安徽省2015屆高考化學二輪復習專題 微題型9 化學平衡常數(shù)的轉(zhuǎn)化率的計算

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1、安徽2015屆高考化學二輪復習專題 微題型9 [題型專練] 1．(2014·佛山模擬)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，下列結(jié)論正確的是(　　) A．在密閉容器中加入1 mol N2和3 mol H2充分反應放熱92.4 kJ B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，則Q>92.4 C．增大壓強，平衡向右移動，平衡常數(shù)增大 D．若一定條件下反應達到平衡，N2的轉(zhuǎn)化率為20%，則H2的轉(zhuǎn)化率一定為60% 解析　A項，該反應是可逆反應不能進行到底，反應放熱小于92.4 kJ；B項，氨氣變?yōu)橐喊?/p>

2、放熱，則Q>92.4；C項，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；D項；若N2、H2的起始濃度之比是1∶3，則H2的轉(zhuǎn)化率為20%，一般情況下H2與N2的轉(zhuǎn)化率無必然聯(lián)系。 答案　B 2．已知反應①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是(　　) A．反應①的平衡常數(shù)K1＝ B．反應③的平衡常數(shù)K＝K1/K2 C．對于反應③，恒容時，若溫度升高，H2的濃度減小，則該反應的焓變?yōu)檎?

3、D．對于反應③，恒溫恒容時，若增大壓強，H2的濃度一定減小 解析　在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不能代入平衡常數(shù)表達式中，A錯誤。由于反應③＝反應①－反應②，因此平衡常數(shù)K＝K1/K2，B正確。反應③中，若溫度升高，H2的濃度減小，說明平衡向逆反應方向移動，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，因此ΔH＜0，C錯誤。對于反應③，反應前后氣體體積不變，則在恒溫恒容條件下，若充入與反應無關(guān)的稀有氣體增大壓強，平衡不移動，H2的濃度不變，D錯誤。 答案　B 3．室溫下，體積為2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表： 物質(zhì) A B C 初始濃度/mol·L－1

4、 0.1 0.2 0 平衡濃度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列說法中正確的是(　　) A．發(fā)生的反應可表示為A＋B2C B．反應達到平衡時B的轉(zhuǎn)化率為25% C．若起始時密閉容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，反應達平衡時，c(A)＝0.05 mol·L－1 D．改變起始時容器中各氣體的物質(zhì)的量，可以改變此反應的平衡常數(shù) 解析　根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，可知發(fā)生的反應為A＋3B2C，A項錯誤；反應達平衡時，B的轉(zhuǎn)化率＝＝75%，B項錯誤；起始時密閉容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，與原

5、平衡是等效平衡，達平衡時各物質(zhì)濃度相同，C正確；溫度不變，反應的平衡常數(shù)不變，D錯誤。 答案　C 4．(2014·清遠模擬)某溫度時，N2＋3H22NH3的平衡常數(shù)K＝a，則此溫度下，NH3H2＋N2的平衡常數(shù)為(　　) A. B. C.a D. 解析　K＝＝a，而NH3H2＋N2的平衡常數(shù)K′＝＝a－。 答案　A 5．(2014·肇慶模擬)將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應： ①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)； ②2HI(g)H2(g)＋I2(g) 達到平衡時，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HI)＝4 mol·

6、L－1，則此溫度下反應①的平衡常數(shù)為(　　) A．9 B．16 C．20 D．25 解析　求反應①的平衡常數(shù)的關(guān)鍵是求氨氣的平衡濃度，若碘化氫不分解，NH3(g)和HI(g)的平衡濃度是相等的，因此c(NH3)平衡＝2c(H2)平衡＋c(HI)平衡＝2×0.5 mol·L－1＋4 mol·L－1＝5 mol·L－1，故此溫度下反應①的平衡常數(shù)為20。 答案　C 6．某溫度下2 L密閉容器中，3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時的物質(zhì)的量(n)如下表所示。下列說法正確的是(　　) X Y W n(起始狀態(tài))/mol 2 1 0 n(平衡狀態(tài))/mol 1 0.5

7、1.5 A.該溫度下，此反應的平衡常數(shù)K＝6.75 B．升高溫度，若W的體積分數(shù)減小，則此反應ΔH＞0 C．增大壓強、正、逆反應速率均增大，平衡向正反應方向移動 D．該溫度下，此反應的平衡常數(shù)表達式是K＝ 解析　在化學反應中，化學反應速率之比等于物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，從表中數(shù)據(jù)看，X、Y是反應物，W是生成物，化學計量數(shù)之比為(2－1)∶(1－0.5)∶1.5＝2∶1∶3。平衡時各物質(zhì)的濃度：c(X)＝0.5 mol·L－1，c(Y)＝0.25 mol·L－1，c(W)＝0.75 mol·L－1，可逆反應方程式為2X(g)＋Y(g)3W(g)。A項，K＝＝6.75，正確；B項，W是

