2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修4.doc

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第2課時(shí)　平衡轉(zhuǎn)化率 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.知道平衡轉(zhuǎn)化率的含義。2.學(xué)會(huì)平衡濃度的求算。3.能根據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算的方法思路，進(jìn)行平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。 一、平衡轉(zhuǎn)化率的概念及表達(dá)式 1.平衡轉(zhuǎn)化率的概念：平衡時(shí)已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量(物質(zhì)的量或濃度)與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比。平衡轉(zhuǎn)化率可描述化學(xué)反應(yīng)的限度。 2.平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算公式 對(duì)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) A的平衡轉(zhuǎn)化率α(A)＝100% 例1　在25 ℃時(shí)，密閉容器中A、B、C三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表： 物　質(zhì) A B C 初始濃度/molL－1 2 3 0 平衡濃度/molL－1 1.5 1.5 1 則A的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______，B的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 答案　25%　50% 解析　αA＝100%＝25%， αB＝＝50%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 特別提醒　(1)對(duì)某一個(gè)具體反應(yīng)，在溫度一定時(shí)，只有一個(gè)化學(xué)平衡常數(shù)；但不同反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。故必須指明是哪一反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。 (2)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率都能定量表示化學(xué)反應(yīng)的限度。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，而平衡轉(zhuǎn)化率的影響因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)等。 (3)溫度一定，平衡常數(shù)越大，平衡轉(zhuǎn)化率不一定越大。 例2　實(shí)驗(yàn)室用4 mol SO2與2 mol O2進(jìn)行下列反應(yīng)： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ mol－1，當(dāng)放出314.624 kJ熱量時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.40% B.50% C.80% D.90% 答案　C 解析　根據(jù)放出314.624 kJ的熱量可知參加反應(yīng)的SO2的物質(zhì)的量為2＝3.2 mol，故SO2的轉(zhuǎn)化率為100%＝80%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 二、平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算 1.計(jì)算模型(三段式法) 　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 初始量 a b 0 0 變化量 mx nx px qx 平衡量 a－mx b－nx px qx (1)對(duì)于反應(yīng)物：平衡量＝初始量－變化量 (2)對(duì)于生成物：平衡量＝初始量＋變化量 2.計(jì)算思路 (1)設(shè)未知數(shù)：具體題目要具體分析，靈活設(shè)立，一般設(shè)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量為x。 (2)列出三個(gè)量：用含x的式子表示平衡體系中各物質(zhì)的初始量、變化量、平衡量。 (3)列式計(jì)算：根據(jù)平衡時(shí)含x的相應(yīng)關(guān)系列式求解。 例3　化學(xué)反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)，若在一定溫度下，將0.1 mol的SO2(g)和0.06 mol O2(g)注入體積為2 L的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中有0.08 mol SO3(g)，試求在該溫度下： (1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)。 (2)SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。 答案　(1)1 600 mol－1L　(2)80%　66.7% 解析　(1)　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 初始濃度(molL－1)　 0.050　　0.030　　　0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1)　 0.040　　0.020　　0.040 平衡濃度(molL－1)　 0.010　　0.010　　0.040 K＝＝＝1 600 mol－1L。 (2)α(SO2)＝100%＝80% α(O2)＝100%≈66.7%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知初始濃度和平衡濃度計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù) 例4　反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定溫度下，將物質(zhì)的量濃度均為 2 molL－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為50%，試求在該溫度下： (1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)。 (2)在上述溫度下，若SO2(g)的初始濃度增大到3 molL－1，NO2(g)的初始濃度仍為2 molL－1，試求達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。 答案　(1)1　(2)[SO3]＝[NO]＝1.2 molL－1，[SO2]＝1.8 molL－1，[NO2]＝0.8 molL－1 解析　(1)設(shè)平衡時(shí)SO2的濃度為x molL－1 　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 初始濃度(molL－1) 2 2 0 0 平衡濃度(molL－1) x x 2－x 2－x 由題意可知100%＝50%，x＝1， K＝＝＝1。 (2)設(shè)達(dá)平衡時(shí)NO的濃度為y molL－1 　　　　　 SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 初始濃度(molL－1) 3 2 0 0 平衡濃度(molL－1) 3－y 2－y y y 因?yàn)闇囟炔蛔?，平衡常?shù)不變，K＝1 則＝1，y＝1.2 平衡濃度：[SO2]＝3 molL－1－1.2 molL－1＝1.8 molL－1 [NO2]＝2 molL－1－1.2 molL－1＝0.8 molL－1 [SO3]＝[NO]＝1.2 molL－1。