2021高考化学一轮复习7第3讲化学平衡常数学案新人教版

第3讲化学平衡常数

［考纲要求］

1.了解化学平衡常数的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。2.了解化学反应的

方向与化学反应的熔变与端变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依

据，能够利用化学反应的焰变和牖变判断化学反应的方向。

考点一化学平衡常数

知识梳理

1.化学平衡常数的定义

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物与反应物

的比值是一个常数，用符号_—表示。

2.表达式

对于反应加(g)+〃区(g)+如(g),

仁(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

3.意义及影响因素

(D/T值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。

(2)/只受________影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

4.常见应用

(1)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向

pq

对于可逆反应：3(g)+〃(g)+<?D(g),若浓度商-------------,则

cc

将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。

'反应向正反应方向进行，叫》山

<Q尸K：反应处于化学平衡状态，匕E=«

反应向逆反应方向进行，叫〈叫

(2)判断可逆反应的热效应

f用直增大f正反应为反应

升高温度一

附直减小f正反应为___反应

f硝增大一正反应为.反应

降低温度一

f碓减小f正反应为.反应

［回扣判断］(正确的打“J”，错误的打“义”)

(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()

(2)温度、浓度、压强、催化剂均能改变平衡常数()

(3)升高温度，平衡常数一定增大()

(4)平衡常数变化，化学平衡不一定发生移动()

(5)化学平衡发生移动，平衡常数一定改变()

(6)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度()

(7)反应A(g)+,达平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移动，平

衡常数｛值增大()

(8)对于反应：2s0z(g)+()23(g),升高温度，/值减小，则△粉0()

[重点提醒]

关于H20的浓度问题

(1)稀水溶液中进行的反应，虽然压0参与反应，但是比0只作为溶剂，不能代入平衡常

数表达式。

cc\

如NH,C1+H•ILO+HCl的平衡常数表达式为K=----------------::—。

23C4

(2)H20的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。

对点速练

练点一化学平衡常数的判断

1.也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。03可溶于水，在

水中易分解，产生的[0]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:

反应①2+[0]平衡常数为的

反应②[0]+0：,2平衡常数为及；

总反应：2032A//<0平衡常数为儿

下列叙述正确的是()

A.降低温度，K减小

B.仁4+友

C.适当升温，可提高消毒效率

D.压强增大，K2减小

2.在恒容密闭容器中，由C0合成甲醇：CO(g)+211，3011(g),在其他条件不变

的情况下研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是()

A.平衡常数长=----------------

cc2

B.该反应在K时的平衡常数比①时的小

c.CO合成甲醇的反应为吸热反应

c9

D.处于A点的反应体系从不变到石，达到平衡时---------增大

C3

3.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO,来生产燃

料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:

平衡温度/℃

化学反应

常数500800

①2H2(g)+30H(g)Ky2.50.15

②4④+观2O(g)+CO(g)Kz1.02.50

@3H2(g)+C023011(g)+HzO(g)及

（1）据反应①与②可推导出《、足与友之间的关系，则由=（用/、友表示）。

⑵反应③的△H（填“>”或“<”）0。

练点二的计算与应用

4.一定温度下，在容积为1L的密闭容器中进行反应2s02（g）+023（g）,S02

的起始浓度是0.40mol•L，O2的起始浓度是0.96mol•L，当SO3的浓度为0.32mol•L

时，反应达到平衡状态。下列说法正确的是（）

A.该温度下反应的平衡常数为6.25

B.若将平衡时混合物的压强增大1倍，平衡常数将变大

C.平衡时保持容器总体积不变，向混合气体中充入0.08molSO3和0.20mol02,则

平衡正向移动

D.S02的转化率为80%

5.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：C02（g）+H2+HzO（g）,

其化学平衡常数4和温度t的关系如表：

t/℃70080083010001200

K0.60.91.01.72.6

回答下列问题:

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。

(2)该反应为反应(填“吸热”或“放热”几

(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3C(C02)-c(ll2)=5c(C0)-C(H20),试判断

此时的温度为。

(4)若830℃时，向容器中充入1molCO,5molHQ,反应达到平衡后，其化学平衡

常数K1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)830℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。