8、生成物，升高溫度，W的體積分數(shù)減小，說明平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，錯誤；C項，該反應為等氣體分子數(shù)反應，增大壓強，平衡不移動，錯誤；D項，該可逆反應的平衡常數(shù)表達式為K＝，錯誤。 答案　A 7. (2014·揭陽模擬)某溫度下，對于反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。N2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．將1 mol N2、3 mol H2置于1 L密閉容器中發(fā)生反應，放出的熱量為92.4 kJ B．平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)＜K(B) C．上述反應在達到平衡

9、后，增大壓強(減小體積)，H2的轉(zhuǎn)化率增大 D．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，說明逆反應速率增大，正反應速率減小 解析　因為該反應為可逆反應，加入1 mol N2、3 mol H2，兩者不可能完全反應生成2 mol NH3，所以放出的熱量小于92.4 kJ，A錯；從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，改變的是壓強，溫度沒有改變，所以平衡常數(shù)不變，B錯；因為該反應的正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強(減小體積)平衡向正反應方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率增大，C對；升高溫度，正、逆反應速率都增大，D錯。 答案　C 8.恒溫、恒壓下，將1 mol O2和2 mol SO2氣體充入一體積可變的容器中(狀態(tài)Ⅰ)

10、，發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，狀態(tài)Ⅱ時達平衡，則O2的轉(zhuǎn)化率為(　　) A．60%　　　　　　　　　　　 B．40% C．80% D．90% 解析　恒溫、恒壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比。設(shè)O2的轉(zhuǎn)化率為x。 　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) n(始)/mol 2 1 0 n(變)/mol 2x x 2x n(平)/mol 2－2x 1－x 2x 有(2－2x)＋(1－x)＋2x＝3×，解得x＝0.6。 答案　A 9．(2014·汕頭調(diào)研)N2O5是一種新型硝化劑，在

11、一定溫度下可發(fā)生下列反應： 2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0 T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)如表所示： t/s 0 500 1 000 1 500 c(N2O5)/mol·L－1 5.00 3.52 2.50 2.50 下列說法不正確的是(雙選)(　　) A．500 s內(nèi)N2O5的分解速率為2.96×10－3 mol·L－1·s－1 B．T1溫度下的平衡常數(shù)K1＝125,1 000 s時N2O5的轉(zhuǎn)化率為50% C．其他條件不變時，T2溫度下反應到1 000 s時測得N2O5(g)的濃度為2.98 mol·L－1，則T1＜T2 D．T1溫度下

12、的平衡常數(shù)為K1，T3溫度下的平衡常數(shù)為K3，若K1＞K3，則T1

13、反應方向移動，K增大，故若K1＞K3，則T1＞T3，D項錯誤。 答案　CD 10．(2014·東莞調(diào)研)利用醋酸二氨合銅[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能達到保護環(huán)境和能源再利用的目的，反應方程式為Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。已知該反應的化學平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示： 溫度/℃ 15 50 100 化學平衡常數(shù) 5×104 2 1.9×10－5 下列說法正確的是(雙選)(　　) A．上述正反應為放熱反應 B．15℃時，反應[Cu(NH3)]Ac·COCu(NH3)2Ac＋CO＋NH3的平衡常數(shù)為0.5 C．保持

14、其他條件不變，減小壓強，CO的轉(zhuǎn)化率減小 D．醋酸二氨合銅溶液的濃度大小對CO的吸收沒有影響 解析　A項，據(jù)表可知溫度升高，化學平衡常數(shù)減小，說明正反應是放熱反應，正確；B項，15℃時，Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO的化學平衡常數(shù)為5×104，則其逆反應的化學平衡常數(shù)為2×10－5，錯誤；C項，該反應的正反應是氣體體積縮小的反應，減小壓強，平衡逆向移動，CO的轉(zhuǎn)化率減小，正確；D項，增大醋酸二氨合銅溶液的濃度，平衡正向移動，有利于CO的吸收，錯誤。 答案　AC 11．(2014·信陽模擬，31)已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應的平衡

15、常數(shù)和溫度的關(guān)系如下： 溫度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 回答下列問題： (1)該反應的平衡常數(shù)表達式K＝________，ΔH________0(填“＜”、“＞”或“＝”)； (2)830℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，如反應初始6 s內(nèi)A的平均反應速率v(A)＝0.003 mol·L－1·s－1，則6 s時c(A)＝________ mol·L－1，C的物質(zhì)的量為________mol；反應經(jīng)一段時間，達到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，