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知條件Ⅰ平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算條件Ⅱ平衡相關(guān)量 方法總結(jié)　(1)已知初始濃度和平衡轉(zhuǎn)化率可以計(jì)算平衡常數(shù)，已知初始濃度和平衡常數(shù)可以計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率。 (2)相同溫度下，可以從平衡Ⅰ條件求出化學(xué)平衡常數(shù)，利用平衡常數(shù)求出平衡Ⅱ條件下的有關(guān)量。 1.不同溫度時(shí)反應(yīng)2HI(g)I2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)如下：350 ℃時(shí)為66.9,425 ℃時(shí)為54.4,490 ℃時(shí)為45.9。HI的轉(zhuǎn)化率最高是在(　　) A.490 ℃ B.425 ℃ C.350 ℃ D.無(wú)法確定 答案　C 解析　對(duì)于可逆反應(yīng)，在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡，對(duì)應(yīng)一個(gè)化學(xué)平衡常數(shù)，溫度發(fā)生變化時(shí)，化學(xué)平衡被破壞，達(dá)到新的平衡時(shí)，平衡常數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生變化。平衡常數(shù)不受壓強(qiáng)和濃度影響，只隨溫度的變化而變化，而且平衡常數(shù)越大，反應(yīng)越徹底。比較題中所給的三個(gè)溫度的平衡常數(shù)可知，350 ℃時(shí)的平衡常數(shù)最大，故350 ℃時(shí)，HI的轉(zhuǎn)化率最高。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù)變化分析 2.在恒容密閉容器中，CO與H2發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0，達(dá)到平衡后，若只改變某一條件，下列示意圖正確的是(　　) 答案　B 解析　增大CO的用量，CO的轉(zhuǎn)化率減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，ΔH<0的反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)減小，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；增大H2的用量，CO的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù) 題點(diǎn)　轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù)變化分析 3.某溫度下，向容積為2 L的密閉反應(yīng)器中充入0.10 mol SO3，當(dāng)反應(yīng)器中的氣體壓強(qiáng)不再變化時(shí)，測(cè)得SO3的轉(zhuǎn)化率為20%，則該溫度下反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)的數(shù)值為(　　) A.3.2103 B.1.6103 C.8.0102 D.4.0102 答案　A 解析　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) c(始)/molL－1 0 0 0.05 c(變)/molL－1 0.01 0.005 0.01 c(平)/molL－1 0.01 0.005 0.04 K＝＝3.2103 mol－1L。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 4.已知t ℃時(shí)，反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝0.25。 (1)t ℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)＝________。 (2)若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t ℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x＝________。 答案　(1)4　(2)0.05 解析　(1)n(CO)∶n(CO2)＝＝＝4。 (2)　　　　FeO(s)＋CO(g)  Fe(s)＋ CO2(g) 起始(mol) 0.02 x 0 0 轉(zhuǎn)化(mol) 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡(mol) 0.01 x－0.01 0.01 0.01 K＝＝＝＝ 所以x＝0.05。 考點(diǎn)　轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù) 題點(diǎn)　轉(zhuǎn)化率與平衡常數(shù)變化分析 5.(1)化學(xué)平衡常數(shù)K表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，K值越大，表示____________________， K值大小與溫度的關(guān)系：溫度升高，K值____________________(填 “一定增大”“一定減小”或“可能增大也可能減小”)。 (2)在H2SO4生產(chǎn)中，SO2催化氧化成SO3：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 某溫度下，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題： ①將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強(qiáng)為0.10 MPa，該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于________。 ②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K(A)________K(B)(填“大于”“小于”或“等于”)。 答案　(1)可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度越大　可能增大也可能減小 (2)①800 mol－1L　②等于 解析　(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知K值越大表示該反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行的程度越大；正反應(yīng)方向的熱效應(yīng)不確定，若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，K值增大，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，K值減小。 (2)①由圖示可知：當(dāng)p＝0.10 MPa時(shí)，α＝0.80。 　　　　　　　 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度/molL－1　 0.2 0.1 0 轉(zhuǎn)化濃度/molL－1　 0.16 0.08 0.16 平衡濃度/molL－1　 0.04 0.02 0.16 K＝＝＝800 mol－1L。 ②平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，溫度不變，K(A)＝K(B)。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡常數(shù) 6.將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密閉容器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。 