高考化学考点一遍过考点40 化学平衡常数及转化率

1．化学平衡常数 （1）定义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个 常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数），用 K 表示。 （2）表达式 对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K= (C) (D) (A) (B) p q m n c c c c   。 （3）应用 ①判断反应进行的限度 K 值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K 值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化 率低。 K 105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 ②判断反应是否达到平衡状态 化学反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为 Qc= (C) (D) (A) (B) c d a b c c c c   。 Qc>K 时，反应向逆反应方向进行； Qc=K 时，反应处于平衡状态； Qcp+q 反应物 A 和 B 的转化率均增 大 m+nn+p 反应物 A 的转 化率增大 ma>c D．减压或升温可将 b 中的平衡状态转变成 c 中的平衡状态 6．一定温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 SO2(g)和 O2(g)，进行反应，2SO2＋O2 2SO3， 其起始物质的量及 SO2 的平衡转化率如下表所示。下列判断中正确的是 甲 乙 丙 丁 密闭容器体积/L 2 2 2 1 起始物 质的量 n(SO2)/ mol 0.40 0.80 0.80 0.40 n(O2)/ mol 0.24 0.24 0.48 0.24 SO2 的平衡转化率% 80 α1 α2 α3 A．甲中反应的平衡常数小于乙 B．该温度下，该反应的平衡常数 K 为 400 C．SO2 的平衡转化率：α1>α2＝α3 D．容器中 SO3 的物质的量浓度：丙＝丁 K3，p2> 2p3 C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )”“ 不变 升高温度 【解析】（1）将题干中两个方程式做如下处理：(Ⅰ)×2−(Ⅱ)可得 4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，则其平衡常数 K= 2 1 2 K K 。 （2）根据“三段式” 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g)  1mol L起始浓度/ 0.1 0.05 0  1mol L转化浓度/ 0.1α1 0.05α1 0.1α1  1mol L平衡浓度/ 0.1−0.1α1 0.05−0.05α1 0.1α1 v(ClNO)= 1 10.1 mol L 10min   =7.5×10−3 mol·L−1·min−1，得α1=75%，平衡时 n(Cl2)=(0.05−0.05α1) mol·L−1×2 L =0.025 mol。该反应为气体分子数减小的反应，恒压条件下相对于恒容条件下，压强增大，平衡右移，NO 的转化 变式拓展 率增大，即α2>α1；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数 K2 不变；该反应为放热反应，升高 温度可使平衡常数 K2 减小。 2．【答案】（1）         2 2 2 CO H O CO H   c c c c （2）吸热 （3）700 ℃ （4）等于 （5）不 （6）逆反应方向 （5）830 ℃时达到平衡，扩大容器体积，由于反应前后气体的物质的量不变，则平衡不移动。 （6）该条件下 Qc=         2 2 2 CO H O CO H   c c c c = 4 4 2 2   =4>K=2.6，故反应向逆反应方向移动。 3．【答案】C 【解析】体积增大一倍，压强减小，假设平衡不移动，B 的浓度应是原来的 50%K2=K3=K4 t2~t3 【解析】（1）由图 1 中曲线变化情况可知:A 和 B 是反应物，C 是生成物，再由物质的量的变化值可得 化学计量数之比。 （2）已知反应达平衡后，降低温度，A 的转化率将增大，说明正反应是放热反应。在 5~7 min 内，K 值 不变，说明平衡移动不是由温度变化引起的，因此此处改变的条件只能是增大压强。 （3）根据速率—时间图象分析，t3 时改变的条件是升温，t5 时改变的条件是使用催化剂，t6 时改变的条 件是减压，因此有 K1>K2=K3=K4。由于 t3、t6 时条件的改变均导致化学平衡逆向移动，因此 A 的转化率 最大的一段时间是 t2~t3。 10．【答案】（1）CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) B ABE （2）催化剂的催化效率降低 （3）①< < > ②0.1 50% 2 6 1 2 6 （2）当温度超过某个值时，催化剂的催化效率降低，从而导致乙酸的生成速率降低。 （3）①升高温度，CO2 的转化率减小，说明平衡逆向移动，可知该反应为放热反应，ΔH > ③B 【解析】（3）① H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g) 开始 0.40mol 0.10mol 0 0 反应 x x x x 平衡 (0.40–x)mol (0.10–x)mol x x 2(H O) 0.02( ) (0.4 ) (0.10 ) n x n x x x x      总 解得 x=0.01mol，所以 H2S 的转化率是 1 0.01mol 100% 2.5%0.40 mol     由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数 32 2 2 2 2 2 (COS) (H O) (COS) (H O) 0.01 0.01 2.8 10(H S) c(CO ) (H S) (CO ) (0.40 0.01)(0.10 0.01) c c n nK c n n           ； 4．【答案】（1） v 正 v 逆 平衡常数 K 转化率α 增大 增大 减小 减小 （2） 2 2 4 4 cd xy ab mn  【解析】（1）H2 的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应 是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率 减小。 （2）相同温度时平衡常数不变，则 a、b、c、d 与 m、n、x、y 之间的关系式为 2 2 4 4 cd xy ab mn  。 5．【答案】（2）①4OH−＋3 2ClO ＋4NO 4 3NO ＋3Cl−＋2H2O 提高 ②减小 ③大于 NO 溶解 度较低或脱硝反应活化能较高 （3）①减小 ② 2 2 4 2 2 2 3 (Cl ) (SO ) (ClO ) (SO ) c cK c c       【解析】（2）①亚氯酸钠具有氧化性，则 NaClO2 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为 4OH−＋3 2ClO ＋4NO 4 3NO ＋3Cl−＋2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO 的转化率提高。 ②根据反应方程式 2H2O＋ 2ClO ＋2SO2 2 2 4SO  ＋Cl−＋4H＋、2H2O＋3 2ClO ＋4NO 4 3NO ＋3Cl− ＋4H＋可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的 pH 逐渐减小。