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安徽2019届高考化学二轮复习专题 微题型9[题型专练]1．(2018·佛山模拟)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1，下列结论正确的是( )A ．在密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2充分反应放热92.4 kJB ．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH ＝－Q kJ·mol－1，则Q>92.4C ．增大压强，平衡向右移动，平衡常数增大D ．若一定条件下反应达到平衡，N2的转化率为20%，则H2的转化率一定为60%解析 A 项，该反应是可逆反应不能进行到底，反应放热小于92.4 kJ ；B 项，氨气变为液氨放热，则Q>92.4；C 项，平衡常数只与温度有关；D 项；若N2、H2的起始浓度之比是1∶3，则H2的转化率为20%，一般情况下H2与N2的转化率无必然联系。
答案 B2．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K 。
则下列说法正确的是( )A ．反应①的平衡常数K1＝B ．反应③的平衡常数K ＝K1/K2C ．对于反应③，恒容时，若温度升高，H2的浓度减小，则该反应的焓变为正值D ．对于反应③，恒温恒容时，若增大压强，H2的浓度一定减小解析 在书写平衡常数表达式时，纯固体不能代入平衡常数表达式中，A 错误。
由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K ＝K1/K2，B 正确。
反应③中，若温度升高，H2的浓度减小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此ΔH ＜0，C 错误。
对于反应③，反应前后气体体积不变，则在恒温恒容条件下，若充入与反应无关的稀有气体增大压强，平衡不移动，H2的浓度不变，D 错误。
化学平衡常数与转化率的计算1．明确三个量的关系(1)三个量：起始量、变化量、平衡量。
(2)关系①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
②对于同一生成物，起始量＋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．掌握四个公式(1)反应物的转化率＝n (转化)n (起始)×100%＝c (转化)c (起始)×100%。
(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。
产率＝实际产量理论产量×100%。
(3)平衡时混合物组分的百分含量＝平衡量平衡时各物质的总量×100%。
(4)某组分的体积分数＝某组分的物质的量混合气体总的物质的量×100%。
3．谨记一个答题模板反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量分别为a mol 、b mol ，达到平衡后，A 的转化量为mx mol ，容器容积为V L ，则有以下关系：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a －mx b －nx px qx 对于反应物：n (平)＝n (始)－n (转)对于生成物：n (平)＝n (始)＋n (转)则有：①K ＝⎝⎛⎭⎫px V p ·⎝⎛⎭⎫qx V q ⎝⎛⎭⎫a －mx V m ·⎝⎛⎭⎫b －nx V n②c 平(A)＝a －mx Vmol·L －1③α(A)平＝mx a ×100%，α(A)∶α(B)＝mx a ∶nx b ＝mbna④φ(A)＝a －mxa ＋b ＋(p ＋q －m －n )x×100%⑤p 平p 始＝a ＋b ＋(p ＋q －m －n )x a ＋b⑥ρ混＝a ·M (A )＋b ·M (B )V g·L －1[其中M (A)、M (B)分别为A 、B 的摩尔质量]⑦平衡时体系的平均摩尔质量：M ＝a ·M (A )＋b ·M (B )a ＋b ＋(p ＋q －m －n )xg·mol －14．高考新宠——压强平衡常数(K p )的计算 (1)K p 含义在化学平衡体系中，用各气体物质的分压替代浓度，计算得到的平衡常数叫压强平衡常数，其单位与表达式有关。
[复习目标] 1.掌握速率、平衡图像的分析方法及类型。
2.掌握实际工业生产中的陌生图像的分析方法。
1．(2022·全国甲卷，28)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO 2)转化为TiCl 4，再进一步还原得到钛。
回答下列问题：(1)TiO 2转化为TiCl 4有直接氯化法和碳氯化法。
在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO 2(s)＋2Cl 2(g)===TiCl 4(g)＋O 2(g) ΔH 1＝＋172 kJ·mol －1，K p1＝×10－2 (ⅱ)碳氯化：TiO 2(s)＋2Cl 2(g)＋2C(s)===TiCl 4(g)＋2CO(g) ΔH 2＝－51 kJ·mol －1，K p2＝×1012 Pa①反应2C(s)＋O 2(g)===2CO(g)的ΔH 为________ kJ·mol －1，K p ＝__________Pa 。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是__________________________________。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在×105 Pa ，将TiO 2、C 、Cl 2以物质的量比1∶∶2进行反应。
体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)的平衡常数K p (1 400 ℃)＝__________Pa 。
②图中显示，在200 ℃平衡时TiO 2几乎完全转化为TiCl 4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1．CuCl 2溶液中的铜主要以Cu(H 2O)2＋4、CuCl 2－4形式存在，将CuCl 2溶于浓盐酸中，存在下列平衡：Cu(H 2O)2＋4(aq)＋4Cl －(aq)CuCl 2－4(aq)＋4H 2O(l) ΔH ＜0。
(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)2＋4浓度为a mol ·L －1、Cl －浓度为b mol ·L －1、CuCl 2－4浓度为c mol ·L －1，Cl －的转化率为____________(用含a 、b 、c 的字母表示)。
答案 (1)c （CuCl 2－4）c 4（Cl －）·c [Cu （H 2O ）2＋4](2)4c b ＋4c解析 (2)已知Cu(H 2O)2＋4(aq)＋4Cl －(aq)CuCl 2－4(aq)＋4H 2O(l)平衡体系中：Cu(H 2O)2＋4浓度为a mol ·L －1、Cl －浓度为b mol·L －1、CuCl 2－4浓度为c mol ·L －1，则Cl －变化的浓度为4c mol ·L －1，Cl －起始的浓度为(b ＋4c ) mol·L －1，Cl －的转化率为4cb ＋4c。
2．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)ΔH ＝－746.5 kJ·mol －15 min 时达到平衡，测得0～5 min 内该反应速率v (N 2)＝0.016 mol·L －1·min －1。
(1)T 温度时，该反应的平衡常数K ＝________。
(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________。
热点3 化学平衡常数、平衡转化率的计算1．CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)2＋4、CuCl2－4形式存在，将CuCl2溶于浓盐酸中，存在下列平衡：Cu(H2O)2＋4(aq)＋4Cl－(aq)CuCl2－4(aq)＋4H2O(l) ΔH＜0。
(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(H2O)2＋4浓度为a mol·L－1、Cl－浓度为b mol·L－1、CuCl2－4浓度为c mol·L－1，Cl－的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示)。
