第12練-用“三段式”模型突破化學(xué)平衡的計(jì)算(原卷版)

第12練用“三段式”模型突破化學(xué)平衡的計(jì)算【知識(shí)結(jié)構(gòu)】對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol，達(dá)到平衡后，A的轉(zhuǎn)化量為mxmol，容器容積為VL，則有以下關(guān)系：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00轉(zhuǎn)化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx則有：①K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))n)②c平(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1③α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)④φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%⑤eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)⑥eq\x\to(ρ)混＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)g·L－1⑦平衡時(shí)體系的平均摩爾質(zhì)量：eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)g·mol－1【解題步驟】1．某溫度下，在①、②兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋CO2(g)?H2O(g)＋CO(g)，K=2.25。物質(zhì)的起始濃度如下表：容器編號(hào)起始濃度(mol·L-1)H2CO2H2OCO①0.10.100②0.20.10.20.1下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)開(kāi)始，②中反應(yīng)逆向進(jìn)行 B．平衡時(shí)，①中c(CO2)=0.04mol·L-1C．①、②均達(dá)平衡時(shí)，各組分濃度相同 D．①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%2．一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，下列描述正確的是A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：B．6min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．X的平衡轉(zhuǎn)化率為25%D．10min內(nèi)，用Z表示的反應(yīng)速率為3．已知反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常數(shù)K值與溫度的關(guān)系如表所示。830℃時(shí)，向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.20molA和0.20molB，10s末達(dá)平衡。下列說(shuō)法不正確的是溫度/℃7008301200K值1.71.00.4A．達(dá)到平衡后，B的轉(zhuǎn)化率為50%B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)C．反應(yīng)初始至平衡，A的平均反應(yīng)速率v(A)=0.005mol·L-1·s-1D．容器體積減小為原來(lái)的一半，平衡不移動(dòng)，正、逆反應(yīng)速率均增大4．已知：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ?mol-1，一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCO2和3molH2，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖所示。下列正確的是A．升高溫度能使v正增大，v逆減小B．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%C．3min時(shí)，用CO2的濃度表示的正反應(yīng)速率小于用CH3OH的濃度表示的逆反應(yīng)速率D．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，H2O的平均反應(yīng)速率v(H2O)=0.075mol/(L·min)5．氣體和氣體在的容器中混合，并在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：。若經(jīng)過(guò)2s測(cè)得C的濃度為，現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法，其中正確的是①用物質(zhì)A表示的平均反應(yīng)速率為

②用物質(zhì)B表示的平均反應(yīng)速率為

③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%

④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為A．①③ B．③④ C．②③ D．①④6．恒溫恒容下，將2mol紅棕色氣體A和1.5mol無(wú)色氣體B通入體積為1L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：，2min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)剩余1.1molB，并測(cè)得C的濃度為1.2mol/L。(1)從開(kāi)始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為_(kāi)______mol/(L·min)(2)x=_______；A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為_(kāi)______(3)寫(xiě)出該溫度下的平衡常數(shù)表達(dá)式_______(用相關(guān)字母表示)，數(shù)值_______(4)向平衡后的容器中繼續(xù)充入0.8molA(g)、0.9molB(g)、0.8molC(g)、1.2molD(s)，此時(shí)，v(正)_______v(逆)。(填“＞”、“＝”或“＜”)7．回答下列問(wèn)題(1)在400℃時(shí)，將一定量的和14mol壓入一個(gè)盛有催化劑的10L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：，已知2min后，容器中剩余2mol和12mol，則：①反應(yīng)中消耗了_______mol，2min后的物質(zhì)的量濃度是_______。②2min內(nèi)平均反應(yīng)速率：_______。③發(fā)生反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)與發(fā)生反應(yīng)后容器中壓強(qiáng)比值為：_______。(2)某溫度時(shí)，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。