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文档简介

第7章第3讲化学均衡常数及转变率的计算李仕才考大纲求1.认识化学均衡常数(K)的含义。2.能利用化学均衡常数进行有关计算。考点一化学均衡常数的观点及应用1.观点在必定温度下,当一个可逆反响达到化学均衡时,生成物浓度幂之积与反响物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。2.表达式对于反响A(g)+B(g)??C(g)+D(g),mnpqcpC·cq=mnD(固体和纯液体的浓度视为常数,往常不计入均衡常数表达式中)。KcA·cB3.意义及影响要素K值越大,反响物的转变率越大,正反响进行的程度越大。K只受温度影响,与反响物或生成物的浓度变化没关。化学均衡常数是指某一详细反响的均衡常数。4.应用判断可逆反响进行的程度。利用化学均衡常数,判断反响能否达到均衡或向何方向进行。对于化学反响aA(g)+B(g)??C(g)+D(g)的随意状态,浓度商:ccC·cdD。=A·cBabQ<K,反响向正反响方向进行;Q=K,反响处于均衡状态;Q>K,反响向逆反响方向进行。(3)利用K可判断反响的热效应:若高升温度,K值增大,则正反响为吸热反响;若高升温度,K值减小,则正反响为放热反响。(1)均衡常数表达式中,能够是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反响速率,也能改变均衡常数()(3)均衡常数发生变化,化学均衡不必定发生挪动()(4)化学均衡发生挪动,均衡常数不必定发生变化()(5)均衡常数和转变率都能表现可逆反响进行的程度( )(6)化学均衡常数只受温度的影响,温度高升,化学均衡常数的变化取决于该反响的反响热( )答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√书写以下反响的均衡常数表达式。(1)Cl2+H2O??HCl+HClO(2)C(s)+H2O(g)??CO(g)+H2(g)(3)CH3COOH+C2H5OH??CH3COOC2H5+H2O2---(4)CO3+H2O??HCO3+OH(5)CaCO3(s)??CaO(s)+CO2(g)HCl·cHClO答案(1)K=cCl2CO·cH2(2)K=cH2OCH3COOC2H5·cH2OK=cCH3COOH·cC2H5OH-·c-(4)K=cOHHCO3c2-CO3(5)K=c(CO)2题组一化学均衡常数表达式的书写1.写出以下反响的均衡常数表达式:(1)4NO2(g)+2NaCl(s)??2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)K=________________。(2)人体中肌红蛋白(Mb)与血红蛋白(Hb)的主要功能为运输氧气与二氧化碳,肌红蛋白(Mb)能够与小分子X(如氧气或一氧化碳)联合,反响方程式为Mb(aq)+X(g)??MbX(aq),反响的均衡常数表达式K=____________________________________________________________。c2NO·cCl2cMbX答案(1)c4NO2(2)cMb·cX2.甲醇是重要的化学工业基础原料和洁净液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。2已知制备甲醇的有关化学反响以及在不一样温度下的化学反响均衡常数以下表所示:化学反响均衡常数温度/℃500800①2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)??H2O(g)+CO(g)21.02.50K③3H(g)+CO(g)??CHOH(g)+HO(g)K22323据反响①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示)。(2)反响③的H________(填“>”或“<”)0。答案(1)K1·K2(2)<CH3OH分析(1)K=2,1H2·cCOcCO·cH2OK2=cH2·cCO2,H2O·cCH3OHK3=c3H2·cCO2,K3=K1·K2。(2)依据K3=K1·K2,500℃、800℃时,反响③的均衡常数分别为2.5,0.375;升温,K减小,均衡左移,正反响为放热反响,所以H<0。1.化学均衡常数与详细的化学反响方程式有关,同一种类的化学方程式,化学计量数不一样,则K不一样。2.在水溶液中进行的可逆反响,水可视为纯液体,不要写入化学均衡常数表达式中;固体也不能写入化学均衡常数表达式中。题组二影响化学均衡常数的要素3.(2018·西安市铁一中学质检)O3是一种很好的消毒剂,拥有高效、干净、方便、经济等长处。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反响以下:反响①O3??O2+[O]H>0均衡常数为K1;反响②[O]+O3??2OH<0均衡常数为K2;总反响:2O3??3O2H<0均衡常数为K。以下表达正确的选项是( )A.降低温度,总反响K减小3B.K=K1+K2C.适合升温,可提升消毒效率D.压强增大,K2减小答案CcO2·c[O]22分析降温,总反响均衡向右挪动,、K2=K增大,A项错误;K1=cOc[O]、K333=c2O2=1·2,B项错误;高升温度,反响①均衡向右挪动,c([O])增大,可提升消毒效率,CcO3KK项正确;对于给定的反响,均衡常数只与温度有关,D项错误。4.在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反响CaCO3(s)??CaO(s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系以以下图所示,图中A表示CO的均衡浓度与温度2的关系曲线,B表示不一样温度下反响经过同样时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答以下问题:该反响正反响为______(填“吸”或“放”)热反响;温度为T5时,该反响耗时40s达到均衡,则此温度下,该反响的均衡常数数值为________。假如该反响的均衡常数K值变大,该反响________(填编号)。a.必定向逆反响方向挪动b.在均衡挪动时正反响速抢先增大后减小c.必定向正反响方向挪动d.