平衡移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。

⑹若1200℃时,在某时刻平衡体系中CO,、七、C0、七0的浓度分别为2mol•L-1,

2mol•4mol­L~\4mol•L-1,则此时上述反应的平衡移动方向为(填“正

反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)。

6.神(As)是第四周期第VA族元素,可以形成As2s3、AS2O5、IhAsOs、FhAsO,等化合物，

有着广泛的用途。回答下列问题：

(1)画出础的原子结构示意图：。

(2)工业上常将含碑废渣(主要成分为AszSj制成浆状，通入6氧化，生成HsAsO」和单质

硫。写出发生反应的化学方程式：。该反应需要在加压

下进行，原因是

-1

(3)298K时，将20mL3xmol•L~'Na3AsO3.20mL3xmol•LL和20mLNaOlI溶

液混合，发生反应：As0r(aq)+L(aq)+20H-7(aq)+2「(aq)+HQ(1)。溶液

中c(AsO厂)与反应时间(。的关系如图所示。

(

一

」

・

O_

E

)

(、

-

O

S

V

)

、'mrnr/min

①下列可判断反应达到平衡的是(填标号)。

a.溶液的pH不再变化

b.丫(厂)=2F(ASO：-)

c.c(AsO})/c(AsO『)不再变化

d.c(I-)=ymol,L-1

②次时，F"(填"大于”“小于”或“等于”)。

③北时“逆________f„时丫逆(填“大于”“小于”或“等于")，理由是

④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为

技能归纳

的应用“三点”注意

(1)人的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。

(2)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代

入。

(3)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常

数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。

练点三平衡常数与转化率

7.t℃时，在体积不变的密闭容器中，发生反应：X(g)+,各组分在

不同时刻的浓度如下表：

物质XYZ

初始浓度/(mol•L-1)0.10.20

2min末浓度/(mol•L-1)0.08ab

平衡浓度/(mol•L-1)0.050.050.1

下列说法正确的是()

A.平衡时，X的转化率为20%

B.te时，该反应的平衡常数为40

C.增大平衡后的体系压强，v(正)增大，v(逆)减小，平衡向正反应方向移动

D.前2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率r(Y)=0.03mol-L',min'

8.已知(CH3COOID23C001l(g),经实验测得不同压强下，体系的平均相对分子

质量(%=侬)随温度(7)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是()

A.该反应的△水0

B.气体的压强：p(a)<p(6)=p(c)

C.平衡常数：乳&=K(物

D.测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件下

9.催化还原C0,是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催

化剂存在下，CO?和H?可发生两个平行反应，分别生成CHQH和C0。反应的热化学方程式如

T：

C02(g)+3H230H(g)+HQ(g)

A/Z=-53.7kJ•mol-11

CO2(g)+H2+HQ(g)A/^II

某实验室控制CO?和上初始投料比为1:2.2,在相同压强下，经过相同反应时间测得如

下实验数据：

77(K)催化剂co2转化率闾甲醇选择性(%)

543Cat.112.342.3

543Cat.210.972.7

553Cat.115.339.1

553Cat.212.071.6

注：Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO?中生成

甲醇的百分比

己知：①C0和上的标准燃烧热分别为一283.0kJ•mol-'和-285.8kJ•mol-1

-1

@H2O(l)=H2O(g)A^=+44.0kJ•mol

请回答(不考虑温度对△〃的影响)：

(1)反应I的平衡常数表达式仁；反应H的△〃=kj-mol-c

(2)有利于提高C0Z转化为CHQH平衡转化率的措施有。

A.使用催化剂Cat.1

B.使用催化剂Cat.2

C.降低反应温度

D.投料比不变，增加反应物的浓度

E.增大CO?和H?的初始投料比

(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CILQH的选择性有显著

的影响，其原因是

技能归纳

化学平衡计算中常用的“三关系四公式”

1.三个量的关系

(1)三个量：即起始量、变化量、平衡量。

⑵关系

①对于同一反应物，起始量一变化量=平衡量。

②对于同一生成物，始起量+变化量=平衡量。

③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

2.四个计算公式

(1)反应物的转化率=­篙-X100%=一般-X100%,

n起义口c起M口

(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。-一般来讲，转化率越大,

原料利用率越高，产率越大。

实际产量

产率=短而噎xi00%。

(3)平衡时混合物组分的百分含量=中葡寸黑赢总量

X100%o

⑷某组分的体积分数=混鬻黑器器量X100%.