①Z的產(chǎn)率是_______。②由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______。③若三種物質(zhì)都是氣體，則平衡時(shí)X所占體積的百分比為_(kāi)______。8．向2L密閉容器中通入amol氣體A和bmol氣體B，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)；xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)。已知：平均反應(yīng)速率vC=vA；反應(yīng)2min時(shí)，A的物質(zhì)的量減少了mol，B的物質(zhì)的量減少了mol，有amolD生成?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)反應(yīng)2min內(nèi)，vA=____，vB=____。(2)化學(xué)方程式中，x=____、y=____、p=____、q=____。(3)反應(yīng)平衡時(shí)，D為2amol，則A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___、B的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)___。9．300°C時(shí)，向2L的恒容密閉容器中，充入2molCO2(g)和2molH2(g)使之發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測(cè)得各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化如圖所示：(1)由圖可知，CO2(g)的濃度隨時(shí)間的變化為曲線___________(填“a”“b”或“c”)；0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)為_(kāi)__________。(2)已知：反應(yīng)至2min時(shí)，改變了某一反應(yīng)條件。由圖可知，0~2min內(nèi)CH3OH(g)的生成速率___(填“大于”“小于”或“等于”)2~4min內(nèi)CH3OH(g)的生成速率。(3)5min時(shí)，CO2(g)的轉(zhuǎn)化率(反應(yīng)時(shí)消耗CO2的物質(zhì)的量占起始投入CO2的物質(zhì)的量的百分比)為_(kāi)__________，此時(shí)容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)與反應(yīng)前容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)之比為_(kāi)__。10．在100℃時(shí)，將0.100mol的氣體充入1L抽空的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：，隔一定時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到下表：時(shí)間/s濃度/()0204060801000.1000.050ab0.0000.0600.1200.1200.120根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：(1)判斷a_______b(填“>”“<”或“=”)。_______。(保留3位有效數(shù)字)(2)在0~40s內(nèi)的平均生成速率為_(kāi)______。(3)反應(yīng)時(shí)間為100s時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______%。(4)若在相同情況下最初向該容器充入的是二氧化氮?dú)怏w，則要達(dá)到上述同樣的平衡狀態(tài)，二氧化氮的起始濃度是_______。(保留3位有效數(shù)字)11．一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氯鉑酸鋇()固體加熱時(shí)部分分解為、和，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)，在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過(guò)量，抽真空后，通過(guò)一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始?jí)簭?qiáng)為。376.8℃平衡時(shí)，測(cè)得燒瓶中壓強(qiáng)為，則_______，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______(列出計(jì)算式即可)。(2)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136~180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。得到和均為線性關(guān)系，如下圖所示：反應(yīng)的K=_______(用、表示)。12．完成下列問(wèn)題。(1)在T1時(shí)，向體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的CO和H2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)△H<0，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)(φ)與的關(guān)系如下圖所示。①當(dāng)=2時(shí)，經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_______(保留一位小數(shù))。②當(dāng)=3.5時(shí)，達(dá)到平衡后，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖像中的_____(填“D”“E”或“F”)點(diǎn)。(2)另一科研小組控制起始時(shí)容器中只有amol/LCO和bmol/LH2，測(cè)得平衡時(shí)混合氣體中CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[φ(CH3OH)]與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)之間的關(guān)系如圖2所示。③若恒溫(T1)恒容條件下，起始時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)為，則時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)=_______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用含的代數(shù)式表示)。④若在溫度為、壓強(qiáng)為的條件下向密閉容器中加入CO、H2、CH3OH氣體的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2，則反應(yīng)開(kāi)始時(shí)_______(填“>”、“<”、“=”或“無(wú)法確定”)。13．