2020年高考化學(xué)微專題平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的相關(guān)計算

1、05平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的相關(guān)計算內(nèi)容框架(憎分攻珞I3平衡常數(shù)、，也率、產(chǎn)率的相關(guān)il算I代V與噂 土點(diǎn) 二可言銃 向，奉 l本的七芋L3增分攻略.理解并掌握轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的意義轉(zhuǎn)化率=舞 =或“ (2)10”【解析】(1)設(shè)平衡時甲烷轉(zhuǎn)化 x mol,根據(jù)三段式法有：2CH4(g)一一C2H4(g) + 2H2(g)起始量(mol)0.1200變化量(mol)xx/2x平衡量(mol)0.12-xx/2x/2結(jié)合題意知存在0.12-x-x/2,解得x-0.08,故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為0；8t2。(2)將氣體的平衡濃度換為平衡分壓，可知13c時，該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù) Kp=p(C2H2) p

2、3(H2)/p2(CH4)=101.3X(104)3/(103)2 Pa2= 104.7 Pa2。.有效除去大氣中的 SO2和氮氧化物，是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重中之重。某溫度下，N2O5氣體在一體積固定的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(慢反應(yīng))AH0, 2NO2(g)N2O4(g)(快反應(yīng))AHV0,體系的總壓強(qiáng)p總和p(O2)隨時間的變化如下圖所示：(1)上圖中表示 O2壓強(qiáng)變化白曲線是 (填 甲”或 乙”3(2)已知 N2O5 分解的反應(yīng)速率 v= 0.12p(N2O5)(kPa h11), t= 10 h 時，p(N2O5) =kPa, v= kPa卜1(結(jié)

3、果保留兩位小數(shù)，下同)。(3)該溫度下2NO2N2O4反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp=kPa_1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù) )?！敬鸢浮?1)乙(2)28.2 3.38 (3)0.05【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)分析，隨著反應(yīng)的進(jìn)行氧氣的壓強(qiáng)從0開始逐漸增大，所以乙為氧氣的壓強(qiáng)曲線；(2)t= 10 h 時,p(O2)=12.8 kPa , 2N2O5(g)=4NO 2(g)+O2(g)反應(yīng)消耗 N2O5 的分壓為 25.6 kPa ,起始壓強(qiáng) 為 53.8 kPa,所以 10 h 時 p(N2O5)= 53.8 25.6= 28.2 kPa , N2O5 分解的反應(yīng)速率 v= 0.12p(N2O5) =

4、0.12 28.2 = 3.38 kPa h-1; (3)N2O5完全分解后，NO2與O2的分壓分別為：2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g)53.8107.626.92NO2N2O4起始分壓/kPa107.6改變分壓/kPa2x平衡分壓/kPa 107.62x x則有 107.6 2x+ x+26.9 = 94.7 kPa,解 x= 39.8 kPa,平衡常數(shù)=39f=0.05 kPa 1。 28(2020屆濟(jì)南模擬)肌紅蛋白(Mb)結(jié)合氧的反應(yīng)為：Mb(aq) + O2(g) MbO 2(aq) AH0.50 1.00 0K,故坐標(biāo)為(1.00，50.0)的點(diǎn)對應(yīng)的廠 c MbH

5、 =0.50= 2。(2020屆武漢調(diào)研)對廢(尾)氣中的氮氧化物、二氧化硫等進(jìn)行必要處理，減少它們的排放，讓空氣更加清潔是環(huán)境科學(xué)的重要課題之一，也是 打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的重要舉措。分析有關(guān)氮氧化物、 二氧化硫的 反應(yīng)，并回答相關(guān)問題：廢氣中的SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化等一系列反應(yīng)后可制取硫酸，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)。往一固定體積的密閉容器中通入SO2和O2其中n(SO2) ： n(O2)O=2 ： 1,在不同溫度下測得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。圖中A點(diǎn)處SO2的轉(zhuǎn)化率為C點(diǎn)的正反應(yīng)速率Vc（正）與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率va（

6、逆）的大小關(guān)系為VC（正）（填 y VA（逆）。圖中B點(diǎn)用壓強(qiáng)表示的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代表平衡濃度計算，分壓=總壓劑質(zhì)的 量分?jǐn)?shù)）?！敬鸢浮?5% 24300（MPa） 1【解析】設(shè)起始通入的 SO2為2a mol, O2為a mol,在A點(diǎn)時，O2轉(zhuǎn)化了 x mol,根據(jù)三段式法進(jìn)行計算：2SO2（g）+ O2（g）2SO3（g）起始(mol)2aa0轉(zhuǎn)化(mol)2xx2xA點(diǎn)時(mol)2a 2xa x2x在恒溫恒容條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，故 紅土a= 70,解得x= 0.45a,2a-2x+a-x+ 2x 0.085則A點(diǎn)SO2的轉(zhuǎn)化率dSO2）=0.45a mo

