《2023年高考化学总复习第一部分考点指导第四章化学反应的方向、限度与速率 第3讲化学平衡常数及转化率的计算、化工生产适宜条件的选择.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高考化学总复习第一部分考点指导第四章化学反应的方向、限度与速率 第3讲化学平衡常数及转化率的计算、化工生产适宜条件的选择.pdf（19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、第3讲 化学平衡常数及转化率的计算化工生产适宜条件的选择【课标要求】1 .能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数、转化率的简单计算,能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。2.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。【学科素养】1 .变化观念与平衡思想:能从化学平衡常数的角度分析化学反应,运用化学平衡常数解决问题。能多角度、动态地分析化学反应中有关物质的转化率，运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型。能运用模型（以与的关系）解释化学平衡的
2、移动,解释现象的本质和规律。3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。教师独具o_ 一 知识相群 建构体系为教师各课、校课提供4富教学青源始判据：般 飒 反应可以自发进行触 腮：般嫡增的反应可以自发进行复合判据:A/z-r-Asc(B)内因：反应物的性质一I 决定因外因：只与温度有关判断、比较可逆反应进行的程度操作安全简单、经济效益好判断可逆 4=四寸,处于平衡状态反应进行-的方向 0c 长时,逆向进行0cK时，正向进行判断反应的热温度升高,K值增大，反应吸热应用温度升高,K值减小，反应放热【考情播报】考点考点一：
3、化学平衡常数2 0 2 1全国甲卷第2 8题命题分析2 0 2 1全国乙卷第2 8题2 0 2 1广东选择考第1 9题考点二：化学平衡的有关计算2 0 2 1河北选择考第1 6题2 0 2 1山东等级考第2 0题2 0 2 0全 国I卷 第2 8题2 0 2 1山东等级考第1 8题考点三：化工生产适宜条件的选择2 0 2 1浙 江6月选考第1 7题2 0 2 1湖南选择考第1 6题2 0 2 0江苏高考第1 5题2 0 1 9全 国 卷I I I第2 8题分析近五年高考试题,高考命题在本讲有以下规律：1 .从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈现,主要考查化学平衡常数、转化率的计算
4、、化学反应的熠变及反应进行的方向、化工生产中条件的选择等。2 .从命题思路上看，侧重以化工生产为背景,考查反应转化率、平衡常数的计算,压强平衡常数及速率常数的相关计算；结合反应速率及焙变考查化工生产条件的选择。(1)选择题考查化学平衡的表达式、反应进行的方向,结合化学平衡图像、图表考查化学平衡相关浓度、转化率等的计算。(2)非选择题常常与基本理论、工业生产相联系，通过图像或表格提供信息，考查转化率、浓度平衡常数、压强平衡常数、速率常数等相关的判断和计算;从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查生产条件的选择。3.从考查学科素养的角度看，注重考查变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知
5、、科学态度与社会责任的学科素养。备考策略根据高考命题特点和规律,复习时要注意以下几个方面：(1)对化学平衡常数的理解；(2)利用三段式对化学平衡进行相关计算；(3)平衡原理在化工生产中的综合应用。考点一：化学平衡常数(基础性考点)必备知识 夯实(一)从宏观角度认识化学平衡常数1 .概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度累之积与反应物浓度事之积的比值是一个常数，用符号4表示。2 .表达式(1)对于反应曲(g)+B(g)、区(g)+q D (g)，K=cP(CW(D)cm(A).cn(B)如：C (s)+H20 (g)(g)+H2(g)的平衡常数表达式C(CQ)-C(H2)-C