在均衡挪动时逆反响速抢先减小后增大请说明随温度的高升,曲线B向曲线A迫近的原由:______________________________。保持温度、体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量________,CaO的质量________,CO2的浓度________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)吸0.20(2)bc(3)跟着温度高升,反响速率加速,达到均衡所需要的时间变短(4)增大减小不变分析(1)T5时,c(CO2)=0.20mol·L-1,K=c(CO2)=0.20。K值增大,均衡正向挪动,正反响速率大于逆反响速率。体积不变,增大c(CO2),均衡左移,CaCO3质量增大,CaO质量减小,因为温度不变,K不变,所以c(CO2)不变。注意浓度、压强惹起化学均衡发生挪动时,均衡常数不变,只有温度变化惹起的化学均衡挪动,4均衡常数才发生变化。5.(2017·山西八校联考)将必定量的SO2(g)和O2(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,在不一样温度下进行反响,获得以下表中的两组数据:实验开端量/mol平权衡达到均衡所需温度/℃均衡常数/mol编号时间/minSO2O2SO2O21T1K142x0.862T2K2420.4yt以下说法中不正确的选项是( )A.x=2.4B.T1、T2的关系:T1>T2C.K1、K2的关系:K2>K12·L-1-1D.实验1在前6min的反响速率v(SO)=0.2mol·min答案A分析依据题中信息可列“三段式”:2SO(g)+O2(g)??2SO3(g)(开端)/mol42nn(转变)/mol4-x2-0.8n(均衡)/molx0.8(4-x)∶(2-0.8)=2∶1解得:x=1.6同理,解得y=0.2,因为2SO(g)+O2(g)??2SO(g)是放热反响,温度越高,反响正向进行的程度越小,依据x,y可3以判断出1>2,1<2。实验1在前6min的反响速率v(SO2)=4mol-1.6mol=TTKK2L×6min0.2mol·L-1·min-1,故此题选A。题组三化学均衡常数的应用6.(2018·合肥高三模拟)在体积为1L的密闭容器中,进行以下化学反响:CO(g)+H(g)??CO(g)22+H2O(g),化学均衡常数K与温度T的关系以下表:/℃70080085010001200TK0.60.91.01.72.65回答以下问题:高升温度,化学均衡向________(填“正反响”或“逆反响”)方向挪动。若某温度下,均衡浓度切合以下关系:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时的温度为________;在此温度下,若该容器中含有1molCO、1.2molH、0.75molCO、1.5molH2O,则此时反响所处的状22态为__________(填“向正反响方向进行中”“向逆反响方向进行中”或“均衡状态”)。答案(1)正反响(2)850℃向正反响方向进行中分析(1)由表格数据,可知跟着温度高升,均衡常数增大,说明化学均衡向正反响方向挪动;(2)c(CO2)·(H2)=(CO)·c(H2O),则计算出=1.0,即此时温度为850℃,此温度下cCO·cH2OccKcc220.75×1.51×1.2<1.0,故反响向正反响方向进行中。1.温度变化与化学均衡常数变化不必定对应。若正反响为吸热反响,升温,K增大,降温,K减小;若正反响为放热反响,则相反。2.Q与K的表达式同样,但代入的浓度不一样。K的表达式中各物质浓度为均衡浓度,而Q中为任意时刻物质的浓度。考点二有关化学均衡常数的计算1.一个模式——“三段式”如mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g),令A、B开端物质的量浓度分别为amol·L-1、bmol·L-1,达到均衡后耗费A的物质的量浓度为mxmol·L-1。mA(g)+nB(g)??pC(g)+qD(g)c始/mol·L-100abc转/mol·L-1mxnxpxqxc平/mol·L-1a-mxb-nxpxqxpxp·qxqK=a-mxm·b-nxn。2.明确三个量的关系三个量:即开端量、变化量、平权衡。关系①对于同一反响物,开端量-变化量=平权衡。6②对于同一世成物,开端量+变化量=平权衡。③各转变量之比等于各反响物的化学计量数之比。3.掌握四个公式n转变c转变反响物的转变率=n开端×100%=c开端×100%。生成物的产率:实质产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转变率越大,原料利用率越高,产率越大。实质产量产率=理论产量×100%。平权衡(3)均衡时混淆物组分的百分含量=×100%。均衡时各物质的总量(4)某组分的体积分数=某组分的物质的量×100%。混淆气体总的物质的量将固体NH4I置于密闭容器中,在必定温度下发生以下反响:①NH4I(s)??NH3(g)+HI(g),②2HI(g)222-1-1,则此温度下反响??H(g)+I(g)。达到均衡时:c(H)=0.5mol·L,c(HI)=4mol·L①的均衡常数为___________________________________________________________。答案20分析由均衡时H的浓度,可求得反响②分解耗费HI的浓度,c(HI)-1分解2-1-1-1-1,则cmol·L,故①式生成c(HI)=c均衡(HI)+c分解(HI)=4mol·L+1mol·L=5mol·L均衡(NH3)=5mol·L-1,依据均衡常数表达式=c均衡(NH3)·c均衡(HI)=5×4=20。K这是一道比较经典的“易错”题,极易错填成25。原由是将①式生成的c(HI)=5mol·L-1代入公式中进行求算,而未带入均衡时HI的浓度(4mol·L-1)。计算均衡常数时,应严格依照均衡常数的定义进行求算,代入的必定是物质的均衡浓度。题组一化学均衡常数的纯真计算1.(2018·南宁二中月考)在容积为1.00L的容器中,通入必定量的N2O4,发生反响N2O4(g)??2NO(g),随温度高升,混淆气体的颜色变深。7回答以下问题:反响的H________(填“大于”或“小于”)0;100℃时,系统中各物质浓度随时间变化如上图所示。反响的均衡常数K1为________。