2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练17 平衡转化率、平衡常数有关计算

2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练17 平衡转化率、平衡常数有关计算

考前强化练17　平衡转化率、平衡常数有关计算 ‎1.(2018河南六市第一次联考)为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。在此过程中有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。‎ 将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为‎1 L的密闭容器中,反应过程中各物质浓度变化如图所示。‎ ‎(1)CO在0~9 min内的平均反应速率v(CO)=　　　　 mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为　　　　。 ‎ A.升高温度　　　　　B.加入NO C.加催化剂　　　　　D.降低温度 ‎(2)该反应在第18 min时又达到平衡状态,此时CO2的体积分数为　　　　(保留三位有效数字),化学平衡常数K=　　　(保留两位有效数字)。 ‎ 答案(1)4.4×10-3　D　(2)22.2%　3.4‎ 解析(1)①由图像可知0~9 min内的平均反应速率v(CO)=≈4.4×10-3 mol·L-1·min-1。根据图像9 min时反应达到平衡状态,9~12 min保持平衡状态,12‎ 5‎ ‎ min时改变条件,18 min重新达到新平衡,此过程中v(CO)=≈3.3×10-3 mol·L-1·min-1,12~18 min内NO、CO浓度减小,N2浓度增大,12 min时改变条件化学反应速率减慢,平衡向正反应方向移动。升高温度,化学反应速率加快,A项错误;加入NO,NO的浓度应突然增大,化学反应速率加快,平衡向正反应方向移动,B项错误;加入催化剂,化学反应速率都加快,平衡不移动,C项错误;降低温度,化学反应速率减慢,D项正确。‎ ‎(2)根据图像写出到18 min时的三段式 ‎　　　　　　　2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)‎ c(起始)/mol·L-1 0.2 0.1 0 0‎ c(转化)/mol·L-1 0.06 0.06 0.03 0.06‎ c(平衡)/mol·L-1 0.14 0.04 0.03 0.06‎ 此时CO2的体积分数为×100%≈22.2%。化学平衡常数K=≈3.4。‎ ‎2.(2018江西重点中学协作体第一次联考)研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。‎ ‎(1)向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是　　　　(填序号)。 ‎ a.容器中的压强不变 b.2v正(CO)=v逆(N2)‎ c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变 d.该反应平衡常数保持不变 e.NO和CO的体积比保持不变 ‎(2)将一定量的SO3放入恒容密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g),测得SO3的平衡转化率随温度的变化如图所示。‎ 图中a点对应温度下,已知SO3的起始压强为p0kPa,该温度下反应的平衡常数Kp=　　　　(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中按 5‎ ‎=1加入SO2和SO3,平衡将　　　　　　　　　　(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。 ‎ 答案(1)acd　(2)　向逆反应方向移动 解析(1)该反应为反应前后气体的物质的量有变化的反应,当容器中的压强不变,反应达到化学平衡状态,a正确;反应速率和计量数成正比,平衡时v正(CO)=2v逆(N2),b错误;反应前后气体的总质量不变,气体的总物质的量在发生变化,当气体的总物质的量不再发生变化时,气体的平均相对分子质量为定值,反应达到化学平衡状态,c正确;该反应为放热反应,当温度不再发生改变时,平衡常数保持不变,达到平衡状态,d正确;NO和CO两种反应物是按照1∶1投料、1∶1反应,任何时候两者的物质的量之比都是1∶1,无法判定反应是否达到化学平衡状态,e错误;正确选项为acd。‎ ‎(2)设起始SO3为x mol,根据题给信息有 ‎　　　　　2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)‎ 起始量/mol x 0 0‎ 变化量/mol 0.4x 0.4x 0.2x 平衡量/mol 0.6x 0.4x 0.2x 反应达到平衡后,气体的压强为,p(平衡)=1.2p0;SO3物质的量分数:;SO2物质的量分数:;O2物质的量分数:;该温度下反应的平衡常数Kp=;设容器的体积为‎1 L,设起始SO3为1 mol,反应达平衡时平衡常数为≈0.09;假设再向容器中按=1加入SO2和SO3,分别为1 mol时,n(SO3)=1.6 mol,n(SO2)=1.4 mol,n(O2)=0.2 mol,反应的浓度商为Qc==0.15>0.09;平衡向左移,即向逆反应方向移动。‎ ‎3.(2018江淮十校高三联考)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:‎ ‎2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)‎ ΔH=-173.6 kJ· mol-1‎ 5‎ 已知m为起始时的投料比,即m=。上图表示在总压为5 MPa的恒压条件下,且m=3时,不同温度时各物质的物质的量分数与温度的关系。‎ ‎(1)曲线b代表的物质为　　　　(填化学式)。 ‎ ‎(2)图中P点时,CO2的转化率为　　　　。 ‎ ‎(3)T1温度时,该反应的平衡常数Kp=　　　　。 ‎ ‎(提示:用平衡分压代替平衡浓度来计算,某组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数,结果保留小数点后三位)‎ 答案(1)CO2　(2)66.7%　(3)0.250(MPa)-4‎ 解析(1)温度升高,平衡左移,CO2、H2增多,CO2增多的程度较小,所以曲线b代表的物质为CO2。(2)图中p点时,H2与H2O的物质的量分数相等,CO2的转化率等于H2的转化率都为≈66.7%。(3)T1温度时,CO2、H2、C2H5OH、H2O的分压p分别是10%×5MPa、40%×5MPa、10%×5MPa、40%×5MPa,该反应的平衡常数Kp==0.250(MPa)-4。‎ ‎4.(2018山东枣庄第八中学东校区高三月考)苯乙烯()是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。‎ 工业中用乙苯(C6H5—CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CHCH2)的反应方程式为C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CHCH2(g)+H2(g)　ΔH1。向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:‎ 5‎ 其中a、b、c、d分别是在‎600 ℃‎时虚线与曲线(或横坐标)的交点,且线段ab∶bc∶cd=1∶1∶2,则:‎ ‎(1)该温度下乙苯的平衡转化率为　　　　　　　　　; ‎ ‎(2)该温度下反应的平衡常数为　　　　　　,降温时该平衡常数　　　　(填“变大”“不变”或“变小”)。 ‎ 答案(1)33%　(2)　变小 解析(1)设平衡时乙苯转化的物质的量为x mol ‎　C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CHCH2(g)+H2(g)‎ 起始量/mol a 0 0‎ 变化量/mol x x x 平衡量/mol (a-x) x x 由题可以知道:×100%=25%,则x=a,‎ 乙苯的平衡转化率为×100%≈33%;‎ ‎　　(2)C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CHCH2(g)+H2(g)‎ 起始浓度/(mol·L-1) 0 0‎ 变化浓度/(mol·L-1) ‎ 平衡浓度/(mol·L-1) ‎ K=。‎ 由图像知温度升高氢气平衡的物质量分数在增大,平衡正向移动,正反应为吸热反应,随温度的降低,平衡逆向移动,平衡常数变小。‎ 5‎