江苏专用2019高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
高考化学二轮复习:微题型(9)化学平衡常数的转化率的计算
安徽2019届高考化学二轮复习专题 微题型9[题型专练]1.(2018·佛山模拟)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ·mol-1,下列结论正确的是( )A .在密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2充分反应放热92.4 kJB .N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH =-Q kJ·mol-1,则Q>92.4C .增大压强,平衡向右移动,平衡常数增大D .若一定条件下反应达到平衡,N2的转化率为20%,则H2的转化率一定为60%解析 A 项,该反应是可逆反应不能进行到底,反应放热小于92.4 kJ ;B 项,氨气变为液氨放热,则Q>92.4;C 项,平衡常数只与温度有关;D 项;若N2、H2的起始浓度之比是1∶3,则H2的转化率为20%,一般情况下H2与N2的转化率无必然联系。
答案 B2.已知反应①:CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s)和反应②:H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K 。
则下列说法正确的是( )A .反应①的平衡常数K1=B .反应③的平衡常数K =K1/K2C .对于反应③,恒容时,若温度升高,H2的浓度减小,则该反应的焓变为正值D .对于反应③,恒温恒容时,若增大压强,H2的浓度一定减小解析 在书写平衡常数表达式时,纯固体不能代入平衡常数表达式中,A 错误。
由于反应③=反应①-反应②,因此平衡常数K =K1/K2,B 正确。
反应③中,若温度升高,H2的浓度减小,说明平衡向逆反应方向移动,即逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,因此ΔH <0,C 错误。
对于反应③,反应前后气体体积不变,则在恒温恒容条件下,若充入与反应无关的稀有气体增大压强,平衡不移动,H2的浓度不变,D 错误。
化学平衡常数与转化率的计算
化学平衡常数与转化率的计算1.明确三个量的关系(1)三个量: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。
2.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%。
3.谨记一个答题模板反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),令A 、B 起始物质的量分别为a mol 、b mol ,达到平衡后,A 的转化量为mx mol ,容器容积为V L ,则有以下关系:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a -mx b -nx px qx 对于反应物:n (平)=n (始)-n (转)对于生成物:n (平)=n (始)+n (转)则有:①K =⎝⎛⎭⎫px V p ·⎝⎛⎭⎫qx V q ⎝⎛⎭⎫a -mx V m ·⎝⎛⎭⎫b -nx V n②c 平(A)=a -mx Vmol·L -1③α(A)平=mx a ×100%,α(A)∶α(B)=mx a ∶nx b =mbna④φ(A)=a -mxa +b +(p +q -m -n )x×100%⑤p 平p 始=a +b +(p +q -m -n )x a +b⑥ρ混=a ·M (A )+b ·M (B )V g·L -1[其中M (A)、M (B)分别为A 、B 的摩尔质量]⑦平衡时体系的平均摩尔质量:M =a ·M (A )+b ·M (B )a +b +(p +q -m -n )xg·mol -14.高考新宠——压强平衡常数(K p )的计算 (1)K p 含义在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度,计算得到的平衡常数叫压强平衡常数,其单位与表达式有关。
江苏专用2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)2+4、CuCl2-4形式存在,将CuCl2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)2+4(aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l) ΔH<0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L-1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L-1,Cl-的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
答案(1)c(CuCl2-4)c4(Cl-)·c[Cu(H2O)2+4](2)4cb+4c解析(2)已知Cu(H2O)2+4(aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l)平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L-1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L-1,则Cl-变化的浓度为4c mol·L-1,Cl-起始的浓度为(b+4c) mol·L-1,Cl-的转化率为4cb+4c。
2.T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和2 mol CO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-15 min时达到平衡,测得0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1。
(1)T温度时,该反应的平衡常数K=________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