7、laX100% = 45%。T1條件下，由A至ij B,反應(yīng)趨向平衡，正反應(yīng)2a mol速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，B點(diǎn)時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故 Va（逆）vb（逆）=vb（正）。又由題圖知，T2條件下反應(yīng)先達(dá)到平衡， 則T2Ti,由B到C,溫度升高，反應(yīng)速率加快，故VC（正）VB（正）=VB（逆）VA（逆）。設(shè)起始通入2b mol SO2, b mol O2,在B點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡時 O2轉(zhuǎn)化了 y mol,根據(jù)三段式法進(jìn)行計算：2sO2(g)十 O2(g) 一2SO3(g)起始（mol）2bb0轉(zhuǎn)化（mol）2yy2y平衡（mol）2b2yb y2y在恒溫恒容條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的

8、量之比，故2b+b0.102b 2y+b y+2y 0.07解得 y=0.9b,故Kp=p2 SO3p2 SO2 p O21.8b0.07 MPa 痂0.07 MPa 02b 2X0.07MPa0.1b01b= 24300(MPa)1(2020屆長沙四校一模)甲醛(CH3OCH3)是一種重要的新型能源，用CO和H2合成甲醛的有關(guān)反應(yīng)如下：CO(g) + 2H2(g)；CH30H(g)AH1=- 99 kJ mol1；2CH30H(g);CH 3OCH3(g) + H2O(g) AH2= - 24 kJ mol1；CO(g) + H2O(g)XO2(g) + H2(g) AH3=- 41 kJ

9、mol1?；卮鹣铝袉栴}：對于反應(yīng)：2CH30H(g)=CH3OCH3(g) + H2O(g) AH2=- 24 kJ mol 1,在 T C時，向體積不變的密 閉容器中投入一定量 CH30H氣體，氣體混合物中CH3OCH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(HCHOCH 3)與反應(yīng)時間t的關(guān) 系如表所示：t/min015304580100()(CR0CH3)00.050.080.090.100.1030 min時，CH30H的轉(zhuǎn)化率為 ;根據(jù)表中數(shù)據(jù)，TC時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 。上述反應(yīng)中，反應(yīng)速率 v= v正一v逆=卜正/(CH30H) k逆(f)(CH3OCH3) j(H2。)，k正和k逆分別為正向、v逆向

10、反應(yīng)速率常數(shù)，。為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算 15 min時一=(結(jié)果保留2位小數(shù))。v逆【答案】16%上5.06 64【解析】30 min時，CH3OCH 3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 0.08,設(shè)開始投入的 CH30H為x mol,生成的H2O為y mol,則生成的CH3OCH3為y mol,消耗的CH30H為2y mol,則1y=0.08, CH30H的轉(zhuǎn)化率x 2y+y+y為2y M00%=16%; TC時，設(shè)容器體積為 V L,反應(yīng)達(dá)平衡時，H20為z mol,生成的CH3OCH3為z mol ,x消耗的CH30H為2z mol,則xz 10, 00 x，平衡常數(shù)z zV Vx 2z 21彳由題息可知

11、達(dá)平衡時 vf=v 逆，k 正子(CH30H) = k 逆 &CH3OCH3)也大。)，k- k逆4CH3OCH3 力 H2O“Ig 小2 CH3OH = K = 64, 15 min 時,生成的CH3OCH3和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為0.05 ,則 CH30H的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.9 ,k正 2 CH 30H0.92k逆 4CH3OCH3 -()H2064 0.05 0.055.06。6. (2019武昌區(qū)調(diào)研)氨是重要的基礎(chǔ)化工原料，可以制備亞硝酸(HNO2)、連二次硝酸(H2N2O2)、尿素CO(NH 2)2等多種含氮的化工產(chǎn)品。(1)25 C時，亞硝酸和連二次硝酸的電離常數(shù)如表所示：化學(xué)