某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K＝27 mol2L－2，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10 mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 答案　91% 解析　設(shè)CH4和H2O(g)的起始物質(zhì)的量均為x mol 　　　 　 CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 起始濃度(molL－1) x x 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) 0.10 0.10 0.10 0.30 平衡濃度(molL－1) x－0.10 x－0.10 0.10 0.30 ＝27 mol2L－2 解之得x＝0.11， CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為100%≈91%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡常數(shù)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)的關(guān)系 1.等物質(zhì)的量的X(g)與Y(g)在密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng)：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(s)　ΔH<0，下列敘述正確的是(　　) A.達(dá)到平衡時(shí)，X、Y的平衡轉(zhuǎn)化率不同 B.升高溫度，平衡常數(shù)K值增大 C.平衡常數(shù)K值越大，X的轉(zhuǎn)化率越大 D.達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)速率v正(X)＝2v逆(Z) 答案　C 解析　A項(xiàng)，X與Y起始時(shí)物質(zhì)的量相等，轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量之比＝方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故平衡時(shí)α(X)＝α(Y)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，該反應(yīng)ΔH<0，即放熱反應(yīng)，升高溫度K值降低，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行程度即X的轉(zhuǎn)化率越大，正確；D項(xiàng)，平衡時(shí)，v正(X)＝v逆(Z)，錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)變化分析 2.某溫度下：2A(g)＋B(g)3C(g)的平衡常數(shù)K＝1.0，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.K隨溫度的改變而改變，K越大，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大 B.K越小，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大 C.對(duì)于某一可逆反應(yīng)，在任何條件下K均為一定值 D.K越大，化學(xué)反應(yīng)的速率越大 答案　A 解析　平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，且平衡常數(shù)越大，說(shuō)明反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，故A正確；K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，轉(zhuǎn)化率越大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；K值與溫度有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；K值大小與反應(yīng)速率大小無(wú)關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)變化分析 題組2　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 3.已知某溫度下可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)，反應(yīng)物的初始濃度分別為c0(M)＝ 1 molL－1，c0(N)＝2.4 molL－1；達(dá)到平衡后，M的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，則此時(shí)平衡常數(shù)K的數(shù)值為(　　) A.0.25 B.0.5 C.1 D.2 答案　B 解析　　　　　　　　　M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) 初始濃度(molL－1) 1 2.4 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) 0.6 0.6 0.6 0.6 平衡濃度(molL－1) 0.4 1.8 0.6 0.6 K＝＝＝0.5 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡常數(shù) 4.在一定溫度時(shí)，4 mol A在2 L密閉容器中分解：A(g)2B(g)＋C(g)，達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得已有50%的A分解成B和C。此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為(　　) A.4 mol2L－2 B.3 mol2L－2 C.2 mol2L－2 D.1 mol2L－2 答案　A 解析　　　　　　　　　　A(g)2B(g)＋C(g) 初始濃度/molL－1 2 0 0 轉(zhuǎn)化濃度/molL－1 1 2 1 平衡濃度/molL－1 1 2 1 K＝＝＝4 mol2L－2。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡常數(shù) 5.X、Y、Z為三種氣體，把a(bǔ) mol X和b mol Y充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)。達(dá)到平衡時(shí)，若它們的物質(zhì)的量滿足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為 (　　) A.100% B.100% C.100% D.100% 答案　B 解析　設(shè)平衡時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為α，則 　　　　 　X(g)?。?Y(g)　　2Z(g) 初始物質(zhì)的量(mol) a b 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) bα bα bα 平衡物質(zhì)的量(mol) a－bα b－bα bα 所以a－bα＋b－bα＝bα α＝100%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 6.在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和9 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氨氣的體積分?jǐn)?shù)接近于(　　) A.5% B.10% C.16% D.20% 答案　C 解析　　　　　　　　N2＋　3H2　2NH3 初始物質(zhì)的量(mol) 2 9 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) x 3x 2x 平衡物質(zhì)的量(mol) 2－x 9－3x 2x ＝25%，x＝0.75 平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為100%≈16%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 7.