答案(1)800 (2)4∶5解析(1)T温度时,0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1,则平衡时c(N2)=0.016 mol·L-1·min-1×5 min=0.08 mol·L-1,根据方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),平衡时c(CO2)=0.16 mol·L-1,c(CO)=0.04 mol·L-1,c(NO)=0.04 mol·L-1,该反应的平衡常数K =0.162×0.080.042×0.042=800。
高考化学复习:化学平衡常数及转化率的计算
为0 h时的1 ,4~8 h浓度又变为4 h的 1 ,从8~16 h经过8个小时浓度变为
8 h的 1 ,2所以每经过4个小时浓度均降2 低为原来的。 4
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二、借用“题链”跟踪化学平衡常数计算的考查方向 3.[题链1,2022·湖南选择考,16(1)]在一定温度下,向体积固定的密闭容器 中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生 成水煤气: Ⅰ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的平 衡常数Kp=_0_.0_2__M_P_a_(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
突破 实质是对信息的理解
k逆和K的联系
理
压强平衡常数也是研究 物质的量分数计算平衡常数同 平衡常数是研究可逆
化学
可逆反应平衡状态的一 样也是研究可逆反应平衡状态 反应平衡状态的一种
观念
种手段、工具
的手段、工具
手段、工具
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压强平衡常数
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要点梳理
1.含义
在化学平衡体系中,各气体物质的分压替代浓度,计算的平衡常数叫压强平
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2.在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度条件下进行反应:
A(g)
B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJ·mol-1。反应时间(t)与容器内气体总压
强(p)的数据见下表:
时间t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30 总压强
4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53 p/100 kPa
化学平衡常数与转化率的计算
化学平衡常数与转化率的计算1.明确三个量的关系(1)三个量: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。
2.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%。
3.谨记一个答题模板反应:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),令A 、B 起始物质的量分别为a mol 、b mol ,达到平衡后,A 的转化量为mx mol ,容器容积为V L ,则有以下关系:m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a -mx b -nx px qx 对于反应物:n (平)=n (始)-n (转)对于生成物:n (平)=n (始)+n (转)则有:①K =⎝⎛⎭⎫px V p ·⎝⎛⎭⎫qx V q ⎝⎛⎭⎫a -mx V m ·⎝⎛⎭⎫b -nx V n②c 平(A)=a -mx Vmol·L -1③α(A)平=mx a ×100%,α(A)∶α(B)=mx a ∶nx b =mbna④φ(A)=a -mxa +b +(p +q -m -n )x×100%⑤p 平p 始=a +b +(p +q -m -n )x a +b⑥ρ混=a ·M (A )+b ·M (B )V g·L -1[其中M (A)、M (B)分别为A 、B 的摩尔质量]⑦平衡时体系的平均摩尔质量:M =a ·M (A )+b ·M (B )a +b +(p +q -m -n )xg·mol -14.高考新宠——压强平衡常数(K p )的计算 (1)K p 含义在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度,计算得到的平衡常数叫压强平衡常数,其单位与表达式有关。
平衡转化率的计算
提高O2在原料气中的比例,使SO2的平衡 转化率提高,从而降低生产成本。
小结
温度
温度对化学平衡的影响是 通过改变平衡常数来实现的
升高温度,平衡向吸热方向移动 降低温度,平衡向放热方向移动
原平衡状态
平衡移动
新平衡状态
改变浓度,若Q < K,平衡正向移动 改变浓度,若Q > K,平衡逆向移动
浓度
借助Q与K的相对大小进行判断
改变影响化学平衡的一个 因素,平衡将向能够减弱 这种改变的方向移动。
在一定条件下,反应CO + NO2 CO2 + NO达到平衡后,降低温度,混合 气体的颜色变浅。下列判断正确的是( B ) A. 正反应为吸热反应 B. 正反应为放热反应 C. CO的平衡转化率降低 D. 各物质的浓度不变
练习
1.某一化学反应,反应物和生成物都是气体,改变下列 条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是 ( A ) A.增大反应物浓度 B.减小反应容器的体积 C.增大生成物浓度 D.升高反应温度 2.已知化学反应2A(?)+B(g) 2C(?)达到平衡,当增 大压强时,平衡向逆反应方向移动,则 ( D ) A.A是气体,C是固体 C.A、C均为固体 B.A、C均为气体 D.A是固体,C是气体
C生减小
浓度对化学平衡影响的原因
改变了浓度商(Q),使Q≠K,进而影响化学平衡
浓度对平衡影响的适用范围:
只适用于气体或溶液
说明: 改变纯固体、纯液体的量对化学平衡无影响。
思考
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H = _ 197.8kJ· mol-1
是硫酸制造工业的基本反 应。在生产中通常采用通 入过量的空气的方法。为什么?
