19 第2章 第4节 第2课时 有关化学平衡的计算(能力课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步课件(鲁科版)

第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 第2章　化学反应的方向、限度与速率 第4节　 化学反应条件的优化——工业合成氨 旧知回顾 2．掌握四个百分数 (1)转化率＝×100%＝×100%。 (2)反应产物的产率＝×100%。 (3)平衡时混合物中某组分的百分含量＝×100%。 (4)某组分的体积分数＝×100%。 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 1．有关化学平衡的计算，可采用“三段式”法求解 所谓“三段式”就是“初始”“转化”“平衡”三个阶段。在解题时，给每一种反应物或反应产物填上或计算出这三个阶段的物质的量或物质的量浓度。未知的量可设为未知数，最后根据题目要求列出方程求解。 探究要点　典例导航 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 2．主要计算类型 (1)化学平衡常数的有关计算。 (2)转化率的有关计算。 (3)反应中某组分的量的计算。 3．温度和压强对转化率(α)的影响 温度或压强改变后，若引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大，反之，则转化率减小。 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 4．改变反应物用量对转化率(α)的影响 (1)反应物不止一种时，如mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)。 ①只增大一种反应物的浓度，该物质本身转化率减小，其他反应物转化率增大。如增大c(A)，则平衡正向移动，α(A)减小，α(B)增大。 ②若同等比例同倍数增大c(A)、c(B)，其影响结果相当于增大压强， 当m＋n＝p＋q时，α(A)、α(B)不变； 当m＋n＞p＋q时，α(A)、α(B)增大； 当m＋n＜p＋q时，α(A)、α(B)减小。 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) (2)反应物只有一种时，如aA(g)⥫⥬bB(g)＋cC(g)，增大c(A)，其影响结果相当于增大压强， 当a＝b＋c时，α(A)不变； 当a＞b＋c时，α(A)增大； 当a＜b＋c时，α(A)减小。 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 【例题】　将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)。在一定条件下达到平衡，测得c平(SO2)＝0.040 mol·L-1。 (1)该条件下的平衡常数为__________________。 (2)SO2的平衡转化率为________。 (3)相同条件下，再向容器中加入0.050 mol SO2(g)和 0.030 mol O2(g)，到达新的平衡时，SO2的平衡转化率将________(填“增大” “减小”或“不变”)。 2.5( mol·L-1)-1 20%　 增大 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　(1)　　　2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g) c始/(mol·L-1) 0.050 0.030 0 Δc/(mol·L-1) 0.010 0.005 0.010 c平/(mol·L-1) 0.040 0.025 0.010 所以，平衡常数K＝＝2.5 (mol·L-1)-1。(2)SO2的平衡转化率：×100%＝20%。(3)相同条件下，再向容器中加入0.050 mol SO2(g)和 0.030 mol O2(g)，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，故SO2的平衡转化率将增大。 1．(双选)将1 mol M和2 mol N置于体积为2 L 的恒容密闭容器中，发生反应：M(s)＋2N(g)⥫⥬P(g)＋Q(g)　ΔH。反应过程中测得P的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) A．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2 B．温度为T1时，N的平衡转化率为80%，平衡常数K＝4 C．无论温度为T1还是T2，当容器中气体密度或压强不变时，反应达平衡状态 D．降低温度、增大压强、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率 √ √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) CD　[由图可知，T1<T2，升高温度，P的体积分数减小，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K2，A正确；该反应前后气体体积不变，压强始终不变，改变压强平衡不移动，C、D错误；T1条件下反应达到平衡时，P的体积分数为40%，则生成P的物质的量为2 mol× 40%＝0.8 mol，消耗N的物质的量为1.6 mol，N的转化率为 ×100%＝80%，平衡常数K＝＝4，B正确。] 2．焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下 两个反应： Ⅰ．C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH1 Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH2 请回答下列问题。 (1)已知反应Ⅱ的正反应速率v正＝k正·p(CO)·p(H2O)，逆反应速率v逆＝k逆·p(CO2)·p(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，lg k (k表示k正或k逆)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示k正、k逆随温度的变化。升高温度，反应Ⅱ的平衡常数K的值________(填“变大”或“变小”或“不变”)。 变小 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) (2)在上图A点对应的温度下，向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气，同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，已知起始时容器内压强为80 kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100 kPa。