-1-1(2)100℃时达均衡后,改变反响温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L·s的均匀速率降低,经10s又达到均衡。T________(填“大于”或“小于”)100℃,判断原由是_____________________________。②列式计算温度T时反响的均衡常数K2_____________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)大于0.36(2)①大于正反响吸热,反响向吸热方向进行,故温度高升2-1-1·L-1-1②均衡时,c(NO)=0.0020mol·L·s×10s×2+0.120mol=0.160mol·L0.1602c(NO)=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1-1-1K==1.28242分析(1)升温,颜色变深,NO增加,即均衡右移,所以正反响吸热,即H>0。由题中图像可2知均衡时NO2和N2O4的浓度,将数据代入均衡常数表达式计算即可。①由题意可知,改变温度使N2O4的浓度降低,即均衡正向挪动,则应是高升温度,T大于100℃;②依据速率和时间,求出减少的N2O4的浓度为0.020mol·L-1,则均衡时N2O4的浓度为0.020-12-12mol·L,NO的浓度为0.160mol·L,由均衡常数表达式可得K的值。题组二化学均衡常数与转变率相结共计算2.羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防备某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中,将CO和H2S混淆加热并达到以下均衡:CO(g)+H2S(g)??COS(g)+H2(g)K=0.1反响前CO的物质的量为10mol,均衡后CO的物质的量为8mol。以下说法正确的选项是( )A.高升温度,H2S浓度增添,表示该反响是吸热反响B.通入CO后,正反响速率渐渐增大C.反响前H2S物质的量为7molD.CO的均衡转变率为80%答案C8分析A项,高升温度,H2S浓度增大,说明均衡向逆反响方向挪动,逆反响吸热,正反响放热,错误;B项,通入CO气体瞬时正反响速率增大,达到最大值,向正反响方向成立新的均衡,正反应速率渐渐减小,错误;C项,设反响前HS的物质的量为nmol,容器的容积为1L,则2CO(g)+H2S(g)??COS(g)+H2(g)K=0.1n始/mol1000nn转/mol2222平/mol8n-2222V·V==0.1,解得=7,正确;D项,依据上述计算可知CO的转变率为20%,错误。K8n-2nV·V3.[2017·全国卷Ⅰ,28(3)]H2S与CO2在高温下发生反响:H2S(g)+CO2(g)??COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反响均衡后水的物质的量分数为0.02。①HS的均衡转变率α=________%,反响均衡常数K=________。21②在620K重复实验,均衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转变率α2________α1,该反响的H________(填“>”“<”或“=”)0。③向反响器中再分别充入以下气体,能使H2S转变率增大的是________(填标号)A.HSB.COC.COSD.N222答案①×10-3②>>③B分析①设均衡时H2S转变的物质的量为x。H2S(g)+CO2(g)??COS(g)+H2O(g)初始转变/molxxxx均衡/mol0.40-x0.10-xxx由题意得:x-x+0.10mol-x+x+x0.40mol=0.02解得:x=0.01mol0.01molH2S的均衡转变率α1=0.40mol×100%=2.5%0.01×0.0122.52.5=1≈2.8×10-3。=cCOS·cHO=Kcc0.40-0.01×-0.01351222.52.5②温度高升,水的均衡物质的量分数增大,均衡右移,则H2S的转变率增大,故α2>α1。温度升9高,均衡向吸热反响方向挪动,故H>0。A项,充入H2S,、H2S的转变率反而减小;B项,充入CO2,增大了一种反响物的浓度,能够提升另一种反响物的转变率,故H2S的转变率增大;C项,充入COS,均衡左移,H2S的转变率减小;D项,充入N2,对均衡无影响,不改变H2S的转变率。题组三有关化学均衡常数的另类计算4.(2016·海南,16)顺-1,2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生以下转变:该反响的速率方程可表示为v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在必定温度时为常数,分别称作正、逆反响速率常数。回答以下问题:(1)已知:t1温度下,k(正)=0.006s-1,(逆)=0.002s-1,该温度下反响的均衡常数值1=kK________;该反响的活化能Ea(正)小于Ea(逆),则H________(填“小于”“等于”或“大于”)0。(2)t2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是________(填曲线编号),平衡常数值2=________;温度t1________(填“小于”“等于”或“大于”)2,判断原由是Kt________________________________________________________________________。答案(1)3小于(2)B7小于该反响是放热反响,高升温度均衡向逆反响方向挪动3分析(1)依据v(正)=k(正)c(顺),k(正)=0.006s-1,则v(正)=0.006c(顺),v(逆)=k(逆)c(反),k(逆)=0.002s-1,则v(逆)=0.002c(反),化学均衡状态时正、逆反响速率相等,1c反0.006则0.006c(顺)=0.002c(反),该温度下反响的均衡常数K=c顺=0.002=3;该反响的活化能E(正)小于E(逆),说明断键汲取的能量小于成键开释的能量,即该反响为放热反响,则H小aa于0。(2)跟着时间的推移,顺式异构体的质量分数不停减少,则切合条件的曲线是B。设顺式异构体的开端浓度为x,可逆反响左右物质的化学计量数相等,均为1,则均衡时,顺式异构体为0.3x,反式异构体为0.7x70.7x,所以均衡常数为K2==。