6、(H2O)J.微点拨固体和纯液体物质的浓度视为常数，通常不写入平衡常数表达式中，但水蒸气需写入。计算时，代入平衡常数表达式的浓度是平衡浓度。化学平衡常数是指某一个具体反应的平衡常数，当化学反应方向改变或化学计量数改变时，化学平衡常数也发生改变，例如：2 N H,3(g)N K g)+3 H z(g)N2(g)+3 H2(g)2 N H,(g)e2(NH3)2 C(N2).C3(H2)-1 37 N2(g)+-H2(g)NH：,(g)乙 乙C2(N2).C2(H2)&=一(用及表示，下同)；K=遍 。匕3.意义与影响因素(1)值越大，反应物的转化率越高，正反应进行的程度越大。(2)只受温度影响,
7、与反应物或生成物的浓度变化无关。辨易错(1)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大(X)提示：平衡常数只与温度有关。(2)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大(X)提示：升温，对于吸热反应，平衡常数增大，对于放热反应，平衡常数减小。(3)一个可逆反应的正反应 正与逆反应/逆相等(X)提示：它们互为倒数关系。(4)平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动(J)提示：平衡常数发生改变，温度一定改变，所以化学平衡一定发生移动。(二)从应用角度认识化学平衡常数1 .判断可逆反应进行的程度K 1 05反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全2 .判断化学反应进行的方向对于化学反应aA(g
8、)+加(g)ucC(g)+(g)的任意状态，浓度商0=c(C)-(D)d(A)d(B)Q K,反应向逆反应方向进行。3.判断可逆反应的热效应r-K 值增大f 正反应为吸热反应升高温度_ _一 一 值减小一正反应为放热反应 K 值增大-正反应为放热反应降低温度一值减小一正反应为吸热反应关键能力进阶7能力点一：化学平衡常数的理解与应用1 .平衡常数只与温度有关升高温度一 值增大一正反应为吸热反应 值减小正反应为放热反应降低温度一（值增大一正反应为放热反应值减小正反应为吸热反应2 .未知方程式（及）与已知方程式（4）和（项的关系2若=2*，则及=4 ；若=3*，则 及=布；若=一，则芯=1/%;若二
9、十，则及=用*及；若=一，则%=%/及。迁移应用命题角度一：平衡常数及影响因素1 .在某温度下，可逆反应：血（或+疝（或 二 （或+和（或的平衡常数为4,下列说法正确的是（）A.越大，达到平衡时，反应正向进行的程度越大B.越小，达到平衡时，反应物的转化率越大C.4随反应物浓度的改变而改变D.4随温度和压强的改变而改变【解析】选 A。（越大，表示反应达到平衡时，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，反之，反应物的转化率越小，只与温度有关，与浓度、压强无关。2.2 0 0 0 K时，反 应 C O(g)+1 的平衡常数为K,则相同温度下反应2 C()2(g)k 2 co(g)+(g)的 平
10、衡 常 数 为()1 ,1 1A.B.片 C.9 D.-A *K2【解析】选 Co 平衡常数与化学方程式的写法有关，对于题干中的两个反应，K=c(CO2)_ d(C O).e g)_1i K-1 (C O,)所 以 一片。c(CO)郎 2(0,)教师专用【加固训练】已知下列反应在某温度下的平衡常数:H2(g)+S(s)=H2S(g)瓜S(s)+02(g)=S 02(g)K2则在该温度下反应H2(g)+S 02(g)(g)+H 2 s(g)的平衡常数为()A.KX+K2B.K-K2C.K、X 及D.KJ%【解析】选 Do 由平衡常数的定义可知，K、=c(H2S)c(H2)，K 1 =c(S 02
11、)厂1 /c(0 )，反应 H?(g)+S 0 2(g)=0 g)+H 2 s(g)的平衡常数仁;常：；摞,即 仁 X/&命题角度二：平衡常数的应用3.1 0 0 0 K 时，已知反应 N i(s)+H 2 0(g)；?=N i 0(s)+H 2(g)的平衡常数仁0.0 0 5 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，下列说法正确的是()A.该反应已达到平衡状态B.该反应未达到平衡状态，反应正向进行C.该反应未达到平衡状态，反应逆向进行D.无法确定该反应是否达到平衡状态【解析】选 C。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，=1 水则该反应未达c(H20)到平衡状态，反应逆向进行，C正确。4.(2