12、式HNO2H2N2O2電窗常數(shù)Ka= 5.1 10 4Ka1 = 6.17 10 8、Ka2= 2.88 10 12物質(zhì)的量濃度相同的 NaNO2和NaHN2O2溶液，pH(NaNOz)(填“ ”或叁)pH(NaHN2O2)。25c時，NaHN2O2溶液中存在水解平衡，其水解常數(shù)Kh =(保留三位有效數(shù)字)。(2)TiC時，向容積為2 L的恒容密閉容器中充入 n(NH3) ： n(CO2) = 2 ： 1的原料氣，使之發(fā)生反應(yīng)IV, 反應(yīng)達(dá)平衡時得到尿素的質(zhì)量為30 g,容器內(nèi)的壓強(qiáng)p隨時間t的變化如圖1所示。T1 C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為。圖2中能正確反映平衡常數(shù) K隨溫度變化關(guān)系的曲

13、線為 (填字母標(biāo)號)?！敬鸢浮?1Ka2,說明HN2O2的水解程度大于電離程度，則 NaHN2O2溶液呈堿性，由于Ka1H2N2O2的Ka1小于HNO2的Ka,則HN2O2的水解程度比 NO2的水解程度大， 故pH(NaNO 2)0在一定溫度下，向2 L密閉容器中加入 n mol CH4和2 mol NH3,平衡時NH3體積分?jǐn)?shù)隨n變化的關(guān)系 如圖乙所示。a點(diǎn)時，CH4的轉(zhuǎn)化率為 %;平衡常數(shù)：K(a)K(b)(填“ =或“”。)(2)肌肉中的肌紅蛋白(Mb)與O2結(jié)合生成MbO2,其反應(yīng)原理可表示為：Mb(ag)+O2(g)=MbO2(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為：K = /CjMbO

14、j;、。在37 C條件下達(dá)到平衡時，測得肌紅蛋白的結(jié)合度(a )c ( Mb) p (O2)生成的c( MbO 2)與P(O2)的關(guān)系如圖丙所示k 初始的c(Mb) X100%。研究表明正反應(yīng)速率 v正=卜正c(Mb) p(O2),逆反應(yīng)速率v逆=卜逆c(MbO2)(其中k正和k逆分別表示正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率常數(shù))。(用含有k正、k逆的式子表示)。試寫出平衡常數(shù) K與速率常數(shù)k正、k逆之間的關(guān)系式為 K =試求出圖丙中c點(diǎn)時，上述反應(yīng)的平衡常數(shù) K=kPa 1o已知k逆=60 s1,則速率常數(shù)ks1kPa 1。【答案】(1)25k正 (2)一 2 120 k逆(1)假設(shè)反應(yīng)消耗CH4物質(zhì)的量為

15、x開始(mol)2200轉(zhuǎn)化(mol)Xxx3x平衡(mol)2-x2-xx3x根據(jù)圖像可知在平衡時氨氣的體積分?jǐn)?shù)是30%,可得對于反應(yīng):CH4(g)+NH3(g);一HCN(g) + 3H2(g),2 x一一， ，一，_30%,解得x= 0.5,則a點(diǎn)時，CH4的轉(zhuǎn) X -I- NX化率為025nmOl X100% = 25%;由于溫度不變，所以無論是在線上任何一點(diǎn)，化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)都不變，因此K(a)=K(b); (2)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，vf = v逆，由于丫正=卜正c(Mb) , p(O2), v逆=k逆c(MbO2),寸k正 c (MbO2)-所以 k 正 c(Mb) p(O2

16、)= k逆 c(MbO 2), 笠=c( Mb)p(O)，而反應(yīng) Mb(ag) + Oz(g)= MbO 2(aq)的平衡常物c (MbO2)數(shù)K =c ( Mb ) p (O2)/日c (MbO2)中可得K =k工；將C點(diǎn)時，p(O2) = 4.5,肌紅蛋白的結(jié)合度(”是90%帶入平衡常數(shù)表達(dá)式 k逆0.9c (Mb) p (O2)4.5 X(10.9)可得 kF=K k逆=260 = 120 s 1 kPa 1 一k正 ，一一=2 kPa 1; K =,由于 K= 2 kPa 1, k 逆=60s 1 帶入該式子, k逆8.氮氧化物是空氣的主要污染物之一，研究氮氧化物的性質(zhì)對于防治空氣污染

17、有重要意義?；卮鹣铝袉栴}：溫度為Ti時，在三個容積均為1 L的密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NQ2(g) AH 0實(shí)驗(yàn)測得：v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=kFC2(NO) c(O2), v逆=丫3。2)消耗=卜逆c2 (NO2), k正、k逆為速率常 數(shù)，受溫度影響。容器編R物質(zhì)的起始濃度/mol L 1物質(zhì)的平衡濃度/mol L 1c(NO)c(O2)c(NO2)c(O2)I0.60.300.2n0.5x0.3m0.30.250.2溫度為Ti時，k正/k逆=;當(dāng)溫度升高為 T2時，k正、k逆分別增大m倍和n倍，則m n(填法 、N 或= J若容器H中達(dá)到平衡時c(

