内容正文:
第2章 化学反应速率与化学平衡
专项02
平衡常数应用 化学平衡常数K、KP的计算
人教版2019选择性必修1
化学平衡常数的计算方法
1
内容导航
化学平衡常数的应用
2
知识导航
01
化学平衡常数的计算方法
1.基础知识
一、化学平衡常数的计算方法
(1) 转化率、产率及分压的计算
①
反应物的变化量
反应物的起始量
反应物的转化率=
×100 %
②
生成物的实际产量
生成物的理论产量
生成物的产率 =
×100 %
③分压=总压×物质的量分数
(2)浓度平衡常数:
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,称为化学平衡常数(简称平衡常数),用符号K表示。
释·要点精讲
一、化学平衡常数的计算方法
1.基础知识
(3)平衡常数的表达式
对于反应:mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g),
平衡常数的表达式为K=
(4)压强平衡常数Kp
在化学平衡体系中,各气体物质的分压替代浓度,计算的平衡常数叫压强平衡常数,其单位与表达式有关。
(5)压强平衡常数Kp的表达式
对于反应:mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g),
压强平衡常数的表达式为Kp=
释·要点精讲
2.基本思维模型
一、化学平衡常数的计算方法
(1) 列 “三段式”(未知量大胆设未知数)
三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量,然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”,只要已知起始量和转化率就可用三段式法解题。
c 始/(mol·L-1) a b 0 0
c 转/(mol·L-1) mx nx px qx
c 平/(mol·L-1) a - mx b - nx px qx
K =
m A(g)+ n B(g) p C(g)+ q D(g)
释·要点精讲
2.基本思维模型
(2)根据条件,列方程
一、化学平衡常数的计算方法
(4)“三段式” 变形 ---- 多反应体系
若涉及多个反应 (连续反应、竞争反应等),只列 “转化段”
(3) 恒温恒容体系,可直接用分压列 “三段式”
①N2O5(g) ⇌N2O3(g)+O2(g)
②N2O3(g) ⇌N2O(g)+O2(g)。
前一步反应的生成物,
继续参与后续反应生成新物质
连续型
多重平衡
①CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)
②2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g)
多步反应之间是平行关系,
同时也是竞争关系
竞争型
多重平衡
释·要点精讲
3.浓度平衡常数的计算
一、化学平衡常数的计算方法
(1)浓度平衡常数的计算步骤和方法
对以下反应:mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g),设A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后,A的消耗量为mx mol,容器容积为V L。
平衡/mol a-mx b-nx px qx
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
则K=
释·要点精讲
【典例1】 [2023·北京朝阳区一模] 向容积恒为1 L的密闭容器中充入一定量CH3OH(g),发生反应:2CH3OH(g) ⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH<0。
下列说法不正确的是 ( )
A.T1>T2 B.T1 ℃,该反应的平衡常数K=4
C.Ⅱ中存在:c(CH3OH)+2c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1
D.T1 ℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2 mol的3种气体,反应将逆向进行
D
一、化学平衡常数的计算方法
编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g)
Ⅰ T1 0.40 0.16 0.16
Ⅱ T2 0.20 0.09 0.09
究·典例精析
【典例1】 [解析] 结合已知数据列T1 ℃时三段式,
2CH3OH(g) ⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始/mol 0.40 0 0
转化/mol 0.32 0.16 0.16
平衡/mol 0.08 0.16 0.16
该温度下平衡常数K1==4;
一、化学平衡常数的计算方法
T2 ℃时三段式,
2CH3OH(g) ⇌ CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始/mol 0.20 0 0
转化/mol 0.18 0.09 0.09
平衡/mol 0.02 0.09 0.09
该温度下平衡常数K2==20.25;该反应ΔH<0,温度升高平衡逆向移动,K减小,由K2>K1知,T1>T2,A正确;
究·典例精析
【典例1】 由以上三段式计算知,T1 ℃时,该反应的平衡常数K=4,B正确;
Ⅱ中存在CH3OH(g)的起始物质的量为0.2 mol,则其起始浓度为0.2 mol·L-1,结合元素守恒知,存在c(CH3OH)+2c(CH3OCH3)=0.2 mol·L-1,C正确;
T1 ℃时,向该容器中充入物质的量均为0.2 mol的3种气体,则此时Q==<1<K1,反应将正向进行,D错误。
一、化学平衡常数的计算方法
究·典例精析
一、化学平衡常数的计算方法
【典例2】 (不定选) [2022·湖南卷] 向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应:2X(g)+Y(g)⇌Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.ΔH>0