考点二化学反应进行的方向

知识梳理

1.自发过程

(1)含义

在一定条件下，不需要借助外力作用就能一进行的过程。

⑵特点

①体系趋向于从一状态转变为一状态(体系对外部做功或释放热量)。

②在密闭条件下，体系有从—转变为一的倾向性(无序体系更加稳定)。

2.自发反应

在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应。

3.化学反应方向的判据

的反应，有自发①同种物质的嫡值：S(g)>S(l)>S(s)

进行倾向，但②AS>0的反应，有自发进行的倾向，

的反应，有些也能自发ASVO的反应，有些也能自发进行,

进行，故该判据不全面故该判据也不全面

,。、，仆、

(—判(嫡判M-S))

____________O

复合判据(AC=AH-7AS))

____________0

AH-TAS_0.反应非自发进行

AH-rAS=O,处于平衡状态

AH-rASJ).频自赵行

［回扣判断］(正确的打“J”，错误的打“X”)

高温

(1)CaCO;t(s)^CaO(s)+C02(g)是一个端增加的过程()

(2)△水0,ASO的反应，一定是自发反应()

(3)吸热且牖增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行()

(4)凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的()

(5)—10℃的水结成冰，可用嫡变的判据来解释反应的自发性()

(6)Na与HzO的反应是燧增的放热反应，该反应能自发进行()

(7)2N0(g)+2C0(g)=N2(g)+2C02(g)在常温下能自发进行，则该反应的AQ0()

(8)反应NH3(g)+HCl(g)=NH£l(s)在室温下可自发进行，则该反应的△〃<()()

［重点提醒］

1-反应能否自发进行需综合考虑焙变和嫡变对反应的影响。

2.化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能

说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。

对点速练

练点一化学反应的自发性

1.下列关于化学反应自发性的说法中正确的是()

A.嫡增加的化学反应一定能自发进行

B.自发进行的化学反应一定能迅速发生

C.在一定条件下，吸热反应可自发进行

D.电解池中的化学反应属于自发过程

2.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()

A.所有的放热反应都是自发进行的

B.所有的自发反应都是放热的

C.婚变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素

D.焰变是决定反应是否具有自发性的唯一判据

练点二化学反应的方向性

3.下列说法正确的是()

A.凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的

B.自发反应的嫡一定增大，非自发反应的燃一定减小

C.常温下，反应C(s)+COz不能自发进行，则该反应的A/0

D.反应2Mg您)+(；029)=(；(5)+2卜也0(5)能自发进行，则该反应的△派0

4.已知在100kPa、298.15K时石灰石分解反应CaC()3(s)=CaO(s)+COz(g)的△〃=

+178.3kj/mol,△5=+160.4J/(mol•K),贝U：

(1)该反应常温下(填“能”或“不能”)自发进行。

(2)据本题反应数据分析，温度(填“能”或“不能”)成为反应方向的决定因

素。

(3)若温度能决定反应方向，则该反应自发进行的最低温度为。

5.(1)汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO：2C0(g)=2C(s)

+Oz(g)已知该反应的△分0,简述该设想能否实现的依据：

(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化

技术将尾气中的NO和CO转变成CO,和N2,化学方程式如下：

2N0+2+N2。反应能够自发进行，则反应的XH0(填，'、

或“=”)。

练后归纳

熔变、燧变和温度对化学反应方向的影响

ASNH—TbS反应情况

一+永远是负值在任何温度下过程均自发进行

+一永远是正值在任何温度下过程均非自发进行

++低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发

——低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发

真题全体验

1.[2019•江苏卷，15](多选)在恒压、N0和02的起始浓度一定的条件下，催化反应相

同时间，测得不同温度下N0转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下

NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是()

A.MJS2N0(g)+02(g)=2N02(g)A

B.图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C.图中Y点所示条件下，增加5的浓度不能提高NO转化率

D.380℃下，CE始。)=5.0X10,mol•L，NO平衡转化率为50%,则平衡常数A>2

000

2.［2017•天津卷，6］常压下黑基化法精炼镇的原理为：Ni(s)+Xg)o

230℃时，该反应的平衡常数4=2X10-5。已知：Ni(C0)।的沸点为42.2℃,固体杂质不

参与反应。

第一阶段：将粗银与CO反应转化成气态Ni(CO).,；

第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯银。

下列判断正确的是()

A.增加c(C0),平衡向正向移动，反应的平衡常数增大

B.第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃

C.第二阶段，Ni(C0),分解率较低

D.该反应达到平衡时，r生成［Ni(CO)/=4r生成(CO)

3.［2019•全国卷I,28］水煤气变换［CO(g)+HQ(g)=CO2(g)+H2(g)］是重要的化工

过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

(1)Shibata曾做过下列实验:①使纯缓慢地通过处于7210c下的过量氧化钻CoO(s),

氧化钻部分被还原为金属钻Co(s),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用C0还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是C0似填“大于”

或“小于”).

