統(tǒng)考版2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)備考提升精練11化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算含答案

1、化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算1.應(yīng)用 平衡常數(shù)的計(jì)算 例1某1L恒容密閉容器中，CH4、H2O(g)的起始濃度分別為1.8molL1和3.6molL1，二者反應(yīng)生成CO2和H2，該反應(yīng)的部分物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示(部分時(shí)間段的濃度變化未標(biāo)出)，其中第6min開(kāi)始升高溫度。下列有關(guān)判斷正確的是（ ）AX是H2B增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小C第一次平衡時(shí)的平衡常數(shù)約為0.91D若5min時(shí)向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，則平衡正向移動(dòng)【解析】根據(jù)圖像04min CH4減少0.5molL1，X增加0.5molL1，則X為CO2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度不變

2、時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；4min時(shí)，反應(yīng)第一次達(dá)到平衡狀態(tài)： CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)起始/molL1 1.8 3.6 0 0轉(zhuǎn)化/molL1 0.5 1.0 0.5 2.0平衡/molL1 1.3 2.6 0.5 2.0平衡常數(shù)K=0.91，C項(xiàng)正確；若5min時(shí)向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，則濃度商Q=1.420.91，反應(yīng)逆向移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾2.應(yīng)用 轉(zhuǎn)化率的計(jì)算 例2某溫度下，將2mol A和3mol B充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)+B(g)C(g)+D(g)，5min后達(dá)到平衡。已知該溫度下其平衡

3、常數(shù)K=1，若溫度不變時(shí)將容器的體積擴(kuò)大為原來(lái)的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則（ ）Aa=3 Ba=2CB的轉(zhuǎn)化率為60% DB的轉(zhuǎn)化率為40%【解析】溫度不變，擴(kuò)大容器體積(相當(dāng)于減小壓強(qiáng))時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率不變，說(shuō)明反應(yīng)前后氣體的體積不變，即a=1，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；假設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)化量為x mol，則A、B、C、D平衡時(shí)的物質(zhì)的量分別為(2-x)mol、(3-x)mol、x mol、x mol，設(shè)容器體積為1L，則平衡常數(shù)K=1，解得x=1.2，B的轉(zhuǎn)化率為100%=40%，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿3.應(yīng)用 平衡時(shí)濃度的計(jì)算 例3將固體NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)NH4

4、I(s)NH3(g)+HI(g)，2HI(g)H2(g)+I2(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)=0.5molL1，c(HI)=4molL1，則NH3的濃度為（ ）A5molL1 B4molL1 C4.5molL1 D3.5molL1【解析】當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)=0.5molL1，則根據(jù)第二個(gè)方程式可知分解的HI濃度為c(HI)分解=1molL1，根據(jù)第一個(gè)反應(yīng)方程式可知開(kāi)始反應(yīng)產(chǎn)生的HI總濃度c(HI)總=c(HI)分解+c(HI)平衡=1molL1+4molL1=5molL1，由于反應(yīng)產(chǎn)生的NH3與HI的物質(zhì)的量相等，反應(yīng)容器的容積相同，所以NH3的濃度為5molL1，故答案為選

5、項(xiàng)A?！敬鸢浮緼4.應(yīng)用 氣體的平均分子量的計(jì)算 例4在一定溫度下，將兩種氣體M和N通入容積為VL的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，M和N的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）A0t2內(nèi)用M表示的平均反應(yīng)速率是2/t2（mol(Lmin)1）Bt1t2內(nèi)容器內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減小C該反應(yīng)的方程式為N2MDt2與t3時(shí)刻的混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量相等【解析】圖像看出反應(yīng)從開(kāi)始到平衡，N的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，M的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為是生成物，結(jié)合反應(yīng)的方程式可計(jì)算相關(guān)物質(zhì)的反應(yīng)速率以及物質(zhì)的量濃度關(guān)系。N的物質(zhì)的量減小，應(yīng)為反應(yīng)物，平衡時(shí)物質(zhì)的量變化值為8mol-2mol=6mol，M的物質(zhì)的