B.气体的总物质的量:na<nc
C.a点平衡常数:K>12
D.反应速率:va正<vb正
究·典例精析
【典例2】
[解析]甲为绝热过程,由图可知随着反应的进行,甲过程的压强先增大后减小,根据pV=nRT可知,刚开始压强增大的原因是容器内温度升高,则说明上述反应过程放热,即ΔH<0,A错误;
根据A项分析可知,该反应为放热反应,图中a点和c点的压强相等,因甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,说明此时甲容器中气体的总物质的量小于乙容器,即气体总物质的量:na<nc,B正确;
一、化学平衡常数的计算方法
究·典例精析
【典例2】 根据pV=nRT,甲容器中,=,因绝热容器中反应放热,T始<Ta,则na< mol,设甲容器中达到a点时,Y转化的物质的量为x mol,列出三段式如下:
2X(g) + Y(g) ⇌ Z(g)
起始/mol 2 1 0
转化/mol 2x x x
平衡/mol 2-2x 1-x x
则有[(2-2x)+(1-x)+x] mol< mol,解得x>0.75,则a点化学平衡常数K==>=12,C正确;
甲容器达到平衡时温度高,所以达到平衡的正、逆反应速率比乙容器的快,即va正>vb正,
D错误。
一、化学平衡常数的计算方法
究·典例精析
一、化学平衡常数的计算方法
3.浓度平衡常数的计算
(2)压强平衡常数的计算步骤和方法
第四步:根据平衡常数计算公式代入计算。
第一步:根据 “三段式” 法计算平衡体系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:根据分压计算公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)
对于反应:mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g),
压强平衡常数的表达式为Kp=
释·要点精讲
一、化学平衡常数的计算方法
3.浓度平衡常数的计算
某气体组分的体积分数=×100%。
平衡时混合物中各组分的百分含=×100%。
(2)压强平衡常数的计算步骤和方法
释·要点精讲
一、化学平衡常数的计算方法
【典例3】[2024·新课标卷27题节选]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下,Ni(s)和CO(g)反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4达平衡时,Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=___,该温度下平衡常数Kp=___ (MPa)-3。
[解析]Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)
起始量/mol 4 0
转化量/mol 4x x
平衡量/mol 4-4x x
恒温恒压条件下,气体的体积分数即为
其物质的量分数,因此有,
解得 ,因此达到平衡时,的平衡转化率 ;
究·典例精析
一、化学平衡常数的计算方法
【典例3】[2024·新课标卷27题节选]在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下,Ni(s)和CO(g)反应:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4达平衡时,Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。p3、100 ℃时CO的平衡转化率α=___,该温度下平衡常数Kp=___ (MPa)-3。
[解析]Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)
起始量/mol 4 0
转化量/mol 4x x
平衡量/mol 4-4x x
气体的分压 总压强×该气体的物质的量分数,则该温度下的压强平衡
常数 。
究·典例精析
【典例4】[2023·辽宁卷节选] 接触法制硫酸的关键反应为 的催化氧化:
。设的平衡分压为,的平衡转化率为,用含和 的代数式表示上述催化氧化反应的 _ ________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
一、化学平衡常数的计算方法
[解析] 利用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数,已知 的平衡分压
为,反应的平衡常数 ;
设初始物质的量为,则平衡时 ,
, 。
究·典例精析
4.多重平衡体系:
(1)连续型多重平衡
一、化学平衡常数的计算方法
①N2O5(g) ⇌N2O3(g)+O2(g)
②N2O3(g) ⇌N2O(g)+O2(g)。
(2)竞争型多重平衡
①CO2(g)+4H2(g) ⇌CH4(g)+2H2O(g)
②2CO2(g)+6H2(g) ⇌C2H4(g)+4H2O(g)
前一步反应的生成物,
继续参与后续反应生成新物质
多步反应之间是平行关系,
同时也是竞争关系
(3)“三段式” 变形 ---- 多反应体系
若涉及多个反应 (连续反应、竞争反应等),只列 “转化段”
释·要点精讲
一、化学平衡常数的计算方法
【典例5】[2023·乙卷28题节选]提高温度,容器中发生如下反应:
2FeSO4(s) Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ);2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡时 =____( 用 、 表示)。在929 K时,p总=84.6 kPa、
=35.7 kPa,则 = _____kPa,Kp(Ⅱ)=__________kPa(列出计算式)。
[解析]
究·典例精析
【典例6】[2022·河北卷节选] 工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.
