内容正文:
第2章
化学反应的方向、限度与速率
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
第2节 化学反应的限度
第1课时 化学平衡常数 平衡转化率
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 化学平衡状态的特征及判定
1.[2026山东潍坊寿光一中月考]反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0若在恒压绝热的容器中发生,
下列选项表明一定达平衡状态的是 ( )
A.容器内c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.容器内的压强不发生变化
C.相同时间内,断开1 mol H—H键的同时生成2 mol N—H键
D.容器内的温度不再变化
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 容器内c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,不能说明达到平衡状态,A不符合题意;恒压条件下,压强
始终不变,B不符合题意;断开H—H键和生成N—H键均表示正反应方向,无法判断反应是否达到平衡状
态,C不符合题意;反应在绝热容器中发生,未达平衡前容器内温度发生改变,故温度不变能说明反应达
平衡状态,D符合题意。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[不定项][2026山东济宁嘉祥一中月考]在恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的HCl和O2发生反应4
HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH<0。下列示意图正确且能说明反应最终达到平衡状态的是
( )
AB
第1讲 描述运动的基本概念
解析 反应过程中,氧气的体积分数逐渐减小,达到平衡时,体积分数不再发生变化,A正确;随着反应的
进行,氯气的浓度逐渐增大,用Cl2表示的逆反应速率逐渐增大,当反应达平衡状态时,逆反应速率不再发
生变化,B正确;反应在恒容密闭容器中进行,且反应物与生成物都是气体,该体系气体密度在反应过程
中始终不变,图像错误,C错误;给定条件下反应的ΔH与反应过程无关,图像D不能说明反应达到了平衡
状态,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
方法点津
判断平衡状态的两种方法
(1)v正=v逆
a.同种物质:消耗速率等于生成速率;
b.不同种物质:能代表正、逆反应方向,速率之比等于化学计量数之比。
(2)变量不变
如果一个量是随反应进行而改变的,当其不变时说明反应达平衡状态;一个随反应进行保持不变的量,
不能作为判断反应是否达平衡的依据。
第1讲 描述运动的基本概念
3.一定条件下,某恒容密闭容器中,N2、H2、NH3的起始浓度分别为0.2 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.5 mol·L-1,
发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应达到平衡时,下列数据合理的是 ( )
A.c(N2)+c(H2)=0.1 mol·L-1
B.c(NH3)=0.66 mol·L-1
C.c(NH3)+c(H2)=1.06 mol·L-1
D.c(N2)+c(H2)+c(NH3)=1.5 mol·L-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 采用极值法,若反应正向进行,假定完全反应,则:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol·L-1) 0.2 0.3 0.5
变化(mol·L-1) 0.1 0.3 0.2
完全反应(mol·L-1)0.1 0 0.7
若反应逆向进行,假定完全反应,则:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始(mol·L-1) 0.2 0.3 0.5
变化(mol·L-1) 0.25 0.75 0.5
完全反应(mol·L-1) 0.45 1.05 0
该反应为可逆反应,物质不能完全转化,则平衡时c(N2)+c(H2)>0.1 mol·L-1,c(NH3)+c(H2)<1.05 mol·L-1,c(N2)
第1讲 描述运动的基本概念
+c(H2)+c(NH3)<(1.05 mol·L-1+0.45 mol·L-1)=1.5 mol·L-1,A、C、D错误;0<c(NH3)<0.7 mol·L-1,c(NH3)可能
为0.66 mol·L-1,B正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 化学平衡常数的表达式及影响因素
4.[2026浙江嘉兴八校联考]对于反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),下列说法正确的是 ( )
A.该反应的平衡常数表达式为K=
B.改变铁的用量,平衡常数将会发生改变
C.增大c[H2O(g)],能使该反应平衡常数减小
D.降低反应的温度,平衡常数一定变化
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 纯固体和纯液体不列入平衡常数表达式中,Fe和Fe3O4均为纯固体,题给反应的平衡常数表达式
应为K= ,A错误;确定反应的平衡常数仅与温度有关,改变反应物、生成物的量或浓度不影响该
反应的平衡常数,B、C错误;降低反应的温度,平衡常数一定变化,D正确。