平衡时CO的分压p(CO)＝____kPa，平衡时水蒸气的转化率为_____%。 8 40 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　(1)lg k(k表示k正或k逆)与温度的关系如图所示，其中直线a、b分别表示k正、k逆随温度的变化，由图可知，随着温度的升高，减小，正、逆反应速率均增大，但升高相同温度时，lg k逆增加的更多，说明平衡逆向移动，K值变小。(2)已知起始时容器内压强为80 kPa，10分钟后体系达到平衡状态，容器内压强变为100 kPa，设反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗水的分压分别为x kPa，y kPa，列化学平衡三段式， 　　　　　C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) 起始/kPa 　　 80 　　　 0 0 转化/kPa 　 x 　　　 x x 平衡/kPa 　　 80－x 　 x x 　　　　　CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 起始/kPa x 80－x 0 x 转化/kPa y y y y 平衡/kPa x－y 80－x－y y x＋y 则(x－y＋80－x－y＋y＋x＋y)kPa＝100 kPa，解得x＝20，A点对应的温度下平衡时，v正＝v逆，k正·p(CO)·p(H2O)＝k逆·p(CO2)· p(H2)，A点k正＝k逆，则p(CO)·p(H2O)＝p(CO2)·p(H2)，则(20－y)kPa·(80－20－y)kPa＝y kPa·(20＋y) kPa，解得y＝12，平衡时CO的分压p(CO)＝(20－12)kPa＝8 kPa，平衡时水蒸气的转化率为×100%＝40%。 1．(双选)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数(K)与温度的关系如表： 5 知能反馈　随堂评估 2 4 3 题号 1 温度/℃ 25 80 230 平衡常数/ (mol-3·L3) 5×104 2 1.9×10-5 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 下列说法不正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．在25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)⥫⥬Ni(s)＋4CO(g) 的平衡常数为0.5 mol3·L-3 C．在80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆 D．在80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L-1 5 2 4 3 题号 1 √ √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) BC　[升高温度，平衡常数减小，故该反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K′＝ mol3·L-3＝2×10-5 mol3·L-3，B项错误；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则Q＝ mol-3·L3＝8 mol-3·L3>K，v正＜ v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时若n(CO)＝0.3 mol，c平(CO)＝ 1 mol·L-1，故c平[Ni(CO)4]＝(CO)＝2×14 mol·L-1＝ 2 mol·L-1，D项正确。] 5 2 4 3 题号 1 2．在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是(　　) 5 2 3 题号 1 4 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) A．反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)的ΔH>0 B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO的转化率 C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO的转化率 D．380 ℃下，c起始(O2)＝5.0×10-4 mol·L-1，NO的平衡转化率为50%，则平衡常数K>2 000 5 2 3 题号 1 4 √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) D　[由虚线可知，随温度升高，NO的平衡转化率逐渐降低，说明平衡逆向移动，则NO与O2生成NO2的反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；由题图知，X点未达到平衡，延长时间反应继续向右进行，NO的转化率增大，B项错误；Y点为平衡点，增大O2的浓度，平衡正向移动，可以提高NO的转化率，C项错误；设NO起始浓度为a mol·L-1，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol·L-1、(5×10-4－0.25a) mol·L-1、 0.5a mol·L-1，该反应的平衡常数K＝＝2 000，D项正确。] 5 2 3 题号 1 4 3．(双选)向容积为2 L的真空密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH>0，NO物质的量变化如表所示，反应在T1 ℃、T2 ℃下分别达到平衡时容器的总压强分别为p1kPa、p2kPa(用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp，某组分分压＝总压×该组分物质的量分数)。 5 2 3 题号 4 1 物质 的量 /mol T1/℃ T2/℃ 0 5 min 10 min 15 min 20 min 25 min 30 min NO 2.0 1.2 0.5 0.5 0.6 0.7 0.7 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 下列说法正确的是(　　) A．T1℃时，0～5 min内，以CO2表示反应速率 v＝0.08 mol·L-1·min-1 B．