在體積為1L的恒溫密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下反應(yīng)：，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。(1)從3min到9min，v(H2)=___________。(2)若降低溫度，則該反應(yīng)的正反應(yīng)速率___________(填“加快”“減慢”或“不變”。下同)，逆反應(yīng)速率___________。(3)第4min時(shí)，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為_(kāi)__________(填“＞““＜”“=”)。(4)能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填字母)。A．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點(diǎn))B．混合氣體中CO2的濃度不再改變C．單位時(shí)間內(nèi)生成1molH2，同時(shí)生成1molCH3OHD．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化(5)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)__________。(6)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)體系內(nèi)壓強(qiáng)與開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)之比為_(kāi)__________。14．2021年11月初，世界氣候峰會(huì)在英國(guó)舉行，為減少環(huán)境污染，減少化石能源的使用，開(kāi)發(fā)新型、清潔、可再生能源迫在眉睫。(1)甲醇、乙醇來(lái)源豐富、燃燒熱值高，可作為能源使用。其中一種可減少空氣中CO2的甲醇合成方法為：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)。①若將一定量的CO2和H2投入1.0L恒容密閉容器中合成甲醇，實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度及壓強(qiáng)下，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量變化如圖所示。則該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，在p2及512K時(shí)，圖中N點(diǎn)處平衡向_______(填“正向”或“逆向”)移動(dòng)；②若將物質(zhì)的量之比為1：3的CO2和H2充入體積為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)，不同壓強(qiáng)下CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。a.A、B兩條曲線的壓強(qiáng)分別為、，則_______(填“>”“<”或“=”)；b.若A曲線條件下，起始充入CO2和H2的物質(zhì)的量分別為lmol、3mol，且a點(diǎn)時(shí)的K=300(L2/mol2)，則a點(diǎn)對(duì)應(yīng)CO2轉(zhuǎn)化率為_(kāi)______。(2)在工業(yè)生產(chǎn)中也用反應(yīng)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1制取H2，從而獲得氫能源，該反應(yīng)需要加入催化劑，若用[M]表示催化劑，則反應(yīng)歷程可表示為：第一步：[M]+H2O(g)=[M]O+H2(g)第二步：[M]O+CO(g)=[M]+CO2(g)①第二步比第一步反應(yīng)慢，則第二步反應(yīng)的活化能比第一步_______(填“大”或“小”)。反應(yīng)過(guò)程中，中間產(chǎn)物[M]O的能量比產(chǎn)物的能量_______(填“高”或“低”)；②研究表明，此反應(yīng)的速率方程為，式中)、分別表示相應(yīng)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，Kp為平衡常數(shù)，k為反應(yīng)的速率常數(shù)，溫度升高時(shí)k值增大。在氣體組成和催化劑一定的情況下，反應(yīng)速率隨溫度變化的曲線如圖所示。溫度升高時(shí)，該反應(yīng)的Kp_______(填“增大”或“減小”)。根據(jù)速率方程分析，T>Tm時(shí)v逐漸減小的原因是_______。15．在容積為10L的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)C(g)+D(g)，最初加入1.0molA和2.2molB，在不同溫度下，D的物質(zhì)的量n(D)和時(shí)間t的關(guān)系如圖。試回答下列問(wèn)題：(1)800℃時(shí)，0～5min內(nèi)，以B表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)______。(2)能判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______(填字母)。A．容器中壓強(qiáng)不變 B．混合氣體中c(A)不變C．v正(B)=2v逆(D) D．c(A)=c(C)(3)若最初加入1.0molA和2.2molB，利用圖中數(shù)據(jù)計(jì)算800℃時(shí)的平衡常數(shù)K=_______，該反應(yīng)為_(kāi)______反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(4)已知2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，在不同溫度下的平衡常數(shù)：400℃，K=32；500℃，K=44。已知在密閉容器中，測(cè)得某時(shí)刻各組分的濃度如下：物質(zhì)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)濃度/(mol·L-1)0.540680.68①判斷該反應(yīng)的?H_______0(填“＞”、“＜”或“=”)。若此時(shí)系統(tǒng)溫度400℃，比較正、逆反應(yīng)速率的大?。害哉齙______υ逆(填“＞”、“＜”或“=”)。②平衡時(shí)，若以甲醇百分含量為縱坐標(biāo)，以溫度為橫坐標(biāo)，此時(shí)反應(yīng)點(diǎn)在圖象的位置是圖中_______點(diǎn)，比較圖中B、D兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率B_______D(填“＞”、“＜”或“=”)。1．（2022·全國(guó)甲卷）金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途，目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石轉(zhuǎn)化為，再進(jìn)一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式及其平衡常數(shù)如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反應(yīng)的為_(kāi)______，_______Pa。②碳