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专题31 化学平衡常数及化学平衡相关计算（满分60分 时间30分钟）姓名： 班级： 得分： 1I工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下：6H2(g)2CO2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g) H0温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH3OCH3的产率将_(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，混合气体的平均相对分子质量将_；某科研小组欲研究在其他条件不变的情况下，改变起始氧气的物质的量对合成新型硝化剂反应 4NO2(g)O2(g) 2N2O5(g) H0的影响。（1）图像中T1和T2的关系是T1_T2(填“”、“”或“”)；（2）比较a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物NO2的转化率最大的是_（填字母）；（3）若起始时NO2是4mol，容器体积为1 L，n1 mol，NO2的转化率为50%，则此条件下(T2)，反应的平衡常数为_。【答案】.变小 变小 .（1） （2）c （3）0.125 L3/mol3考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响及平衡常数计算等 2合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义，对农业生产起着重要作用。（1）已知：N2（g）O2(g)2NO(g) H1H2(g)1/2O2(g)H2O（1） H24NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O（1） H3N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H40则H4 （用含H1、H2、H3的代数式表示）。（2）在其他条件相同时，分别测定合成氨反应中N2的平衡转化率随压强变化的曲线如下图A、B所示，其中正确的是 （填“A”或“B”），其判断理由是 。 （3）在体积为2L的密闭容器中按物质的量1:3的比例充入N2、H2，进行下列四组合成氨实验：组别温度N2起始量/molN2的物质的量/mol5(s)10(s)15(s)20(s)25(s)30(s)35(s)T10.10.0940.0890.0850.08250.0810.0800.080T20.10.0900.0850.0820.0800.0800.0800.080T30.20.1790.1650.1530.146xxxT40.20.1730.1610.1550.1500.1500.1500.150实验前10秒的平均速率v（NH3） molL-1s-1,T1温度下合成氨反应的平衡常数K （列出计算式）。与实验相比，实验改变了一个条件，该条件可能是 。与实验I相比，实验中N2的平衡转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”），平衡常数K （填“增大”、“减小”或“不变”）。实验与实验的反应条件温度不同，则T1 （填“大于”、“小于”或“等于”）T2，原因是 。【答案】（1）H1+3H21/2H3（2）B；合成氨反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正移，反应物的转化率增大（3）0.0011 (molL-1)-2答出5.79 (molL-1)-2也可加催化剂 增大 不变 小于 T2时的平衡常数小于T1时的平衡常数且正反应放热（或中前10s的平均反应速率比大，N2的平衡转化率比小）考点：考查盖斯定律、反应速率、平衡常数计算及外界条件对平衡状态的影响 3NO2气体对环境有危害，应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。在一定温度时，将0. 80 mol的NO2气体充入4 L真空的密闭容器中，每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析，得到数据如下表所示：时间(s)020406080n(NO2)/mol0.80n10.52n3n4n(N2O4)/mol0.000.10n20.160.16（1）在上述条件下，反应从20 s至40 s这一时间段内，NO2的平均反应速率为 molL-1s-1。（2）n3_n4(填“”、“”或“”)，该反应的平衡常数为 (保留小数点后一位)。（3）达到平衡后，如向该密闭容器中再充入0.64 mol氦气，并把容器体积扩大为8 L，则平衡将_(选填“向正反应方向移动”、 “向逆反应方向移动”或“不移动”)，其理由是 。（4）若在相同情况下，最初向该容器中充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，起始充入N2O4的物质的量是 mol，假设在80 s时达到平衡，请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。（5）取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 。【答案】（1）0.001；（2） ；2.8 （3） 向逆反应方向移动；氦气是稀有气体，不参与反应；扩大体积的瞬间，c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半，使c(N2O4)/c2(NO2)增大，并大于该温度下的平衡常数K，平衡会向左移动(或氦气是惰性气体，不参与反应，扩大体积相当于减小压强，平衡向左移动)（4）0.40； （5）BD考点：考查了化学反应速率和化学平衡的影响因素以及计算的相关知识。42013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。（1）CO2是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前，由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO2（g） + 6H2（g）CH3OCH3（g） + 3H2O（g） H0。写出该反应的平衡常数表达式 。判断该反应在一定条件下，体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是 。A容器中密度不变 B单位时间内消耗2molCO2，同时消耗1mol二甲醚Cv(CO2)v(H2)=13 D容器内压强保持不变（2）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO (g)2CO2 (g) + N2 (g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断： 该反应的H 0（选填“”、“”）。当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1S2，在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。（3）已知：CO（g） + 2H2（g）CH3OH（g）H = a kJmol-1。经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：温度（）250300350K2.0410.2700.012若某时刻、250测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4 molL1、c(H2)=0.4 molL1、c(CH3OH)= 0.8 molL1, 则此时v正 v逆（填“”、“”或“=”）。某温度下，在体积固定的2L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：时间（min）51015202530压强比(P后/P前)0.980.900.800.700.700.70则前15分钟，用氢气表示的平均化学反应速率为 ，达到平衡时CO的转化率为 。【答案】（1） BD （2） （3） 0.02mol/(L min) 45【解析】（2）催化剂不能改变平衡状态，温度高到达平衡的时间少，则T1T2。温度高CO2的平衡浓度减小，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，所以正方应是放热反应，即H0。催化剂的表面积S1S2，在T1、S2条件下达到平衡所用的时间比T1、S1要长，但温度相同最后的状态与T1、S1相同，故图像为：。(3）在250，化学平衡常数是2.041；而在此时，Qc= c(CH3OH)/ (c(CO) c2(H2)=0.8 mol/L0.4 mol/L(0.4 mol/L)2=12.52.041,说明反应逆向进行，即v正v逆；在体积恒定的密闭容器内进行的反应，气体的压强之比等于气体的物质的量的比。由于平衡时的压强是开始的0.70倍，则反应减小的物质的量是3mol0.30=0.90mol。根据方程式CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)可知每有1mol的CO发生反应，反应后气体的物质的量会减少2mol，现在气体的物质的量减小0.90mol，所以反应的CO的物质的量是0.90mol2=0.45mol，因此CO的转化率是(0.45mol1mol) 100%45%。【考点定位】本题主要是考查化学反应速率的计算、化学图像的分析、化学平衡状态判断等【名师点晴】该题考查的知识点较多，综合性较强，难点是平衡状态判断以及外界条件对平衡状态的影响分析。可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：正反应速率和逆反应速率相等。反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。
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