（新）2022届高考化学考点40 化学平衡常数及转化率-备战年高考化学考点一遍过

考点40化学平衡常数及转化率1．化学平衡常数（1）定义在一定温度下，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，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用K表示。（2）表达式对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K=。（3）应用①判断反应进行的限度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。K105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全②判断反应是否达到平衡状态化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=。Qc>K时，反应向逆反应方向进行；Qc=K时，反应处于平衡状态；Qcp+q反应物A和B的转化率均增大m+nn+p反应物A的转化率增大mK，说明平衡向逆反应方向进行，Qc＜K，说明平衡向正反应方向进行，Qc＝K，说明反应达到平衡，故正确；C．化学平衡常数只受温度影响，故错误；D．根据选项C分析，故错误。【答案】B1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)　K1ΔH10　平衡常数为K1；反应②　[O]＋O32O2　ΔHa>cD．减压或升温可将b中的平衡状态转变成c中的平衡状态6．一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，进行反应，2SO2＋O22SO3，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是甲乙丙丁密闭容器体积/L2221起始物质的量n(SO2)/mol0.400.800.800.40n(O2)/mol0.240.240.480.24SO2的平衡转化率%80α1α2α3 A．甲中反应的平衡常数小于乙B．该温度下，该反应的平衡常数K为400C．SO2的平衡转化率：α1>α2＝α3D．容器中SO3的物质的量浓度：丙＝丁0，某温度下，将2molSO3置于10L密闭容器中，反应达平衡后，SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是①由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol/L②由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为1.25×10－3③达平衡后，压缩容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示④相同压强、不同温度下SO3的转化率与温度关系如丙图所示A．①②　　　　　　B．②③C．③④D．①④9．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，在CO2中通入H2，二者可发生以下两个平行反应：反应ⅠCO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－53.7kJ·mol－1反应ⅡCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1 某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比)：反应序号T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%①543Cu/ZnO纳米棒12.342.3②543Cu/ZnO纳米片10.972.7③553Cu/ZnO纳米棒15.339.1④553Cu/ZnO纳米片12.071.6（1）CO2的电子式是_____________。（2）反应Ⅰ的平衡常数表达式是K＝_________________________。（3）对比①和③可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高，而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因__________________________________；对比①、②可发现，在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低，而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因_______________________________。（4）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有________。a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂c．降低反应温度d．投料比不变，增加反应物的浓度e．增大CO2和H2的初始投料比10．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造具有更高价值的化学品是目前的研究方向。（1）250℃时，以镍合金为催化剂，涉及此研究的某反应的平衡常数K=，则此反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　；又知此反应的逆反应为放热反应，则一定能使此反应的平衡常数增大的措施是　　　　　　　　(填选项字母)；使该反应的平衡一定向正反应方向移动的措施有　　　　　　(填选项字母)。A．增大CO2的浓度　　　　B．升高温度　　　　C．降低温度D．增大压强　　　　E.减小压强 （2）用某种特殊催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，温度超过某个值时乙酸的生成速率却减小了，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。（3）将CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)。①已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如表:投料比[n(H2)/n(CO2)]500K600K700K1.545%33%20%xabc上述反应的焓变ΔH　　(填“>”、“45%，则x　　　　1.5。②在80℃时，向体积为0.5L的密闭容器中加入2molCO2和6molH2，20min后反应达到平衡，此时CH3OCH3的物质的量为0.5mol，则该反应的平均反应速率v(CO2)=　　　　　mol·L-1·min-1，H2的转化率α(H2)=　　　，在80℃时该反应的化学平衡常数为　　　　　　(列出计算式即可)。1．[2019江苏][双选]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A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>20002．[2018江苏]一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 下列说法正确的是A．v12p3C．v1α3(SO2)D．c2>2c3，α2(SO3)+α3(SO2)”“　不变　升高温度【解析】（1）将题干中两个方程式做如下处理：(Ⅰ)×2−(Ⅱ)可得4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则其平衡常数K=。（2）根据“三段式”　　　　　　　　2NO(g)　+Cl2(g)　　2ClNO(g)0.10.0500.1α10.05α10.1α10.1−0.1α10.05−0.05α10.1α1v(ClNO)==7.5×10−3mol·L−1·min−1，得α1=75%，平衡时n(Cl2)=(0.05−0.05α1)mol·L−1×2L=0.025mol。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下，压强增大，平衡右移，NO的转化率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数K2不变；该反应为放热反应，升高温度可使平衡常数K2减小。2．【答案】（1）（2）吸热（3）700℃（4）等于（5）不（6）逆反应方向【解析】（1）根据化学方程式可写出K=。（2）分析表中数据可知，随着温度的升高，K值逐渐增大，说明正反应是吸热反应。 （3）某温度下，由3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)得出==0.6=K，查表知K=0.6时对应温度是700℃。（4）只要温度不变，K值就不变。（5）830℃时达到平衡，扩大容器体积，由于反应前后气体的物质的量不变，则平衡不移动。（6）该条件下Qc===4>K=2.6，故反应向逆反应方向移动。3．【答案】C【解析】体积增大一倍，压强减小，假设平衡不移动，B的浓度应是原来的50%c，C错误；结合A项分析知，升温可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，减压平衡逆向移动，导致Ni(CO)4浓度变小，即可使b中的平衡状态转变为c中的平衡状态，D正确。6．【答案】B【解析】温度一定，平衡常数不变，A错误；甲中平衡常数K＝＝＝400，B正确；乙和丙中二氧化硫起始量相同，但丙中氧气物质的量大于乙中氧气物质的量，所以α1③B【解析】（3）①H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)开始0.40mol0.10mol00反应xxxx平衡(0.40–x)mol(0.10–x)molxx解得x=0.01mol，所以H2S的转化率是由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数；②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量分数由0.02变为0.03，所以H2S的转化率增大。α2>α1；根据题意可知：升高温度，化学平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应为吸热反应，故△H>0；③A．增大H2S的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大于平衡移动转化消耗量，所以H2S转化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。答案选B。6．【答案】（1）v正v逆平衡常数K转化率α增大增大减小减小（2）【解析】（1）H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。 （2）相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为。7．【答案】（2）①4OH−＋3＋4NO4＋3Cl−＋2H2O提高②减小③大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高（3）①减小②【解析】（2）①亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4OH−＋3＋4NO4＋3Cl−＋2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高。②根据反应方程式2H2O＋＋2SO22＋Cl−＋4H＋、2H2O＋3＋4NO4＋3Cl−＋4H＋可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐减小。③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe如图所示。①由图分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。②根据反应的方程式ClO2−+22+Cl−可知平衡常数K表达式为。