高考化学压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4c b +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
高中化学二轮复习高考重要填空逐空特训三平衡转化率平衡常数计算特训
(三)平衡转化率、平衡常数计算特训1 .甲醇是一种可再生能源,工业上可用合成气制备甲醇,反应为CO(g) +2H2(g) CHOH(g)。
某温度下在容积为V L的密闭容器中进行反应,其相关数据如下图;反应开始至平衡时,用H2表示化学反应速率为 _________ 。
该温度下CO的平衡转化率为U 厶—1 — 1答案—mol •L • min 60%解析反应开始至平衡时需要时间为10 min , H2的变化物质的量为 2.0 mol —0.8 mol = 1.21.2 mol V L 0.12 —! —!mol,则用H2表示化学反应速率为= mol •L • min ;至平衡时CO的变化物10 min V0.6 mol质的量为1.0 mol —0.4 mol = 0.6 mol,该温度下CO的平衡转化率为X 100%= 60%。
1.0 mol2.下图是当反应器中按n(N2) :n(H2)= 1 :3投料后,在200 C、400 C、600 C,反应达到平衡时,混合物中NH的物质的量分数随总压强的变化曲线。
列出R 点平衡常数的计算式 K ,= ________ 。
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x 物质的量分数。
不要求计算结果)解析R 点总压强为35 MPa , NH 的物质的量分数为 20%N 2(g) + 3H 2(g)2NH(g) 起始物质的量 /mol 5 15变化物质的量 /mol n 3 n2n平衡物质的量 /mol 5— n 15 — 3n2 n2n55— nNH 的物质的量分数为20%= x 100%解得:n = ?则N 2的物质的量分数为x 100%20 — 2n 320 — 2n1235 x —1 1 1 35 =-,Ha 的物质的量分数为1 — :—R 点平衡常数的计算式 K= —— 5 5551 3335 x -5 35 x 53. CUCI 2溶液中的铜主要以 Cu(H b Oh 、CuCl 2—形式存在,将 CuCb 溶于浓盐酸中,存在下列 平衡:Cu(H 2O)2+ (aq) + 4CI —(aq)CuCE —(aq) + 4fO(l)△ H<0。
高考化学(热点+题型全突破)专题6 模块4 热点题型三 化学平衡常数及平衡转化率的计算(含解析)
专题6 模块4 热点题型三 化学平衡常数及平衡转化率的计算(一)【知识梳理】 1.化学平衡常数的全面突破(1)数学表达式:在一定条件下,可逆反应:a A+b B=c C+d D 达到化学平衡时,ba dc B A D C K ][][][][⋅⋅=注意 ①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。
如: CaCO 3(s)CaO(s)+CO 2(g)K =c (CO 2)Cr 2O 2-7(aq)+H 2O(l)2CrO 2-4(aq)+2H +(aq)但在非水溶液中,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写进平衡常数表达式中。
如: C 2H 5OH +CH 3COOHCH 3COOC 2H 5+H 2O][][][][3522523COOH CH OH H C O H H COOC CH K ⋅⋅=C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g)K=c(H 2).c(CO)/c(H 2O)②同一化学反应,化学反应方程式写法不同,其平衡常数表达式及数值亦不同。
如: N 2O 4(g)2NO 2(g)K =c 2(NO 2)/ c(N 2O 4)12N 2O 4(g) NO 2(g)K ′=c(NO 2)/ c 12 (N 2O 4)=K2NO 2(g)N 2O 4(g)K ″=c(N 2O 4)/ c 2(NO 2)=1K因此书写平衡常数表达式及数值时,要与化学反应方程式相对应,否则意义就不明确。
(2)平衡常数的意义①平衡常数可表示反应进行的程度。
K 越大,反应进行的程度越大,K >105时,可以认为该反应已经进行完全。
转化率也能表示反应进行的程度,转化率不仅与温度有关,而且与起始条件有关。
②K 的大小只与温度有关,与反应物或生成物起始浓度的大小无关。
(3)浓度商:可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时,生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商(Q )。
江苏专用2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4cb +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol ·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol ·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
江苏专用2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L-1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4c b +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为amol ·L -1、Cl -浓度为b mol·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
江苏专用2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4c b +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
