易错12 化学平衡图像-备战2021年高考化学一轮复习易错题

易错12 化学平衡图像 【易错分析】 图像和图表分析能力是高中化学重点考查的能力之一，从近几年的高考试题看，化学反应速率、化学平衡的图像和图表题属于高频考点，要求能够分析图像、图表，结合化学平衡移动原理答题。反应速率与化学平衡图像题有如下几种类型：分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响、由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系)、由反应和图像判断图像中坐标或曲线的物理意义、由反应和图像判断符合图像变化的外界条件、由反应判断图像正误等。 【错题纠正】 例题1、合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH，测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示： 回答下列问题： (1)p1、p2、p3的大小关系是________，欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_____________。图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是____________。 (2)900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为________，该反应的平衡常数K＝________。 【解析】(1)正反应是气体体积增大的反应，增大压强，CO的含量降低，根据图像可知，在温度相等时p1对应的CO含量最高，则p1、p2、p3的大小关系是p1<p2<p3。升高温度CO的含量升高，说明正反应是吸热反应，所以欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为升高温度、降低压强。平衡常数只与温度有关系，升高温度平衡右移，平衡常数增大，则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是Ka＝Kb<Kc。 (2)900 ℃、1.013 MPa时CO的含量是80%，则 　　　　　　　C(s)＋CO(g) 2CO(g) 起始量(mol)　　　　　1　　 　 0 转化量(mol) x 2x 平衡量(mol) 1－x 2x 因此＝0.8，解得x＝， 则CO2的转化率为66.7%，反应的平衡常数K＝＝。 【答案】(1)p1<p2<p3　升高温度、降低压强　Ka＝Kb<Kc(2)66.7%　 例题2、(1)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)＋2C(s) N2(g)＋2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量活性炭发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示： ①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__________(填“A”“B”或“C”)点。 ②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp＝________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (2)以CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应体系起始总压强为0.1a MPa，不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。在低于800 ℃时主要反应的化学方程式为______________；1 150 ℃下，反应CaSO4＋COCaO＋CO2＋SO2达到平衡时，c平衡(SO2)＝8.0×10－5 mol·L－1，CO的转化率为80%，则c初始(CO)＝________ mol·L－1，该反应的压强平衡常数Kp＝________(用含a的代数式表示；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；忽略副反应)。 【解析】(1)①增大压强，平衡左移，NO2的转化率减小，所以A点NO2的转化率最高。 ②设C点时NO2的浓度为c mol·L－1，则CO2的浓度也为c mol·L－1 2NO2(g)＋2C(s) N2(g)　　＋　　2CO2(g) c mol·L－1　　　　c mol·L－1　　c mol·L－1 p(NO2)＝20 MPa×＝8 MPa p(N2)＝20 MPa×＝4 MPa p(CO2)＝20 MPa×＝8 MPa Kp＝＝＝4。 (2)在低于800 ℃时，固体产物为CaS，所以此时反应方程式为CaSO4＋4COCaS＋4CO2 c初始(CO)＝＝1.0×10－4 mol·L－1 　 　　CaSO4＋COCaO＋CO2　　＋　　SO2 平衡(mol·L－1)2.0×10－5　 8.0×10－5　　8.0×10－5 平衡时总压强：0.1a MPa× ＝0.18a MPa p(CO2)＝p(SO2)＝0.18a MPa×＝0.08a MPa p(CO)＝0.18a MPa×＝0.02a MPa Kp＝＝＝0.32a。 答案：(1)①A　②4　(2)CaSO4＋4CO