答案(1)c（CuCl2－4）c4（Cl－）·c[Cu（H2O）2＋4](2)4cb＋4c解析(2)已知Cu(H2O)2＋4(aq)＋4Cl－(aq)CuCl2－4(aq)＋4H2O(l)平衡体系中：Cu(H2O)2＋4浓度为a mol·L－1、Cl－浓度为b mol·L－1、CuCl2－4浓度为c mol·L－1，则Cl－变化的浓度为4c mol·L－1，Cl－起始的浓度为(b＋4c) mol·L－1，Cl－的转化率为4cb＋4c。
2．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)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5 kJ·mol－15 min时达到平衡，测得0～5 min内该反应速率v(N2)＝0.016 mol·L－1·min－1。
(1)T温度时，该反应的平衡常数K＝________。
(2)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)4∶5解析(1)T温度时，0～5 min内该反应速率v(N2)＝0.016 mol·L－1·min－1，则平衡时c(N2)＝0.016 mol·L－1·min－1×5 min＝0.08 mol·L－1，根据方程式2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，平衡时c(CO2)＝0.16 mol·L－1，c(CO)＝0.04 mol·L－1，c(NO)＝0.04 mol·L －1，该反应的平衡常数K ＝0.162×0.080.042×0.042＝800。
(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＋0.04＋0.04）×102＋2＝45。
3．850 ℃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) ΔH ＝－41 kJ ·mol －1，CO 和H 2O(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 ＝c （CO 2）·c （H 2）c （CO ）·c （H 2O ）＝0.12×0.120.18×0.08＝1 解析 CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g) 起始浓度/mol·L－1 0.20 0.30 0 0 变化浓度/mol·L－1 0.12 0.12 0.12 0.12 平衡浓度/mol·L －10.08 0.18 0.12 0.12 平衡常数K ＝c （CO 2）·c （H 2）c （CO ）·c （H 2O ）＝0.12×0.120.18×0.08＝1。
4.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)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－99 kJ·mol－1。
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，H2的平衡转化率α＝________%，化学平衡常数K＝________。
(保留两位小数)答案(1)0.025 mol·L－1·min－1(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)＋2H2(g)CH3OH(g)起始0.5 1 0反应x2x x平衡0.5－x1－2x x(以上单位为mol·L －1)甲醇的物质的量分数为10%，所以x 0.5－x ＋1－2x ＋x ＝10%，x ＝0.125 mol·L －1。
(1)甲醇的平均速率为0.125÷5＝0.025 mol·L －1·min －1。
(2)由上述计算，反应的氢气为2×0.125＝0.25 mol ，转化率为0.251×100%＝25%。
达到平衡时CO 、H 2和CH 3OH 的物质的量浓度分别为：0.375 mol·L －1、0.75 mol·L －1和0.125 mol·L －1，所以平衡常数K ＝0.1250.375×0.752≈0.59。
5．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/℃ 700800 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 ＝________，ΔH ________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 mol·L －1·s －1，则6 s 时c (A)＝________mol ·L －1，C 的物质的量为________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 ＝c （C ）·c （D ）c （A ）·c （B ），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，即ΔH ＜0。
(2)6 s 内消耗的A 为0.003 mol·L －1·s －1×6 s ×5 L ＝0.09 mol ，则此时A 的物质的量浓度为0.20 mol －0.09 mol 5 L＝0.022 mol·L －1；生成C 的物质的量与消耗A 的物质的量相等，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K ＝1.0，求得x ＝0.16，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：2NO 2(g)＋NaCl(s)NaNO 3(s)＋ClNO(g) K 1 ΔH ＜0(Ⅰ) 2NO(g)＋Cl 2(g)2ClNO(g) K 2 ΔH ＜0(Ⅱ)(1)4NO 2(g)＋2NaCl(s)2NaNO 3(s)＋2NO(g)＋Cl 2(g)的平衡常数K ＝________(用K 1、K 2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)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 Cl 2，10 min 时反应(Ⅱ)达到平衡。
测得10 min 内v (ClNO)＝7.5×10－3 mol ·L －1·min －1，回答下列问题：①平衡后n (Cl 2)＝________ mol 。
②NO 的转化率α1＝________。
③其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO 的转化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)，平衡常数K 2________(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若要使K 2减小，可采用的措施是________________。
答案 (1)K 21K 2 (2)①2.5×10－2 ②75% ③＞ 不变 ④升高温度解析 (1)反应①的化学平衡常数＝c （ClNO ）c 2（NO 2），反应②的平衡常数＝c 2（ClNO ）c 2（NO ）·c （Cl 2），反应③平衡常数＝c （Cl 2）·c 2（NO ）c 4（NO 2），所以计算K ＝K 21K 2。
(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2.5×10－2 mol ；一氧化氮的转化率＝0.150.2＝75%；其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，随反应进行，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。
7．2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g) ΔH ＜0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 O 2，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 (O 2)________ mol·L －1·min －1。
(2)升高温度，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动。