因为K1>K2,放热反响高升温度时平0.3x3衡逆向挪动,所以温度t2>t1。105.必定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反响:C(s)+CO2(g)??2CO(g)H=+173kJ·mol-1,若压强为pkPa,均衡时系统中气体体积分数与温度的关系以下图,回答以下问题:(1)650℃时CO2的均衡转变率为________。(2)t1℃时均衡常数Kp=________(用均衡分压取代均衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);该温度下达均衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体,则均衡________(填“正向”“逆向”或“不”)挪动,原由是_____________________________________________。答案(1)25%(2)0.5p不Qp=Kp分析(1)650℃时,均衡时CO2的体积分数为60%,设其物质的量为0.6mol,则均衡时CO的物质的量为0.4mol,开端时CO2的物质的量为0.6mol+1×0.4mol=0.8mol,故CO2的均衡转变率为20.8-0.6mol×100%=25%。(2)t1℃时,均衡时CO与CO2的体积分数相等,其均衡分压均为0.8mol0.5pkPa,则此时的均衡常数为p=0.5p2=0.5。0.5pKp含义:在化学均衡系统中,用各气体物质的分压代替浓度计算的均衡常数叫压强均衡常数。计算技巧:第一步,依据“三段式”法计算均衡系统中各物质的物质的量或物质的量浓度;第二步,计算各气体组分的物质的量分数或体积分数;第三步,依据分压计算分式求出各气体物质的分压,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数);第四步,依据均衡常数计算公式代入计算。比如,N2(g)+3H2(g)??2NH3(g),压强均衡常数表达式为Kp=p2NH3。N2·32ppH微专题化学反响原理在物质制备中的调控作用1.化学反响方向的判断自觉反响在必定条件下无需外界帮助就能自觉进行的反响称为自觉反响。熵和熵变的含义①熵的含义11熵是权衡一个系统杂乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下,不一样物质有不一样的熵值,同一物质在不一样状态下熵值也不一样,一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。②熵变的含义熵变是反响前后系统熵的变化,用S表示,化学反响的S越大,越有益于反响自觉进行。判断化学反响方向的判据G=H-TSG<0时,反响能自觉进行;G=0时,反响达到均衡状态;G>0时,反响不可以自觉进行。2.化工生产适合条件选择的一般原则从化学反响速率剖析,既不可以过快,又不可以太慢。从化学均衡挪动剖析,既要注不测界条件对速率和均衡影响的一致性,又要注意二者影响的矛盾性。从原料的利用率剖析,增添易得低价原料,提升难得高价原料的利用率,进而降低生产成本。从实质生产能力剖析,如设施承受高温、高压能力等。注意催化剂的活性对温度的限制。3.均衡类问题需综合考虑的几个方面原料的根源、除杂,特别考虑杂质对均衡的影响。原料的循环利用。产物的污染办理。产物的酸碱性对反响的影响。气体产物的压强对均衡造成的影响。改变外界条件对多均衡系统的影响。专题训练1.(2017·四川资阳诊疗)无机盐储氢是当前科学家正在研究的储氢新技术,其原理以下:Pd或PdONaHCO3(s)+H2(g)?????????HCOONa(s)+H2O(l)70℃,0.1MPa在2L恒容密闭容器中加入足量碳酸氢钠固体并充入必定量的H2(g),在上述条件下发生反响,体系中H2的物质的量与反响时间的关系如表所示:t/min0246810n(H2)/mol2.01.51.20.90.80.8以下推测正确的选项是( )12A.当容器内气体的相对分子质量不再变化时,反响达到均衡状态B.0~4min内H2的均匀反响速率v(H2)=0.2mol·L-1·min-1C.若温度不变,均衡后再充入2,达到新均衡时2-12molHc(H)=0.4mol·LD.若保持温度不变,均衡后再充入少许H2,H2的转变率减小答案C分析该可逆反响中只有H呈气态,H的相对分子质量一直保持不变,A项错误;v(H)=2222.0-1.2mol-1·min-1-12L×4min2=1,温度不变时均衡常数不变,再充入H2达到新均衡时,H2的均衡浓度保持不变,C项正确;KcH2温度不变,再充入H,相当于将原系统压缩,均衡向右挪动,H的转变率增大,D项错误。222.①CH(g)+NH(g)+3H=-515kJ·mol-1+2②CH(g)363233236O(g)===CHO(g)+HO(g)H=-353kJ·mol-13,上述①②反响在热力学上趋向均很大的原由是242________________________________________________________,其中反响S>0的是反响________________________________________________________________________。答案①②反响均为放热量大的反响①3.(2018·武汉高三模拟)化学反响原理在科研和生产中有宽泛应用。利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生以下反响:TaS2(s)+2I2(g)??TaI4(g)+S2(g)H>0(Ⅰ)以以下图所示,反响(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少许I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端获得了纯净TaS2晶体,则温度T1________(填“>”“<”或“=”)T2。上述反响系统中循环使用的物质是________。(2)CO可用于合成甲醇,反响方程式为CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)。CO在不一样温度下的均衡转变率与压强的关系以以下图所示。该反响H________(填“>”或“<”)0。