T1℃时，反应的平衡常数Kp＝2.25 C．第15 min后，温度调整到T2℃，数据变化如表所示，则p1<p2 D．若30 min时，保持T2℃不变，再加入三种气体物质各1 mol，再达到平衡时NO的体积分数为0.35 5 2 3 题号 4 1 √ √ 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) BD　[T1℃时，0～5 min内，Δn(NO)＝2.0 mol－1.2 mol＝0.8 mol，则Δn(CO2)＝0.4 mol，v(CO2)＝＝0.04 mol·L-1·min-1，A错误。T1时，根据反应过程中各物质物质的量变化列三段式 　　　　　C(s)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g) n初/mol 　　　　 2 　　 0 　 0 Δn/mol 　　　　 1.5 　 0.75 0.75 n末/mol 　　　　 0.5 　 0.75 0.75 5 2 3 题号 4 1 转化为压强，p(NO)＝p1× kPa＝0.25 p1 kPa，同理，p(N2)＝p(CO2)＝p1× kPa＝0.375 p1 kPa。Kp＝＝2.25，B正确。该反应是吸热反应，由T1到T2，NO的物质的量增大，反应逆向移动，因为ΔH>0，故T2<T1。因为反应前后气体的物质的量不变，则降低温度，容器内压强减小，C错误。T2时，反应达到平衡时有n(NO)＝0.7 mol，气体总物质的量n总＝2 mol。NO在混合气体中的体积分数＝×100%＝35%。再加入三种气体各1 mol，相当于增大压强，反应达到平衡后，与原平衡是等效平衡，则NO的体积分数为35%，D正确。] 5 2 3 题号 4 1 4．将1 mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)，此时有的CO转化为CO2。 (1)该平衡混合物中CO2的物质的量分数为________。 (2)温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，CO的转化率______ (填“增大”“减小”或“不变”)。 5 2 4 3 题号 1 25% 不变 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) (3)温度不变的条件下向该平衡体系中再充入1 mol CO2和1 mol H2，则达到平衡时CO2的物质的量分数为________。 (4)若在相同条件下，向容器中充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O，则达到平衡时，混合物中CO2的物质的量分数可能是下列各值中的________(填字母)。 A．16.67%　　　B．22.2%　　C．33.3% 　　D．36.8% 5 2 4 3 题号 1 25% B 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　平衡时参加反应的CO为1 mol×＝0.5 mol，则： 　　　　　CO(g)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)， 起始/mol 1 　 1 　　 0 　 0 变化/mol 0.5 0.5 　　 0.5 0.5 平衡/mol 0.5 0.5 　　 0.5 0.5 5 2 4 3 题号 1 (1)平衡时，混合气体的总的物质的量为1 mol＋1 mol＝2 mol，所以平衡混合物中CO2的物质的量分数＝×100%＝25%。(2)温度不变的条件下向该平衡体系中再充入一定量的氩气，容器的容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变。(3)平衡后再充入1 mol CO2和1 mol H2，等效为在原平衡的基础上增大压强，平衡不移动，二氧化碳的物质的量分数不变，为25%。 5 2 4 3 题号 1 (4)该温度下，设该固定容器体积为V L，则平衡常数K＝ ＝1，充入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O，反应向逆反应进行，最终达到平衡，令参加反应的H2的物质的量为n mol， 　　　　　CO(g)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)， 起始/mol 0 　 1 　　 1 　　 1 转化/mol n 　 n 　　 n 　 　n 平衡/mol n 　 1＋n 　 1－n 1－n 5 2 4 3 题号 1 所以K＝＝1，解得n＝，反应前后气体的体积不变，所以平衡时，混合气体的总的物质的量为1 mol＋1 mol＋1 mol＝3 mol，平衡时，混合物中CO2的体积分数为×100% ≈22.2%。 5 2 4 3 题号 1 5．将H2、NO、O2按体积比3∶2∶1充入恒温恒压(200 ℃、 100 kPa)容器中，发生反应：4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)⥫⥬N2(g)＋4H2O(g)，平衡时，N2的体积分数为0.1。NO的平衡转化率为________，平衡常数Kp＝____________(kPa)-2(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 2 4 3 题号 1 5 50% 0.04(kPa)-2 探究要点 课时分层作业 知能反馈 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　将H2、NO、O2按体积比3∶2∶1充入恒温恒压(200 ℃、100 kPa)容器中，发生反应：4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)⥫⥬N2(g)＋4H2O(g)；设生成N2 x mol，H2、NO、O2起始量分别为3 mol、 2 mol、1 mol，则 　　　　　4H2(g)＋2NO(g)＋O2(g)⥫⥬N2(g)＋4H2O(g) 起始/mol 3 　 　2 　 1 　 0 　 0 转化/mol 4x 　 2x 　 x 　 x 　 4x 平衡/mol 3－4x 2－2x 1－x x 　 4x 2 4 3 题号 1 5 反应后总的物质的量为(6－2x)mol，平衡时，N2的体积分数为0.1，则＝0.1，x＝0.5，NO的平衡转化率为×100%＝50%；反应后总的物质的量为5 mol，H2、NO、O2、N2、H2O的物质的量分别为1 mol、1 mol、0.5 mol、0.5 mol、2 mol，总压为 100 kPa，平衡常数Kp＝＝0.04(kPa)-2。 2 4 3 题号 1 5 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，在恒温恒容的密闭容器中通入2 mol N2和6 mol H2，达到平衡时放出热量73.6 kJ，则N2的转化率为(　　) A．