Ⅱ.
恒温恒压条件下,和反应达平衡时, 的转化率
为 ,的物质的量为,则反应 Ⅰ 的平衡常数 _ _________[写
出含有 、 的计算式; 对于反应,
, 为物质的量分数]。
一、化学平衡常数的计算方法
究·典例精析
一、化学平衡常数的计算方法
[解析]
【典例6】 Ⅰ. Ⅱ.
恒温恒压条件下,和反应达平衡时, 的转化率为 ,的物质的量为,
究·典例精析
5.平衡常数与化学方程式的关系
一、化学平衡常数的计算方法
化学方程式 平衡常数 关系式
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) K1= K1与K2的关系:
K1=(或K2=);
K3与K1的关系:
K3=
N2(g)+H2(g) ⇌NH3(g) K2=
2NH3(g) ⇌N2(g)+3H2(g) K3=
①在相同温度下,对于给定的可逆反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数,即K正=。
释·要点精讲
5.平衡常数与化学方程式的关系
一、化学平衡常数的计算方法
②化学方程式乘以某个系数x,则平衡常数变为原来的x次方。
③两化学方程式相加得总化学方程式,则总化学方程式的平衡常数等于两化学方程式平衡常数的乘积,即K总=K1·K2。
释·要点精讲
【典例7】[2022·广西柳州三中阶段考] 已知下列反应的平衡常数:
H2(g)+S(s)⇌H2S(g) K1;S(s)+O2(g)⇌SO2(g) K2;
则反应H2(g) +SO2(g)⇌O2(g) +H2S(g)的平衡常数是 ( )
A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1×K2 D.
一、化学平衡常数的计算方法
D
[解析]根据平衡常数的定义可知,K1=、K2=,
H2(g)+SO2(g)⇌O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==。
究·典例精析
【典例8】 Bodensteins研究了下列反应:2HI(g) H2(g)+I2(g),在716 K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如表:
上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、
k逆为速率常数,则k逆为_____(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min-1,在t=40 min时,v正=____________min-1。
一、化学平衡常数的计算方法
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
1.95×10-3
究·典例精析
微提醒
核心知识
一、化学平衡常数的计算方法
2.注意三个量的关系
(1)三个量:起始量、变化量、平衡量。
(2)关系
①对于同一反应物,n(平)=n(始)-n(变)。
②对于同一生成物,n(平)=n(始)+n(变)。
③各物质的变化量之比等于化学计量数之比。
3.根据定义计算平衡常数K
释·要点精讲
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
28
微提醒
核心知识
一、化学平衡常数的计算方法
1. 一个模式——“三段式”
如mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L-1、b mol·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L-1。
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g)
c始/(mol·L-1) a b 0 0
c转/(mol·L-1) mx nx px qx
c平/(mol·L-1) a-mx b-nx px qx
K=。
释·要点精讲
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
29
微提醒
核心知识
一、化学平衡常数的计算方法
4. 熟记四个公式
(1)反应物的转化率=×100%=×100%。
(2)生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,产率越大。
产率=×100%。
(3)平衡时混合物中各组分的百分含量=×100%。
(4)某气体组分的体积分数=×100%。
释·要点精讲
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
30
02
化学平衡常数的应用
二、化学平衡常数的应用
(1)判断可逆反应进行的程度
一般来说,不同温度下的同一可逆反应:
K 正反应进
行的程度 平衡时生
成物浓度 平衡时反
应物浓度 反应物
转化率
越大 越大 越大 越小 越高
越小 越小 越小 越大 越低
1.考查可逆反应是否达到平衡状态及反应方向的判断
释·要点精讲
二、化学平衡常数的应用
(2)判断反应是否达到平衡或反应移动的方向
对于化学反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)的任意状态,浓度商Q=。
Q<K,反应向正反应方向进行;
Q=K,反应达到平衡状态;
Q>K,反应向逆反应方向进行。
1.考查可逆反应是否达到平衡状态及反应方向的判断
释·要点精讲
【典例9】 [2022·辽宁卷] 某温度下,在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s)⇌Y(g)+2Z(g),有关数据如下:
下列说法错误的是 ( )
A.1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1
B.2 min时,加入0.20 mol Z,此时v正(Z)<v逆(Z)
C.3 min时,Y的体积分数约为33.3%
D.5 min时,X的物质的量为1.4 mol
B
二、化学平衡常数的应用