(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和HzO(g)混合，采用适当的催化剂

进行反应，则平衡时体系中L的物质的量分数为(填标号)。

A.<0.25B.0.25

C.0.25~0.50D.0.50

E.>0.50

(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应

历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

2

1

0

过

G(a•过X・&

-15WOO

渡

5Z渡0Z5

ZHH+HX

态

态±

Z++X

.3f.2ZM土

土1+

O.H+F¥

MH+.H

5X+HH+£

土

+・OOG

UOHOOY

OU0O¥

。+。0

・80

可知水煤气变换的Atf0(填“大于”“等于"或'‘小于")。该历程中最

大能垒(活化能)6正=eV,写出该步骤的化学方程式

(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和比分压随时间变化关系(如下

图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的刈2。和加)相等、和加2相等。

o

d

<

£

060120180240300360

//min

计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率v(a)-kPa,min

467℃时92和R。随时间变化关系的曲线分别是、。489℃

时/ft和为随时间变化关系的曲线分别是、。

4.[2018•全国卷H,27]CH,-C02催化重整不仅可以得到合成气(CO和上)，还对温室

气体的减排具有重要意义，回答下列问题：

(1)CH“一COz催化重整反应为：CH.(g)+CO2(g)=20)(g)+2H2(g)。

-1

已知：C(s)+2H2(g)=CH,(g)A//=-75kJ•mol

C(s)+C)2(g)=C()2(g)△——394kJ•moL

C(s)+，(g)=CO(g)△〃=—111kJ•mol1

该催化重整反应的△仁kJ-mor1,有利于提高CH,平衡转化率的条件是

(填标号)。

A.局温低压B.低温局压

C.高温高压1).低温低压

某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH.,1molCO2以及催化剂进行重整反应,

达到平衡时C02的转化率是50%,其平衡常数为mol2-17%

(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少，相

关数据如下表：

积碳反应消碳反应

CH“g)=CO2(g)+C(s)=

C(s)+2H2(g)2C0(g)

△必kJ,mol-1)75172

活化能/催化剂X3391

(kJ•mol-1)催化剂Y4372

①由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于”)，理由是

,在反应进料气组成，压强及反应时间相同的情况下,

某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示，升高温度时，下列关于积碳反应，消

碳反应的平衡常数(给和速率(v)的叙述正确的是_______(填标号)。

121--------------------------------------------1

.16

.12

.O8

.O4

481216

反应时间/min

图1图2

A.《税、《消均增加

B.P积减小、P消增加

C.｛枳减小、/消增加

D.八消增加的倍数比。积增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为r=%・p(CH“)•％2]

「""A为速率常数)。在°(CH。一定时，不同p(COj下积碳量随时间的变化趋势如下图所示,

则zUcoj、“(CO?)、"(co?)从大到小的顺序为.。

卷，大素条

化学平衡关联图像题

（基础图像识读）

一、浓度一时间

如A（g）+

二、含量一时间一温度（压强）

（C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数）

⑴>7”正反应为吸热反应）

（7>7；正反应为放热反应）

正反应为气体体积减小的反应）

c%B%

Pi

（P6P2，正反应为气体体积增大的反应）

三、恒压（或恒温）线

（。表示反应物的转化率，。表示反应物的平衡浓度）

图①，若p、>p>a，则正反应为气体体积减小的反应，A火0;

图②，若7]>8,则正反应为放热反应。

（特殊图像识读）

一、对于化学反应加（g）+〃p（C）+°D（g）,M点前，表示从反应物开始，rm>

/迎；M点为刚达到平衡点（如下图）；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含

量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应A//<0。

二、对于化学反应何（g）+〃区（山+如值），L线上所有的点都是平衡点（如下

图）•L线的左上方（E点），E点A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以,

E点/正>「逆；则L线的右下方（F点），KiE<Kffio

三、曲线的意义是外界条件（如温度、压强等）对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化

幅度。图中交点A是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。

【素养专练】

一、经典图像题

1.利用LA可消除CO污染，其反应为：kOKs）+2（g）+I2（S）；不同温

度下，向装有足量L05固体的2L恒容密闭容器中通入2moiCO,测得C02气体体积分数(C02)

随时间t变化曲线如图所示。下列说法正确的是()

A.b点时，CO的转化率为20%

B.容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态

C.b点和d点的化学平衡常数：K>&

D.0至!|0.5min反应速率7(C0)=0.3mol,L-1,min,

2.在容积为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应，其物质的量

"(mol)随时间寅min)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()

m

021

2

2

1

-

-

O

O

O

A.。〜2min内,K(A)=0.2mol,L-1,min!

