（全国通用）2020版高考化学二轮复习 专题提分填空题热点练 热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算

填空题热点练热点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amol·L－1、Cl－浓度为bmol·L－1、CuCl2－4浓度为cmol·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×100%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amol·L－1、Cl－浓度为bmol·L－1、CuCl2－4浓度为cmol·L－1，则Cl－变化的浓度为4cmol·L－1，Cl－起始的浓度为(b＋4c)mol·L－1，Cl－的转化率为4cb＋4c×100%。2．T温度时，向10L恒容密闭容器中充入2molNO和2molCO发生反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－15min时达到平衡，测得0～5min内该反应速率v(N2)＝0.016mol·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，0～5min内该反应速率v(N2)＝0.016mol·L－1·min－1，则平衡时c(N2)＝0.016mol·L－1·min－1×5min＝0.08mol·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)＝0.04mol·L－1，c(NO)＝0.04mol·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5L的反应器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1，CO和H2O(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CO2·cH2cCO·cH2O＝0.12×0.120.08×0.18＝1解析CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始浓度/mol·L－10.200.3000变化浓度/mol·L－10.120.120.120.12平衡浓度/mol·L－10.080.180.120.12平衡常数K＝cCO2·cH2cCO·cH2O＝0.12×0.120.08×0.18＝1。4.甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－99kJ·mol－1。在某温度时，将1.0molCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生上述反应，在第5min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5min时，生成甲醇的平均速率为________。(2)5min时达到平衡，H2的平衡转化率α＝________%，化学平衡常数K＝________。(保留两位小数)答案(1)0.025mol·L－1·min－1(2)250.59解析设平衡时甲醇的物质的量浓度为x，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始0.510反应x2xx平衡0.5－x1－2xx(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＝0.125mol·L－1。(1)生成甲醇的平均速率为0.125mol·L－1÷5min＝0.025mol·L－1·min－1。(2)由上述计算，反应的氢气为0.25mol·L－1，转化率为0.251×100%＝25%。达到平衡时CO、H2和CH3OH的物质的量浓度分别为：0.375mol·L－1、0.75mol·L－1和0.125mol·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：温度/℃70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4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5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，则6s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1mol氩气，平衡时A的转化率为________。答案(1)cC·cDcA·cB＜(2)0.0220.0980%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)6s内消耗的A为0.003mol·L－1·s－1×6s×5L＝0.09mol，则此时A的物质的量浓度为0.20mol－0.09mol5L＝0.022mol·L－1；生成C的物质的量与消耗A的物质的量相等，均为0.09mol。设参与反应的A的物质的量为xmol，则平衡时A、B、C、D的物质的量分别为(0.20－x)mol，(0.80－x)mol、xmol、xmol，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：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1ΔH＜0(Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2ΔH＜0(Ⅱ)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，回答下列问题：①平衡后n(Cl2)＝________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K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。④若要使K2减小，可采用的措施是________________。答案(1)K21K2(2)①2.5×10－2②75%③＞不变④升高温度解析(1)反应(Ⅰ)的化学平衡常数＝cClNOc2NO2，反应(Ⅱ)的平衡常数＝c2ClNOc2NO·cCl2，则K＝cCl2·c2NOc4NO2＝K21K2。(2)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)起始量/mol0.20.10变化量/mol0.150.0750.15平衡量/mol0.050.0250.15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)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0是制造硝酸的重要反应之一。在800℃时，向容积为1L的密闭容器中充入0.010molNO和0.005molO2，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)2min内，v(O2)________mol·L－1·min－1。(2)升高温度，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动。(3)平衡时，NO的转化率是________。(4)800℃时，该反应的化学平衡常数为________。答案(1)1.25×10－3(2)逆(3)50%(4)400解析(1)v(NO)＝0.010mol·L－1－0.005mol·L－12min＝0.0025mol·L－1·min－1，则v(O2)＝12v(NO)＝1.25×10－3mol·L－1·min－1。(2)正反应放热，则升高温度平衡逆向移动。(3)起始时c(NO)＝0.010mol·L－1，平衡时c(NO)＝0.005mol·L－1，可知转化率为0.0050.010×100%＝50%。(4)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)起始/mol·L－10.0100.0050平衡/mol·L－10.0050.00250.005则K＝c2NO2c2NO·cO2＝0.00520.0052×0.0025＝400。