《2022届高三化学一轮复习——化学平衡常数和转化率的计算专题训练.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届高三化学一轮复习——化学平衡常数和转化率的计算专题训练.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2022届高三化学一轮复习化学平衡常数和转化率的计算专题训练1(2020江西高三月考)一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。下列说法错误的是()容器编号物质的起始浓度/(molL1)物质的平衡浓度/(molL1)c(PCl5)c(PCl3)c(Cl2)c(Cl2)0.4000.20.600.20.800A.反应达到平衡时，容器中比容器中的大B反应达到平衡时，容器与容器中的总压强之比为34C反应达到平衡时，容器中Cl2的体积分数小于D反应达到平衡时，容器中0.4 molL1c(PCl5)p2p3p4C1 100 ，p4条件下，该反
2、应10 min时达到平衡点X，则v(CO2)0.008 molL1min1D 随着温度升高，CH4的转化率减小8.在一定温度下，下列反应的化学平衡常数数值如下：2NO(g) N2(g)O2(g)K1110302H2(g)O2(g) 2H2O(g)K2210812CO2(g) 2CO(g)O2(g)K341092以下说法正确的是()A该温度下，反应的平衡常数表达式为K1c(N2)c(O2)B该温度下，反应2H2O(g)2H2(g)O2(g)的平衡常数的数值约为51080C该温度下，反应、反应的逆反应、反应产生O2的倾向由大到小的顺序为NOH2OCO2D以上说法都不正确9.汽车尾气是造成雾霾天气的
3、重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入 0.100 0 mol NO 和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa200 2.0000.040 00.030 00.030 03.93335 2.0050.050 00.025 00.025 0p根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式：_，计算反应体系在200 时的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压
4、体积分数)。10(2020江苏如皋高三月考)消除含氮化合物的污染是环境保护的重要研究课题。(1)一定条件下，某反应过程中的物质和能量变化如图所示(a、b均大于0)。该反应的热化学方程式为_。2 000 时，向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N2与5 mol O2，达到平衡后NO的物质的量为2 mol。该温度下，若开始时向上述容器中充入的N2与O2均为1 mol，则达到平衡后N2的转化率为_。(2)NO2与CO在催化剂条件下的反应为4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)，下列能说明该反应已达到化学平衡状态的是_(填字母)。ACO2(g)和N2(g)的比例保持不变B恒温恒容，
5、混合气体的颜色不再变化C恒温恒压，气体的体积不再变化Dv正(NO2)2v正(N2)11(2020天津耀华中学高三月考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，工业合成氨的简式流程图如下：(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，写出足量的H2S与氨水反应的化学方程式：_。(2)步骤中制氢气的原理如下：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H206.4 kJ mol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2 kJ mol1对于反应，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是_。a升高温度 b增大水蒸气浓度c加入催化剂 d降低压强利用反应，将CO进一步转化，可
6、提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为_。(3)下图表示500 、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算H2的平衡体积分数_。(4)依据温度对合成氨反应的影响，在下图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图：(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是_(填序号)。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法_。答案精析1AB由容器中数据可求得该温度下反
7、应的化学平衡常数为0.2。设容器中平衡时三氯化磷为x molL1，由题给数据可建立如下三段式：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)起/(molL1) 0.6 0 0.2变/(molL1) x x x平/(molL1) 0.6x x 0.2x温度不变，化学平衡常数不变，由化学平衡常数公式可得关系式0.2，解得x0.2，则容器中2，则反应达到平衡时，容器中比容器中的小，故A错误；由容器中压强之比等于物质的量之比可知，反应达到平衡时，容器与容器中的总压强之比为(0.6 molL11 L)(1.0 molL11 L)35，故B错误；该反应是气体体积增大的反应，由题给数据可知，容器相当于容器增大压强