16、如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________； (3)判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為________(填正確選項前的字母)； a．壓強不隨時間改變 b．氣體的密度不隨時間改變 c．c(A)不隨時間改變 d．單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等 (4)1 200℃時反應C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為________。 解析　(1)根據(jù)反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，可寫出平衡常數(shù)K＝，隨著溫度升高，K值減小，即升溫平衡逆向移動，正反應為放熱反應，即ΔH＜0。(2)6 s內(nèi)消耗的A為0.003 mol·L－1·s

17、－1×6 s×5 L＝0.09 mol，則此時A的物質(zhì)的量濃度為＝0.022 mol·L－1；生成C的物質(zhì)的量與消耗A的物質(zhì)的量相等，均為0.09 mol。設(shè)平衡時參與反應的A為x mol，則平衡時A、B、C、D的物質(zhì)的量分別為(0.20－x) mol，(0.80－x) mol、x mol、x mol，根據(jù)平衡常數(shù)的表達式和此時K＝1.0，求得x＝0.16，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率為80%；向該平衡體系中充入氬氣等稀有氣體，對該平衡無影響，即平衡時A的轉(zhuǎn)化率依然為80%。 答案　(1)　＜　(2)0.022　0.09　80%　80%　(3)c　(4)2.5 12．[高考題組合] (1)[201

18、4·北京理綜，26(2)]2NO(g) ＋O2(g)2NO2(g) 。在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。 ①比較p1、p2的大小關(guān)系________。 ②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是________。 (2)[2014·廣東理綜，31(2)(3)(4)]用CaSO4代替O2與燃料CO反應，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)，反應①為主反應，反應②和③為副反應。 ① 1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)　ΔH1＝－47.3 kJ·mol

19、－1 ② CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g) ＋SO2(g)　ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1 ③ CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)　ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1 ①反應①～③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應溫度T的變化曲線見下圖，結(jié)合各反應的ΔH，歸納lgK～T曲線變化規(guī)律： a．__________________________________________________________； b．__________________________________________________________。 ②

20、向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO，反應①于900 ℃達到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5 mol·L－1，計算CO的轉(zhuǎn)化率(忽略副反應，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 ③為減少副產(chǎn)物，獲得更純凈的CO2，可在初始燃料中適量加入________。 解析　(1)①2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的正反應方向是氣體物質(zhì)的量減小的反應，壓強增大，平衡正向移動，在同溫度下，p2時NO的轉(zhuǎn)化率較大，故p1

21、，a.反應①③為放熱反應，隨溫度升高，lgK降低；反應②為吸熱反應，隨溫度升高，lgK增大；b.放出或吸收熱量越多的反應，其lgK受溫度影響越大。 ②由圖像可知，當反應①在900 ℃時，lgK＝2，即平衡常數(shù)K＝100。 設(shè)起始時CO的濃度為a mol·L－1，轉(zhuǎn)化量為x mol·L－1。 　　　　CaSO4(s)＋CO2(g)CaS(s)＋CO2(g) a 0 x x 8.0×10－5 x 根據(jù)：K＝＝100，解得x＝8.0×10－3。根據(jù)：a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。 所以CO的轉(zhuǎn)化率＝×100%≈99% ③要獲得更

22、純凈的二氧化碳，必須減少二氧化硫的量，通過反應②的分析可知，當二氧化碳濃度增大時，可使平衡向左移動，所以可在初始燃料(CO)中加入適量二氧化碳，減少二氧化硫的產(chǎn)生，獲得更純凈的二氧化碳。 答案　(1)①p1

23、氨的簡易流程圖如下： (1)天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應的化學方程式： __________________________________________________________。 (2)步驟Ⅱ中制氫氣原理如下： ①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ· mol－1 對于反應①，一定可以提高平衡體系中H2百分含量，又能加快反應速率的措施

24、是________。 a．升高溫度 b．增大水蒸氣濃度 c．加入催化劑 d．降低壓強 利用反應②，將CO進一步轉(zhuǎn)化，可提高H2產(chǎn)量。若1 mol CO和H2的混合氣體(CO的體積分數(shù)為20%)與H2O反應，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合氣體，則CO轉(zhuǎn)化率為________。 (3)圖1表示500 ℃、60.0 MPa條件下，原料氣投料比與平衡時NH3體積分數(shù)的關(guān)系。根據(jù)圖中a點數(shù)據(jù)計算N2的平衡體積分數(shù)：________。 (4)依據(jù)溫度對合成氨反應的影響，在圖2坐標系中，畫出一定條件下的密閉容器內(nèi)，從通入原料氣開始，隨溫度不斷升高，NH3物質(zhì)的量

25、變化的曲線示意圖。 (5)上述流程圖中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟是(填序號)________。簡述本流程中提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率的方法：__________________________________________________________ __________________________________________________________。 解析　(1)依據(jù)題意，NH4HS被空氣中氧氣氧化，將－2價S元素氧化成S，同時生成一水合氨，其反應方程式為2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓。(2)結(jié)合反應特點，正反應方向是氣體物質(zhì)的量增大的

