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(江蘇專用)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題熱點(diǎn)練3 化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算

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1、(江蘇專用)2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 壓軸題熱點(diǎn)練3 化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 1.CuCl2溶液中的銅主要以Cu(H2O)、CuCl形式存在,將CuCl2溶于濃鹽酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)(aq)+4Cl-(aq)CuCl(aq)+4H2O(l) ΔH<0。 (1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_______________________。 (2)常溫下,測定平衡體系中:Cu(H2O)濃度為a mol·L-1、Cl-濃度為b mol·L-1、CuCl濃度為c mol·L-1,Cl-的轉(zhuǎn)化率為____________(用含a、b、c的字母表示)。 答案 (1) (2)

2、 解析 (2)已知Cu(H2O)(aq)+4Cl-(aq)CuCl(aq)+4H2O(l)平衡體系中:Cu(H2O)濃度為a mol·L-1、Cl-濃度為b mol·L-1、CuCl濃度為c mol·L-1,則Cl-變化的濃度為4c mol·L-1,Cl-起始的濃度為(b+4c) mol·L-1,Cl-的轉(zhuǎn)化率為。 2.T溫度時(shí),向10 L恒容密閉容器中充入2 mol NO和2 mol CO發(fā)生反應(yīng) 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-1 5 min時(shí)達(dá)到平衡,測得0~5 min內(nèi)該反應(yīng)速率v(N2)=0.016 mol·L-1

3、·min-1。 (1)T溫度時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。 (2)平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)與起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)之比為________。 答案 (1)800 (2)4∶5 解析 (1)T溫度時(shí),0~5 min內(nèi)該反應(yīng)速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1,則平衡時(shí)c(N2)=0.016 mol·L-1·min-1×5 min=0.08 mol·L-1,根據(jù)方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),平衡時(shí)c(CO2)=0.16 mol·L-1,c(CO)=0.04 mol·L-1,c(NO)=0.04 mol·L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==800。

4、 (2)平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)與起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比==。 3.850 ℃時(shí)在體積為5 L的反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,CO和H2O(g)濃度變化如圖所示,請列式計(jì)算此條件下的平衡常數(shù)___________________________ ____________________________________________。 答案 K===1 解析    CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 0.20 0.30   0   0 0.12

5、 0.12 0.12 0.12 0.08 0.18 0.12 0.12 平衡常數(shù)K===1。 4.甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中生產(chǎn)的CO和H2可制取甲醇,發(fā)生的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-99 kJ·mol-1。在某溫度時(shí),將1.0 mol CO與2.0 mol H2充入2 L的空鋼瓶中,發(fā)生上述反應(yīng),在第5 min時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時(shí)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%。甲醇濃度的變化狀況如圖所示: (1)從反應(yīng)開始到5 min時(shí),生成甲醇的平均速率為____________________。

6、(2)5 min時(shí)達(dá)到平衡,H2的平衡轉(zhuǎn)化率α=________%,化學(xué)平衡常數(shù)K=________。(保留兩位小數(shù)) 答案 (1)0.025 mol·L-1·min-1 (2)25 0.59 解析 根據(jù)題目數(shù)據(jù)計(jì)算如下: 設(shè)平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量濃度為x, CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) 起始 0.5 1    0 反應(yīng) x 2x    x 平衡 0.5-x 1-2x   x (以上單位為mol·L-1)甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%,所以=10%,x=0.125 mol·L-1。 (1)甲醇的平均速率為0.125÷5=0

7、.025 mol·L-1·min-1。 (2)由上述計(jì)算,反應(yīng)的氫氣為 2×0.125=0.25 mol,轉(zhuǎn)化率為×100%=25%。達(dá)到平衡時(shí)CO、H2和CH3OH的物質(zhì)的量濃度分別為:0.375 mol·L-1、0.75 mol·L-1和0.125 mol·L-1,所以平衡常數(shù)K=≈0.59。 5.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下: 溫度/℃ 700 800 830 1000 1200 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(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________,ΔH_____

8、___0。(填“<”“>”或“=”) (2)830 ℃時(shí),向一個(gè)5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,則6 s時(shí)c(A)=________mol·L-1,C的物質(zhì)的量為________mol;反應(yīng)經(jīng)過一段時(shí)間,達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________,如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1 mol氬氣,平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________。 答案 (1)?。? (2)0.022 0.09 80% 80% 解析 (1)根據(jù)反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),可寫出平衡常數(shù)K=,隨著溫度

9、升高,K值減小,即升溫平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH<0。 (2)6 s內(nèi)消耗的A為0.003 mol·L-1·s-1×6 s×5 L=0.09 mol,則此時(shí)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)參與反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為x mol,則平衡時(shí)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(dá)式和此時(shí)K=1.0,求得x=0.16,即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為80%;向該平衡體系中充入氬氣,對該平衡無影響,即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率依然為80%。 6.研究

10、氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí),涉及如下反應(yīng): 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH<0(Ⅰ) 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH<0(Ⅱ) (1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=________(用K1、K2表示)。 (2)為研究不同條件對反應(yīng)(Ⅱ)的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min時(shí)反應(yīng)(Ⅱ)達(dá)到平衡。測得10 min內(nèi)v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·m

11、in-1,回答下列問題: ①平衡后n(Cl2)=________ mol。 ②NO的轉(zhuǎn)化率α1=________。 ③其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常數(shù)K2________(填“增大”“減小”或“不變”)。 ④若要使K2減小,可采用的措施是________________。 答案 (1) (2)①2.5×10-2?、?5%?、郏尽〔蛔儭、苌邷囟? 解析 (1)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)=,反應(yīng)②的平衡常數(shù)=,反應(yīng)③平衡常數(shù)=,所以計(jì)算K=。 (2)      2NO(g)+Cl2(g)2ClN

12、O(g) 起始量/mol 0.2 0.1 0 變化量/mol 0.15 0.075 0.15 平衡量/mol 0.05 0.025 0.15 則平衡后氯氣的物質(zhì)的量為2.5×10-2 mol;一氧化氮的轉(zhuǎn)化率==75%;其他條件保持不變,反應(yīng)(Ⅱ)在恒壓條件下進(jìn)行,隨反應(yīng)進(jìn)行,氣體體積減小,為保持恒壓所以容器的體積減小,壓強(qiáng)比恒容容器大,平衡正向移動,平衡時(shí)一氧化氮的轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)隨溫度變化,不隨濃度或壓強(qiáng)變化,若要使平衡常數(shù)減小,平衡逆向移動,正反應(yīng)是放熱的,所以可以選擇升高溫度。 7.2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0是制造硝酸的重要

13、反應(yīng)之一。在800 ℃時(shí),向容積為1 L的密閉容器中充入0.010 mol NO和0.005 mol O2,反應(yīng)過程中NO的濃度隨時(shí)間變化如圖所示: 請回答下列問題: (1)2 min內(nèi),v(O2)________ mol·L-1·min-1。 (2)升高溫度,平衡向________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動。 (3)平衡時(shí),NO的轉(zhuǎn)化率是________。 (4)800 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________。 答案 (1)1.25×10-3 (2)逆 (3)50% (4)400 解析 (1)v(NO)= =0.0025 mol·L-1·min-1,則v(O2)=v(NO)=1.25×10-3 mol·L-1·min-1。 (2)正反應(yīng)放熱,則升高溫度平衡逆向移動。 (3)起始時(shí)c(NO)=0.010 mol·L-1,平衡時(shí)c(NO)=0.005 mol·L-1,可知轉(zhuǎn)化率為×100%=50%。 (4)       2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) 0.010 0.005 0 0.005 0.0025 0.005 則K===400。

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