12、 0 2 2 梅州模拟)以下是关于合成氨的有关问题,请回答：(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 m ol 的 1和0.6 m ol 的比在一定条件下发生反应:N Mg)+3 H 2(g)-2 N H 3(g)A 水0,若在5 分钟时反应达到平衡，此时测得N L 的物质的量为0.2 m o l e 则平衡时c(Nj=o平 衡 时 乩 的 转 化 率 为%0(2)平衡后,若提高H?的转化率,可以采取的措施有 0A.加了催化剂 B.增大容器体积C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应:N?(g)+3 H 2(g)T N H
13、 3(g)正0,其化学平衡常数4 与温度7 的关系如表所示：T/2 003 004 00K&K20.5请完成下列问题：写出化学平衡常数的表达式。试比较及、左的大小,4 4(填或“=)；4 00 时,反应2 N H:f(g)=N?(g)+3 乩(g)的化学平衡常数为。当测得N H：,、N2和乩物质的量分别为3 m o l、2 m o i 和 1 m o l 时,则该反应的r(N2)_*2逆(填“”“心 或“=”)。【解析】(1)若在5 分钟时反应达到平衡，此时测得N L 的物质的量为0.2 m o l,因此消耗氢气的物质的量是0.2 m o l X-3 =0.3 m o l,氢气的转化率0为 3
14、六 m产l-X 100%=5 0%,由方程式可知,消2 0.6 m o l耗氮气为0.1 m o l,平衡时氮气的浓度是，2 史。：一1 0/、。1 =0 05 m o l L ；(2)加了催化剂加快反应速率,不影响平衡移动,氢气转化率不变,选项A 错误;增大容器体积,压强减小,平衡向逆反应方向移动,氢气转化率减小,选项B 错误;正反应为放热反应，降低反应体系的温度,平衡正向移动,氢气转化率增大,选项C正确;加入一定量N2,平衡正向移动,氢气转化率增大,选项 D 正确；(3)由反应可知平衡常数的表达式为能 C H7:正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故 分4 00 时,反应
15、2 N H3(g)N2(g)+3 H2(g)的化学平衡常数与N2(g)+3 H2(g)2 N H:i(g)的平衡常数互为倒数，则4 00 时,反应1 4 X S2加3(8)=%(8)+3月1)的化学平衡常数a rm=2;此时浓度商Q=武2 q 於2,反应向正反u.o y应进行，则该反应的“(2 止”(2 逆。答案：(1)0.05 m o l L 5 0%(2)C D)c (弗)c；(压),2，能力点二：速率常数与平衡常数的关系对于基元反应 aA(g)+Z B(g)=c C(g)+o D(g),匕E=A正 c (A)c (B),/逆=k逆 c (C)c (D),平衡常数，反应达到平衡时 正=嗔，
16、C kA7 9 C ID 7 k迎.V正故仁 片ok逆典例精研【典例】B o d e n s t e i n s研究了下列反应:2 H I (g)=i f L(g)+l2(g)在7 16 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(H I)与反应时间t的关系如下表：t/m i n02 04 0608 012 0 x(H I)10.9 10.8 50.8 150.7 9 50.7 8 4x(H I)00.600.7 30.7 7 30.7 8 00.7 8 4(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数的计算式为 O(2)上述反应中，正反应速率为/正=5正 步(H I),逆反应速率为/逆=4逆x(H：
17、)x(l 2),其中4正、A逆 为速率常数，则A逆为(以4和4正表示)。若 正=0.002 7 m in-1,在t=40 m in 时，/正=m in，【解析】(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(H I)均为0.78 4,说明此时已达到了平衡状态。设H I的初始浓度为1 m o l -L-1,则：2H I(g).士H?(g)+I z(g)初始/(m o l L )10 0转化/(m o l)0.2160.108 0.108平衡/(m o l )0.78 40.108 0.108Kc(H2)c(I2)0.108 X 0.108 c(H I)0.78 42o