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2025山东泰安宁阳一中月考]已知某化学反应的平衡常数表达式为K= ,不同温度下该
反应的平衡常数如下表所示。
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38
某温度下,若平衡浓度符合关系式 = ,则此时的温度为 ( )
A.800 ℃ B.830 ℃
C.1 000 ℃ D.1 200 ℃
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由平衡常数表达式可推知反应的化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),由平衡浓度符
合关系式 = 可知,反应的平衡常数K= =0.60,所以由表格数据可知,反应温度
为1 000 ℃,故选C。
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 与化学平衡常数、平衡转化率相关的计算
6.[2026山东日照一中质检]某温度下,在一个2 L的密闭容器中,加入4 mol A和2 mol B进行反应3A(g)+2
B(g) 4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6 mol C,则下列说法正确的是 ( )
A.该反应的化学平衡常数表达式是K=
B.此时B的平衡转化率是40%
C.压缩容器容积,增大该体系的压强,平衡向右移动,化学平衡常数增大
D.增大C的质量,A的体积分数增大
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 该反应的化学平衡常数表达式应为K= ,A错误;生成1.6 mol C时,消耗B的物质的量为
0.8 mol,此时B的转化率为 ×100%=40%,B正确;题给反应为气体分子数减小的反应,压缩容器容
积,增大体系压强,平衡右移,但温度不变,平衡常数不变,C错误;C为固体,增加其质量,不影响平衡移动,A
的体积分数不变,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025福建宁德一中月考]T ℃时,在3 L的密闭容器中充入4 mol光气(COCl2),发生反应COCl2(g)
CO(g)+Cl2(g),同时还发生反应2CO(g) 2C(s)+O2(g),当反应达到平衡时,测得CO(g)和C(s)的物质的
量分别为2 mol和1 mol,则该温度下CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)的平衡常数K为 ( )
A. L·mol-1 B.2 L·mol-1
C. L·mol-1 D. L·mol-1
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据反应2CO(g) 2C(s)+O2(g)逆推可知,产生1 mol C(s)必然会消耗1 mol CO,此时还有2 mol
CO气体,说明反应COCl2(g) CO(g)+Cl2(g)产生的CO的物质的量为2 mol+1 mol=3 mol,此时还产生
了3 mol Cl2,消耗了3 mol COCl2,所以平衡时COCl2的物质的量为4 mol-3 mol=1 mol;CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g)的平衡常数K= = = L·mol-1,故选D。
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026河北石家庄三十八中期中]在一定温度下,将0.4 mol A(g)和0.2 mol B(g)充入1 L的恒容密闭容器
中发生反应:2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡时测得C(g)的浓度为0.06 mol/L,B(g)的物质的量为0.14
mol。下列说法中正确的是 ( )
A.x为2
B.达到平衡时A的转化率为30%
C.该温度下,该反应的化学平衡常数K的数值为1
D.反应前容器内气体的压强与平衡时容器内气体的压强之比为4∶5
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 根据题中信息,利用“三段式”法进行分析和计算:
2A(g)+B(g) xC(g)
起始浓度/(mol·L-1) 0.4 0.2 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.12 0.06 0.06
平衡浓度/(mol·L-1) 0.28 0.14 0.06
根据相同时间内B(g)、C(g)的浓度变化之比等于其化学计量数之比可得: = ,则有x=1,A错
误;达到平衡时A的转化率为 ×100%=30%,B正确;K= (mol·L-1)-2≈5.47 (mol·L-1)-2,C
错误;恒温恒容时,气体压强之比等于气体总物质的量之比,反应前气体总物质的量为0.6 mol,平衡时气
体总物质的量为0.48 mol,压强之比为0.6∶0.48=5∶4,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
9.[2026北京和平街第一中学月考]温度为T1时,向容积为1 L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO
(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1。相关数据如下:
容器 甲 乙
反应物 CO H2O CO H2O
起始时物质的量/
mol 1.2 0.6 2.4 1.2
平衡时物质的量/
mol 0.8 0.2 a b
第1讲 描述运动的基本概念