18、NO 2)/c(NO) = 1 ,則NO的轉(zhuǎn)化率為 , x =【答案】1.25 0.2 =1.25。2NO(g) + O2(g) 一2NO2(g)AH0,正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，由于k正/k逆=K,當(dāng)溫度升高為 T2時，kt k逆分別增大m倍和n倍，則m3(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù) )。(2)用NaOH溶液做碳捕捉劑可獲得化工產(chǎn)品Na2CO3。常溫下若某次捕捉后得到pH=10的溶液，則溶液中 c(CO2 ) : c(HCO 3 ) =Ki(H2CO3)= 4.4 10 7、K2(H2CO3) = 5M0 11,溶液中 c(Na + )c(HCO3)+2c(CO2 )

19、(填“=或 N”【答案】(1)CD2NH3(g) + OO2(g)H2O(l) + CO(NH 2)2(s) AH = - 178 kJ mol 1 33.3 108/p0(2)1 ： 2 或 0.5 【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律可知AH= AHi+ AH2AH3= 178 kJ mol 1,即 2NH3(g)+CQ2(g);三H2O(l) + CO(NH 2)2(s) AH=- 178 kJ mol 1。A 點(diǎn)時，n(NH3)/n(CO2)= 3.0,設(shè) n(CO2)= 1 mol, n(NH3)= 3 mol, CO2平衡轉(zhuǎn)化率為 0.50,則轉(zhuǎn)化 的 CO2 的量為 1 mol 0.50=

20、0.5 mol,轉(zhuǎn)化的 NH3 為 0.5 mol 2=1 mol, NH 3 的平衡轉(zhuǎn)化率 a= 1 mol/3 mol M00%= 33.3%。當(dāng)x=1.0時，設(shè)n(NH3)=n(CO2)=1 mol,根據(jù)三段式可知：2NH3(g)+ CO2(g)=CO(NH 2)2(s)+ H2O(l) TOC o 1-5 h z 起11變2xx平 1 2x 1 -x又若起始的壓強(qiáng)為 P0kPa,水為液態(tài)，平衡時壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗嫉?/2,可知上等尸=1解得x=1mol,1 十 12312則 n 平(NH3)=1mol, n 平(CO2) = |mol,那么 p 平(NH 3)= pc-3T= p0 kPa,

21、 p 平(CO2) = pf x1y nkPa,因而332I12O2 12 33十33+311083Kp=p 平(NH3)2p 平(CO2) = T(kPa) 2- h +(2)pH = 10,c(H + )=10 10 mol/L ,又 K2(H2CO3) = C(C )c黑),因而 c(CO3 ) : c(HCO3 )= K2(H2CO3)/c(H C(HCO 3)+ )=1 ： 2,根據(jù)電荷守恒式 c(Na+)+ c(H+)= c(HCO3) + 2c(CO2 )+ c(OH ),又溶液 pH=10,則 c(OH )c(H ),所以 c(Na )c(HCO3)+2c(CO2 )。10.

22、(2020屆開封市定位考試)默基硫(COS)是全球硫循環(huán)的重要中間體，也是有機(jī)合成中的重要原料， 是化學(xué)工作者重要的研究對象。已知：I .COS(g) + H 2(g)H 2s(g) + CO(g) AH1 = 17 kJ mol 1 ；n .COS(g) + H2O(g)H2s(g)+CO2(g) AH2=- 35 kJ mol 1 ；某溫度下，向體積為 2 L的恒容密閉容器中通入 5 mol COS(g)和5 mol H 2O(g),發(fā)生反應(yīng)n ,5 min末反應(yīng)達(dá)到平衡，測得 COS(g)的轉(zhuǎn)化率為80%。反應(yīng)從起始至5 min內(nèi)，用H2s濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2S) =。該溫

23、度下，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K =?！敬鸢浮?.4 mol L 1 min 116【解析】5 min末反應(yīng)達(dá)到平衡，測得COS的轉(zhuǎn)化率為80%,則COS(g) + H 2O(g)H2s(g) + CO2(g)開始/mol轉(zhuǎn)化/mol5X80%5X80%5X80%5X80%平衡/mol v(H2S)42 mol L5 min=0.4 molI 1, 一1L minK=fCOSfHS真，6。11.綠水青山就是金山銀山”，因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。(1)NO x的排放主要來自汽車尾氣，有人根據(jù)反應(yīng)C(s) + 2NO(g)N 2(g) + CO2(g) AH = 34.0