18、（2）建 立 平 衡 时，正=人,即在正*5 1）=&X（H?）-），0=X（J）T）（L）k 正。由于 该 反 应 前 后 气 体 分 子 数 不 变，故37 THm丁于=；（75）7。在 40 在n 时,在H I)=0.8 5,则“=0.002 7 m in-,X 0.8 521.9 5X 10-3m in-1o依入 z x0.108 X 0.108答 案：0.78 4,(2)与 1.9 5X 10-3技法积累速 率 常 数 和 平 衡 常 数 有 何 区 别？请 从 常 数 表 示 的 含 义 和 影 响 因 素 两 方 面 进 行 归 纳。提 不：反 应 速 率 常 数 通 过 量 化
19、 化 学 反 应 速 率，来 表 示 反 应 的 快 慢；其影响因素包括温度和反应物性 质 等。平 衡 常 数 属 于 平 衡 程 度 的 标 志，表 示 反 应 进 行 的 最 大 限 度；平 衡 常 数 只 受 温 度 的 影 响，而与 反 应 物 的 浓 度 无 关。迁移应用1.在2 L密 闭 容 器 中 通 入3 m o l H?和1 m o l N2,测 得 不 同 温 度 下，M h的产率随时间变化如图所示。力温度时,已 知：瞬 时 速 率 表 达 式“正d（H jc（N2）,!/逆=A逆/（N L）（A为 速 率 常 数，只与温度有关）。温 度 由7；调 到T2,活化分子百分率（
20、填“增 大”“减 小”或“不 变”），A止增大倍数（填“大 于”“小于”或“等 于）A逆增大倍数。7J C时，A正 逆A/7(H2)【解析】(1)7温度下,15 m i n时，NH：,的产率达50%,反应(=1.5 m o l,r(H2)=1.5 m o l2 L :=0.05 m o l L m in ；15 m in由图像可知，7；时的反应速率比E时反应速率小，所以温度由7；调到T2,活化分子百分率增大，增大倍数小于A逆增大倍数，7T C时，NH s的产率是5 0%,根据化学方程式可知:N2(g)+3H2(g)=i 2 N H；(g)初始/m o l 0.5 1.5 0转化/m o l L
21、-1 0.25 0.75 0.5平衡时/m o l L-1 0.25 0.75 0.5c2(NH3)1K c(N2)C3(H2)-0.753 禺三，由于平衡时-逆=”正，计算可知,匕E A 正 A正 U.O丸 1 64X=0 5?=2 7 ”2.37。答案：(1)0.05(2)增大 小于6 4 3万 或2.372.(2022 广州模拟)2021年6月1 7日我国自主研发的神舟十二号飞船进入太空，改进型火箭O OX/N NN推进剂之一为无色气体N O,。已知N O?和必。的结构式分别是O,。和。/XO。实验测得N N键的键能为167 kJ m o l-1,N 02中氮氧键的键能为466 k J
22、m o F1,NQ中氮氧键的键能为 438.5 k J m o V o(1)写出N20,转化为N O,的热化学方程式-(2)在100 C时，将0.40 m o l的N 0?气体充入2 L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到下表所示数据。平衡常数 可用反应体系中气体物质分压表示(即4),表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分时间/s020406080n(N 02)/m o l0.40Hi0.26A/“N 2O D/m o l0.000.05 20.080.08压=总压X物质的量分数 例如:0(%)=0总X x(N 0j 0设反应开始时体系压强为A,反应N20,-2N 02,平衡
23、时各组分压强关系表达的平衡常数4=L L,则4=；020S内，N O?的平均反应速率为 m o l -L1-h (3)反应N204(g)L 2N 0 g),一定条件下N。与N O?的消耗速率与自身压强间存2在：H N&)=P(N A),r(N 02)=A2-p(N 02)0其中k、左是与反应及温度有关的常数。一定温度下,左、左与平衡常数4 的关系是左=。【解析】根据化学反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能,所以N Q*g)=2N O?(g)7=438.5 k J m o l1 X 4+167 k J m o l -466 k J m o l X 4=+57 k J m o l ：N Q 转