8、，平衡向逆反应方向移动，氯气的体积分数减小，则反应达到平衡时，容器中氯气的体积分数小于，故C正确；由题给数据可知，该反应向正反应方向进行，反应达到平衡时，五氯化磷的浓度小于0.8 molL1，该反应是气体体积增大的反应，容器相当于容器压强增大1倍，平衡向逆反应方向移动，反应达到平衡时，五氯化磷的浓度比容器中的2倍要大，大于0.4 molL1，则反应达到平衡时，容器中0.4 molL1c(PCl5)0.8 molL1，故D正确。2C化学反应的平衡常数表达式为K，平衡常数是生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值，故反应物是一氧化碳和水，生成物是二氧化碳和氢气，反应
9、的化学方程式是CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，故A正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以该反应的正反应是放热反应，故B正确； CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始量(mol) 0 0 1 1变化量(mol) 0.4 0.4 0.4 0.45 min后(mol) 0.4 0.4 0.6 0.6反应前后气体的体积不变，可以用物质的量代替物质的量浓度计算，故Q2.251,830 时Q不等于K，说明反应未达到平衡，故C错误；某温度下，如果平衡浓度符合关系式，则K0.6，对照平衡常数可知温度是1 000 ，故D正确。3(1)(2)
10、(3)Li2CO3Li2SiO3CO2Li4SiO4逆向解析(1)根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，V1V2n1n2，乙苯的转化率为，由此可得：VV反应后n(nn)，解得V反应后(1)V，则平衡时，乙苯的浓度为、苯乙烯和氢气的浓度为，平衡常数Kc，容器中氢气和苯乙烯的物质的量为n，乙苯的物质的量为(1)n，气体的总物质的量为(1)n，则氢气和苯乙烯的分压为，乙苯的分压为，因此Kp。(2)二氧化碳与氢气反应，使生成物浓度减小，平衡向正反应方向移动，故正确；由题意可知，制备时不需要提供高温水蒸气，可降低能量消耗，故正确；二氧化碳可以与有机物分解产生的碳反应生成一氧化碳，减少积炭，故正确；制
11、备过程中需要消耗二氧化碳，此有利于二氧化碳资源的利用，故正确。(3)由题意可知，在500 ，低浓度CO2与Li4SiO4接触后，CO2与Li4SiO4反应生成碳酸锂和硅酸锂，加热至700 ，Li2CO3与Li2SiO3反应生成CO2和Li4SiO4,700 时反应的化学方程式为Li2CO3Li2SiO3CO2Li4SiO4。由平衡时生成0.4 mol CH3OH(g)可建立如下三段式： CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起(mol) 1.2 1 0变(mol) 0.4 0.8 0.4平(mol) 0.8 0.2 0.4由三段式数据可知，平衡时三种物质的浓度分别为0.4 molL1、0.1
12、molL1、0.2 molL1，该反应的化学平衡常数K50，若此时向容器中再通入0.35 mol CO气体，由V1V2n1n2可得此时容器的体积为2.5 L，此时三种物质的浓度分别变为0.46 molL1、0.08 molL1、0.16 molL1，浓度商Q54K，则平衡向逆反应方向移动。4B由题给信息可知x2，A错误；B的转化率为100%20%，B正确；平衡时A的浓度为0.75 molL1，C错误；该反应前后气体的总物质的量不变，则压强不变，D错误。5BC实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，浓度是0.005 molL1，根据反应的化学方程式可知，同时生成的N的物质的量浓度也
13、是0.005 molL1，因此05 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0103 molL1min1，A项错误；实验中，平衡时M的浓度是0.008 molL1，同时生成的N的浓度是0.008 molL1，消耗X与Y的浓度均是0.008 molL1，因此平衡时X和Y的浓度分别为0.01 molL10.008 molL10.002 molL1,0.04 molL10.008 molL10.032 molL1，因此反应的平衡常数K1，B项正确；根据反应的化学方程式可知，如果X的转化率为60%，则X(g)Y(g)M(g)N(g)起始浓度/(molL1) 0.020 0.030 0 0转化浓
14、度/(molL1) 0.012 0.012 0.012 0.012平衡浓度/(molL1) 0.008 0.018 0.012 0.012温度不变，平衡常数不变，则K1，即反应达到平衡状态，因此最终平衡时X的转化率为60%，C项正确；700 时，X(g) Y(g)M(g) N(g)起始浓度/( molL1)0.040 0.010 0 0转化浓度/( molL1) 0.009 0.009 0.009 0.009平衡浓度/( molL1) 0.031 0 0.001 0.009 0.009则该温度下平衡常K2.61，这说明升高温度平衡常数减小，即平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。若容器中
15、温度也是800 ，由于反应前后体积不变，则与相比平衡是等效的，因此最终平衡时M的物质的量b0.5a0.06。当温度升高到900 时平衡向逆反应方向移动，因此b0.060，D项错误。6B由一定温度下，反应H2(g)X2(g)HX(g)的平衡常数为10，则相同条件下HX分解的化学反应的平衡常数为，设HX分解的物质的量为x，则HX(g)H2(g)X2(g)开始/(molL1) 1.0 0 0转化/(molL1) x 平衡/(molL1) (1x) 故，解得x0.17 mol，该温度时HX(g)的最大分解率为100%17%。7BD因为生成物CO与H2的物质的量按11生成，所以平衡时CO与H2的物质的量