实质生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的原由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13答案(1)<I2(2)<在1.3×104kPa下,CO的转变率已较高,再增大压强CO转变率提升不大,同时生产成本增添,得失相当分析(1)由题意知,未提纯的TaS2粉末变为纯净TaS2晶体,要经过两步转变:①TaS2+2I2===TaI4+S,②TaI+S===TaS+2I,即反响(Ⅰ)先在温度T正直向进行,后在温度T端逆向进行,反2422221应(Ⅰ)的H大于0,所以温度1小于2,该过程中循环使用的物质是I2。(2)从图像来看,随TT着温度的高升,CO的转变率变小,则H<0,综合温度、压强对CO转变率的影响来看,在题给压强下,CO的转变率已经很大,不用再增大压强。4.(2018·重庆适应性考试)合成氨是人类科学技术上的一项重要打破,其反响原理为N(g)+223H=-92.4kJ·mol-13H(g)??2NH(g),一种工业合成氨的简略流程图以下:天然气中的H2S杂质常用氨水汲取,产物为NH4HS。必定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使汲取液重生,写出重生反响的化学方程式:________________________。步骤Ⅱ中制氢气原理以下:①CH4(g)+H2O(g)??CO(g)+3H2(g)=+206.4kJ·mol-1H222H=-41.2kJ·mol-1②CO(g)+HO(g)??CO(g)+H(g)对于反响①,必定能够提升均衡系统中H2百分含量,又能加速反响速率的举措是________(填字母)。a.高升温度b.增大水蒸气浓度c.加入催化剂d.降低压强利用反响②,将CO进一步转变,可提升H2产量。若1molCO和H2的混淆气体(CO的体积分数为20%)与H2O反响,获得1.18molCO、CO2和H2的混淆气体,则CO转变率为________。(3)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与均衡时NH3体积分数的关系。依据图中a点数据计算N2的均衡体积分数:________。14(4)依照温度对合成氨反响的影响,在图2坐标中,画出必定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不停高升,NH3物质的量变化的曲线表示图。(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量获得充分利用的主要步骤是________(填序号)。简述本流程中提升合成氨原料总转变率的方法:_______________________________________。必定条件答案(1)2NH4HS+O2=====2NH3·H2O+2S↓(2)a90%(3)14.5%(4)(5)Ⅳ对原料气加压;分别液氨后,未反响的N2、H2循环使用分析(1)向NH4HS溶液中通入空气,发生氧化复原反响,有S单质生成,故反响为2NH4HS+必定条件O2=====2NH3·H2O+2S↓。(2)反响①是一个吸热反响,高升温度均衡正向挪动,将会增添H2的百分含量,同时提升反响速率;增大水蒸气的浓度,会提升反响速率,但H2的百分含量会降低;加入催化剂,不会惹起H2含量的改变;降低压强,反响速率减小;故a正确。设CO反响掉nmol。CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)投入量变化量/molnnn最后量/mol0.2-nn0.8+n则:0.2-n+n+0.8+n=1.18解得:n=0.180.18molCO的转变率为0.2mol×100%=90%。设投入N2和H2的物质的量分别是1mol、3mol,均衡时N2反响掉mmol。N2+3H2??2NH3开端量/mol13015变化量/molm3m2m平权衡/mol1-3-32mmm依据题意:2m=42%,解得≈0.59,所以均衡时N2的体积分数为1-0.59mol×100%≈4-2mm4-2×0.59mol14.5%。通入原料气,反响开始,氨气的量增添,因为合成氨是一个放热反响,当达到均衡后温度高升,氨气的含量将减小。所以图像为从流程图看,反响放出的能量获得充分利用是在热互换器中。提升合成氨原料转变率的方法是将未反响的原料从头送回反响器中循环使用、对原料气加压。1.(2017·天津理综,6)常压下羰基化法精华镍的原理为:Ni(s)+4CO(g)??Ni(CO)4(g)。230℃时,该反响的均衡常数K=2×10-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2℃,固体杂质不参加反响。第一阶段:将粗镍与CO反响转变为气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反响后的气体分别出来,加热至230℃制得高纯镍。以下判断正确的选项是( )A.增添c(CO),均衡向正向挪动,反响的均衡常数增大B.第一阶段,在30℃和50℃二者之间选择反响温度,选50℃C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低D.该反响达到均衡时,v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)答案B分析A项,增添c(CO),均衡向正向挪动,因均衡常数大小只与温度有关,与浓度没关,所以反响的均衡常数不变,错误;B项,第一阶段,50℃时,Ni(CO)4为气态,易于分别,有益于Ni(CO)4的生成,正确;C项,第二阶段,230℃制得高纯镍的反响方程式为Ni(CO)4(g)??Ni(s)+4CO(g),14均衡常数K1=K=5×10,所以Ni(CO)4分解率较高,错误;D项,因反响达到均衡时,正、逆反应速率相等,再依据该反响的化学计量数可知,该反响达到均衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),错误。2.[2016·全国卷Ⅰ,27(2)]元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)-2-4272-(橙红色)、CrO4(黄色)等形式存在,Cr(OH)3犯难溶于水的灰蓝色固体,回答以下问题:162-2--12-(2)CrO4和Cr2O7在溶液中可互相转变。室温下,初始浓度为1.0mol·L的Na2CrO4溶液中c(Cr2O7)随c(H+)的变化以下图。