24、化为 N O 2的热化学方程式:N20,(g)=2N 0?(g)A 代+57 k J m o l1;(2)N 2O 4平衡时物质的量为0.08 m o l,二氧化氮物质的量为0.24 m o l,分压=总压X物质的量 -12八皿 0.32/、3 3p&/、1 p淳 ,P(N 02)J分数，。息R=0.8p/?(N 02)=。总=,p(N20i)=p.&X-=，4=p(N O)-9 H r,9=7 =X 0.8R=L 8R；上述反应条件下，从反应开始至 20 s,N204(g)的物质的量增加0.05 m o l,则二氧化氮的物质的量减少0.1 m o l,浓 度 减 少 胃 詈 =0.05m o
25、 l 1/1 二 氧 化 氮 平 均 反 应 速 率 为 =0.002 5 m o l L-1 s-1=9 m o l L-1 hz U s-i(3)当达到化学平衡时，即消耗速率2 K(N204)=r(N 02),r(N204)=Ai p(N20.1),r(N 02)=A2p2(N 02),争=4。答案：(l)N2O1i2N O2 XH=+5 7 k J m o f(2)1.8A 9(3)AP考点二：化学平衡的有关计算(综合性考点)必备知识夯实“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。(1)分
26、析三个量：即起始量、变化量、平衡量。(2)明确三个关系对于同一反应物，起始量一变化量=平衡量。对于同一生成物，起始量+变化量=平衡量。各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。计算模式对以下反应：(g)+rS,(g)v(g)+(g),令A、B起始物质的量(mol)分 别 为a、b,达到平衡后，A的消耗量为加x mol,容器容积为/L。3(g)+B (g)工、汉(g)+如(g)起始/mola b Q 0变化/molmx nx px qx平衡/mola-mx b-nx px qx埠).7，则日4一,a-mx、m,b-nx、n 0(-),n (-)nV Vc平(A)a-mxy mol L o。(A)
27、平 二mx/、,.mx nx mb=X 1 0 0%,。(A)：Q(B)=：=一 oa a b naX1 0 0%八，.、amx 0 =+b+(p+qmn)*a+6+(p+q-m n)xa+b。a,M(A )+b,M(B)g-L-平衡时体系的平均摩尔质量:，(A)+/(B)a+Z H-(/7+q nr-z?)x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X 1 0 0%o关键能力进阶7 能力点：化学平衡的相关计算1 .化学平衡常数的计算（1）根据化学平衡常数表达式计算（2）依据化学方程式计算平衡常数同一可逆反应中，
28、/正 逆=1。同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小倍，则新平衡常数与原平衡常数4 间的关系是=/或=聒。几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。水溶液中进行的反应，必须拆成离子方程式再计算平衡常数。2 .转化率的计算吐（、反应物转化的物质的量（或质量、浓度）-转化率（“）一反应物起始的物质的量（或质量、浓度）1 0 0%3.常用的气体定律恒温、恒容时：=Pz rh恒温、恒压时：V =-Vi rk教师专用司典例精研【典例】（2 0 2 1 山东等级考节选）2-甲氧基-2-甲基丁烷（T A M E）常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯燃的液相
29、反应制得，体系中同时存在如图反应：反应 I：八，+CHs()H,/()A TAME 一.K2反应 n：八丫+CH3()H/oP/b TAME H2回答下列问题：为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol T A M E,控制温度为35 3 K,测得T A M E的平衡转化率为已知反应I D 的平衡常数蜃=9.0 ,则 平 衡 体 系 中 B 的物质的量为mol,反应I 的平衡常数E=o 同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢吠喃稀释，反应I 的化学平衡将(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)，平衡时，A与C H3 0 H物质的量浓度之比c(A)：C(CH30H)=。(