24、 kJ mol1,用活性炭對NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測得 NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:由圖可知，1050 K前反應(yīng)NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，其原因?yàn)?記作 Kp)。在 1050K、1.1 106 Pa;在1100 K時，CO2的體積分?jǐn)?shù)為時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù) Kp =(2)用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)已知：氣體分壓(p分=氣體總壓(p總)杯積分?jǐn)?shù)。(3)為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染,需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng) 2NO(g) +2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

25、AH = - 746.8 kJ mol 1,生成無毒的 N2和 CO2。實(shí)驗(yàn)測得,v正= kFc2(NO) c2(CO), v逆=k逆c(N2) c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān) )。達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)(填 或2)k逆增大的倍數(shù)。NO轉(zhuǎn)化率增大 20%NO的轉(zhuǎn)化率增大。根若在1 L的密閉容器中充入 1 mol CO和1 mol NO ,在一定溫度下達(dá)到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為40%,口水正 則一=k逆【解析】(1)1050 K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快,_20(2)4 (3年 81【解析】(1)在1050 K前反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著溫

26、度升高，反應(yīng)速率加快,據(jù)反應(yīng) C(s)+2NO(g)；N2(g)+CO2(g),假設(shè)加入 1 mol NO ,在 1100 K 時，”(NO) = 40%,則 =(NO)=0.4 mol ,故n（CO2）= 0.2 mol,由于反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變,故混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.2 mol1 molM00% = 20%。(4)根據(jù)反應(yīng) C(s)+2NO(g);N2(g) + CO2(g),假設(shè)加入 1 molNO ,在 1050 K 時， 仆1。)= 80%,平衡時，n(NO) = 0.2 mol, n(N2)= 0.4 mol , n(CO2) = 0.4 mol ,各物質(zhì)的平衡

27、分壓為p +(NO) =。：M.1 106Pa, p 青(N2)= 0.4 mol M.1 106Pa, p 月(CO2)=0.4 mol X1.1 106Pa;故反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)KP =p ( 2)1 mola, p (2)1 mola 隊(duì)/-J J十 因中 p0.4 mol1 molX1.1 106x0d4 mol X1.1 1061 mol0.2 mol1 molM.1 M062=4。（5）正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,則正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)小于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)。濃度不變，故k正增大的倍數(shù)小于 k逆增大的倍數(shù)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,逆故3=冼C2c2COO = K。根據(jù)熱化學(xué)

28、方程式可知,平衡時c(CO) = c(NO) = 0.6 mol/L , c(N2)= 0.2 mol/L ,，一 k正c(CO2)= 0.4 mol/L ,故I-=k逆c N2 c2 CO2c2 NO c2 CO。2 0.42 _20 0.62X0.62= 81.氮的化合物應(yīng)用廣泛，但氮氧化物是重要的空氣污染物，應(yīng)降低其排放。工業(yè)上常用如下反應(yīng)消除氮氧化物的污染：CH4(g) + 2NO2(g) ；N2(g) + CO2(g) + 2H 2O(g) AH在溫度為和T2時，分別將0.40 mol CH 4和1.0 mol NO 2充入體積為1 L的密閉容器中，n(CH4)隨反應(yīng)時間的變化如圖所

29、示:根據(jù)如圖判斷該反應(yīng)的 由 0（填 法 T“或皂）理由是溫度為T1時，010 min內(nèi)NO2的平均反應(yīng)速率 v（NO2）=，反應(yīng)的平衡常數(shù) K=（保 留三位小數(shù)）。【答案】 丁2, T2時CH4的平衡含量高，說明升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng) 為吸熱反應(yīng)；0.02 mol L 1 min 1 2.025【解析】先達(dá)到平衡說明反應(yīng)速率快，即丁2，隨著溫度的升高，甲烷的物質(zhì)的量增加，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)方向 由0.3 0.3)/(0.420.1) = 2.025;.探索CO2與CH4的反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為 CO和H2,對減緩燃料危機(jī)，減少溫室效應(yīng)具有重要意義?；?答