B.在2min时，图像发生改变的原因只可能是增大压强

C.3min后体系的压强不再发生变化

D.增大气体D的浓度，A的反应速率随之降低

3.在2L密闭容器中发生反应xA(g)+y4(g)。图甲表示200c时容器中A、

B、C物质的量随时间的变化关系，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始〃n(B)

的变化关系。则下列结论正确的是()

A.200℃时，反应从开始到平衡的平均速率F(B)=0.04mol,L-1,min-1

B.200'C时，该反应的平衡常数为25

C.当外界条件由200℃降到100℃时，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大

D.由图乙可知，反应xA(g)+yR(g)的bKO,且a=2

二、新型图像题

4.已知反应：C0(g)+3H24(g)+H20(g)o起始以物质的量之比为1:1充入反

应物，不同压强条件下，1卜的平衡转化率随温度的变化情况如图所示(M、N点标记为▲)>)

下列有关说法正确的是()

100

90

80

70

60

50

40

350400500600700800

温度/K

A.上述反应的XKO

B.N点时的反应速率一定比M点的快

C.降低温度，1b的转化率可达到100%

D.工业上用此法制取甲烷应采用更高的压强

5.粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HC1反应制得SiHCh,经提纯后再用田还原：

SiHCL(g)+%+3HCl(g)。在2L密闭容器中，不同温度及不同/7(H2)//7(SiHCl3)

时，反应物X的平衡转化率变化如图。下列判断合理的是()

100

90

80

70

104070100

，KHJ/"(SiHCh)

A.X为世

B.1150℃时反应的平衡常数大于950℃时反应的平衡常数

C.减小Si(s)的量，有利于提高SiHCh的转化率

D.工业上可采用增大压强的方法提高产率

6.以二氧化碳和氢气为原料制取乙爵的反应为2C02(g)+61L3cH20H(g)+

3H?0(g)。某压强下的密闭容器中，按CO?和H2的物质的量比为1:3投料，不同温度下平衡体

系中各物质的物质的量百分数(中)随温度变化如图所示。下列说法正确的是()

A.a点的平衡常数小于b点

B.b点，rE(C02)=FisdljO)

C.a点，Hz和40的物质的量相等

D.其他条件恒定,充入更多Hz,r(COz)不变

7.已知：在700℃的恒温、恒容密闭容器中发生反应3CH,(g)+2N2+

4Nlh(g),若CH”与Nz在不同投料比:2—1一时CH,的平衡转化率如图所示，下列说法正确的

n2

是()

CH4的转化率(％)

25

23

21

19

17

0.60.20：40：60.8L0

nCCHJ/nfN,)

A.〃(CH,)/"(N2)越大，C1L的转化率越高

B.a点对应的平衡常数比c点的大

C.b点对应的Mb的体积分数为26%

D.不改变投料比，增加〃(NJ时，NH：,体积分数增大

8.如图所示为气相直接水合法：C2H,(g)+H20(g)=C2HQH(g)中乙烯的平衡转化率与温

度、压强的关系[其中/7(H20):/7(C2HI)=1:1]O计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常

数为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数)()

200250300350

A.0.082B.0.072

C.0.072MPa-1D.0.082MPa-1

催化剂

9.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2C02(g)CH2—CH2(g)+4HzO(g)；己知温度

对C02的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是()

A.生成乙烯的速率：r(M)有可能小于K(N)

B.平衡常数：监＞K、

C.当温度高于250°C,升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率

降低

D.若投料比〃(W)："(C02)=3:l,则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%

10.[2019•全国卷m,28(1)(2)(3)]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求

量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热

点。回答下列问题：

(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HC1(g)+02(g)=2Ck(g)+2HzO(g)。下图为刚性容

器中，进料浓度比c(HCl)：c(0z)分别等于1:1、4:1、7:1时HC1平衡转化率随温度变化的关

系：

可知反应平衡常数M300℃)4(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HC1初

始浓度为伪，根据进料浓度比c(HCl):c(02)=l:l的数据计算M400℃)=(列出计

算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度

比cc(02)过低、过高的不利影响分别是

(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:

CuCl2(s)=CuCl(s)+^Ch(g)

△M=83kJ-mol-1

CuCl(s)+1o2(g)=CuO(s)+1ci2(g)

bth=-20kJ•mol-1

CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)

△益=—121kJ•mol-1

贝ij4HCl(g)+02(g)=2C12(g)+2H20(g)的△，=________kJ•molT

(3)在一定温度的条件下，进一步提高HC1的转化率的方法是

o(写出2种)

11.(D目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示

意图如图1,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。

H2O.CO2.N2

+

CU(NO2)

图1

.

.负载率

00a0.5%

80.

60.b3.0%

40c5.0%

d8.0%

20工

2