30、2)为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢映喃的另一容器中加入一定量A、B 和 C H：Q H。控制温度为3 5 3 K,A、B物质的量浓度c 随反应时间，的变化如图所示。代表B 的变化曲线为(填“X”或 Y )；t=1 0 0 s 时，反应HI 的正反应速率匕E 逆反应速率7(填“”“V ”或“=”)。0.16Tolup2O.080.04(100,0.112)(100,0.011)曲线X曲线上400 500 6000.00 *1 1 1-0 100 200 300t/s 解题思维 解答本题的思维流程如下:提取3 5 3 K时TA M E 的平衡转化率为a,反应I I I 的平衡常数及=9.0
31、【解析】(1)向某反应容器中加入1.0 m o l TA M E,控制温度为3 5 3 K,测得TA M E 的平衡转化率为。，则平衡时)(TA M E)=(1 a)m o l,z?(A)+n(B)=z?(C H:iO H)=a m o lo 已知反应I I I 的信息3 5 3 K,A、B 物质的量浓度c 随反应时间Z的变化图信息转化利用三段式计算容器内成分的物质的量；温度不变，物质被稀释时，平衡常数不变根据曲线中x、Y代表物质浓度计算浓度商，与反应m的平衡常数进行比较判断反应进行的方向联想质疑若向反应容器中加入2.0 m o l TA M E,控制温度仍为3 5 3 K,测得TA M E
32、的平衡转化率为5 0%o 则平衡体系中B 的物质的量是多少？反应I 的平衡常数公是多少？提示：0.9 m o l；3 0 o平衡常数乂=9.0,则=9.0,将该式代入上式可以求出平衡体系中B 的物质的量为1 一 a1 +a0.9 a m o l,n(A)=0.1 a m o l,反应I 的平衡常数4=不丁-1+a 1+a-丁-。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢吠喃稀释，反应I 的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TA M E 的转化率变大，但是平衡常数不变，A与不3 0 H物质的量浓度之比不变,c(A)：C(C H30 H)=0.1 a：。=1 ：1 0。(2)温
33、度为3 5 3 K,反应m的平衡常数乂=9.0,票=9.0 o 由A、B 物质的量浓度c 随反应时间Z的变化曲线可知，X 代表的平衡浓度高于Y,则代表B 的变化曲线为X；由曲线的变化趋势可知，1 0 0 S以后各组分的浓度仍在变化，t=1 0 0 S 时巳朱=瞿!|1 0.2 9,因此，反应i n正在向逆反应方向移动，故其正反应速率p 正小于逆反应速率。逆。答案：(1)0.9。二 逆 向 移 动 0.1 (2)X 原因分析理论解释化学平衡常数表达式中，能否使用平衡时各物质的物质的量代替平衡浓度？提示：计算平衡常数时代入的是各物质的平衡浓度，对于反应前后气体总体积不变的反应，也可以用各物质平衡时
34、的物质的量。迁移应用命题角度一：平衡常数的计算1.(2 0 2 2 云浮模拟)温度为7；时，将气体X和气体Y各1.6 m o l充入1 0 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g)一2Z(g),一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是()2/m in247977(Y)/m o l1.21.11.01.0A.反应 0 4 m in 的平均速率 r(Z)=0.25 m o l -L _1-m in -1B.刀时，反应的平衡常数尚=1.2C.其他条件不变，9 m i n后，向容器中再充入1.6 m o l X,平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时X的浓度减小，Y的转化率增大
35、D.其他条件不变，若降温到%达到平衡时，平衡常数及=4,则反应的 H20 C02D.以上说法都不正确【解析】选 Co&的表达式应为；常温下，水 分 解 生 成 是 比 和 02化合生成比 0 的逆反应，因此其平衡常数的数值应为及的倒数，数值为5X 10-82；由于三个反应都在常温下进行，根据值的大小可以得出三种化合物分解放出0?的倾向由大到小的顺序为 N0H20C02O命题角度二：平衡常数与转化率相结合的计算3.(2022 韶关模拟)处理N O、N 0?等含氮气体是环保热点之一，C0可将部分氮的氧化物还原为此。回答下列问题：反应 I：C0(g)+N 02(g)T A(g)+N 0(g)反应 n