30、下列問題：(1)向某密閉恒容容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol L的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng) CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示。圖1圖2在壓弓雖為P4、1 100 C的條件下，該反應(yīng)在 5 min時達(dá)到平衡點(diǎn) X,則05 min內(nèi)，用CO表示該反應(yīng)平均速率為 ;該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為 (保留3位有效數(shù)字)。(2)工業(yè)上用CO和H2制取甲醇反應(yīng)方程式為2H2(g)+CO(g)fcCH3OH(g)o對于該合成反應(yīng)，若通入白C CO的物質(zhì)的量一定，如圖 2為4種投料比n(CO) : n(H2)分別為5

31、： 7、10 ： 17、5 ： 9、1 ： 2時，反應(yīng) 溫度對CO平衡轉(zhuǎn)化率的影響曲線。投料比為10： 17反應(yīng)溫度為Ti時，平衡混合氣體中 CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 。【答案】(1)0.032 mol L- 1 min 1 1.64;(2)20.8%【解析】(1)起始時甲烷的濃度為 0.1 mol L1，轉(zhuǎn)化率為80%,則甲烷濃度變化為 0.1 mol L 1X80% =0.08 mol L-v(CO)= 2 ,(CH4)=20.08 m;/L = 0.032 mol L 1CH4(g) + CO2(g)2CO(g) +2H 2(g)起始濃度0.100mol/L轉(zhuǎn)化濃度0.1mol/L平衡濃度0

32、.080.080.160.16mol/L0.020.020.160.16c2 COC2 H20.162X0.1621.64;K=c CH4c CO2= =0.02 0.02(2)投料比為10： 17對應(yīng)曲線c,反應(yīng)溫度為Ti時，平衡時CO轉(zhuǎn)化率為75%,則2H2(g) + CO(g) XH3OH(g)起始物質(zhì).1710的重mol轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量mol7.57.5平衡物質(zhì)的量mol7.5 25混合氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為門一 =20.8%。2+2.5 + 7.514. (2020 屆河北保定調(diào)研)(1)298 K 時，將 20 mL 3 x mol L 1 Na3AsO3、20 mL 3xmolL

33、 1 I2 和 20 mL NaOH 溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO3 (aq) + I2(aq)+2OH (aq)=AsO4 (aq) + 2I (aq)+H2O(l)。溶液中 c(AsO3 ) 與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。若平衡時溶液的pH=14,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為。0%min(2)在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合氣體(體積比1 : 4,總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng)，測得 CO2 轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化，情況分別如圖 1和圖2所示(選擇性：轉(zhuǎn)化的 CO2中生成CH4或CO 的百分比)。反應(yīng) I: CO2(g)+4H2(g- fcCH4(g)+2H2O(g)

34、 AH4,反應(yīng) H: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) AH5O 350c時，反應(yīng)I在t1時刻達(dá)到平衡，平衡時容器體積為 V L ,該溫度下反應(yīng)I白平衡常數(shù)為 (用 a、V表不)。JmR06t)402()求/榭3揖-8150 200 250 3W 350 400 45Q 500 55( J1 SO 2(X1 2so W# 35。4M 450 5(MI溫度/七圖2J _)100860必 2 浜社妣摑【答案】(1)上瓦(2)625 x ya【解析】(1)反應(yīng)前，三種溶液混合后，Na3AsO3的濃度為3x mol L 1x20 i20+20 + 20) =x mol L 1

35、,同理I2的濃度為x mol L 1,反應(yīng)達(dá)到平衡時，c(AsO3 )為y mol L 1,則c(I ) = 2y mol L- 1,消耗的AsO3I2的濃度均為 y mol L 1,平衡時 c(AsO3 ) = (x y) mol !_ 1, c(I2)= (xy) mol L 1,溶液中 c(OH )=1 mol/L ,y X2y 2x y Xxy X12x y 2(2)在常壓、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合氣體(體積比1 ： 4,總物質(zhì)的量a mol)進(jìn)行反應(yīng)，350c時,反應(yīng)I在t1時刻達(dá)到平衡，平衡時容器體積為V L,二氧化碳轉(zhuǎn)化率為 80%CO2(g) + 4H 2(g ；

36、- CH 4(g) + 2H 2O(g)起始量(mol)0.2a0.8a00變化量(mol)0.16a0.64a0.16a0.32a平衡量(mol)0.04a0.16a0.16a0.32a平衡常數(shù)K =0.16a/VX0.32a/V 2625V20.04a/VX0.16a/V 4一20a2(2020 屆煙臺模擬)(1)反應(yīng) Ag2SO4(s) + 2Cl (aq)=2AgCl(s) + SO2 (aq),常溫下，Ag 2SO4、AgCl的飽和溶液中陽離子和陰離子的濃度關(guān)系如圖1所示。則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)量級為 。0().。.551靛反第姿暹46(2)室溫下，H2SeO3溶液中 H2SeO