6、量增多，應(yīng)為生成物，平衡時(shí)物質(zhì)的量的變化值為5mol-2mol=3mol，則有n(N)n(M)=6mol：3mol=21，可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NM。則A0t2內(nèi)M的物質(zhì)的量增加了4mol2mol=2mol，則用M表示的平均反應(yīng)速率是2mol/(VLt2min)=2/Vt2 mol(Lmin)1，A錯(cuò)誤；Bt1t2內(nèi)容器發(fā)生反應(yīng)2NM，N轉(zhuǎn)化為M，物質(zhì)的量減少，所以容器內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減小，B正確；C根據(jù)以上分析可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NM，C錯(cuò)誤；Dt2與t3時(shí)刻的混合氣體的總物質(zhì)的量不同，分別為8mol和7mol，則平均相對(duì)分子質(zhì)量不等，D錯(cuò)誤；答案選B?！敬鸢浮緽5.應(yīng)用 體系壓強(qiáng)的計(jì)算

7、例5可逆反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)、2M(g)Ng)+P(g)分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行，反應(yīng)室之間有無(wú)摩擦、可滑動(dòng)的密封隔板。反應(yīng)開(kāi)始和達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示，下列判斷不正確的是（ ）A反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B達(dá)平衡(I)時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為1011C達(dá)平衡(I)時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為20D在平衡(I)和平衡(II)中，M的體積分?jǐn)?shù)不相等【解析】A降溫由平衡（）向平衡（）移動(dòng)，同時(shí)X、Y、Z的總物質(zhì)的量減少，說(shuō)明平衡向右移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A正確；B平衡時(shí)，右邊物質(zhì)的量不變，由圖可以看出達(dá)平衡（）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)體系的壓強(qiáng)

8、之比為：，故B正確；C達(dá)平衡（）時(shí)，右邊氣體的物質(zhì)的量不變，仍為2mol，左右氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)平衡時(shí)左邊氣體的物質(zhì)的量為xmol，則有：，x=mol，即物質(zhì)的量減少了(3-)mol=mol，所以達(dá)平衡（）時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為，故C錯(cuò)誤；D由平衡（）到平衡（），化學(xué)反應(yīng)發(fā)生平衡的移動(dòng)，則M的體積分?jǐn)?shù)不相等，故D正確；答案選C?！敬鸢浮緾提分訓(xùn)練1某溫度下，將0.10mol H2(g)和0.10mol I2(g)充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測(cè)得c(H2)=0.0080molL1。則反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K為（ ）A1.0 B0.75 C0.5 D0.25【解

9、析】由題意可知，起始時(shí)氫氣和碘蒸汽的濃度均為0.010molL1，達(dá)到平衡時(shí)氫氣的濃度為0.0080molL1，則反應(yīng)消耗氫氣的濃度為（0.010-0.0080）molL1=0.0020molL1，由化學(xué)方程可知，平衡時(shí)碘蒸汽的濃度為0.008 0 molL1，碘化氫的濃度為0.0040molL1，平衡常數(shù)K=0.25，故選D。【答案】D2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：物質(zhì)XYZ初始濃度/molL10.10.20平衡濃度/molL10.050.050.1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為50%B增大壓強(qiáng)，使平衡向生成Z的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增

10、大C反應(yīng)可表示為X+3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600D改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)【解析】A反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為：（0.1mol/L0.05mol/L）/0.1mol/L100%=50%，故A正確；B增大壓強(qiáng)平衡向生成Z的方向移動(dòng)，但平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；CK=c2(Z)/c(X)c3(Y)=(0.1mol/L)2/(0.05mol/L)(0.05mol/L)3=1600(mol/L)2，故C正確；D.平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度改變時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)一定變化，故D正確?！敬鸢浮緽3對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑

11、，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）A343K時(shí)SiHCl3的平衡常數(shù)約為0.02B323K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=22%C在343K時(shí)，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是及時(shí)移去產(chǎn)物或者提高反應(yīng)物濃度D比較a、b處反應(yīng)速率大小：va小于vb【解析】溫度越高反應(yīng)速率越快，先達(dá)到平衡，所以曲線a為343K時(shí)的SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化曲線，曲線b為323K時(shí)的SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化曲線。A據(jù)圖可知343K時(shí)平衡時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%，設(shè)起始SiHCl3(g)濃度為1molL1，則有 則平衡常數(shù)K=0.02，故A正確；B

12、據(jù)圖可知323K時(shí)平衡時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為21%，故B錯(cuò)誤；C該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相同，增大SiHCl3的濃度雖然可以使平衡正向移動(dòng)，但轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；Da處溫度高于b處，所以va大于vb，故D錯(cuò)誤；綜上所述答案為A?！敬鸢浮緼4在2 L恒容密閉容器中充入1mol CO、2mol H2，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H=90.1kJmol1；CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是（ ）A工業(yè)上，利用上述反應(yīng)合成甲醇，溫度越高越好B圖象中X代表溫度，C圖象中P點(diǎn)代表的平衡常數(shù)K為D溫度和容積不變，再充入1mol CO、2