①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转变反响:__________________________________________________________________________________________________________。②由图可知,溶液酸性增大,2-的均衡转变率______(填“增大”“减小”或“不变”)。依据CrO4A点数据,计算出该转变反响的均衡常数为________。③高升温度,溶液中CrO42-的均衡转变率减小,则该反响的________(填“大于”“小于”或“等H于”)0。答案2-+2-+HO②增大14③小于①2CrO+2H??CrO1.0×104272分析①由图可知,跟着溶液酸性增大,溶液中2-)渐渐增大,说明2-渐渐转变为2-,c(Cr2O7CrO4Cr2O72-2-+2-+H2O;②由图中A则CrO4的均衡转变率渐渐增大,其反响的离子方程式为2CrO4+2H??Cr2O7点数据可知:c(Cr2O72-)=0.25mol·L-1、c(H+)=1.0×10-7mol·L-1,则进一步可知c(CrO42-)=1.0mol·L-1-2×0.25mol·L-1=0.5mol·L-1,依据均衡常数的定义可计算出该转变反响的均衡常数为1.0×10142-的均衡转变率减小,说明化学均衡逆向挪动,则正4反响为放热反响,即该反响的H小于0。3.[2016·全国卷Ⅲ,27(2)(3)]煤焚烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采纳NaClO2溶液作为汲取剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答以下问题:(2)在鼓泡反响器中通入含有SO2和NO的烟气,反响温度323K,NaClO2溶液浓度为5×10-3-1。mol·L反响一段时间后溶液中离子浓度的剖析结果以下表。离子2-2---Cl-SO4SONONO332c/mol·L-46.87×-6-41.2×10-5-3-18.35×10101.5×103.4×10①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反响的离子方程式:____________________________。增添压强,NO的转变率________(填“提升”“不变”或“降低”)。②跟着汲取反响的进行,汲取剂溶液的pH渐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。③由实验结果可知,脱硫反响速率________脱硝反响速率(填“大于”或“小于”)。原由是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不一样,还可能是________________________________________________________________________________________________________。17在不一样温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反响中SO2和NO的均衡分压pe以下图。①由图剖析可知,反响温度高升,脱硫、脱硝反响的均衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。②反响答案

-2-2-+Cl-的均衡常数K表达式为_________________________。ClO2+2SO3??2SO4-+―--+2HO提升②减小③大于NO溶解度较低(2)①4NO+3ClO24OH===4NO+3Cl32-22-(或脱硝反响活化能较高)(3)①减小②=cCl·cSO4-·c22-KcClO23SO分析(2)①亚氯酸钠拥有氧化性,可将NO气体氧化为-溶液脱硝过程中主要反响NO3,则NaClO2的离子方程式为-―--4NO+3ClO+4OH===4NO+3Cl+2HO。该反响是一个气体体积减小的反响,232增大压强,有益于反响向耗费NO的方向进行,所以增大压强,NO的转变率提升;②脱硝反响消―,故跟着汲取反响的进行,汲取剂溶液的pH渐渐减小;③依据题中表格数据发现,反响一耗OH段时间后溶液中2―的浓度大于-原由除了SO2SO4NO3的浓度,说明脱硫反响速率大于脱硝反响速率。和NO在烟气中的初始浓度不一样,还可能是NO溶解度较低或脱硝反响活化能较高。(3)①由图分析可知,温度高升,SO2或NO均衡分压的负对数均减小,说明高升温度,均衡逆向挪动,所以脱硫、脱硝反响的均衡常数均减小;-2―2―+Cl―可写出其均衡常数表达式②依据反响ClO2+2SO3??2SO4cCl-22-4为K=-·22-。cClO2c3SO1.只改变一个影响化学均衡的要素,均衡常数K与化学均衡挪动的关系表达不正确的选项是( )A.K值不变,均衡可能挪动B.均衡向右挪动时,K值不必定变化C.K值有变化,均衡必定挪动D.同样条件下,同一个反响的方程式的化学计量数增大2倍,K值也增大两倍答案D分析因改变压强或浓度惹起化学均衡挪动时,K值不变,A项和B项均正确;K值只与温度有关,K值发生了变化,说明系统的温度改变,则均衡必定挪动,C项正确;同样条件下,同一个反响的方程式的化学计量数增大2原2.(2018·大连要点中学联考)必定温度下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molH2(g)和181molI(g),发生反响H(g)+I(g)??2HI(g),经充分反响达到均衡后,生成的HI(g)占气体体积222的50%,该温度下,在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI(g)发生反响HI(g)11222I2(g),则以下判断正确的选项是()A.后一反响的均衡常数为1B.后一反响的均衡常数为0.5C.后一反响达到均衡时,H2的均衡浓度为0.25mol·L-1D.后一反响达到均衡时,HI(g)的均衡浓度0.5mol·L-1答案B分析前一反响达均衡时22·L-1-1,则均衡常数1c(H)=c(I)=0.5mol,c(HI)=1mol·LK=c21211HI==4,尔后一反响的均衡常数2=c2(H2)c2(I2)=1=0.5,A项错误,cc20.5×0.5Kc(HI)K2B项正确;设后一反响达均衡时-1-1cxc2xc211-1x2x2,解得x=0.125,故均衡时c-120.52x误。