40%　　　B．80%　　　C．30% 　　　D．60% 课时分层作业(十七)　有关化学平衡的计算 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 11 12 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 37 A　[反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1，达到平衡时放出热量73.6 kJ，由化学方程式知，消耗的氮气的物质的量为＝0.80 mol，则N2的转化率为×100%＝40%，A项符合题意。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 2．一定条件下，将一定量的A、B的混合气体充入密闭容器中发生下列反应：2A(g)＋2B(g)⥫⥬C(g)＋D(g)　ΔH>0。当由M平衡点到N平衡点过程中，温度与对应变化及M点、N点平衡混合气体中某些气体的物质的量如图所示。则M点平衡到N点平衡过程中B的转化率是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 11 12 A．24%　　 B．30%　　 C．60%　　 D．48% 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) A　[由图像知Δn(A)＝Δn(B)＝1.5 mol－0.3 mol＝1.2 mol，α(B)＝×100%＝×100%＝24%，故A正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 3．100 ℃时，把0.5 mol N2O4通入容积为5 L的真空密闭容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02 mol·L-1。60 s时，反应已达到平衡状态，此时容器内的压强为开始时的1.6倍。下列说法正确的是(　　) A．0～2s内用N2O4表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1 B．在2s时容器内的压强为开始时的1.1倍 C．平衡时，n(N2O4)＝0.25 mol D．平衡时，N2O4的转化率为40% 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 11 12 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) B　[N2O4和NO2之间存在转化关系： 　　　　　　　　　N2O4(g)⥫⥬2NO2(g) 起始物质的量/mol 0.5 　　 　 0 转化物质的量/mol 0.05 　　 　0.02×5 2s时物质的量/mol 0.5－0.05 0.02×5 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 则0～2 s内v(N2O4)＝＝0.005 mol·L-1·s-1，A项错误；达到平衡状态时，设N2O4转化的物质的量为x mol，气体总的物质的量为0.5 mol－x mol＋2x mol＝(0.5＋x) mol，则＝1.6，解得x＝0.3，平衡体系中含0.2 mol N2O4，C项错误；平衡时，N2O4的转化率为×100%＝60%，D项错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 4．加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5(g)⥫⥬N2O3(g)＋O2(g)， ②N2O3(g)⥫⥬N2O(g)＋O2(g)；在2 L密闭容器中充入6 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为8 mol，N2O3为3.2 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　　) A．10.7 mol·L-1　　 B．8.5 mol·L-1 C．32 mol·L-1 D．64 mol·L-1 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 11 12 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) C　[设分解的N2O3物质的量为x mol，反应过程中共生成N2O3(x＋3.2)mol，在①反应中N2O5分解了(x＋3.2)mol，同时生成O2(x＋3.2)mol，在②反应中生成氧气x mol，则(x＋3.2)mol＋x mol＝8 mol，求得x＝2.4。所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c平(N2O5)＝ mol·L-1＝0.2 mol·L-1；c平(N2O3)＝ mol·L-1＝ 1.6 mol·L-1；c平(O2)＝ mol·L-1＝4 mol·L-1；反应①的平衡常数K＝ mol·L-1＝32 mol·L-1。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 5．已知反应：CH2==CHCH3(g)＋Cl2(g)⥫⥬CH2==CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w[]向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) A．图甲中w2＞1 B．图乙中，A线表示逆反应的平衡常数 C．温度为T1 K、w＝2时，Cl2的转化率为50% D．若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强增大 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) C　[根据题中信息可知，增大n(Cl2)，w增大，平衡正向移动，丙烯的体积分数(φ)减小，故w2＞1，A正确；根据图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，正反应的平衡常数减小，逆反应的平衡常数增大，图乙中A线表示逆反应的平衡常数，B正确；由图乙知，温度为T1 K时，正、逆反应的平衡常数相等，平衡常数K＝1，当w＝2时，设CH2==CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol，密闭容器的体积为1 L，参加反应的Cl2的物质的量为b mol，则＝1，解得，则Cl2的转化率约为33.3%，C错误；该反应为反应前后气体体积不变的放热反应，反应向正反应方向进行，体系温度升高，气体膨胀，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 6．