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1、化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用题型一“三段式”计算平衡常数及平衡转化率1(2019烟台调研)一定温度下有可逆反应：A(g)2B(g) 2C(g)D(g)。现将5 mol A和10 mol B加入体积为2 L的密闭容器中，反应至10 min时改变某一条件，C的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列有关说法中正确的是()A在05 min内，正反应速率逐渐增大B反应从起始至5 min时，B的转化率为50%C5 min时的平衡常数与10 min时的平衡常数不相等D第15 min时，B的体积分数为25%2(2018福建高三三模)如图，甲容器有一个移动活塞，能使容器保持恒压。起始时向甲中充入 2
2、mol SO2、1 mol O2，向乙中充入4 mol SO2、2 mol O2。甲、乙的体积都为1 L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。达平衡时，甲的体积为0.8 L。下列说法正确的是()A乙容器中SO2的转化率小于60%B平衡时SO3的体积分数：甲乙C打开K后一段时间，再次达到平衡，甲的体积为1.4 LD平衡后向甲中再充入2 mol SO2、1 mol O2和3 mol SO3，平衡向正反应方向移动3将4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发
3、生反应：CO(g)2H2(g) CH3OH(g),10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 molL1。经测定v(H2)0.1 molL1min1。下列说法正确的是()A平衡常数K2 BH2起始投入量为a6CCO的平衡转化率为66.7% D平衡时c(CH3OH)0.4 molL1题型二化学平衡常数及平衡转化率的综合应用4(2018太原诊断)合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应C(s)CO2(g) 2CO(g)H，测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示：回答下列问题：(1)p1、p2
4、、p3的大小关系是_，欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为_。图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是_。(2)900 、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为_，该反应的平衡常数K_。(3)将(2)中平衡体系温度降至640 ，压强降至0.101 3 MPa，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时，正反应和逆反应速率如何变化？_，二者之间有何关系？_。5(2018广东佛山质检)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统简单，产物中H2含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜)，是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。
5、反应如下：反应(主)：CH3OH(g)H2O(g) CO2(g)3H2(g) H149 kJmol1反应(副)：H2(g)CO2(g) CO(g)H2O(g)H241 kJmol1温度高于300 则会同时发生反应：CH3OH(g) CO(g)2H2(g)H3(1)计算反应的H3_。(2)反应能够自发进行的原因是_，升温有利于提高CH3OH转化率，但也存在一个明显的缺点是_。(3)如图为某催化剂条件下，CH3OH转化率、CO生成率与温度的变化关系。随着温度的升高，CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是_(填字母)。A反应逆向移动 B部分CO转化为CH3OHC催化剂对反应的选择性低
6、 D催化剂对反应的选择性低随着温度的升高，CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_写出一条能提高CH3OH实际反应转化率而降低CO生成率的措施_。(4)250 ，一定压强和催化剂条件下，1.00 mol CH3OH和1.32 mol H2O充分反应(已知此条件下可忽略反应)，平衡时测得H2为2.70 mol，CO为0.030 mol，试求反应中CH3OH的转化率为_，反应的平衡常数为_(结果保留两位有效数字)。化学平衡常数、平衡转化率的计算及应用 答案精析1B2.C3B用三段式法计算：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始物质的量/mol 4 a 0转化物质的量/mol x
7、 2x x平衡物质的量/mol 4x a2x x2x mol0.1 molL1min110 min4 L4 mol，x2，a2x0.54，a6。平衡时，c(CO)0.5 molL1，c(H2)0.5 molL1，c(CH3OH)0.5 molL1。平衡常数K4，A项错误；经上述计算，B项正确；CO的平衡转化率为50%，C项错误；平衡时c(CH3OH)0.5 molL1，D项错误。4(1)p1p2p3升高温度、减小压强KaKbKc(2)66.7%(3)正反应和逆反应速率均减小v正v逆解析(1)该反应是正反应体积增大的可逆反应，增大压强CO的含量降低，根据图像可知在温度相等时p1对应的CO含量最高
8、，则p1、p2、p3的大小关系是p1p2p3。升高温度CO含量升高，说明正反应是吸热反应，所以欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为升高温度、减小压强。平衡常数只与温度有关，升高温度平衡右移，平衡常数增大，则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是KaKbKc。(2)900 、1.013 MPa时CO的含量是80%，则C(s)CO2(g)2CO(g)起始量/mol10转化量/molx2x平衡量/mol1x2x因此0.8解得x则CO2的转化率为100%66.7%。反应的平衡常数K。(3)降低温度，正、逆反应速率均减小，CO2体积分数增大，平衡向逆反应方向移动，则v正v逆。5(
9、1)90 kJmol1(2)反应为熵增加的反应CO含量升高，破坏燃料电池的交换膜(3)C升温，反应速率加快加入水蒸气(或加入更合适的催化剂)(4)91%5.6103解析(1)反应加上反应得到：CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H390 kJmol1。(2)反应自发进行的要求是GHTS0，此反应的H0，所以反应自发进行的原因是S0，即反应为熵增反应；升温会促进反应的发生，提高CO的含量，而CO会破坏该电池的交换膜。(3)随着反应温度的升高，速率加快，但是CO的生成率并没有接近反应的平衡态，说明该反应使用的催化剂对于反应选择性低，C项正确、D项错误；三个反应都吸热，所以升温都正向移动，不会促进
10、CO转化为甲醇，A、B项错误。由的叙述可以得到答案：升温，反应速率加快。加入水蒸气，可以提高甲醇的转化率，同时使反应的平衡向逆反应方向移动，从而降低了CO的生成率；加入更合适的催化剂，最好只催化反应，不催化反应，也能达到目的。(4)达平衡时CO为0.03 0 mol，根据反应得到参与反应的氢气为0.03 0 mol，所以反应生成的氢气为2.73 mol(平衡剩余氢气2.70 mol)，根据反应，消耗的甲醇为0.91 mol，所以甲醇的转化率为91%。根据反应的数据，消耗的水为0.91 mol，生成的CO2为0.91 mol，则剩余0.41 mol水，在反应中消耗0.03 mol CO2，生成0.03 mol CO和0.03 mol水，所以达平衡时，水为0.44 mol，CO2为0.88 mol。可求得反应的平衡常数。