3.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液汲取CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反响方程式为Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)??[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反响的化学均衡常数与温度的关系如表所示:温度/℃1550100化学均衡常数5×10421.9×10-5以下说法正确的选项是( )A.上述正反响为吸热反响B.15℃时,反响[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)??Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH(g)的均衡常数为2×10-53C.保持其余条件不变,减小压强,CO的转变率高升D.醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的汲取多少没有影响答案B分析依据题给数据知,温度降低,均衡常数增大,说明降低温度,均衡向正反响方向挪动,则正反响为放热反响,A项错误;[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)??Cu(NH3)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)为Cu(NH)Ac(aq)+CO(g)+NH(g)??[Cu(NH)]Ac·CO(aq)的逆反响,两反响的均衡常数互为倒数,32333则15℃时,反响[Cu(NH)]Ac·CO(aq)??Cu(NH)Ac(aq)+CO(g)+NH(g)的均衡常数K=5×104=3332312×10-5,B项正确;减小压强,均衡逆向挪动,CO的转变率降低,C项错误;增大醋酸二氨合铜19溶液的浓度,均衡向正反响方向挪动,有益于CO的汲取,D项错误。4.(2017·江西九江十校联考)在必定条件下发生反响4NO2(g)+O2(g)??2N2O5(g)H<0,T1时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入NO和O,部分实验数据如表所示。以下说法不正确的选项是( )22时间/s0510152-14.002.522.00c3c(NO)/mol·Lc(O2)/mol·L-11.00c1c20.5025的均匀反响速率为0.148mol·L-1-1A.0~5s内NO·sB.其余条件不变,将容器体积压缩一半,则从头达到均衡时c(N2O5)<2mol·L-1C.设T1时均衡常数为K1,T2时均衡常数为K2,若T1<T2,则K1>K2D.1时均衡常数为0.125,均衡时NO和O的转变率均为50%22答案B11-1分析4.00-2.52mol·L=0.148mol·L-1-1,A项正确;252依据反响物转变的物质的量之比等于化学计量数之比,可得c1=0.63,c2=0.50,c3=2.00,由此可知10s时达到均衡,达均衡时c(N2O5)=1.00mol·L-1,将容器体积压缩一半,此时c(N2O5)2.00mol·L-1,随后均衡正向挪动,c(N2O5)>2.00mol·L-1,B项错误;对于放热反响,温度越高,均衡常数越小,C项正确;达均衡时c(NO2)=2.00mol·L-1,c(O2)=0.50mol·L-1,c(N2O5)=1.00mol·L-1,=1.002NO的转变率为2.00mol·L-14=0.125,均衡时-1×100%=50%,O2的转变率为K2.00×0.504.00mol·L0.50mol·L-11.00mol·L-1×100%=50%,D项正确。5.甲、乙两个密闭容器中均发生反响:C(s)+2H2O(g)??CO2(g)+2H2(g)H>0,有关实验数据以下表所示:容积/L温度/℃开端量/mol平权衡/mol达到均衡所容器均衡常数C(s)22需时间/minHO(g)H(g)甲2T1243.23.5K1乙1T121.23K22以下说法正确的选项是( )A.T1<T2B.K2=1.35C.混淆气体的密度一直保持不变20D.乙容器中,当反响进行到1.5min时,n(H2O)=1.4mol答案B分析若T=T,则均衡时n(H)甲=2n(H)乙,实质上n(H)甲>2n(H)乙,因为该反响为吸热反响,122222高升温度有益于均衡正向挪动,说明T1>T2,A项错误;乙容器中反响达均衡时,c(H2O)=0.8mol·L-1-1-1cCO·c2H0.6×1.22、c(CO2)=0.6mol·L、c(H2)=1.2mol·L,K2=222=1.35,B项正确;c2H2O=0.8容器容积不变,碳为固体,正反响方向气体的质量增大,所以反响正向进行时混淆气体的密度增大,C项错误;乙容器中,3min内HO减少了1.2mol,而前1.5min内反响速率大于后1.5min内2反响速率,故前1.5min内HO的物质的量减小的快,反响进行到1.5min时,n(HO)<1.4mol,D22项错误。6.(2018·长邵中学月考)必定条件下,反响2NH3(g)??N2(g)+3H2(g)H>0,达到均衡时N2的体积分数与温度、压强的关系以下图。以下说法正确的选项是()A.压强:p1>p2B.b、c两点对应的均衡常数:Kc>KbC.a点:2v正3逆2(NH)=3v(H)1D.a点:NH3的转变率为3答案B分析该反响为气体分子数增大的反响,恒温时,压强越大,N2的体积分数越小,则p1<2,故Ap错误;b、c两点对应温度b<c,该反响为吸热反响,温度越高,均衡常数越大,则Kc>Kb,故B正确;反响速率之比等于化学计量数之比,3v正(NH3)=2v逆(H2),故C错误;对于反响2NH(g)??N(g)32x2+3H2(g),假定反响前氨气的物质的量为1mol,反响的氨气的物质的量为mol,则=0.1,x1+x11解得x=4,所以氨气的转变率为4,故D错误。7.(2017·广东七校一模)在容积必定的密闭容器中,置入必定量的一氧化氮和足量碳发生化学反响:C(s)+2NO(g)??CO2(g)+N2(g),均衡时c(NO)与温度T的关系以下图,则以下说法正确的是( )21A.该反响的H>0B.