温度为
,在三个容积均为
的恒容密闭容器中仅发生反应
,该反应中,正反应速率为
,逆反应速率为
,
、
为速率常数,受温度影响。已知
时,
,则该温度下,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63eab83da9f65182e183d4a77fd210e1.png)
_______ ;当温度改变为
时,若
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
_______ (填“>”“=”或“<”)
。
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2023高三·全国·专题练习 查看更多[3]
(已下线)第一部分 二轮专题突破 专题13 速率常数、平衡常数的分析应用(已下线)第七章 化学反应速率与化学平衡 热点强化14 速率常数与化学平衡常数的关系(已下线)第3讲 化学平衡计算 平衡常数
更新时间:2023-02-03 22:30:20
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【推荐1】由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/9/2610513484578816/2613557187239936/STEM/7e8e0d6c-8803-44db-8e1b-04a01a5ee165.png)
(1)该反应平衡常数K的表达式为___________ 。
(2)温度降低,平衡常数K___________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为___________ mol·L-1·min-1, CO2和H2的转化率比是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/9/2610513484578816/2613557187239936/STEM/b1db3403-6966-423d-9c50-0239d4291ba2.png)
(4)下列措施中能使(3)题中
增大的有___________ 。(填字母)
A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大
E.再充入1mol CO2和3mol H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/9/2610513484578816/2613557187239936/STEM/7e8e0d6c-8803-44db-8e1b-04a01a5ee165.png)
(1)该反应平衡常数K的表达式为
(2)温度降低,平衡常数K
(3)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为
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(4)下列措施中能使(3)题中
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A.升高温度
B.加入催化剂
C.将H2O(g)从体系中分离
D.充入He(g),使体系总压强增大
E.再充入1mol CO2和3mol H2
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解题方法
【推荐2】已知反应①:Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),其化学平衡常数为K1;反应②:Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其化学平衡常数为K2,在温度973K和1173K的情况下,K1、K2的值分别如下:
请填空:
(1)反应①的K1表达式是_______________ 。
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),该反应的平衡常数K3,根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为K3=___________ ,据此关系式及上表数据,能推断出反应③是____________________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)恒温,恒容时,能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是_____________ (填写字母序号)。
A.压强不随时间改变B.气体密度不随时间改变
C.H2的体积分数不随时间改变D.单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等
(4)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/10/e0ac003e-4805-4972-a94e-56a8910be8a7.png?resizew=321)
图甲中t2时刻发生改变的条件是________________ 。图乙中t2时刻发生改变的条件是_______________ 。
(5)一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时,该反应的化学平衡______________ 移动(填“不”、“向逆反应方向”或“向正反应方向”)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
请填空:
(1)反应①的K1表达式是
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(3)恒温,恒容时,能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是
A.压强不随时间改变B.气体密度不随时间改变
C.H2的体积分数不随时间改变D.单位时间内生成H2和H2O(g)的物质的量相等
(4)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/10/e0ac003e-4805-4972-a94e-56a8910be8a7.png?resizew=321)
图甲中t2时刻发生改变的条件是
(5)一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO2和CO的浓度同时增大为原来的两倍时,该反应的化学平衡
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【推荐3】Ⅰ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g);△H>0
(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为___ 。
(2)如图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,维持其他条件不变,若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为___ L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/7/718913bf-d1e4-42d6-992d-25f5e401e7da.png?resizew=154)
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇(于固定容器中进行):2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
(1)300℃下,将2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中,判断反应___ (填“正向”或“逆向”)进行。
(2)要提高CO的转化率,可以采取的措施是___ (填序号)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
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(1)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,则用甲醇表示该反应的速率为
(2)如图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,维持其他条件不变,若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/7/718913bf-d1e4-42d6-992d-25f5e401e7da.png?resizew=154)
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇(于固定容器中进行):2H2(g)+CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/20/2423831735140352/2424889030180864/STEM/6b19606ad02a4e2abbe66ebd15f84137.png?resizew=39)
