平衡转化率与平衡常数

1、高三化学二轮复习专题平衡转化率与平衡常数【复习目标】1、 能正确计算化学反应的转化率（），能利用化学平衡常数（k）进行相关计算；2、 通过对平衡转化率和平衡常数的有关计算，进一步掌握和理解化学平衡理论。【高考热点】【例 1】（2014 全国 i 卷 28改编）乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法 生产。已知：c h (g)h o(g) c h oh(g)，下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率2 4 2 2 5与温度、压强的关系，请回答下列问题：（1）在 t 时，向 2l 的空钢瓶中充入 1mol c h (g)与 1mol h o(g) 进行反应，达到平衡时， 1 2 4 2c

2、h (g)的转化率为 20，则该温度下的浓度平衡常数的值为 。 2 4（2）若在乙烯水合制乙醇反应体系中，按照 n(c h ): n(h o)=1: 1 投料，反应达到平衡时，2 4 2图中 a 点的平衡常数的计算式 k =p。 （用平衡分压代替平衡浓度计算：分压=总压物质的量分数）【变式训练 1】在 t 时，向 1l 的空钢瓶中充入 1mol c h (g)与 1mol h o(g) 进行反应，2 2 4 2达到平衡时，c h (g)的平衡转化率为 。（已知 t 时 k=2）2 4 2【变式训练 2】在 t 时，向 2l 的空钢瓶中充入 1mol c h (g)与 1mol h o(g) 进

3、行反应，3 2 4 2达到平衡时，c h (g)的转化率为 50，若反应开始的压强为 p ，则达到平衡后的2 4 0k =p【归纳总结】。 （用 p 表示） 0【例 2】（2018 全国 i 卷 28改编）f. daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25时1311on o （g）分解反应： 2 5其中 no 二聚为 n o 的反应可以迅速达到平衡，且为放热反应。体系的总压强 p 随时 2 2 4间 t 的变化如下表所示（t= 时，n o （g）完全分解）：2 5t/minp/kpa035.84040.38042.516045.926049.2130061.2170062.363.

4、1（1）研究表明，n o （g）分解的反应速率 v=210 2 5（kpamin ）。t=62 min 时，测得体系中=2.9 kpa，则此时的=_ kpa，v =_ kpamin 。（2）25时 n o （g）2 42no （g）反应的平衡常数的计算式 k =_kpa（k 2 p p为以分压表示的平衡常数）。【变式训练 1】若保持上述反应体系中其他条件不变，只改变温度为 t c，测得体系的总压 强 p 随时间 t 的变化如下表所示：t/minp/kpa040.04045.28056.516065.926070.2130076.8170082.393.5在 40min 时，测得 no （g）的

5、平衡转化率为 20%，则此时反应 2no （g）2 2n o （g）的 2 4平衡常数的计算式 k =_kpa。（用分数表示）p【变式训练 2】在容积为 2 l 的密闭容器中充入 8 mol n o ，加热到 t，依次发生的分解2 5反应为： n o (g)2 5n o (g) o (g) ， n o (g) n o(g) o (g) 。达到平衡状态后测得 2 3 2 2 3 2 2o 为 9 mol，n o 为 2.8 mol，则 t时反应的平衡常数为 。 2 2【归纳总结】【例 3】(2015 全国卷 28改编)bodensteins 研究了下列反应：2hi(g)h (g)i (g) 2

6、2在 716 k 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(hi)与反应时间 t 的关系如下表：t/minx(hi)x(hi)010200.910.60400.850.73600.8150.773800.7950.7801200.7840.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数 k 的计算式为_。(2)上述反应中，正反应速率为 v k x正 正2(hi)，逆反应速率为 v k x(h )x(i )，其中逆 逆 2 2k 、k 为速率常数，则反应的平衡常数 k=_(以 k 、k 表示)。 正 逆 正 逆【例 4】(2018 全国卷改编)对于反应 2sihcl (g)32sih cl (g

7、)sicl (g)，采用大孔弱碱性 2 2 432阴离子交换树脂催化剂，在 323 k 和 343 k 时 sihcl 的转化率随时间变化的结果如图所示。3(1)343 k 时反应的平衡转化率 _%。平衡常数 k _( 保留 2 位小数)。343 k(2)比较 a、b 处反应速率大小：v _v (填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率a bvv v 正 逆k x正2sihcl k x逆 sih cl2 2xsicl4，k 、k 分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质 正 逆的量分数，则反应的平衡常数 k=_(以 k 、k 表示)，计算 a 处的正 逆位小数)。【归纳总结】_(保留 1【当堂达

8、标】(2017 江苏卷 15 改编)温度为 t 时，在容积为 1 l 的恒容密闭容器中充入 0.6mol no ，发1 2生反应: 2no (g) 2no(g)+o (g) (正反应吸热)，达到平衡时，o 的平衡浓度为 0.2mol/l。2 2 2实验测得: v = v (no ) = k c (no )，v = v(no) = 2v (o ) = k c 正 2 消耗 正 2 逆 消耗 2 消耗 逆2(no) c(o )，k 、k2 正逆为速率常数，受温度影响。 当温度改变为 t 时，若 k =k ，则 t2 正 逆 1t (填“”“” 2或“”)。【课后巩固】3ooo1、在体积均为 1l

9、的密闭容器 a（500 c，恒温）、b（起始 500 c，绝热）两个容器中分别 加入 0.1mol n o、0.4mol co 和相同催化剂。实验测得 a、b 容器中 n o 的转化率随时间的2 2变化关系如图所示。（1）b 容器中 n o 的转化率随时间的变化关系是上图中的2曲线。（2）要缩短 b 曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变 n o 的平衡转化率，在催化剂一定2的情况下可采取的措施是 。（3）500 c 该反应的化学平衡常数 k=（用分数表示）。（4）实验测定该反应的反应速率 v = k c(n o ) c(co)，v =k c(n ) c(co )。k 、k 为正 正 2 逆 逆 2 2 正 逆速率常数，c 为物质的量浓度。计算 m 处的 _(保留两位小数)。2、用焦炭还原 no 的反应为：2no (g)+2c(s) n (g)+2co (g)，在恒温条件下，1molno2 2 2 2 2和足量 c 发生该反应，测得平衡时 no 和 co 的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：2