在硫酸的工业生产中，通过下列反应使SO2转化为SO3：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)。一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)、O2(g)和SO3(g)，其相关数据如表所示。下列判断正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12   甲 乙 丙 丁 起始物质的量 n(SO2)/mol 0.4 0.8 0.8 0.4 n(O2)/mol 0.24 0.24 0.48 0.28 n(SO3)/mol 0 0 0 0.4 SO2的平衡转化率/% 80 α1 α2 α3 SO3的平衡含量/% a b c d 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) A．平衡时，α1＞α2 B．平衡时，c平(SO2，丙)＝2c平(SO2，甲) C．平衡时，c＜d D．该温度下，平衡常数为400 mol-1·L 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) D　[丙相当于在乙的基础上增加了氧气的量，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，A错误；丙中的投料是甲中的二倍，相当于在甲的基础上加压，则平衡正向移动，故平衡时，c平(SO2，丙)<2c平(SO2，甲)，B错误；开始时，将丁中的SO3完全转化为SO2，O2时，n(SO2)＝(0.4＋0.4)mol＝0.8 mol，n(O2)＝(0.28＋0.2)mol＝0.48 mol，所以丙、丁为等效平衡，平衡时SO3含量相等，c＝d，C错误；甲中，n(SO2)＝0.4 mol，n(O2)＝0.24 mol，SO2的平衡转化率为80%，则可建立下列三段式： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g) 起始量/mol 0.4 　　0.24 　 0 变化量/mol 0.32 　 0.16 　 0.32 平衡量/mol 0.08 　 0.08 　 0.32 该温度下，平衡常数为 ＝400 mol-1·L，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 7．甲、乙均为 1 L的恒容密闭容器，向甲中充入1 mol CH4和1 mol CO2，乙中充入1 mol CH4和 n mol CO2，在催化剂存在下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 A．该反应的正反应是放热反应 B．773 K时，该反应的平衡常数小于 12.96( mol·L-1)2 C．H2的体积分数：φ(b)＞φ(c) D．873 K时，向甲平衡体系投入高效催化剂 能提高CH4的平衡转化率 √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) 8．将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应NH2COONH4(s) ⥫⥬ 2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的值的负对数(－lgK)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 √ 11 12 A．C点对应状态的平衡常数的值为10-3.638 B．v正(NH3)＝2v逆(CO2)时，反应达平衡状态 C．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态 D．30 ℃时，B点对应状态的v(正)>v(逆) √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) CD　[A项，C点对应平衡常数的值的负对数(－lg K)＝3.638，该点对应状态的平衡常数的值为10-3.638，正确；B项，v正(NH3)＝ 2v逆(CO2)时反应达平衡状态，正确；C项，体系中两种气体的物质的量之比始终不变，所以NH3的体积分数不变时，该反应不一定达到平衡状态，错误；D项，30 ℃时，B点未平衡，最终要达平衡状态，平衡常数的值的负对数要变大，此时的－lgQ<－lgK，Q>K，因此B点对应状态的v(正)<v(逆)，错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 9．一定条件下发生反应2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)　ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．压强：p1＞p2 B．b、c两点对应的平衡常数：Kc>Kb C．a点：2v正(NH3)＝3v逆(H2) D．a点：NH3的转化率为 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ √ 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) BD　[该反应正向为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1<p2，故A错误；b、c两点对应温度b<c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc>Kb，故B正确；反应速率之比等于化学式前的系数之比，平衡时应是3v正(NH3)＝ 2v逆(H2)，故C错误；对于反应2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)，假设反应前NH3的物质的量为1 mol，a点时反应的NH3的物质的量为x mol， 则＝0.1，解得x＝，因此NH3的转化率为，故D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 三、非选择题 10．已知可逆反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)，平衡常数为K。 (1)557 ℃时，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，平衡时CO转化率为60%，则H2O的转化率为______；K为_____。 (2)557 ℃时，若起始浓度改为CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，平衡时H2O的转化率为________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 40% 1 25% 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　(1)对于可逆反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)，若起始浓度：CO为1 mol·L-1，H2O为1.5 mol·L-1，达到平衡时，CO转化率为60%，则CO消耗的物质的量浓度为1 mol·L-1×60%＝0.6 mol·L-1，则H2O消耗的物质的量浓度为0.6 mol·L-1，而生成的CO2的物质的量浓度为0.6 mol·L-1，生成的氢气的物质的量浓度为0.6 mol·L-1，而H2O的平衡浓度为1.5 mol·L-1－0.6 mol·L-1＝ 0.9 mol·L-1，CO的平衡浓度为1 mol·L-1－0.6 mol·L-1＝0.4 mol·L-1，则H2O的转化率为＝40%，平衡常数K＝ ＝1。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 (2)557 ℃时，若起始浓度改为CO为1 mol·L-1，H2O为3 mol·L-1，达到平衡时，设CO转化的物质的量浓度为x mol·L-1，则H2O转化的物质的量浓度为x mol·L-1，生成的二氧化碳的物质的量浓度为x mol·L-1，生成的氢气的物质的量浓度为x mol·L-1，则H2O的平衡浓度为(3－x)mol·L-1，CO的平衡浓度为(1－x)mol·L-1，则根据 平衡常数可以计算：＝1，求出x＝0.75，H2O的转化率为＝25%。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 11．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示： 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)＝________ mol·L-1·min-1。 ②T2时该反应的平衡常数K＝____ mol-1·L。 ③T2时Cl2的平衡转化率为________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 0.1　 2　 50%　 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图B所示： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) ①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 ②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。 ③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝______ (用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 <　 40%　 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　(1)①10 min时，c(NOCl)＝1 mol·L-1，则转化的NO的物质的量为1 mol，则v(NO)＝＝0.1 mol·L-1·min-1。②平衡常数K＝ mol-1·L＝2 mol-1·L。③Cl2的平衡转化率为×100%＝50%。(2)①根据图像，升高温度，平衡时NO的转化率减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，ΔH＜0。②根据图像，在p压强条件下，M点NO的平衡转化率为50%，根据2NO(g)＋Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g)可知，NO的体积分数为40%。③设起始投料时NO的物质的量为2 mol，则Cl2的物质的量为1 mol，则 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 　　　　　2NO(g)＋Cl2(g)⥫⥬2NOCl(g) 起始/mol 2 　　 1 　　 0 反应/mol 1 　　 0.5 　　 1 平衡/mol 1 　　 0.5 　　 1 平衡分压 p× p× p× M点的压强平衡常数Kp＝。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 12．T ℃时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应CH3OCH3(g)⥫⥬ CO(g)＋H2(g)＋CH4(g)，测得容器内初始压强为40 kPa，反应过程中反应速率[v(CH3OCH3)]、时间(t)与CH3OCH3分压[p(CH3OCH3)]的关系如图所示。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) (1)t＝400 s时，CH3OCH3的转化率α＝________%。 (2)反应速率满足v(CH3OCH3)＝kpn(CH3OCH3)，k＝_________s-1，400 s时v(CH3OCH3)＝__________ kPa·s-1。 (3)达到平衡时，测得体系的总压强p总＝100 kPa，则该反应的平衡常数Kp＝_______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 12.5 4.4×10-4 1.54×10-2 2.7×103 kPa2 探究要点 知能反馈 课时分层作业 第2课时　有关化学平衡的计算(能力课) [解析]　(1)恒温恒容时气体的压强之比等于气体物质的量之比，容器内初始压强为40 kPa，根据图像，400 s时，p(CH3OCH3)＝35.0 kPa，则t＝400 s时，CH3OCH3的转化率α＝×100%＝12.5%。(2)反应速率满足v(CH3OCH3)＝kpn(CH3OCH3)，根据图像，v(CH3OCH3)与p(CH3OCH3)为直线关系，则n＝1，p(CH3OCH3)＝10.0 kPa时，v(CH3OCH3)＝4.4×10-3 kPa·s-1，则4.4×10-3 kPa·s-1＝k×10.0 kPa，解得k＝4.4×10-4 s-1；400 s时p(CH3OCH3)＝ 35.0 kPa，则400 s时v(CH3OCH3)＝4.4×10-4 s-1×35.0 kPa＝1.54×10-2 kPa·s-1。(3)设转化的CH3OCH3压强为x kPa，列三段式： 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 $$