26、吸熱反應，若要加快反應速率又增加H2的百分含量，可升高溫度，a項正確；增加水蒸氣濃度，能加快反應速率，使平衡正向移動，但H2增加的量沒有水蒸氣增加的量多，H2的百分含量減少，b項錯誤；加入催化劑平衡不移動，H2的百分含量不變，c項錯誤；降低壓強反應速率減慢，d項錯誤。根據(jù)“三段式”法有： 　　　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 開始(mol) 0.2 0 0.8 轉(zhuǎn)化(mol) x x x 一定時間(mol) 0.2－x x 0.8＋x 則0.2－x＋x＋0.8＋x＝1.18，解得x＝0.18，故CO轉(zhuǎn)化率為

27、×100%＝90%。 (3)根據(jù)“三段式”法有 　　　　　N2?。?H22NH3 開始(mol) 1 3 0 轉(zhuǎn)化(mol) x 3x 2x 平衡(mol) 1－x 3－3x 2x ×100%＝42%，解之，x＝， 所以N2的平衡體積分數(shù)×100%＝14.5%。 (4)由于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反應開始時，溫度大于零，隨著反應進行，達到平衡前NH3的物質(zhì)的量增加，達到平衡后，溫度升高，平衡逆向移動，NH3的物質(zhì)的量將減少，圖示見答案。 (5)根據(jù)流程圖可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步驟見Ⅳ(熱交換)，

28、用合成氨放出熱量對N2和H2進行預熱。合成氨的正反應是氣體物質(zhì)的量減少的放熱反應，為提高合成氨原料總轉(zhuǎn)化率，又不降低反應速率，可采取對原料加壓、分離液氨，使化學平衡正向移動，同時對未反應的N2、H2循環(huán)使用，提高原料轉(zhuǎn)化率。 答案　(1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓ (2)a　90% (3)14.5% (4) (5)Ⅳ　對原料氣加壓，分離液氨未反應的N2、H2循環(huán)使用 對點回扣 1．化學反應速率和化學平衡計算的常用基本關(guān)系式 對于可逆反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) (1)各物質(zhì)表示的反應速率之比等于相應的化學計量數(shù)之比，即v(A)∶v

29、(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 (2)各物質(zhì)的變化量之比＝相應的化學計量數(shù)之比 (3)反應物的平衡量＝起始量－消耗量 生成物的平衡量＝起始量＋增加量 (4)達到平衡時，反應物A(或B)的平衡轉(zhuǎn)化率α： α(A)(或B)＝ ×100% 2．使用化學平衡常數(shù)時的注意要點 (1)化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃度無關(guān)。 (2)反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做“1”而不代入公式。 (3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，化學平衡常數(shù)也不

30、一樣。 3．化學平衡常數(shù)的三種應用 (1)化學平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的標志。 (2)可以利用平衡常數(shù)的值作標準判斷： ①正在進行的可逆反應是否平衡。 ②化學平衡移動的方向。 (3)利用K可判斷反應的熱效應 若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應； 若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。 [糾錯]　 易錯點一： 易錯點二： 4．化學平衡計算常用技巧： (1)三步法 三步法是化學平衡計算的一般格式，根據(jù)題意和恰當?shù)募僭O(shè)列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。但要注意計算的單位必須保持統(tǒng)一，可用mol、mol·L－1，也可用L。 (2)差量法 差量法用于化學

31、平衡計算時，可以是體積差量、壓強差量、物質(zhì)的量差量等等。 (3)極端假設(shè)法 化學平衡研究的對象是可逆反應，這類反應的特點是不能進行到底。據(jù)此，若假定某物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化(或完全不轉(zhuǎn)化)，可求出其他物質(zhì)的物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度、氣體體積)的范圍。 (4)其他方法 討論法、等效平衡法、虛擬狀態(tài)法、賦值法、估算法、守恒法等。 5．圖像類試題解題關(guān)鍵 解答圖像類試題的關(guān)鍵在于分析圖像中已存在的文字和數(shù)據(jù)信息，理解圖像中縱、橫坐標意義及題中設(shè)問，然后根據(jù)信息，結(jié)合學過的有關(guān)化學概念、原理、規(guī)律和性質(zhì)分析問題、解決問題、得出答案。 [糾錯]　 易錯點一： 易錯點二： 6．兩“會”速解化學圖像題 解答化學圖像問題時需要兩“會”：(1)會識圖：一看面、二看線、三看點(弄清縱、橫坐標的意義；弄清起點、拐點、終點的意義；看清曲線的變化趨勢)。(2)會分析：分析圖像中隱含的信息，找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)點。將其加工成化學語言，同時聯(lián)系化學概念、化學原理，從而快速解決問題。 [糾錯]　 易錯點一： 易錯點二： [總結(jié)]