时间段/min 产物Z的平均生成速率/(mol·L-1·min-1)
0~2 0.20
0~4 0.15
0~6 0.10
究·典例精析
【典例9】 [解析]反应开始后,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的,故1 min时,Z的浓度大于0.20 mol·L-1,A正确;
4 min时生成Z的物质的量为0.15 mol·L-1· min-1×4 min×1 L=0.6 mol,6 min时生成的Z的物质的量为0.10 mol·L-1·min-1×6 min×1 L=0.6 mol,故反应在4 min时已达到平衡,则平衡时c(Z)=0.6 mol·L-1,Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1,平衡常数K=c2(Z)·c(Y)=0.108,2 min时Z的浓度为0.4 mol·L-1,Y的浓度为0.2 mol·L-1,加入0.2 mol Z后Z的浓度变为0.6 mol·L-1,Q=c2(Z)·c(Y)=0.072<K,反应正向进行,故v正(Z)>v逆(Z),B错误;
反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,=,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;
由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态,此时生成Z为0.6 mol,则X减少0.6 mol,初始X的物质的量为2.0 mol,剩余X的物质的量为1.4 mol,D正确。
二、化学平衡常数的应用
究·典例精析
2.考查利用K值变化判断反应的热效应
(1)其他条件不变时,若正反应是吸热反应,由于升高(或降低)温度时平衡向正(或逆)反应方向移动,K值增大(或减小);
(2)若正反应是放热反应,由于升高(或降低)温度时平衡向逆(或正)反应方向移动,K值减小(或增加);
二、化学平衡常数的应用
所以温度升高时平衡常数可能增大,也可能减小,但不会不变。
释·要点精讲
【典例10】在一定容积的密闭容器中,进行化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),化学平衡常数K和温度的关系如下表所示。根据以上信息推断以下说法正确的是 ( )
A.此反应为放热反应
B.各物质的平衡浓度符合3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)时,此时的温度为1000 ℃
C.该反应的化学平衡常数越大,正向进行的程度越大
D.若1200 ℃时,某时刻体系中 CO2、H2、CO、H2O 的浓度(mol·L- 1)分别为2、2、4、4,则此时上述反应向正反应方向进行
C
二、化学平衡常数的应用
T/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
究·典例精析
【典例10】
[解析]升高温度,平衡常数增大,此反应为吸热反应,故A错误;
各物质的平衡浓度符合3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)时,即K==0.6,此时的温度为700 ℃,故B错误;
化学平衡常数越大,反应正向进行的程度越大,故C正确;
若1200 ℃时,某时刻体系中 CO2、H2、CO、H2O的浓度(mol·L- 1)分别为2、2、4、4,则Q==4>K=2.6,则此时上述反应向逆反应方向进行,故D错误。
二、化学平衡常数的应用
T/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
究·典例精析
3.考查利用K计算平衡浓度和反应物的转化率
(1)依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。
(2对于反应:aA+bB⇌cC+dD ,反应物A的平衡转化率为α(A)=×100%=×100%=
×100%。
二、化学平衡常数的应用
释·要点精讲
【典例11】[2022·湖南卷节选] 2021年我国制氢量位居世界第一,煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题:
在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1 mol H2O(g),起始压强为0.2 MPa时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.4 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。此时,整个体系
(填“吸收”或“放出”)热量 kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=
(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
二、化学平衡常数的应用
吸收
31.2
0.02 MPa
究·典例精析
【典例11】 [解析]反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,则H2O(g)的变化量为0.5 mol,H2O(g)的平衡量也是0.5 mol,设反应Ⅰ生成x mol CO,反应Ⅱ消耗y mol CO,可得,解得x=0.3,y=0.2,此时整个体系吸收的热量为(131.4×0.3-41.1×0.2) kJ=31.2 kJ;平衡时H2的物质的量为0.5 mol,CO的物质的量为0.1 mol,CO2的物质的量为0.2 mol,H2O(g)的物质的量为0.5 mol,则平衡时气体的总物质的量为0.5 mol+0.1 mol+0.2 mol+0.5 mol=1.3 mol,
在同温同体积条件下,气体的总压之比等于气体的总物质的量之比,则平衡体系的总压为0.2 MPa×=0.26 MPa,反应Ⅰ的平衡常数Kp==0.02 MPa。
二、化学平衡常数的应用