37、3、HSeO3、SeO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨 pH的變化如圖2所示，則室溫下 Ka2(H2SeO3)=【答案】(1)1014 (2)10 7.30【解析】(1)從圖 1 可得：KspAg2SO4=c2(Ag+)c(SO4 )= (102)2X101 = 105,KspAgCl =c(Ag ) c(Cl4 7559 75 占“物 1X cSO4c2Ag+ cSO4KspAg 2SO4)= 104.75x105= 109.75。反應(yīng)的干衡吊數(shù)K = c1 = c2Ag +c2Cl =K2PAgCl=10 5, 口，975 2 = 1014.5,數(shù)量級為 1014。10 9.75 2(2)從圖2知，pH

38、 =7.30時，HSeO3、SeO3微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等，即二者濃度相等，所以Ka2(H2SeO3) TOC o 1-5 h z 2 一十c SeO3 c H 八，+7Mz= c(H ) = 10 7.30c HSeO3)(2020屆山西省三晉名校質(zhì)量檢測)碳及其化合物在生活中比較常見。草酸鈣晶體由草酸和鈣鹽反應(yīng)制得，其中一種組成為 CaC204 H2O。請回答下列問題:已知：CO(g) + H2Q(g).CO2(g) + H2(g) 由，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K與溫度T的關(guān)系如表所示。在恒容密閉容器中充入一定量CO和H2O(g),加入催化劑發(fā)生上述反應(yīng)。測得H2的生成速率與溫度的關(guān)系如圖所示。

39、T/C70080084010001200K1.71.11.00.60.4在2 L恒容密閉容器中投入29.2 g CaC2O4 H2O(s),在840c進(jìn)行下列反應(yīng):CaC2O4 H2O(s)=CaO(s) + CO(g) + CO2(g) + H2O(g)CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)依據(jù)表格有關(guān)數(shù)據(jù)，CO2的平衡濃度約為 mol L11(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)?！敬鸢浮?.13CaO、CO、CO2、H2O(g)W204 H2。) =謂雷2 mo1，在 c時該反應(yīng)的平衡常數(shù)L。，葭=1.0,解得X。33, c(CO2尸0.13，一1 mol L 。17. (2020

40、屆太原一模)以天然氣和二氧化碳為原料在工業(yè)上均可以合成甲醇。工業(yè)廢氣二氧化碳催化加氫也可合成甲醇：CO2(g) + 3H2(g)=CH30H(g) +H2O(g)。在密閉容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H 2,在不同條件下發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得平衡時甲醇的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)的變化如圖所示。c時，草酸鈣晶體完全分解生成的均為0.2 mol, CO和H2O(g)發(fā)生可逆反應(yīng)，設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO轉(zhuǎn)化了 x mol L- 1,列三段式:CO(g) + H2O(g)二.-* CO2(g) + H2(g)起始/(molL 1)0.10.10.10變化/(molL 1)XXXx平衡/(mo

41、lL 1)0.1-x0.1-x0.1 +xx若506c時，在10 L密閉容器中反應(yīng)，達(dá)平衡時恰好處于圖中M點(diǎn)，則N點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù) K=(結(jié)果保留兩位小數(shù))?！敬鸢浮?.04【解析】平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，506c反應(yīng)達(dá)平衡時處于 M點(diǎn)，容器體積為10 L,結(jié)合M點(diǎn)的坐標(biāo)可知，平衡時 CH30H的物質(zhì)的量為0.25 mol,根據(jù)三段式法有：C02(g) + 3H2(g) ；CH 30H(g) + H 20(g)起始/(molL 1)0.10.27500變化/(molL 1)0.0250.0750.0250.025平衡/(molL 1)0.0750.20.0250.025eq。cCH30H = %

42、J；025 =1.04。M、N點(diǎn)溫度相同，平衡常數(shù)也相同，故 N點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù) c3 H2 cC020.23X0.075為 1.04。.在溫度T下，容積固定的密閉容器中充入 3 mol N0和2 mol H 2發(fā)生反應(yīng)：2H 2(g) +2N0(g)= N2(g) + 2H20(g) 刖= 664.1 kJ/mol ,起始壓強(qiáng)為 網(wǎng) 一段時間后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時壓強(qiáng)p = 0.9p,則N0的平衡轉(zhuǎn)化率 XN0) =(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，該反應(yīng)的平衡常數(shù) Kp=(用含p 的代數(shù)式表示，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，且某氣體的分壓=總壓對亥氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))【答案】33.3%916p【解析