在密閉容器中把CO和H2O的混合物加熱到800 ℃，有下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，且平衡常數(shù)K＝1。若在2 L的密閉容器中充入1 mol CO和1 mol H2O相互混合并加熱到800 ℃，則CO的轉(zhuǎn)化率為 (　　) A.40% B.50% C.60% D.83.3% 答案　B 解析　設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為x 　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) n(始)/mol　 1 1 0 0 n(變)/mol　 x x x x n(平)/mol　 1－x 1－x x x 由K＝知： ＝1 解得：x＝50%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡常數(shù)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率 8.在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)＋X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0 mol的HX(g)通入體積為1.0 L的密閉容器中，在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于(　　) A.5% B.17% C.25% D.33% 答案　B 解析　由題中的反應(yīng)和數(shù)據(jù)可知：HX(g)H2(g)＋X2(g)的平衡常數(shù)K＝0.1。設(shè)在該溫度下HX(g)的分解反應(yīng)達(dá)平衡后其減小的濃度為x molL－1。 　　　　　　　　　　HX(g)H2(g)＋X2(g) 起始濃度(molL－1) 1.0 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) x 0.5x 0.5x 平衡濃度(molL－1) 1.0－x 0.5x 0.5x ＝0.1，解得x≈0.17，故可知HX的分解率為100%＝17%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡常數(shù)計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率 題組3　化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率的綜合判斷 9.在25 ℃時(shí)，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) 物質(zhì) X Y Z 初始濃度/molL－1 0.1 0.2 0 平衡濃度/molL－1 0.05 0.05 0.1 A.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50% B.反應(yīng)可表示為X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常數(shù)為1 600 mol－2L2 C.增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)增大 D.改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù) 答案　C 解析　相同時(shí)間內(nèi)X、Y、Z的濃度變化之比為(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶0.1＝1∶3∶2，X和Y為反應(yīng)物，Z為生成物，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)＋3Y(g)2Z(g)。平衡常數(shù)K＝＝1 600 mol－2L2，故B項(xiàng)正確；平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率為α(X)＝100%＝50%，故A項(xiàng)正確；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)，故C項(xiàng)不正確，D項(xiàng)正確。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知初始濃度和平衡濃度計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù) 10.某溫度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝。該溫度下，在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中投入H2(g)和CO2(g)，起始濃度如下表所示： 起始濃度 甲 乙 丙 c(H2)/molL－1 0.010 0.020 0.020 c(CO2)/molL－1 0.010 0.010 0.020 下列判斷不正確的是(　　) A.平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60% B.平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60% C.平衡時(shí)，丙中[CO2]是甲中的2倍，是0.012 molL－1 D.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢 答案　C 解析　甲和丙中反應(yīng)物的起始濃度c(H2)∶c(CO2)＝1∶1，乙中反應(yīng)物的起始濃度c(H2)∶c(CO2)＝2∶1，所以平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于甲中CO2的轉(zhuǎn)化率，甲和丙中H2的轉(zhuǎn)化率等于CO2的轉(zhuǎn)化率，設(shè)甲平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為α，則 　　　 　H2(g) ＋　 CO2(g)  H2O(g) ＋ CO(g) 起始濃度(molL－1) 0.010 0.010 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) 0.010α 0.010α 0.010α 0.010α 平衡濃度(molL－1) 0.010－0.010α 0.010－ 0.010α 0.010α 0.010α K＝＝ ＝ α＝60% 平衡時(shí)，丙中[CO2]＝0.02 molL－1－0.02 molL－160%＝0.008 molL－1，甲中[CO2]＝0.01 mol L－1－0.01 molL－160%＝0.004 molL－1，丙中[CO2]為甲中的2倍，但不是0.012 molL－1，故C項(xiàng)不正確；丙的反應(yīng)物濃度大于甲和乙反應(yīng)物的濃度，其他條件相同時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中反應(yīng)速率最慢。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡常數(shù)和初始濃度計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率 [綜合強(qiáng)化] 11.在5 L的密閉容器中充入2 mol氣體A和1 mol 氣體B，一定條件下發(fā)生反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)。