【江苏专用】2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)2+4、CuCl2-4形式存在,将CuCl2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)2+4 (aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l) ΔH<0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L-1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L -1,Cl-的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
答案(1)c(CuCl2-4)c4(Cl-)·c[Cu(H2O)2+4](2)4cb+4c解析(2)已知Cu(H2O)2+4(aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l)平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L -1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L-1,则Cl-变化的浓度为4c mol·L-1,Cl-起始的浓度为(b+4c) mol·L-1,Cl-的转化率为4cb+4c。
2.T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和2 mol CO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-15 min时达到平衡,测得0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1。
(1)T温度时,该反应的平衡常数K=________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
答案(1)800 (2)4∶5解析(1)T温度时,0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1,则平衡时c(N2)=0.016 mol·L -1·min-1×5 min=0.08 mol·L-1,根据方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),平衡时c(CO2)=0.16mol·L-1,c(CO)=0.04 mol·L-1,c(NO)=0.04 mol·L-1,该反应的平衡常数K=0.162×0.080.042×0.042=800。
(江苏专用)2019届高考化学二轮复习 压轴题热点练3 化学平衡常数、平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4c b +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
【江苏专用】2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)2+4、CuCl2-4形式存在,将CuCl2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)2+4 (aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l) ΔH<0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L-1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L -1,Cl-的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
答案(1)c(CuCl2-4)c4(Cl-)·c[Cu(H2O)2+4](2)4cb+4c解析(2)已知Cu(H2O)2+4(aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l)平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L -1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L-1,则Cl-变化的浓度为4c mol·L-1,Cl-起始的浓度为(b+4c) mol·L-1,Cl-的转化率为4cb+4c。
2.T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和2 mol CO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-15 min时达到平衡,测得0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1。
(1)T温度时,该反应的平衡常数K=________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
答案(1)800 (2)4∶5解析(1)T温度时,0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1,则平衡时c(N2)=0.016 mol·L -1·min-1×5 min=0.08 mol·L-1,根据方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),平衡时c(CO2)=0.16mol·L-1,c(CO)=0.04 mol·L-1,c(NO)=0.04 mol·L-1,该反应的平衡常数K=0.162×0.080.042×0.042=800。
【江苏专用】2019届高考化学二轮复习压轴题热点练3化学平衡常数平衡转化率的计算
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)2+4、CuCl2-4形式存在,将CuCl2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H2O)2+4 (aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l) ΔH<0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L-1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L -1,Cl-的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
