2020-2021学年高三化学一轮复习易错题13 化学反应速率和化学平衡计算

易错 13 化学反应速率和化学平衡计算 【易错分析】 化学反应速率和化学平衡是近年高考的热点,主要以定性、定量相互结合的方式进行考查。 一般会从平衡状态和平衡移动、物质转化率和浓度变化、平衡体系密度和相对分子质量的变 化等方面考查，也常结合图像考查根据图像获取数据分析、解决问题的能力等。而新课标中 的化学平衡常数和化学反应方向的判断这些内容正成为本专题高考命题的新热点。 【错题纠正】 例题 1、Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过 CH3OH 分子间脱水制得：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在 t1℃，恒容密闭容器中建立上述平 衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。 (1)该条件下反应平衡常数表达式 K＝___________________________；在 t1 ℃时，反应的平 衡常数为________，达到平衡时 n(CH3OCH3):n(CH3OH): n(H2O)=_____________________。 (2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O) ＝0.6 mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：v 正________v 逆(填 “>”、“K，则反应逆向进行， v(正)”“0，在一定条件下，向体积为 1 L 的密闭容器中充入 1 mol CH4(g)和 1 mol H2O(g)，测得 H2O(g)和 H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，则该反应的化学平衡常数 K＝ ，达 到平衡时，CH4(g)的转化率为 。7．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 的关系如下表，根据实验结果，该反应的平衡常数 K 的计算式为________。 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 8．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH2CH3(g) CH＝CH2(g)＋H2(g)，维持体系总压强 p 恒定，在温度 T 时，物质的量为 n、体积为 V 的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平 衡转化率为 α，则在该温度下反应的平衡常数 K＝___(用 α 等符号表示)。 9．某温度下，反应 2A(g) B(g)＋C(g)的平衡常数为 1，在容积为 2 L 的密闭容器中加 入 A(g)。20 s 时测得各组分的物质的量如下表，则反应前 20 s 的平均速率为 ，正反应 速率 逆反应速率。 物质 A(g) B(g) C(g) 物质的量/mol 1.2 0.6 0.6 10.在 1.0 L 真空密闭容器中充入 4.0 mol A(g)和 4.0 mol B(g)，在一定温度下进行反应：A(g) ＋B(g) C(g)　ΔH，测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表，随着温度的升高， 该反应的化学平衡常数减小，则 ΔH________(填“>”、“vⅢ(A)。有物的量之比等于化学计量数之比可得 v1(C)＝2v1(A)＝0.05 mol·L－1·min－1。 4. 向正反应方向 0.5 【解析】由图可知 8 min 时反应处于平衡状态，c(Cl2)＝0.3 mol/L、c(CO)＝0.1 mol/L、c(COCl2) ＝0.9 mol/L，则原平衡常数 K＝ ＝ 0.9 0.3 × 0.1＝30，向容器中各加入 2 mol 三种 物质时，Qc＝ ＝0.6K＝ 2.6，故反应向逆反应方向进行。 6. 0.1875 25% 【解析】由图可知，10 min 时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为 0.75 mol·L－ 1，则： 　　　　　 平 衡 常 数 K ＝ ＝ 0.25 × 0.753 0.75 × 0.75 ＝ 0.1875 ， 平 衡 时 甲 烷 转 化 率 ＝ 0.25 mol·L－1 1 mol·L－1 ×100%＝25%。 7. 0.108 × 0.108 0.7842 【解析】由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终 x(HI) 均为 0.784，说明此时已达到了平衡状态。设 HI 的初始浓度为 1 mol·L－1，则： 　　　　　　　 2HI(g) H2(g)＋I2(g) 初始浓度/mol·L－1 1 0 0 转化浓度/mol·L－1 0.216 0.108 0.108 平衡浓度/mol·L－1 0.784 0.108 0.108 K＝ ＝0.108 × 0.108 0.78428. Kp＝ 或 【解析】从浓度角度求 Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强 p 相同时，V1 V2＝n1 n2，乙苯的 转化率为 α，由此可得： V V 反应后＝ 1 1＋α，V 反应后＝(1＋α)V，根据方程式及平衡常数的定 义：Kc＝ ＝ ＝ 。 从压强角度求 Kp：容器中氢气的物质的量为 αn，苯乙烯的物质的量为 αn，乙苯的物质 的量为(1－α)n，气体的总物质的量为(1＋α)n，所以氢气的分压为 ，苯乙烯的分压 为 ，乙苯的分压为 ，因此 Kp＝ ＝ 。 9. 0.03 mol·L－1·s－1 大于 【解析】由题意知前 20 s 的平均速率为 v(A)＝1.2 mol/(2 L·20 s)＝0.03 mol·L －1·s－1，20 s 时， Q＝c(B)·c(C)/c2(A)＝0.3 × 0.3 0.62 ＝0.25