達(dá)到平衡時(shí)，在相同溫度下測(cè)得容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的，則A的轉(zhuǎn)化率為(　　) A.67% B.50% C.25% D.5% 答案　B 解析　同溫同體積時(shí)，氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，故反應(yīng)后混合氣體的物質(zhì)的量為(2＋1)mol＝2.5 mol，再由“三段式”法可求得反應(yīng)中A的消耗量為1 mol，所以A的轉(zhuǎn)化率為100%＝50%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率 題點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 12.將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。達(dá)到平衡時(shí)，[H2]＝0.5 molL－1，[HI]＝4 molL－1，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)的數(shù)值為(　　) A.9 B.16 C.20 D.25 答案　C 解析　由H2和HI的平衡濃度可推算出①反應(yīng)生成的HI和NH3的濃度均為0.5 molL－12＋4 molL－1＝5 molL－1，由于NH3沒(méi)有轉(zhuǎn)化，其平衡濃度仍為5 molL－1，而HI的平衡濃度由題意可知為4 molL－1，則①的平衡常數(shù)K1＝[NH3][HI]＝54 mol2L－2＝20 mol2L－2。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡常數(shù) 題點(diǎn)　化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算 13.在某溫度下，將H2和I2各0.1 mol的氣態(tài)混合物充入10 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)，連續(xù)測(cè)定c(I2)的變化，5 s 時(shí)測(cè)定c(I2)＝0.008 0 molL－1并保持不變。則： (1)反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式是K＝________。 (2)此溫度下，平衡常數(shù)的值為_(kāi)_______。 (3)若在此溫度下，在10 L的密閉容器中充入0.2 mol HI氣體，達(dá)到平衡時(shí)，HI的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 答案　(1)　(2)0.25　(3)80% 解析　(2)平衡時(shí)[I2]＝0.008 0 molL－1 [H2]＝0.008 0 molL－1 [HI]＝0.004 0 molL－1 K＝＝0.25。 (3)設(shè)生成的H2的濃度為x molL－1， 　　　　　　 2HI(g)　　H2(g)＋I(xiàn)2(g) 起始(molL－1) 0.02 0 0 平衡(molL－1) 0.02－2x x x K′＝＝ x＝0.008 α(HI)＝100%＝80%。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知初始濃度和平衡濃度計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù) 14.將不同物質(zhì)的量的H2O(g)和CO分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH，得到如下數(shù)據(jù)： 實(shí)驗(yàn) 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol H2O CO CO H2 Ⅰ 650 2 4 2.4 1.6 Ⅱ 900 1 2 1.6 0.4 Ⅲ 900 2 1 a b (1)由表中數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”)0。 (2)650 ℃時(shí)，若在此容器中開(kāi)始充入2 mol H2O(g)、1 mol CO、1 mol CO2和2 mol H2，則反應(yīng)在開(kāi)始時(shí)向________(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。 (3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中a＝________，達(dá)平衡時(shí)實(shí)驗(yàn)Ⅱ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H2O(g)的轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系為α2(H2O)________α3(H2O)(填“>”“<”或“＝”)。 答案　(1)<　(2)正向　(3)0.6　> 解析　(1)650 ℃時(shí)， 　　　　 H2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋H2(g) 起始濃度(molL－1) 1 2 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) 0.8 0.8 0.8 0.8 平衡濃度(molL－1) 0.2 1.2 0.8 0.8 化學(xué)平衡常數(shù)K1＝＝ 900 ℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù) K2＝＝ 升高溫度K減小，故ΔH<0。 (2)Q＝＝1α3(H2O)。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)的綜合 題點(diǎn)　化學(xué)平衡常數(shù)與平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)用的綜合 15.工業(yè)上合成氨氣的反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。現(xiàn)將10 mol N2和26 mol H2置于容積可變的密閉容器中，N2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(p)、溫度(T)的關(guān)系如圖所示。回答下列問(wèn)題： (1)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)B時(shí)，容器的容積10 L，則T1時(shí)，合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________mol－2L2。 (2)平衡狀態(tài)由A變到C時(shí)，對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K(A)________(填“>”“<”或“＝”)K(C)。 答案　(1)0.025　(2)> 解析　(1)根據(jù)B點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算T1時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù) 　　　　 N2(g)＋　3H2(g)　2NH3(g) 起始物質(zhì)的量(mol) 10 26 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) 100.20 6 4 平衡物質(zhì)的量(mol) 8 20 4 化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝0.025 mol－2L2。 (2)C點(diǎn)→B點(diǎn)壓強(qiáng)不變，由T2→T1，N2的平衡轉(zhuǎn)化率α增大，則化學(xué)平衡常數(shù)也增大，即K(B)>K(C)，而溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，故K(A)>K(C)。 考點(diǎn)　平衡轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算的綜合 題點(diǎn)　已知平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡常數(shù)