高中化学一轮复习 有关化学平衡常数的计算

2019年高中化学一轮复习有关化学平衡常数的计算

实基础知识

1．一个模式——“三段式”

如m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L －1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。

m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)

c始/mol·L－1a b0 0

c转/mol·L－1mx nx px qx

c平/mol·L－1a－mx b－nx px qx

K＝(px)p·(qx)q

(a－mx)m·(b－nx)n

。

2．明确三个量的关系

(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。

(2)关系

①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。

②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。

③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

3．掌握四个公式

(1)反应物的转化率＝n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)c (起始)

×100%。 (2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。

产率＝实际产量理论产量

×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量＝平衡量平衡时各物质的总量

×100%。 (4)某组分的体积分数＝某组分的物质的量混合气体总的物质的量

×100%。 深度思考

将固体NH 4I 置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH 4I(s)

NH 3(g)＋HI(g)，②2HI(g)H 2(g)＋I 2(g)。达到平衡时：c (H 2)＝0.5 mol·L －1，c (HI)＝4 mol·L －1，则此温度下反应①的平衡常数为___________________________________________________________。 答案 20

型题目组

题组一化学平衡常数的单纯计算

1．(2019·南宁二中月考)在容积为 1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：

(1)反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。反应的平衡常数K1为________。

(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。

①T________(填“大于”或“小于”)100 ℃，判断理由是_____________________________。

②列式计算温度T时反应的平衡常数K2_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案(1)大于0.36

(2)①大于正反应吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高

②平衡时，c(NO2)＝0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＋0.120 mol·L－1＝0.160 mol·L－1

c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1K2＝(0.160)2

0.020＝1.28

题组二化学平衡常数与转化率相结合计算

2．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：

CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)K＝0.1

反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法正确的是() A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应

B．通入CO后，正反应速率逐渐增大

C．反应前H2S物质的量为7 mol

D．CO的平衡转化率为80%

答案C

3．[2019·全国卷Ⅰ，28(3)]H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。

②在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。

③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)

A．H2S B．CO2C．COS D．N2

答案①2.5 2.8×10－3②>>③B

题组三有关化学平衡常数的另类计算

4．(2019·海南，16)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化：

该反应的速率方程可表示为v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：

(1)已知：t1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能E a(正)小于E a(逆)，则ΔH________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号)，平衡常数值K2＝________；温度t1________(填“小于”“等于”或“大于”)t2，判断理由是________________________________________________________________________。

答案(1)3小于

(2)B 7

3小于该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动

5．一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)ΔH ＝＋173 kJ·mol－1，若压强为p kPa，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，回

答下列问题：

(1)650 ℃时CO2的平衡转化率为________。

(2)t1℃时平衡常数K p＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是_____________________________________________。

答案(1)25%(2)0.5p不Q p＝K p