡(mol/L) 0.002 0.032 0.008 0.008K 1,B 项错误;0.008 mol/L0.008 mol/L0.002 mol/L0.032 mol/L实验,根据“三段式”得:X(g) Y(g)M(g) N(g)初始(mol/L) 0.020 0.030 0 0转化(mol/L) x x x x平衡(mol/L) 0.020 x 0.030 x x x根据温度不变, K 不变可得1, x0.012x2 0.020 x 0.030 xX 的转化率 100%60%,C 项正确;0.012
7、 mol/L0.020 mol/L由实验中数据可知该反应为放热反应,900 时的平衡常数应小于 800 时的平衡常数,假设实验中 K1,则 1 b0.06(b10 mol/L)2(0.10 b10 ) mol/L(0.15 b10 ) mol/L综上所述,900 达到平衡时 b0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为 c(M)1 molL1 , c(N)2.4 molL1 ;达到平衡后,M 的转化率为 60%,此时 N 的转化率为_。(2)若反应温度升高,M 的转化率_(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为 c(M)4 molL1
8、, c(N) a molL1 ;达到平衡后, c(P)2 molL 1 , a_。(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为 c(M) c(N) b molL1 ,达到平衡后,M的转化率为_。解析:(1) M(g) N(g)P(g) Q(g)始态/molL 1 1 2.4 0 0变化量/molL 1 160% 160%因此 N 的转化率为 100%25%。1 molL 160%2.4 molL 1(2)由于该反应的 H0,即该反应为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,M 的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度:c(M)0.4 molL 1 c(N)1.8 molL 1c(P)0.6 mol
9、L 1 c(Q)0.6 molL 15因此化学平衡常数 K c P c Qc M c N 0.60.60.41.8 12由于温度不变,因此 K 不变,新状态达到平衡后c(P)2 molL 1 c(Q)2 molL 1c(M)2 molL 1 c(N)( a2) molL 1K c P c Qc M c N 222 a 2 12解得 a6。(4)设 M 的转化率为 x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M) b(1 x) molL1 c(N) b(1 x) molL1c(P) bx molL1 c(Q) bx molL1K c P c Qc M c N bxbxb 1 x b 1 x 12解得 x41%。答案:(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%
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