2019年高考化學 備考百強校大題狂練系列 專題31 化學平衡常數及化學平衡相關計算.doc

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專題31 化學平衡常數及化學平衡相關計算（滿分60分 時間30分鐘）姓名：_ 班級：_ 得分：_1、一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO(g) 2 H2(g) CH3OH(g)不同溫度時甲醇的物質的量隨時間變化曲線如上圖所示。根據題意完成下列各題： （1）反應達到平衡時，升高溫度，化學平衡常數K值_（填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）在其他條件不變的情況下，將E點的體系體積壓縮到原來的 ，下列有關該體系的說法正確的是_a 氫氣的濃度減小 b 正反應速率加快，逆反應速率也加快c 甲醇的物質的量增加 d 重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大 e 平衡常數K增大、在1 L的密閉容器中，進行反應到：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表：T（）70080010001200K0.60.91.72.6（1） 將0.1 mol CO與0.1 mol H2O混合加熱到800，一段時間后該反應達到平衡，測得CO2的物質的量為0.053 mol，若將混合氣體加熱至830，平衡時CO2的物質的量_ (填“大于”、等于“”或“小于”)0.053 mol。（2）800時，放入CO、H2O、CO2、H2，其物質的量分別為：0.01、0.01、0.01、0.01mol。則反應CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)向_ (填“正反應”或“逆反應”)方向進行。【答案】減小 b c 小于 逆反應 【解析】【分析】、由圖象可知達到平衡后，升高溫度，甲醇的物質的量減小，平衡向左移動，正反應為放熱反應，因為升高溫度平衡向吸熱方向移動； 、根據表中的數據可知，溫度越高，化學平衡常數越大，所以該反應為吸熱反應。【詳解】2研究和深度開發(fā)CO、CO2的應用對構建生態(tài)文明社會具有重要的意義。（1）CO可用于煉鐵，已知：Fe2O3（s）+ 3C（s）2Fe（s）+ 3CO（g） H 1+489.0 kJmol1C（s） +CO2（g）2CO（g） H 2 +172.5 kJmol1則CO還原Fe2O3（s）的熱化學方程式為_。（2）分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設計成燃料電池（以KOH溶液為電解液）。寫出該電池的負極反應式：_。（3）CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發(fā)生反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），測得CH3OH的物質的量隨時間的變化如圖。曲線I、對應的平衡常數大小關系為K_K（填“”或“”或“”）。一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡。容 器甲乙反應物投入量1molCO2、3molH2a molCO2、b molH2、c molCH3OH（g）、c molH2O（g）若甲中平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍為_。一定溫度下，此反應在恒壓容器中進行，能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據是_。a容器中壓強不變 bH2的體積分數不變 cc（H2）3c（CH3OH） d容器中密度不變 e2個CO斷裂的同時有3個HH斷裂（4）將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為：2CO2（g） + 6H2（g） CH3OCH3（g） + 3H2O（g）。已知一定條件下，該反應中CO2的平衡轉化率隨溫度、投料比n(H2) / n(CO2)的變化曲線如下圖。若溫度升高，則反應的平衡常數K將_（填“增大”、“減小”或“不變”。下同）；若溫度不變，提高投料比n(H2)/n(CO2)，則K將_；該反應H_0（填“”、“”或“=”）?！敬鸢浮縁e2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)；H=-28.5 kJmol1 CO-2e-+4OH-=CO32-+2H2O 1c0.4 bd 減小 不變 【解析】【分析】（1）根據蓋斯定律對已知的兩個熱化學方程式進行加合運算；（2）分析CO燃燒反應方程式2CO+O2=2CO2，分析元素化合價變化確定負極原料及電子轉移數目，電解質顯強堿性，CO2、H+不能大量存在；（3） 一定溫度下，可逆反應達到平衡狀態(tài)時生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，稱之為化學平衡常數，本題圖像是生成物CH3OH的物質的量與時間函數關系，“先拐先平”的原則，生成物濃度越大，則反應物濃度越小，平衡常數就越大。