43、】根據(jù)題意可列出三段式：2H2(g)+ 2N0(g)N2(g) + 2H20(g)起始/mol:2300轉(zhuǎn)化/mol:2x2xx2x平衡/mol:2-2x 3-2xx2x ，一 ，一一p n 5 x 一一 反應(yīng)達(dá)到平衡，此時壓強(qiáng)p=0.9p0,則有=益=一= 0.9,解得x=0.5,故NO的轉(zhuǎn)化率 XNO) =33.3%,事八k八三n- -2-41八 2 e, p (N2) p2 (H2O)由分壓公式 p-=-p 可知，p(H2)= 9p, p(NO)=gp, p(N2)= p, p(H2O)=p,則 Kp=7(出)p2(NO)=.近期發(fā)現(xiàn)，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子

44、，它具有參與調(diào)節(jié)神經(jīng)信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}：H2s與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2s(g)+CO2(g)=COS(g)+ H2O(g)。在610 K時，將0.10 mol CO2與0.40 mol H 2s充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。H2s的平衡轉(zhuǎn)化率 “1 =%,反應(yīng)平衡常數(shù) K =【答案】2.5 2.8 0S【解析】設(shè)反應(yīng)的H2s物質(zhì)的量為x,由題意列三段式得:H2s(g) +CO2(g)；開始(mol)0.400.10轉(zhuǎn)化(mol)xx平衡(mol) 0.40-x 0.10-x因?yàn)榉磻?yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為COS(g) + H

45、2O(g)0.02,所以x0.40 x+ 0.10 x+ x+ x= 0.02,解得 x=0.01 ; H2s0.01 0.01平衡轉(zhuǎn)化率 為=0.01 0.40 100%= 2.5%;irx2y1反應(yīng)平衡常數(shù) K= nqQ nnQ = 777 2.849 X 3磔 2.8 10 3 或 0.39 0.09 35 12.5 X2.52.85 10 3)。.用化學(xué)反應(yīng)原理研究 N、S氧化物有著重要的意義。如圖所示，A是恒容的密閉容器，B是一個體積可變的充氣氣囊。 保持恒溫，關(guān)閉K2,分別將2 mol NO 和1 mol O2通過 Ki、K3分別充入 A、B中，發(fā)生的反應(yīng)為 2NO(g) + O2

46、(g) 2NO2(g)不考慮 2NO2(g) fcN2O4(g),起始時 A、B的體積相同均為 a L。T C時，A容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時的平衡常數(shù)Kp=0.27 (kPa1。若A容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時p(NO2)= 200 kPa,則平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為 (Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算所得的平衡常數(shù)，分壓=總壓鄧J質(zhì)的量分?jǐn)?shù))?！敬鸢浮?5%【解析】令。2的壓強(qiáng)為p,則NO壓強(qiáng)為2p,則2NO(g)十02(g)2NO2(g)開始(kPa) 2Pp轉(zhuǎn)化(kPa) 2001000200平衡(kPa) 2p 200p2(NO2)Kpp2 (NO) p (O2)p- 1002002002(2p-20

47、0) 2 . (p-100)= 0.27解得 p= 400/3,則 NO 的轉(zhuǎn)化率為 24100X100% = 75%。2xt.過去五年，環(huán)保部向水污染、大氣污染宣戰(zhàn)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)取得明顯成效。CO2和CH4在催化劑作用下可轉(zhuǎn)化為合成氣(CO和H2) ： CO2(g)+ CH4(g)= 2CO(g) + 2H2(g) 刖=+ 247.3 kJ mol 向容積為1 L的密閉容器中通入反應(yīng)物和生成物共5.25 mol,在T C時發(fā)生反應(yīng)，氣體體積分?jǐn)?shù)及化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示:T C時，反應(yīng)的平衡常數(shù) K=。向平衡體系中再加入 CO2、CH4、H2和CO各0.5 mol ,平衡將 移動(填 向左”向右“或 不 J寫出一種既能加快化學(xué)反應(yīng)速率又能提高CH4轉(zhuǎn)化率的措施?！敬鸢浮?4向右 增大二氧化碳?xì)怏w的濃度或升高溫度【解析】由圖1和圖2分析可知，起始時n(CO2)= 1.5 mol, n(CH4)= 0.75 mol,