(1)容器甲中,平衡时,反应放出的热量为_________kJ。
(2)温度为T1时,反应的平衡常数K甲=______。
(3)平衡时,乙中CO的平衡转化率是__________。
(4)若在温度和体积不变的条件下,向丙容器中加入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、2 mol H2,则此时
的上述反应___________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“达到平衡状
态”)。
向逆反应方向进行
33.3%
1
16.4
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)根据容器甲中数据列三段式:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始/mol 1.2 0.6 0 0
转化/mol 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡/mol 0.8 0.2 0.4 0.4
容器甲中,参加反应的CO(g)的物质的量为0.4 mol,所以平衡时,反应放出的热量为0.4 mol×41 kJ·mol-1=1
6.4 kJ。
(2)温度为T1时,平衡状态下容器甲中各物质的浓度分别为CO(g) 0.8 mol·L-1、H2O(g) 0.2 mol·L-1、CO2(g)
0.4 mol·L-1、H2(g) 0.4 mol·L-1,该反应的平衡常数K甲= = =1。
(3)设容器乙中生成的H2(g)的物质的量为x mol,列三段式如下:
第1讲 描述运动的基本概念
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始/mol 2.4 1.2 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 2.4-x 1.2-x x x
温度不变,反应的平衡常数不变,所以K乙= = =1,解得x=0.8,
平衡时乙中CO的转化率为 ×100%≈33.3%。
(4)若在温度和体积不变的条件下,向丙容器中加入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、2 mol H2,此时的
浓度商Q= = >1,故反应向逆反应方向进行。
第1讲 描述运动的基本概念
10.[2026广东东莞中学月考]CO和SO2均为常见的大气污染物,科研工作者通过硫循环完成二者的综合
处理,发生的反应有:
反应ⅰ.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH1,K1;
反应ⅱ.S(l)+2H2O(g) 2H2(g)+SO2(g) ΔH2,K2;
反应ⅲ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3,K3。
(1)ΔH3=________________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示),K3=_________(用含K1、K2的代数式表示)。
(2)向某恒容密闭容器中加入一定量CO和SO2,仅发生反应2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH1,CO(g)
的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。
(ΔH1+ΔH2)
第1讲 描述运动的基本概念
①ΔH1______(填“>”或“<”)0,_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件有利于该反应自
发进行。
②对应点的平衡常数:Kb______Kc(填“>”“<”或“=”)。
>
低温
<
第1讲 描述运动的基本概念
(3)一定温度下,向5 L恒容密闭容器中充入0.4 mol CO(g)和0.4 mol H2O(g),仅发生反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),8 min后,该反应达到平衡,此时测得混合气体中CO2的物质的量分数为30%。该反应
的平衡常数Kp=_______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由盖斯定律可知,ⅲ= (ⅰ+ⅱ),故ΔH3= (ΔH1+ΔH2);根据反应ⅰ、ⅱ、ⅲ之间的关系可知K3=
。(2)①由题图可知压强不变,随温度的升高CO(g)的平衡转化率降低,即升温平衡逆向移动,ΔH1<
0;该反应ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0,可知反应在低温条件下有利于自发进行。②c点温度高于b点,该反应为
放热反应,温度越高,K越小,则平衡常数:Kb>Kc。(3)设平衡时CO的变化量为x mol,结合信息列三段式:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始量/mol 0.4 0.4 0 0
转化量/mol x x x x
平衡量/mol 0.4-x 0.4-x x x
8 min后,该反应达到平衡,此时测得混合气体中CO2的物质的量分数为30%,则有
=30%,解得x=0.24。设气体的总压为p,该反应的平衡常数Kp= =
第1讲 描述运动的基本概念
= 。
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
第2节 化学反应的限度
第1课时 化学平衡常数 平衡转化率
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 化学平衡的相关判断与计算
