1、基础课时3化学平衡常数化学反应进行的方向1(2014四川理综，7)在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102mol/(Lmin)B实验中，该反应的平衡常数K2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为
2、60%D实验中，达到平衡时，b0.060解析实验中0至5 min内v(N)v(M)1.0103mol/(Lmin)，A项错误；实验中平衡时X、Y、M、N的浓度分别为0.002 mol/L、0.032 mol/L、0.008 mol/L和0.008 mol/L，求得K1.0，B项错误；实验中，平衡时X、Y、M、N的物质的量分别为(单位为mol，略去)0.20a、0.30a、a和a，则根据化学平衡常数K1.0可求得a0.120，则X的转化率为60%，C项正确；根据实验和可求出700 和800 时的平衡常数，从而可确定该反应为放热反应，该反应前后气体物质的量不发生改变，故保持温度不变，将实验中容器容
3、积扩大一倍(相当于向10 L容器中充入X、Y的物质的量分别为0.10 mol、0.15 mol，设为实验)，平衡不移动，X的转化率不变，实验到为升温过程，升温平衡向左移动，X的转化率降低(小于60%)，则b0.060，D项错误。答案C2(2013重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。 压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0bf915 ，2.0 MPa时E的转化率为60%该反应的S0K(1 000 )K(810
4、)上述中正确的有()A4个 B3个 C2个 D1个解析增大压强，平衡逆向移动，G的体积分数减小，ba0，所以K(1 000 )K(810 )；压强为2.0 MPa时，升高温度，平衡正向移动，G的体积分数增大，f75%，所以fb；已知915 、2.0 MPa时G的体积分数为75%，设总物质的量为1 mol，则G为0.75 mol，E为0.25 mol。E(g)F(s)2G(g)始 n(E) 0转 0.375 mol 0.75 mol平 0.25 mol 0.75 mol则n(E)0.375 mol0.25 mol0.625 mol，E的转化率(E)100%60%。答案A32014课标全国，28(
5、3)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题： 下图为气相直接水合法中乙烯C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJmol1的平衡转化率与温度、压强的关系 (其中nH2OnC2H411)。(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为_，理由是_。(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 、压强6.9 MPa，nH2OnC2H40.61。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可
6、以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。解析(1)Kp0.07(MPa)1。(2)C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4p3p2p1。(3)依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，或将乙醇及时液化分离出去等。答案(1)0.07(MPa)1(2)p4p3p2p1反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高(3)将产物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比4(2014新课标全国卷，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，
7、发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100 时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_molL1s1；反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。aT_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。b列式计算温度T时反应的平衡常数K2_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。
8、解析(1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即H0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 molL10.040 molL10.060 molL1，根据v可知：v(N2O4)0.001 0 molL1s1；由图中NO2和N2O4的平衡浓度，可求：K10.36。(2)100 时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理
9、，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T100 ；由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗的c(N2O4)为0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，由三段式；N2O4(g) 2NO2(g)起始量/(molL1)0.040 0.120转化量/(molL1) 0.020 0.040平衡量/(molL1) 0.020 0.160K21.3。(3)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应的逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。答案(1)
10、大于0.001 00.36 molL1(2)大于正反应吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL110 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1K21.3(3)逆反应将反应容器的体积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体物质的量减小的方向移动，即向逆反应方向移动52015浙江理综，28(2)(3)(4)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：(1)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化
11、率为，则在该温度下反应的平衡常数K_(用等符号表示)。(2)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19)，控制反应温度600 ，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实_。控制反应温度为600 的理由是_。(3)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺乙苯二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反
12、应：CO2H2=COH2O，CO2C=2CO。新工艺的特点有_(填编号)。CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移不用高温水蒸气，可降低能量消耗有利于减少积炭有利于CO2资源利用解析(1)根据反应：平衡常数K另外利用分压也可以计算出：Kpp(2)正反应方向气体分子数增加，掺入水蒸气作稀释剂，相当于降低反应体系的分压，平衡正向移动，可以提高平衡转化率；由图可知，温度为600 时，乙苯的平衡转化率较大，苯乙烯的选择性较高。(3)CO2与H2反应，H2浓度减小，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移，正确；不用高温水蒸气，可降低能量消耗，正确；CO2能与碳反应，生成CO，减少积炭，正确；充分利用CO2资源，正确。故选。答案(1)p或(2)正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果600 ，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大(3)