1、热点 3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1CuCl 2溶液中的铜主要以 Cu(H2O) 、CuCl 形式存在，将 CuCl2溶于浓盐酸中，24 24存在下列平衡：Cu(H 2O) (aq)4Cl (aq)CuCl (aq)4H 2O(l) H0。24 24(1)该反应的平衡常数表达式为_。(2)常温下，测定平衡体系中：Cu(H 2O) 浓度为 a molL1 、Cl 浓度为 b 24molL1 、CuCl 浓度为 c molL1 ，Cl 的转化率为 _(用含 a、 b、 c的字24母表示)。答案 (1)(2)4cb 4c解析 (2)已知 Cu(H2O) (aq)4Cl (aq)CuCl (aq
2、)4H 2O(l)平衡体系中：24 24Cu(H2O) 浓度为 a molL1 、Cl 浓度为 b molL1 、CuCl 浓度为 c molL1 ，则24 24Cl 变化的浓度为 4c molL1 ，Cl 起始的浓度为( b4 c) molL1 ，Cl 的转化率为。4cb 4c2 T温度时，向 10 L恒容密闭容器中充入 2 mol NO和 2 mol CO发生反应2NO(g)2CO(g)N 2(g)2CO 2(g) H746.5 kJmol 15 min时达到平衡，测得 05 min 内该反应速率 v(N2)0.016 molL 1 min1 。(1)T温度时，该反应的平衡常数 K_。(2
3、)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为_。答案 (1)800 (2)45解析 (1) T温度时，05 min内该反应速率 v(N2)0.016 molL1 min1 ，则平衡时 c(N2)0.016 molL1 min1 5 min0.08 molL1 ，根据方程式 2NO(g)2CO(g)N 2(g)2CO 2(g)，平衡时 c(CO2)0.16 molL1 ， c(CO)0.04 molL1 ， c(NO)0.04 molL 1 ，该反应的平衡常数 K 800。0.1620.080.0420.042(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比等于物质的量之比 。（ 0.16 0.08
4、0.04 0.04） 102 2 453850 时在体积为 5 L的反应器中发生反应：CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g) H41 kJmol1 ，CO 和 H2O(g)浓度变化如图所示，请列式计算此条件下的平衡常数_。答案 K 1c（ CO2） c（ H2）c（ CO） c（ H2O） 0.120.120.180.08解析 CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)0.20 0.30 0 0起 始 浓 度 /molL 10.12 0.12 0.12 0.12变 化 浓 度 /molL 10.08 0.18 0.12 0.12平 衡 浓 度 /molL 1平衡常数 K 1
5、。c（ CO2） c（ H2）c（ CO） c（ H2O） 0.120.120.180.084.甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的 CO和 H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H99 kJmol1 。在某温度时，将 1.0 mol CO与 2.0 mol H2充入 2 L的空钢瓶中，发生上述反应，在第 5 min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为 10%。甲醇浓度的变化状况如图所示：(1)从反应开始到 5 min时，生成甲醇的平均速率为_。(2)5 min时达到平衡，H 2的平衡转化率 _%，化学平衡常数K_。(保留两位小数)答案 (1)0.