1.[2026江西南昌二中月考]450 ℃时,向某恒容密闭容器中充入1 mol/L SO2(g)、0.6 mol/L O2(g),控制适
当条件使其发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),反应在5 s时达到平衡且此时体系内c(SO2)=c(O2)。下
列分析错误的是 ( )
A.密度不变不能作为反应达平衡状态的标志
B.从反应开始到平衡,用SO2表示的反应速率为v(SO2)=0.16 mol/(L·s)
C.平衡时压强与反应前压强之比为0.75
D.向该平衡体系中再充入0.4 mol/L SO3(g)和0.3 mol/L O2(g)后,容器中v(正)<v(逆)
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设平衡时O2(g)转化了x mol/L,列三段式如下:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
初始/(mol/L) 1 0.6 0
转化/(mol/L) 2x x 2x
平衡/(mol/L) 1-2x 0.6-x 2x
反应在5 s时达到平衡且此时体系内c(SO2)=c(O2),即1-2x=0.6-x,解得x=0.4,K= = L/
mol=80 L/mol。反应前后气体总质量不变,体积恒定,密度始终不变,则密度不变不能作为反应达平衡状
态的标志,A正确;根据上述分析可知从反应开始到平衡用时5 s,SO2的浓度变化为0.8 mol/L,v(SO2)=
=0.16 mol/(L·s),B正确;反应前气体总物质的量浓度为1.6 mol/L,平衡时气体总物质的量浓度为
0.2 mol/L+0.2 mol/L+0.8 mol/L=1.2 mol/L,平衡时压强与反应前压强之比为 =0.75,C正确;向平
第1讲 描述运动的基本概念
衡体系中再充入0.4 mol/L SO3(g)和0.3 mol/L O2(g)后,Q= L/mol=72 L/mol<K=80 L/mol,反
应正向进行,v(正)>v(逆),D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
名师点睛
利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向
Q<K,反应向正反应方向进行;
Q=K,反应处于平衡状态;
Q>K,反应向逆反应方向进行。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026山东青岛五十八中月考]某温度下,在2 L恒容密闭容器中充入一定量的A(g)、B(g),发生反应:3A
(g)+bB(g) cC(g)+2D(s),反应起始时气体总压强为p0,12 min时C的物质的量浓度为0.2 mol/L,A(g)、
B(g)的物质的量随反应时间的变化如图所示。设平衡时气体总压强为p,下列说法正确的是 ( )
A.b=1,c=1
B.4 min时,混合气体的总物质的量为1.0 mol
C.p0∶p=13∶9
D.12 min时,气体C的摩尔分数( )为
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 12 min时C的物质的量为0.2 mol/L×2 L=0.4 mol,根据反应过程中各物质的物质的量变化之比等
于对应物质的化学计量数之比,结合题图可知,3∶b∶c=(0.8-0.2) mol∶(0.5-0.3) mol∶0.4 mol,解得b=1,
c=2,A错误;由题图可知,4 min时A、B的物质的量分别为0.5 mol、0.4 mol,C的物质的量为(0.8-0.5) mol×
=0.2 mol,则混合气体的总物质的量为0.5 mol+0.4 mol+0.2 mol=1.1 mol,B错误;恒温恒容下,气体的总
物质的量之比等于压强之比,由题图可知12 min时,反应达平衡状态,则 = = ,C正确;
12 min时,气体C的摩尔分数为 = ,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026山东潍坊期中]以BaCO3和焦炭为原料经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,是我国科研人员提出的绿色环保
新路线。
反应Ⅰ:BaCO3(s)+C(s) BaO(s)+2CO(g) ΔH1,K1
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g) ΔH2,K2
反应Ⅰ、Ⅱ的lgK与温度的关系曲线如图所示。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法错误的是 ( )
A.ΔH2>0
B.反应BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
C.1 585 K时,BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)的平衡常数K=10 mol3/L3
D.保持1 320 K不变,假设密闭容器中只发生反应Ⅰ,若将容器体积压缩到原来的 ,重新建立平衡后,CO
的浓度会增大
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 由图像可知,随着温度升高,反应Ⅱ的lg K增大(即K增大),说明反应Ⅱ是吸热反应,ΔH2>0,A正确;
反应Ⅰ+反应Ⅱ可得BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,B正确;在1 585 K时,lg K1=2.5,
K1=102.5 mol2/L2,lg K2=-1.5,K2=10-1.5 mol/L,对于反应BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)平衡常数K=K1×