答案(1)c(CuCl2-4)c4(Cl-)·c[Cu(H2O)2+4](2)4cb+4c解析(2)已知Cu(H2O)2+4(aq)+4Cl-(aq)CuCl2-4(aq)+4H2O(l)平衡体系中:Cu(H2O)2+4浓度为a mol·L -1、Cl-浓度为b mol·L-1、CuCl2-4浓度为c mol·L-1,则Cl-变化的浓度为4c mol·L-1,Cl-起始的浓度为(b+4c) mol·L-1,Cl-的转化率为4cb+4c。
2.T温度时,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和2 mol CO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5 kJ·mol-15 min时达到平衡,测得0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1。
(1)T温度时,该反应的平衡常数K=________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
答案(1)800 (2)4∶5解析(1)T温度时,0~5 min内该反应速率v(N2)=0.016 mol·L-1·min-1,则平衡时c(N2)=0.016 mol·L -1·min-1×5 min=0.08 mol·L-1,根据方程式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),平衡时c(CO2)=0.16mol·L-1,c(CO)=0.04 mol·L-1,c(NO)=0.04 mol·L-1,该反应的平衡常数K=0.162×0.080.042×0.042=800。
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热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1.CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2+4、CuCl 2-4形式存在,将CuCl 2溶于浓盐酸中,存在下列平衡:Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l) ΔH <0。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________。
(2)常温下,测定平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol ·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,Cl -的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c (CuCl 2-4)c 4(Cl -)·c [Cu (H 2O )2+4](2)4c b +4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2+4(aq)+4Cl -(aq)CuCl 2-4(aq)+4H 2O(l)平衡体系中:Cu(H 2O)2+4浓度为a mol ·L -1、Cl -浓度为b mol·L -1、CuCl 2-4浓度为c mol ·L -1,则Cl -变化的浓度为4c mol ·L -1,Cl -起始的浓度为(b +4c ) mol·L -1,Cl -的转化率为4cb +4c。
2.T 温度时,向10 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO 发生反应 2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g)ΔH =-746.5 kJ·mol -15 min 时达到平衡,测得0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1。
(1)T 温度时,该反应的平衡常数K =________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
答案 (1)800 (2)4∶5解析 (1)T 温度时,0~5 min 内该反应速率v (N 2)=0.016 mol·L -1·min -1,则平衡时c (N 2)=0.016 mol ·L -1·min-1×5 min =0.08 mol·L-1,根据方程式2NO(g)+2CO(g)N 2(g)+2CO 2(g),平衡时c (CO 2)=0.16 mol·L -1,c (CO)=0.04 mol·L -1,c (NO)=0.04 mol·L -1,该反应的平衡常数K =0.162×0.080.042×0.042=800。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比等于物质的量之比=(0.16+0.08+0.04+0.04)×102+2=45。
3.850 ℃时在体积为5 L 的反应器中发生反应: CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH =-41 kJ ·mol -1,CO 和H 2O(g)浓度变化如图所示,请列式计算此条件下的平衡常数___________________________ ____________________________________________。
答案 K =c (CO 2)·c (H 2)c (CO )·c (H 2O )=0.12×0.120.18×0.08=1解析 CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)起始浓度/mol·L-1 0.20 0.30 0 0 变化浓度/mol·L-1 0.12 0.12 0.12 0.12 平衡浓度/mol·L -1 0.08 0.18 0.12 0.12 平衡常数K =c (CO 2)·c (H 2)c (CO )·c (H 2O )=0.12×0.120.18×0.08=1。
4.甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中生产的CO 和H 2可制取甲醇,发生的反应为CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH =-99 kJ·mol -1。