因為“要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數相等”，所以甲、乙互為“等同平衡”，平衡時各組分物質的量分別對應相等，利用“三段式”確定甲、乙容器中平衡時CH3OH物質的量，若使起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則CH3OH初始物質的量不能低于平衡時的CH3OH物質的量，另外，只有反應完全從生成物開始，c才能取最大值。判斷化學平衡狀態(tài)的標志有兩條依據：一是根據正、逆反應速率相等；二是某一物理量不變時，“變量不變”。 （4） 根據平衡常數表達式分析反應物濃度與生成物濃度的相對變化即可解答。由圖像分析溫度影響平衡移動的方向，再根據勒夏特列原理分析該反應熱H的正負。【詳解】利用“三段式”先求出甲容器平衡時各組分物質的量。設甲容器平衡時CH3OH的物質的量為x。恒溫恒容下， ，則有，解得x=0.4mol。甲容器平衡時各組分物質的量分別為CO2為0.6mol、H2為1.8mol、CH3OH為0.4mol、H2O(g)為0.4mol。因為“要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數相等”，甲、乙互為“等同平衡”，所以達到平衡時甲、乙容器中各組分物質的量分別對應相等。要使反應開始時逆向進行則有下列相關量：態(tài)，d項正確；e.CO2結構是O=C=O，H2的結構是HH，單位時間內“2個C=O斷裂”是用CO2表示的正反應速率，單位時間內“3個HH斷裂”是用H2表示的正反應速率，無法確定正、逆反應速率是否相等，所以2個CO斷裂的同時有3個HH斷裂不能判斷該反應達到平衡狀態(tài)，e項錯誤；答案選bd。（4）由圖像知在投料比不變時CO2的平衡轉化率隨溫度的升高而減小，即生成物濃度越來越小，反應物濃度越來越大，根據平衡常數表達式推知平衡常數值越來越小，所以升高溫度，反應的平衡常數K將減小。因為平衡常數只受溫度的影響，與濃度無關，所以溫度不變時，提高投料比，平衡常數K不變。由圖像知隨溫度升高CO2的平衡轉化率減小，即平衡向逆反應方向移動，根據勒夏特列原理，逆反應方向是吸熱反應，則正反應為放熱反應，即該反應H0。3在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：其化學平衡常數K與溫度t的關系如下：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6請回答下列問題：（1）該反應的化學平衡常數表達式為K =_。（2）該反應為_反應。（填“吸熱”或“放熱”）（3）若反應溫度升高，CO2的轉化率_(填“增大”“減小”或“不變”)；（4）能判斷該反應是否達到化學平衡狀態(tài)的依據是_。 A容器中壓強不變 B混合氣體中 c（CO）不變Cv正（H2）v逆（H2O） Dc（CO2）c（CO）（5）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O），試判斷此時的溫度為_。【答案】c（CO）c（H2O）/c（CO2）c（H2） 吸熱 增大 BC 830 【解析】【詳解】化學平衡時，各組分的濃度不隨時間的改變而改變，混合氣體中c(CO)不變是平衡的標志，故B正確；C、化學平衡狀態(tài)的本質是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明水的正逆反應速率相同，表明反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；D、c(CO2)=c(CO)時，和二者的起始量與反應物的轉化率有關，不能表明正逆反應速率相等，不能說明達到了平衡狀態(tài)，故D錯誤；故選BC；（5）平衡濃度符合下式c(CO2)c(CH2)=c(CO)c(H2O)時，濃度熵和平衡常數相等均等于1，平衡常數只受溫度的影響，當K=1時，根據表中數據，溫度是830，故答案為：830。4研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，同溫度下涉及如下反應：2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g) H10，平衡常數為K1；2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g) H2”“”或“”)，平衡常數K1_(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K1減小，可采用的措施是_。【答案】K12/K2 H12-H2 2.5x10-2 75% 不變 升高溫度 【解析】【詳解】（1）2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g) H10，平衡常數為K1；2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s) 大。平衡常數只受溫度影響，所以溫度不變，平衡常數不變，要使平衡常數變小，使平衡逆向移動，則改變的條件為升高溫度。