若该反响在T1、T2时的均衡常数分别为K1、K2,则K1<K2C.若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD,则pC=pD>pBD.在T时,若反响系统处于状态D,则此时v正>v逆2答案D分析温度高升,NO的均衡浓度增大,说明均衡左移,该反响的H<0,故A错误;H<0,升高温度均衡常数减小,则K1>K2,故B错误;该反响为反响前后气体分子数不变的反响,系统的压强与温度有关,恒容条件下,温度越高压强越大,C>D=B,故C错误;在2时,若反响系统处pppT于状态D,则达到均衡时NO浓度要减小,反响正向进行,则此时v正>v逆,故D正确。8.(2017·湖南十三校一联)在某温度T时,将N2O4、NO2分别充入两个各为1L的密闭容器中发生反响:(g)??N2O4(g)<0。反响过程中浓度变化以下:2NOH容器物质开端浓度/mol·L-1均衡浓度/mol·L-1NO0.1000.04024ⅠNO200.120ⅡN2O400.0142NO20.1000.0716以下说法不正确的选项是( )A.均衡时,Ⅰ、Ⅱ中反响物的转变率α(N2O4)>α(NO2)B.均衡后,高升同样温度,以N2O4表示的反响速率v(Ⅰ)<v(Ⅱ)C.均衡时,Ⅰ、Ⅱ中上述正反响的均衡常数K(Ⅰ)=K(Ⅱ)D.均衡后,高升温度,Ⅰ、Ⅱ中气体颜色都将加深答案B分析Ⅰ中,α(N2O4)=(0.100mol·L-1-0.040mol·L-1)÷0.100mol·L-1=0.6,Ⅱ中α(NO2)(0.100mol·L-1-0.0716mol·L-1)÷0.100mol·L-1=0.284,故Ⅰ、Ⅱ中反响物的转变率α(N2O4)>α(NO2),A正确;由表格数据可知,均衡时c(N2O4):Ⅰ>Ⅱ,高升同样温度,以N2O4表示的反响速率v(Ⅰ)>v(Ⅱ),B错误;均衡常数只与温度有关,温度同样,均衡常数同样,故K(Ⅰ)=K(Ⅱ),C正确;因为2NO??N2O4(g)H<0,高升温度,均衡逆向挪动,NO2浓度增大,颜色变深,D正确。22129.(2018·北京石景山区一致测试)高炉炼铁的主要反响为CO(g)+3Fe2O3(s)??CO2(g)+3Fe(s),已知该反响在不一样温度下的均衡常数以下:温度/℃100011501300均衡常数4.03.73.5以下说法正确的选项是( )A.增添Fe2O3固体能够提升CO的转变率B.该反响的H<0C.减小容器体积既能提升反响速率又能提升均衡转变率D.容器内气体密度恒准时,不可以标记反响达到均衡状态答案B分析Fe2O3是固体,增添固体的量均衡不挪动,不会提升CO的转变率,A项错误;依据表格提供的数据,高升温度,K值减小,所以该反响为放热反响,则H<0,B项正确;该反响是气体体积不变的可逆反响,减小容器的体积,均衡不挪动,所以不会提升均衡转变率,C项错误;根m据ρ=V,体积不变,跟着反响的进行,气体的质量发生变化,即气体的密度发生变化,当气体密度恒准时,标记反响达到均衡状态,D项错误。-1-1CH(g)10.在一恒容的密闭容器中充入0.1mol·LCO、0.1mol·LCH,在必定条件下发生反响:244CO2(g)??2CO(g)+2H(g),测得CH4均衡时转变率与温度、压强关系如图。以下有关说法不正确的是( )A.上述反响的H>0B.压强:p4>p3>p2>p1C.1100℃时该反响均衡常数为1.64D.压强为p4时,在Y点:v正<v逆答案D分析由图像知,压强一准时,温度越高,甲烷的均衡转变率越高,故正反响为吸热反响,H>0,A项正确;该反响为气体分子数增添的反响,压强越大,甲烷的均衡转变率越小,故p4>3>2>1,pppB项正确;1100℃时,甲烷的均衡转变率为80.00%,故均衡时各物质的浓度分别为c(CH)=0.02423-1-1-1-1K=mol·L,c(CO2)=0.02mol·L,c(CO)=0.16mol·L,c(H2)=0.16mol·L,即均衡常数0.162×0.162p4时,Y点未达到均衡,需增大0.02×0.02≈1.64,C项正确;压强为CH4转变率达到均衡,此时v正>v逆,D项错误。11.已知:MgCO3(s)??MgO(s)+CO2(g)H>0,在密闭容器中投入过度碳酸镁在温度T下达到平衡,p(CO2)=4MPa。该均衡常数表达式K=________。若反响系统的体积不变,高升温度,则p(CO2)将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若反响温度T不变,将反响系统的体积减小至本来的一半,则p(CO)变化范围为________。2答案(1)c(CO)(2)增大(3)4MPa≤p(CO)<8MPa22分析(1)只有CO2是气体,其余物质为固体,固体不列入均衡常数表达式。(2)碳酸镁分解反响是吸热反响,高升温度,均衡向右挪动,p(CO2)增大。(3)体积减小至本来的1,若均衡不挪动,2则气体压强为本来的2倍,p(CO2)=8MPa。增大压强,均衡向左挪动,气体压强渐渐减小,温度不变,均衡常数=(CO2)不变,达到新均衡时(CO2)=4MPa。Kcp12.对于可逆反响CO+HO(g)??CO+H,回答以下问题:222(1)830K时,若开端时-12-160%,水蒸c(CO)=2mol·L,c(HO)=3mol·L,均衡时CO的转变率为气的转变率为________;均衡常数K的值为________。(2)830K时,若只将开端时c(H2O)改为6mol·L-1,则水蒸气的转变率为________。(3)若830K时,开端浓度(CO)=a-1(H2O)=b-1的均衡浓度c-1,mol·L,mol·L,H2(H2)=mol·Lccc则:①a、b、c之间的关系式是________;②当a=b时,=________。ac答案(1)40%1(2)25%(3)①c=ab②2a+b分析(1)CO+H2O(g)??CO2+H2开端浓度2300转变浓度均衡浓度1.2×1.21.2K=0.8×1.8=1,α(H2O)=3×100%=40%。设CO的转变浓度为xmol·L-1CO+H2O(g)??CO2+H2开端浓度2600转变浓度xxxx24均衡浓度2-x6-xxxx21.5K=2-x6-x=1,解得x=1.5,则α(H2O)=6×100%=25%。(3)CO+HO(g)??CO+H222开端浓度ab00转变浓度cccc均衡浓度a-cb-cccc2aba-cb-c=1,化简得c=a+b,当a=b时,

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