K2=102.5 mol2/L2×10-1.5 mol/L=10 mol3/L3,C正确;1 320 K条件下,反应Ⅰ的lg K1=0,K1=c2(CO)=1 mol2/L2,若
将容器体积压缩到原来的 ,温度不变,K1不变,则CO的浓度不变,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
名师点睛
化学平衡常数与反应方程式的关系
(1)在相同温度下,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)给定三个反应①②③,对应平衡常数分别为K1、K2、K3,若反应①-反应②=反应③,则K3= ;若反应①
+反应②=反应③,则K3=K1×K2。
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 化学平衡常数与平衡转化率的综合考查
4.[2026安徽部分学校联考]不同温度下,反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数如下:
温度 207 ℃ 387 ℃
平衡常数 0.405 0.160
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法正确的是 ( )
A.其正反应的ΔH>0
B.207 ℃条件下,在恒容密闭容器中进行该反应,总压不变不可以作为反应达平衡状态的标志
C.387 ℃条件下,向1 L恒容密闭容器中投入0.2 mol的CH3OH(g),其平衡转化率为80%
D.387 ℃条件下,向1 L恒容密闭容器中充入CH3OH 0.1 mol、CH3OCH3 0.2 mol、H2O 0.10 mol,则反应
将向正反应方向进行
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于放热反应,所处温度越高K越小,所以该反应的正反应的ΔH<0,A错误;该反应反应前后气体
的物质的量不变,温度不变,该恒容密闭容器中总压始终不变,故压强不变不可以作为该反应达到平衡
状态的标志,B正确;387 ℃条件下,设平衡时CH3OCH3的浓度为x mol/L,列三段式如下:
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始(mol/L) 0.2 0 0
转化(mol/L) 2x x x
平衡(mol/L) 0.2-2x x x
若平衡时CH3OH的转化率为80%,则2x=0.2×80%,解得x=0.08,此时反应的平衡常数K= =4
≠0.160,C错误;387 ℃条件下,c(CH3OH)=0.1 mol/L、c(CH3OCH3)=0.2 mol/L、c(H2O)=0.10 mol/L,Q=
=2>0.160,反应逆向进行,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026湖北名校协作体联考]向恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ(容积均为2 L)中都充入NO(g)和CO(g),发生反应:2
NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH,反应物的起始物质的量见下表,实验测得两容器在不同温度下
达到平衡时CO2的物质的量如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.容器内气体的平均摩尔质量不变,说明该反应达到平衡
状态
B.N点的平衡常数为0.04 L·mol-1
C.若将容器Ⅰ的容积改为1 L,则T1 ℃下达到平衡时NO的转
化率为25%
D.图中M点所示条件下,再通入2 mol CO和2 mol N2,此时v(正)>v(逆)
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 该反应涉及的物质均为气体,故反应前后气体总质量不变,该反应反应前后气体总物质的量改
变, = ,所以对于该反应气体平均摩尔质量不变可以作为反应达平衡状态的判断依据,A正确;对于
确定的反应温度不变,平衡常数不变,所以N点的平衡常数与M点的相同,M点n平(CO2)=1 mol,消耗NO与
CO各1 mol,n平(NO)=5 mol、n平(CO)=1 mol,n平(N2)=0.5 mol,平衡常数K= =0.04 L·mol-1,B
正确;将容器Ⅰ的容积改为1 L,假设T1 ℃下达到平衡时NO的转化率为25%,列三段式如下:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始/(mol·L-1) 1 3 0 0
变化/(mol·L-1) 0.25 0.25 0.125 0.25
平衡/(mol·L-1) 0.75 2.75 0.125 0.25
第1讲 描述运动的基本概念
K= L·mol-1≈0.001 8 L·mol-1≠0.04 L·mol-1,假设不合理,C错误;在M点所示条件下,再加入2
mol CO和2 mol N2,浓度商为 = L·mol-1<K=0.04 L·mol-1,反应正向进行,v(正)>v(逆),D
正确。
第1讲 描述运动的基本概念
题组三 压强平衡常数的计算
6.[2026山东济宁第一中学月考]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:
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
反应达平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1 mol。反应Ⅰ的压强平衡常数Kp为(以分压
表示,分压=总压×物质的量分数) ( )
A.0.01 MPa B.0.02 MPa
