人教版高考化学一轮总复习精品课件 第七章 第36讲 化学平衡常数及转化率的计算.ppt

角度二平衡常数(Kp)和平衡常数(Kx)及计算2.(1)[2022全国乙卷,28(3)]在1470K、100kPa反应条件下,将n(H2S)∶n(Ar)=1∶4的混合气进行H2S热分解反应2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为,平衡常数Kp=kPa。?(2)[2021山东卷,20(2)]2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:①为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为mol,反应Ⅰ的平衡常数Kx1=。?②同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);平衡时,A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)=。?答案(1)50%4.76②逆向移动1∶10解析(1)在该条件下,设硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,平衡时消耗H2S的物质的量为xmol,据三段式可得:2H2S(g)S2(g)+2H2(g)起始/mol 1 0 0转化/mol x 0.5x x平衡/mol 1-x 0.5x x平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,②同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动,即逆向移动。平衡时,TAME的转化率变大,平衡常数不变,A与CH3OH物质的量浓度之比不变,则有c(A)∶c(CH3OH)=0.1α∶α=1∶10。角度拓展(1)[2022河北卷,16(2)]工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。①恒温恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为bmol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=_________②其他条件不变,H2O(g)起始量增加到5mol,达平衡时,α=0.90,b=0.65,平衡体系中H2(g)的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。?解析①恒温恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为bmol,则转化的CH4(g)为αmol,剩余的CH4(g)为(1-α)mol。根据C元素守恒可知,CO(g)的物质的量为(α-b)mol;根据H和O元素守恒可知,H2O(g)的物质的量为(1-α-b)mol,H2(g)的物质的量为(3α+b)mol,则反应混合物的总物质的量为(2α+2)mol,故反应Ⅰ的平衡②其他条件不变,H2O(g)起始量增加到5mol,达平衡时,α=0.90,b=0.65,则平衡时,CH4(g)为0.1mol;根据C元素守恒可知,CO(g)的物质的量为0.25mol;根据H和O守恒可知,H2O(g)的物质的量为(5-0.90-0.65)mol=3.45mol,H2(g)的物质的量为(3α+b)mol=3.35mol,平衡混合物的总物质的量为(2α+6)mol(2)[2022湖南卷,16(1)]在一定温度下,向容积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始压强为0.2MPa时,发生下列反应生成水煤气:反应平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系(填“吸收”或“放出”)热量kJ,反应Ⅰ的平衡常数Kp=(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。?答案吸收31.20.02MPa解析设反应Ⅱ中转化的CO的物质的量为x,则反应Ⅰ中生成的CO的物质的量为0.1mol+x。则n总(H2)=2x+0.1mol=0.5mol,x=0.2mol。结合反应可知,达到平衡H2O(g)、CO、CO2、H2的物质的量分别为0.5mol、0.1mol、0.2mol、0.5mol。反应Ⅰ吸收热量为131.4kJ·mol-1×0.3mol=39.42kJ,反应Ⅱ放出热量为41.1kJ·mol-1×0.2mol=8.22kJ,则体系吸收的热量为39.42kJ-8.22kJ=3