36、：2C0(g)+2N 0(g)N2(g)+2C02(g)瓜测定反应i和反应n的平衡常数而和所与温度的关系，满足ig 心 ;和 ig 版一*均为线性关系，如图所示:4田.62.8工工zzLy+y+尹尹叶.r+O.15.+O2 AHO25 A+0.3.vH).35.vH).449.62.849.623.3.ZZLLLO.O.尹尹尹尹1,尹尹尹尹IgK*y+1.4y+1.0y+0.6y+Q.lAHO.05.vH).lyX 103/KH反应4C0(g)+2N 02(g)=弛(g)+4C02(g)的K,=(用Kx、和 检表示),该反应的 0(填“或)o(2)一定温度下，在体积为1 L 的密闭容器中充入均
37、为1 m o l 的C0和N O?气体，发生上述I 和I I 反应，测得数据如下：已 知r正=4正c*(CO)-c(NOz)，k正 为速率常数。则勿=，k正 的值为实验编号c(C0)/mol,L-1C(N02)/mol L-1p正/mol L-1-i sa0.0250.0402.2x10-4b0.0500.0404.4X 10Tc0.0250.1206.6X10-4反应一段时间，当-正=3.3*10-2 0101.5 7,氮气浓度不再变化且c(N。=0.1 mol Lt时，容器中c(COj=mol -L-,以物质的量分数表示的化学平衡常数回=，若继续向密闭容器中通入均为0.1 m o l的N0
38、?和N 0,此时反应I(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)0【解析】(1)由反应 I：C0(g)+N02(g)一 C02(g)+N0(g)XH；反应 n：2C0(g)+2N0(g)/、，/、c(C02)c(NO)c(N2)c(C02)”,一N2(g)+2C0?(g)可知：=i=c(C 0)c(N0D,-=0 2(co)1 (N O),所以&脱。由图像可知随:逐渐升高(即T逐渐降低)，ig欣 和ig检2逐渐增大，可得反应I和反应n均为放热反应。已知反应I:co(g)+NoMg)c()2(g)+NO(g)/反应 n：2co(g)+2NO(g)i N 2(g)+2C02(
39、g)&根据盖斯定律 2义+,整理可得目标反应，4C0(g)+2N02(g)N2(g)+4C02(g),所以A=2 A+A%。因为反应I和反应H均为放热反应，所以 4和均小于零，因此可得水0。对比实验a和实验b,c(NOz)不变，实验b的c(C0)是实验a的两倍，实验b的人是实验a的2倍，说明/正与c(C0)成正比，所以/=1；对比实验a和实验c,c(C0)不变，实验c的c(N02)是实验a的3倍，实验c的人:是实验a的3倍，说明/“：与c(NOz)成正比，所以n=l o故有/正=4正c(C0)c(N O j,将实验a的数据代入上述速率方程中，得在正=0.2 2。一定温度下，在体积为1 L的密闭
40、容器中充入均为1 m ol的C0和与 气体,则c(C0)=c(NOj=1.0 mol-L-o设达到平衡时发生反应I的c(C 0)=x,发生反应II的c(C 0)=y,则由反应方程式中各物质之间的定量关系得CO(g)+N02(g)LCO2(g)+N0(g)X X X X2C0(g)+2N0(g)=N2(g)+2C02(g)yyy2y由题给信息知 C(N2)=0.1 m o l L-1,可得 y=0.2 m o l L-1,则平衡时 c(CO)=l m o l -L-1-x y=0.8 m o l c(N02)=l m o l -代入速率方程：3.3 X 1()T m o l.L-.s-=0.2
41、2 L m o l-1 s-1(0.8 m o l L-x)(1 m o l L-1-x),解得 x=0.5 m o l L-1；因为容器的体积为1 L,则气体的物质的量和物质的量浓度在数值上相等，则平衡时可求得(C0)=1x y=0.3 m o l、(NO?)=1 x=0.5 m o l、n(C02)=x-y=0.7 m o l n(N0)=x y=0.3 m o l,平衡时气体的总物质的量(总)=A(C0)+(N0 2)+(C0 2)+A(N0)+(N2)=1.9 m o l,平衡常0.7 0.3 0.7 0.4口 L 9XL 9 7 K-工 匕 rTXn 1 4数&i=-；再通入 0.1 m o l 的 NO?和 0.1 m o l NO 后，此时 4=)Kx、,空”5 0 2 0 6 91.9 1.9 2.1 2.1故反应向逆反应方向进行。答案：(1)右用 然7 1 0.220.7 -向逆反应方向进行