C.50(MPa)-1 D.100(MPa)-1
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 反应达平衡时H2O(g)的转化率为50%,则平衡时H2O(g)的物质的量为0.5 mol,由氢原子守恒可得,
平衡时H2(g)的物质的量为0.5 mol;平衡时CO的物质的量为0.1 mol,由氧原子守恒可得,平衡时CO2的物
质的量为0.2 mol;平衡时气体的总物质的量为0.5 mol+0.5 mol+0.2 mol+0.1 mol=1.3 mol,在同温同体积
条件下,压强与气体物质的量成正比,所以平衡时体系的总压强为 ×0.2 MPa=0.26 MPa,故反应Ⅰ
的压强平衡常数Kp= =0.02 MPa,B项正确。
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2025山东济南商河一中月考]某温度下,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应:
(g)+I2(g) (g)+2HI(g) ΔH=+89 kJ·mol-1,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,则下
列说法正确的是 ( )
A.达到平衡时环戊烯的转化率为60%
B.达到平衡时I2的转化率为40%
C.生成物环戊二烯( )与HI物质的量之比恒定时,该反应即达平衡状态
D.该温度下,反应的压强平衡常数Kp=1.28×105 Pa
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设初始时碘和环戊烯( )的物质的量都为a mol,转化的I2为x mol,列三段式如下:
(g)+I2(g) (g)+2HI(g)
起始/mol a a 0 0
转化/mol x x x 2x
平衡/mol a-x a-x x 2x
压强增大20%,则 = ,x=0.4a,故达到平衡时环戊烯的转化率为 ×100%=40%,环戊烯
的转化率与I2的转化率相等,A项错误、B项正确;由化学方程式可知,生成物环戊二烯( )与HI的物
质的量之比恒为1∶2,故二者的物质的量之比恒定时不能说明反应达平衡状态,C项错误;该温度下,达
平衡时气体总压强为1.2×105 Pa, 与I2的分压都为 ×1.2×105 Pa=3×104 Pa, 的分压为
第1讲 描述运动的基本概念
×1.2×105 Pa=2×104 Pa,HI的分压为4×104 Pa,所以反应的压强平衡常数Kp= =
≈3.56×104 Pa,D项错误。
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2025山东烟台莱州月考]温度为T ℃时,向某恒容密闭容器中加入过量BaPtCl6(s),并通入碘蒸气(初始
压强为20 kPa),发生下列反应:
反应1:BaPtCl6(s) BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g) Kp1=0.01(kPa)2
反应2:Cl2(g)+I2(g) 2ICl(g) Kp2
当反应进行t min后达到平衡,此时容器内气体总压强为32.5 kPa,则平衡时p(Cl2)=________ kPa;0~t min内,
v(I2)=_________kPa·min-1;Kp2=_________(列出计算式即可)。
0.1
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设反应1生成氯气的分压为a kPa、反应2消耗氯气的分压为b kPa,则有:
BaPtCl6(s) BaCl2(s)+Pt(s)+2Cl2(g)
起始(kPa) 0
转化(kPa) a
Cl2(g)+I2(g) 2ICl(g)
转化(kPa) b b 2b
平衡(kPa) a-b 20-b 2b
由平衡时容器内气体总压强为32.5 kPa可得:(a-b)+(20-b)+2b=32.5,解得a=12.5;由反应1的压强平衡常数
Kp1可得:(a-b)2=0.01,解得b=12.4;由以上分析可知,反应达到平衡时,氯气的分压为0.1 kPa,所以反应2的压
强平衡常数Kp2= ;0~t min内碘蒸气的反应速率为 kPa·min-1。
第1讲 描述运动的基本概念
创新题型
创新点 利用转化率—原料比关系图求Kp
9.[2026甘肃庆阳华池第一中学期中]一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g) [CO
(NH2)2](s)+H2O(g),若原料气中 =m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示。
第1讲 描述运动的基本概念
若平衡时A点容器内总压强为0.5 MPa,则上述反应的平衡常数Kp=______(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓
度计算,分压=总压×物质的量分数)。
9
第1讲 描述运动的基本概念
解析 A点 =3,设原料气中n(NH3)=3x mol,n(CO2)=x mol,α(CO2)=0.5,所以转化的二氧化碳的物质
的量为0.5x mol,列出三段式:
2NH3(g)+CO2(g) [CO(NH2)2](s)+H2O(g)
起始/mol 3x x 0
转化/mol x 0.5x 0.5x
平衡/mol 2x 0.5x 0.5x
平衡时NH3的物质的量分数为 ,CO2的物质的量分数为 ,H2O(g)的物质的量分数为 ,平衡时A点容器
内总压强为0.5 MPa,所以反应的平衡常数Kp= (MPa)-2=9(MPa)-2。
第1讲 描述运动的基本概念
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