13、mol H2，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率減小【解析】A該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向左移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率降低，應(yīng)根據(jù)催化劑來(lái)選擇合適的溫度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，又是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，從圖象看出，隨著X增大，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以X代表壓強(qiáng)，M代表溫度，溫度越高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CP點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為50%，用“三段式”法進(jìn)行計(jì)算：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)起始濃度/（molL1） 1 0.5 0變化濃度/（molL1） 0.5 0.25 0.25平衡濃度/（molL1） 0.5 0.25 0.25（單位可?。?，C項(xiàng)正確；D溫度不變

14、，平衡常數(shù)不變，容積不變，再充入1mol CO、2mol H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，H2、CO的轉(zhuǎn)化率都增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾5一定條件下，向密閉容器中加入X物質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)3X(g)Y(g)+Z(s) Hv(X)v(Y)BT1K(Z)D工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)溫度為T(mén)2時(shí)，壓強(qiáng)越高，經(jīng)濟(jì)效益越好圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)煤生產(chǎn)水煤氣和半水煤氣。工業(yè)上用煤生產(chǎn)作為合成氨原料氣的水煤氣，要求氣體中(CO+H2)與N2的體積之比為3.13.2，發(fā)生的反應(yīng)有C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，C(s)+1/2O2(g)C

15、O(g)。從能量角度考慮，通入空氣的目的是_。如圖3是反應(yīng)CO(g) +H2O(g)H2(g)+CO2(g)Hv(X)v(Y)，正確；B項(xiàng)，根據(jù)圖2，T1時(shí)碳的轉(zhuǎn)化率大于1000K時(shí)碳的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)H0，溫度越高，碳的轉(zhuǎn)化率越低，因此T11000 K，正確；C項(xiàng)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，平衡常數(shù)K(X)=K(Y)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，因此平衡常數(shù)K(X)=K(Y)K(Z)，正確；D項(xiàng)，壓強(qiáng)越高，對(duì)設(shè)備的要求越高，會(huì)大大的增加成本，經(jīng)濟(jì)效益反而減小，錯(cuò)誤。圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的碳的轉(zhuǎn)化率為50%，壓強(qiáng)為4.5MPa。C(s)+2H2(g)CH4(g) 起始(mol) 1 2 0反應(yīng)(

16、mol) 0.5 1 0.5平衡(mol) 0.5 1 0.5平衡常數(shù)Kp=。(2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是吸熱反應(yīng)，通入空氣后發(fā)生C(s)+1/2O2(g)CO(g)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可維持體系的熱平衡，因此工業(yè)上用煤生產(chǎn)作為合成氨原料氣的水煤氣。在t2時(shí)刻CO的濃度減小、CO2濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，且CO和CO2濃度變化有接觸點(diǎn)，所以可以通過(guò)降低溫度、增大水蒸氣的量或減少氫氣的量實(shí)現(xiàn)；t4時(shí)刻通過(guò)改變?nèi)莘e的方法將壓強(qiáng)增大為原先的兩倍，則體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，故濃度分別增大為原來(lái)的2倍，又反應(yīng)前后氣體系數(shù)相等，平衡不移動(dòng)，所以圖像僅僅是濃度分別變?yōu)樵瓉?lái)的2倍并

17、且保持不變，如圖為?！敬鸢浮?1)ABC1/6 (2)前者是吸熱反應(yīng)，通入空氣后發(fā)生的是放熱反應(yīng)，可維持體系的熱平衡降低溫度(或增大水蒸氣的量，減少氫氣的量) 10工業(yè)合成氨反應(yīng)為Nz(g)+3H2(g)2NH3(g)，對(duì)其研究如下：在773K時(shí)，分別將2mol N2和6mol H2充入一個(gè)固定容積為1L的密閉容器中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體混合物中n(H2)、n(NH3)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表;t/min051015202530n（H2）/mol6.004.503.603.303.033.003.00n（NH3）/mol01.001.601.801.982.002.00(1)前10min中利用N2表示的反應(yīng)速率為_(kāi)(2)該溫度下，此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_(3)該溫度下，若向同容積的另一容器中投入的N2、H2、NH3的濃度分別為3molL1、3molL1、3molL1，則此時(shí)v正_v逆(填“”、“”、“v逆。(4)如果平衡時(shí)氫氣是