6、025 molL 1 min1(2)25 0.59解析 根据题目数据计算如下：设平衡时甲醇的物质的量浓度为 x，CO(g) 2H 2(g)CH 3OH(g)起始 0.5 1 0反应 x 2x x平衡 0.5 x 12 x x(以上单位为 molL1 )甲醇的物质的量分数为 10%，所以10%， x0.125 molL 1 。x0.5 x 1 2x x(1)甲醇的平均速率为 0.12550.025 molL 1 min1 。(2)由上述计算，反应的氢气为20.1250.25 mol，转化率为 100%25%。达到平衡时 CO、H 2和 CH3OH的物0.251质的量浓度分别为：0.375 mol
7、L1 、0.75 molL1 和 0.125 molL1 ，所以平衡常数K 0.59。0.1250.3750.7525已知 A(g)B(g)C(g) D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/ 700 800 830 1000 1200平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式 K_， H_0。(填“” “”或“”)(2)830 时，向一个 5 L的密闭容器中充入 0.20 mol的 A和 0.80 mol的 B，如反应初始 6 s内 A的平均反应速率 v(A)0.003 molL1 s1 ，则 6 s时 c(A)_molL 1 ，C 的物质
8、的量为_mol；反应经过一段时间，达到平衡时 A的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入 1 mol氩气，平衡时 A的转化率为_。答案 (1) c（ C） c（ D）c（ A） c（ B）(2)0.022 0.09 80% 80%解析 (1)根据反应 A(g)B(g)C(g) D(g)，可写出平衡常数K ，随着温度升高， K值减小，即升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，c（ C） c（ D）c（ A） c（ B）即 H0。(2)6 s内消耗的 A为 0.003 molL1 s1 6 s5 L0.09 mol，则此时 A的物质的量浓度为 0.022 molL1 ；生成 C的物质的量与消耗 A的
9、物质的0.20 mol 0.09 mol5 L量相等，均为 0.09 mol。设参与反应的 A的物质的量为 x mol，则平衡时 A、B、C、D 的物质的量分别为(0.20 x) mol，(0.80 x) mol、 x mol、 x mol，根据平衡常数的表达式和此时 K1.0，求得 x0.16，即平衡时 A的转化率为 80%；向该平衡体系中充入氩气，对该平衡无影响，即平衡时 A的转化率依然为 80%。6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)NaNO 3(s)ClNO(g) K1 H0()2NO(g)Cl 2(g)2ClNO(g) K2 H0
10、()(1)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO 3(s)2NO(g)Cl 2(g)的平衡常数 K_(用K1、 K2表示)。(2)为研究不同条件对反应()的影响，在恒温条件下，向 2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和 0.1 mol Cl2，10 min时反应()达到平衡。测得 10 min内 v(ClNO)7.510 3 molL1 min1 ，回答下列问题：平衡后 n(Cl2)_ mol。NO 的转化率 1_。其他条件保持不变，反应()在恒压条件下进行，平衡时 NO的转化率 2_ 1(填“” “”或“”)，平衡常数 K2_(填“增大” “减小”或“不变”)。若要使 K2减小，可
11、采用的措施是_。答案 (1) (2)2.510 2 75% 不变 升高温度解析 (1)反应的化学平衡常数 ，反应的平衡常数c（ ClNO）c2（ NO2），反应平衡常数 ，所以计算 K 。c2（ ClNO）c2（ NO） c（ Cl2） c（ Cl2） c2（ NO）c4（ NO2）(2) 2NO(g)Cl 2(g)2ClNO(g)起始量/mol 0.2 0.1 0变化量/mol 0.15 0.075 0.15平衡量/mol 0.05 0.025 0.15则平衡后氯气的物质的量为 2.5102 mol；一氧化氮的转化率 75%；其他条0.150.2件保持不变，反应()在恒压条件下进行，随反应进
12、行，气体体积减小，为保持恒压所以容器的体积减小，压强比恒容容器大，平衡正向移动，平衡时一氧化氮的转化率增大，平衡常数随温度变化，不随浓度或压强变化，若要使平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应是放热的，所以可以选择升高温度。72NO(g)O 2(g)2NO 2(g) H0 是制造硝酸的重要反应之一。在 800 时，向容积为 1 L的密闭容器中充入 0.010 mol NO和 0.005 mol O2，反应过程中 NO的浓度随时间变化如图所示：请回答下列问题：(1)2 min内， v(O2)_ molL1 min1 。(2)升高温度，平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动。(3)平衡时，NO 的转
13、化率是_。(4)800 时，该反应的化学平衡常数为_。答案 (1)1.2510 3 (2)逆 (3)50% (4)400解析 (1) v(NO)0.010 molL 1 0.005 molL 12 min0.0025 molL 1 min1 ，则 v(O2) v(NO)1.2510 3 molL1 min1 。12(2)正反应放热，则升高温度平衡逆向移动。(3)起始时 c(NO)0.010 molL1 ，平衡时 c(NO)0.005 molL1 ，可知转化率为100%50%。0.0050.010(4) 2NO(g)O 2(g) 2NO 2(g)0.010 0.005 0 起 始 /molL 10.005 0.0025 0.005 平 衡 /molL 1则 K 400。c2（ NO2）c2（ NO） c（ O2） 0.00520.00520.0025