究·典例精析
微提醒
有关化学平衡计算的三步骤
二、化学平衡常数的应用
步骤 内容
巧设未知数 具体题目要具体分析,灵活设立,一般设某物质的转化量为x
确定三个量 根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系,代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量
解题设问题 明确 “始”“变”“平” 三个量的具体数值,再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等
释·要点精讲
更多模版:亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com
42
【演练1】 [2022·江苏卷] 用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)⇌N2(g)+6H2O(g),下列说法正确的是 ( )
A.上述反应ΔS<0
B.上述反应平衡常数K=
C.上述反应中消耗1 mol NH3,转移电子的数目为2×6.02×1023
D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
B
练·变式演练
【演练2】 对于反应2SiHCl3(g) ⇌ SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.该反应的ΔH>0
B.a、b处反应速率大小关系:va大于vb
C.在343 K下,要提高SiHCl3的转化率,可以
及时移去产物或增加反应物浓度
D.343 K时,SiHCl3的平衡转化率为22%,可以求得该温度下的平衡常数约为0.02
C
练·变式演练
【演练3】 [2023·湖南部分名校联盟联考] t ℃时,向容积为2 L的刚性容器中充入1 mol CO2和一定量的H2,发生反应CO2(g)+2H2(g) ⇌ HCHO(g)+H2O(g),HCHO的平衡分压与起始的关系如图所示。已知:初始加入2 mol H2时,容器内混合气体的总压强为1.2p kPa,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
下列叙述正确的是 ( )
A.e点:v正<v逆
B.随增大,HCHO的平衡分压不断增大
C.a点时反应的压强平衡常数Kp=(kPa)-1
D.b点时再投入1 mol CO2、1.5 mol H2,平衡时,CO2的转化率减小
C
练·变式演练
【演练4】 [2024·河北邢台二模] 工业废气中的二氧化碳加氢制甲醇是“碳中和” 的一个重要研究方向,在催化剂作用下,主要发生以下反应:
;
;
ⅲ. 。
若起始压强为,反应经 后达到平衡,此时体系压强为, 的分压:,则内反应的平均速率 ___,的选择性为_____选择性,反应 的平衡常数____________________ (保留两位有效数字)。
62.5
或
练·变式演练
【演练5】 [2024·北京丰台区统考] 下列三个化学反应的平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是( )
A.时,反应①起始,平衡时 约为
B.反应②是吸热反应,
C.反应③达平衡后,升高温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动
D.相同温度下,
D
化学反应 平衡常数 温度
1.47 2.15
2.38 1.67
练·变式演练
【演练6】[2022·山东聊城期中] 一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是 ( )
A.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
B.550 ℃时,若充入惰性气体,则v正、v逆均减小,平衡不移动
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动
D.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
D
练·变式演练
B
【演练7】 [2023·河北张家口二模] 我国在H2和CO合成CH3OH的研究中取得重大突破。向某密闭容器中,按物质的量之比为2∶1充入H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g) ⇌ CH3OH(g) ΔH。测得不同压强下CH3OH(g)的平衡体积分数随温度变化关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.p1>p2
B.该反应的焓变ΔH>0
C.N点时对应该反应的Kp=
D.M、N两点使用不同催化剂时,正反应速率可能相等
练·变式演练
【演练8】 (2024·山东卷,15,4分) (双选)逆水气变换反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0。一定压力下,按CO2,H2物质的量之比n(CO2):n(H2)=1:1投料,T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。
下列说法错误的是( )
A.k1>k2
B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.T2温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
CD
练·变式演练
【演练9】 (2024·辽吉黑卷,10,3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A.3h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
A
练·变式演练
感谢
您的聆听
THANKS
人教版2019选择性必修1
https://www.zxxk.com/user/13354804
$$