1、(三)平衡转化率、平衡常数计算特训1甲醇是一种可再生能源，工业上可用合成气制备甲醇，反应为 CO(g)2H 2(g)CH3OH(g)。某温度下在容积为 V L 的密闭容器中进行反应，其相关数据如下图；反应开始至平衡时，用 H2表示化学反应速率为_。该温度下 CO 的平衡转化率为_。答案 molL1 min1 60%0.12V解析 反应开始至平衡时需要时间为 10 min，H 2的变化物质的量为 2.0 mol0.8 mol1.2 mol，则用 H2表示化学反应速率为 molL1 min1 ；至平衡时 CO 的变化物质1.2 molV L10 min 0.12V的量为 1.0 mol0.4 mo
2、l0.6 mol，该温度下 CO 的平衡转化率为 100%60%。0.6 mol1.0 mol2下图是当反应器中按 n(N2) n(H2)13 投料后，在 200 、400 、600 ，反应达到平衡时，混合物中 NH3的物质的量分数随总压强的变化曲线。列出 R 点平衡常数的计算式 Kp_。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数。不要求计算结果)答案 35152351535353解析 R 点总压强为 35 MPa，NH 3的物质的量分数为 20%，N 2(g) 3H 2(g) 2NH3(g) 起始物质的量/mol 5 15 0变化物质的量/mol n 3n 2n平衡物质的量/mol
3、5 n 153 n 2nNH3的物质的量分数为 20% 100%，解得： n ，则 N2的物质的量分数为2n20 2n 53100% ，H 2的物质的量分数为 1 ，R 点平衡常数的计算式 Kp5 n20 2n 15 15 15 35。351523515353533CuCl 2溶液中的铜主要以 Cu(H2O) 、CuCl 形式存在，将 CuCl2溶于浓盐酸中，存在下24 24列平衡：Cu(H 2O) (aq)4Cl (aq)CuCl (aq)4H 2O(l) H”“ 86.7%解析 (1) T 时，向 10 L 恒容密闭容器中充入 2 mol 乙苯 (g)和 2 mol Cl2(g)发生反应，
4、2 min 时氯化氢的浓度是 0.1 molL1 ，则用氯化氢表示的反应速率是 0.1 molL1 2 min0.05 molL1 min1 。(2)制备 氯乙基苯的正反应为吸热反应，反应前后气体的体积不变，6 min 时，乙苯、Cl 2的浓度在减小，而 氯乙基苯和 HCl 的浓度在增加，反应向正反应方向移动，只能是升高温度；该温度下达到平衡，依据题干条件可知， c(HCl)0.18 molL1 ， n(HCl)1.8 mol，起始/mol 2 2 0 0转化/mol 1.8 1.8 1.8 1.8平衡/mol 0.2 0.2 1.8 1.8反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数
5、，则平衡常数为K 81。(3)10 min 时，乙苯、Cl 2、氯乙基苯和 HCl 的物质的量浓度分别为1.81.80.20.20.02 molL1 、0.02 molL1 、0.18 molL1 、0.18 molL1 ，保持其他条件不变，再向容器中充入 1 mol 乙苯、1 mol Cl2、1 mol 氯乙基苯和 1 mol HCl，此时乙苯、Cl 2、 氯乙基苯和 HCl 的物质的量浓度分别为 0.12 molL1 、0.12 molL1 、0.28 molL1 、0.28 molL1 ， 5.481，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应0.280.280.120.12速率；设转化的乙苯物
6、质的量浓度为 x molL1 ，则起始/molL 1 0.3 0.3 0.1 0.1转化/molL 1 x x x x 平衡/molL 1 0.3 x 0.3 x 0.1 x 0.1 x 平衡常数为 K 81，得 x0.26，所以氯气的转化率是0.1 x0.1 x0.3 x0.3 x100%86.7%。0.260.36850 时在体积为 5 L 的反应器中发生反应：CO(g)H 2O(g)CO2(g)H 2(g) H 41 kJmol 1CO 和 H2O(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 1 cCO2cH2cCOcH2O 0.120.120.180.08解析 CO
7、(g)H 2O(g)CO2(g)H 2(g)起始浓度/molL 1 0.20 0.30 0 0变化浓度/molL 1 0.12 0.12 0.12 0.12平衡浓度/molL 1 0.08 0.18 0.12 0.12平衡常数 K 1。cCO2cH2cCOcH2O 0.120.120.180.087 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)2CO 2(g) H746.5 kJmol 15 min 时达到平衡，测得 05 min 内该反应速率 v(N2)0.016 molL 1 min1 。(1)T 温度时
8、，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)45解析 (1) T 温度时， 05 min 内该反应速率 v(N2)0.016 molL1 min1 ，则平衡时c(N2)0.016 molL 1 min1 5 min0.08 molL 1 ，根据方程式2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO 2(g)，平衡时 c(CO2) 0.16 molL1 ， c(CO) 0.04 molL1 ， c(NO) 0.04 molL 1 ，该反应的平衡常数 K 800。0.1620.080.0420.042(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 0.04102 2 45