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.27 | 0.012 |
(1)300℃下,将2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中,判断反应
(2)要提高CO的转化率,可以采取的措施是
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
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解题方法
【推荐1】科学家一直致力于“人工固氮”新方法的研究。
(1)传统“人工固氮”的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。一定温度下,将1molN2和3molH2通入体积为0.5L的密闭容器中,达到平衡状态时H2的转化率为50%,该温度下该反应的平衡常数K=___________ (保留两位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/7dce0bd6-5afc-4fd7-b9ac-b827c6795996.png?resizew=138)
(2)最新“人工固氮”的研究报道,常温常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=QkJ·mol-1.已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示,则此反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)氨催化氧化法制硝酸的主要反应为4NH3(g)+5O2(g)⇋4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0;在容积为1L的密闭容器中发生该反应,容器内部分物质的含量如下表:
①反应在第2min到第4min时,NH3的平均反应速率为___________ mol·(L·min)-1。
②下列对于上述反应的判断,正确的是___________ (填序号,下列选项中X%表示X的物质的量百分含量)。
A.若升高反应体系的温度,平衡时体系中NH3%将减小
B.若增大反应体系的压强,平衡时体系中NO%将增大
C.若升高反应体系的温度,平衡时体系中H2O(g)%将增大
D.加入催化剂,平衡时体系中O2%保持不变
(1)传统“人工固氮”的反应为N2(g)+3H2(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/19/7dce0bd6-5afc-4fd7-b9ac-b827c6795996.png?resizew=138)
(2)最新“人工固氮”的研究报道,常温常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(3)氨催化氧化法制硝酸的主要反应为4NH3(g)+5O2(g)⇋4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0;在容积为1L的密闭容器中发生该反应,容器内部分物质的含量如下表:
物质的量 时间 | n(NH3) (mol) | n(O2) (mol) | n(NO) (mol) |
起始 | 1.60 | 3.20 | 0.00 |
第2min | a | 2.70 | 0.40 |
第4min | 0.60 | 1.95 | 1.00 |
第6min | 0.60 | 1.95 | 1.00 |
②下列对于上述反应的判断,正确的是
A.若升高反应体系的温度,平衡时体系中NH3%将减小
B.若增大反应体系的压强,平衡时体系中NO%将增大
C.若升高反应体系的温度,平衡时体系中H2O(g)%将增大
D.加入催化剂,平衡时体系中O2%保持不变
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(0.85)
【推荐2】科学家研究高效催化剂对汽车尾气进行无害化处理,其反应原理为
。回答下列问题:
(1)某温度下,在密闭容器中该反应达到化学平衡后,只改变一种条件对该反应的正、逆反应速率的影响如图甲所示。
①加催化剂对反应速率影响的图像是______ (填字母,下同)。
②适当升高温度对反应速率影响的图像是A,该反应的正反应是__________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
③图像D改变的条件是__________ (任写一条)。
(2)在
密闭容器中充入CO和NO共
,发生反应
,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图乙所示[起始投料比
]。
①该反应的化学平衡常数表达式是__________ 。
②图中a、b、c三点对应的平衡常数
、
、
相对大小关系是__________ ,
、
、
相对大小关系是__________ 。
③若
,温度为
,反应达到平衡所用的时间为
,CO的平衡转化率为40%。达平衡过程中平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4fbcb44a11bda6bae439ce6758c50d15.png)
__________
,平衡时混合气体总物质的量=__________
;若
时,该容器中此四种物质均为
,则此时v(正)______ (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27aa924f40f320b360a48a7d0c62863a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(1)某温度下,在密闭容器中该反应达到化学平衡后,只改变一种条件对该反应的正、逆反应速率的影响如图甲所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/4/cf2f74fc-3dc0-4895-b48f-6a5738e479fd.png?resizew=660)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/4/a2e74fa2-a339-412b-bb7d-301f5c9cb4ce.png?resizew=168)
①加催化剂对反应速率影响的图像是
②适当升高温度对反应速率影响的图像是A,该反应的正反应是
③图像D改变的条件是
(2)在
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f959d34abb80c28dcf1bab14d1786ed7.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f929efc426c3b81ec1b56282832b24fb.png)
①该反应的化学平衡常数表达式是
②图中a、b、c三点对应的平衡常数
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72daa5dad445800f9a7cf5d12ae567a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0adbfc2ce3a1cdde65827515f2ffecb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf9c28e20bf6d0ceed4660344e2fb4a.png)
③若
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8a8384d8f254ff25f83b6ea3b04db80.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
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(0.85)
【推荐3】闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
(1)该反应的正反应为_____ 反应(选填“吸热”、“放热”)。
(2)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为_____ ℃。
(3)若在(2)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为____ 。
a.等于1.0mol b.大于1.0mol c.大于0.5mol d.无法确定
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的正反应为
(2)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为
(3)若在(2)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为
a.等于1.0mol b.大于1.0mol c.大于0.5mol d.无法确定
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