16、之比为11，A正确；由图可知，温度一定时，甲烷的转化率(p1)(p2)(p3)(p4)，该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强p4p3p2p1，B错误；由图可知，压强为p4、1 100 的条件下，达到平衡X点时甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1 molL180%0.08 molL1，则： CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)起始浓度/(molL1) 0.1 0.1 0 0转化浓度/(molL1) 0.08 0.08 0.16 0.16平衡浓度/(molL1) 0.02 0.02 0.16 0.16故v(CO2)0.008 m
17、olL1min1，C正确；由图可知，压强相同时，温度越高，CH4的平衡转化率越大，D错误。8C解析由化学平衡常数的定义可知K1，A项错误；该温度下，水分解反应的平衡常数为51082，B项错误；该温度下，NO、H2O、CO2三种化合物分解产生O2的反应的化学平衡常数数值分别为11030、51082、41092，所以产生O2的倾向：NOH2OCO2，C项正确，D项错误。9C2NON2CO2解析1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol 固体活性炭，生成A、B两种气体，从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出：n(C)n(NO)n(A)n(B
18、)1211，可以推断出生成的A、B两种气体分别为N2和CO2，反应的化学方程式为C2NON2CO2。该反应的平衡常数Kp，容器的体积为1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，带入表中数据计算得Kp。10(1)N2(g)O2(g)=2NO(g)H(ab) kJ mol114.3%()(2)BC解析(1)由图可知，该反应的反应物总能量小于生成物的总能量，属于吸热反应，且H(ab)kJ mol1，所以热化学方程式：N2(g)O2(g)=2NO(g)H(ab) kJ mol1。由N2(g)O2(g)=2NO(g)可知，2 000 时，向容器中加入N2的浓度为5 molL1，加入氧气的浓度为2.5 mol
19、L1，达到平衡后NO的浓度为1 molL1，N2的浓度为4.5 molL1，氧气的浓度为2 molL1，所以该温度下的平衡常数K，若开始时向上述容器中充入的N2与O2的浓度均为0.5 molL1，设达到平衡时NO的浓度为2x molL1，则N2的浓度为(0.5x) molL1，氧气的浓度为(0.5x) molL1，所以，解得x，所以达到平衡后N2的转化率。(2)由4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)可知CO2(g)和N2(g)的比例始终保持不变，不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故A不符合题意；由4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)反应可知，恒温恒容，混合气体的颜
20、色不再变化说明NO2(g)浓度不在变化，能作为判断达到化学平衡状态的依据，故B符合题意；由4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)反应可知，恒温恒压，气体的体积不再变化，说明各物质的浓度不再变化，能作为判断达到化学平衡状态的依据，故C符合题意；由4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g)反应可知，v正(NO2)2v正(N2)都表示正反应速率，不能作为判断达到化学平衡状态的依据，故D不符合题意。11(1)NH3H2OH2S=NH4HSH2O(2)a90%(3)36%(4)(5)对原料气加压：分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用解析(1)硫化氢和氨水反应生成硫氢化铵，化学方程式
21、为NH3H2OH2S=NH4HSH2O。(2)升高温度，反应速率增大，平衡正向移动，平衡体系中氢气的百分含量增大，故a正确；增大水蒸气浓度，平衡正向移动，反应速率增大，但平衡体系中氢气的百分含量不一定增大，故b错误；加入催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，氢气的百分含量不变，故c错误；降低压强，反应速率减慢，平衡逆向移动，氢气的百分含量减小，故d错误。 CO(g) H2O(g)CO2(g)H2(g)起始量/mol 0.2 y 0 0.8改变量/mol x x x x平衡量/mol 0.2x yx x 0.8x有0.2xx0.8x1.18，x0.18，一氧化碳的转化率为100%90%。(3)N2
22、3H22NH3V1322平衡体积 VV即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积，相同条件下，气体体积比等于气体物质的量之比，由图像分析，平衡状态时氨的体积含量为52%，设平衡混合气体体积为100，则氨的体积为52，则反应前气体体积为10052152，氮气和氢气按照13混合，氢气的气体为152114，根据化学方程式计算反应的氢气的体积为78，平衡时氢气的体积为1147836，则氢气的体积分数为36%。(4)一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，开始体系中没有氨，随着反应进行氨的物质的量增加，但随温度不断升高，反应达到平衡后会逆向移动，所以氨的物质的量又逐渐较小，即NH3物质的量变化如图。(5)分析流程，合成氨放热通过热交换器加热反应混合气体，使反应达到所需温度，提高合成氨原料总转化率，依据平衡移动原理分析，分离出氨促进平衡正向进行，把平衡混合气体中氮气和氢气重新循环使用，提高原料利用率。