在某温度时,将1.0 mol CO 与2.0 mol H 2充入2 L 的空钢瓶中,发生上述反应,在第5 min 时达到化学平衡状态,此时甲醇的物质的量分数为10%。
甲醇浓度的变化状况如图所示:(1)从反应开始到5 min 时,生成甲醇的平均速率为____________________。
(2)5 min 时达到平衡,H 2的平衡转化率α=________%,化学平衡常数K =________。
(保留两位小数)答案 (1)0.025 mol·L -1·min -1(2)25 0.59解析 根据题目数据计算如下: 设平衡时甲醇的物质的量浓度为x , CO(g)+ 2H 2(g)CH 3OH(g)起始 0.5 1 0 反应 x 2x x 平衡 0.5-x 1-2x x(以上单位为mol·L -1)甲醇的物质的量分数为10%,所以x0.5-x +1-2x +x =10%,x =0.125 mol·L -1。
(1)甲醇的平均速率为0.125÷5=0.025 mol·L -1·min -1。
(2)由上述计算,反应的氢气为2×0.125=0.25 mol ,转化率为0.251×100%=25%。
达到平衡时CO 、H 2和CH 3OH 的物质的量浓度分别为:0.375 mol·L -1、0.75 mol·L -1和0.125 mol·L -1,所以平衡常数K =0.1250.375×0.752≈0.59。
5.已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:回答下列问题:(1)该反应的平衡常数表达式K =________,ΔH ________0。
(填“<”“>”或“=”) (2)830 ℃时,向一个5 L 的密闭容器中充入0.20 mol 的A 和0.80 mol 的B ,如反应初始6 s 内A 的平均反应速率v (A)=0.003 mol·L -1·s -1,则6 s 时c (A)=________mol ·L-1,C 的物质的量为________mol ;反应经过一段时间,达到平衡时A 的转化率为________,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol 氩气,平衡时A 的转化率为________。
答案 (1)c (C )·c (D )c (A )·c (B )<(2)0.022 0.09 80% 80% 解析 (1)根据反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),可写出平衡常数K =c (C )·c (D )c (A )·c (B ),随着温度升高,K 值减小,即升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,即ΔH <0。
(2)6 s 内消耗的A 为0.003 mol·L -1·s -1×6 s ×5 L =0.09 mol ,则此时A 的物质的量浓度为0.20 mol -0.09 mol 5 L =0.022 mol·L -1;生成C 的物质的量与消耗A 的物质的量相等,均为0.09 mol 。
设参与反应的A 的物质的量为x mol ,则平衡时A 、B 、C 、D 的物质的量分别为(0.20-x ) mol ,(0.80-x ) mol 、x mol 、x mol ,根据平衡常数的表达式和此时K =1.0,求得x =0.16,即平衡时A 的转化率为80%;向该平衡体系中充入氩气,对该平衡无影响,即平衡时A 的转化率依然为80%。
6.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO 2(g)+NaCl(s)NaNO 3(s)+ClNO(g) K 1 ΔH <0(Ⅰ) 2NO(g)+Cl 2(g)2ClNO(g) K 2 ΔH <0(Ⅱ)(1)4NO 2(g)+2NaCl(s)2NaNO 3(s)+2NO(g)+Cl 2(g)的平衡常数K =________(用K 1、K 2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L 恒容密闭容器中加入0.2 mol NO 和0.1 mol Cl 2,10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。
测得10 min 内v (ClNO)=7.5×10-3mol ·L-1·min -1,回答下列问题:①平衡后n (Cl 2)=________ mol 。
②NO 的转化率α1=________。
③其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO 的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K 2________(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若要使K 2减小,可采用的措施是________________。
答案 (1)K 21K 2(2)①2.5×10-2②75% ③> 不变 ④升高温度解析 (1)反应①的化学平衡常数=c (ClNO )c 2(NO 2),反应②的平衡常数=c 2(ClNO )c 2(NO )·c (Cl 2),反应③平衡常数=c (Cl 2)·c 2(NO )c 4(NO 2),所以计算K =K 21K 2。
(2) 2NO(g)+Cl 2(g)2ClNO(g)起始量/mol 0.2 0.1 0 变化量/mol 0.15 0.075 0.15 平衡量/mol 0.05 0.025 0.15则平衡后氯气的物质的量为2.5×10-2mol ;一氧化氮的转化率=0.150.2=75%;其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,随反应进行,气体体积减小,为保持恒压所以容器的体积减小,压强比恒容容器大,平衡正向移动,平衡时一氧化氮的转化率增大,平衡常数随温度变化,不随浓度或压强变化,若要使平衡常数减小,平衡逆向移动,正反应是放热的,所以可以选择升高温度。
7.2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g) ΔH <0是制造硝酸的重要反应之一。
在800 ℃时,向容积为1 L 的密闭容器中充入0.010 mol NO 和0.005 mol O 2,反应过程中NO 的浓度随时间变化如图所示:请回答下列问题:(1)2 min 内,v (O 2)________ mol·L -1·min -1。