化学平衡常数及转化率的计算专题讲解

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(2)CrO2L4和Cr2O7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·

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－1

的Na2CrO4溶液中

c(Cr2O27)随c(H)的变化如图所示。

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＋

①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：__________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由图可知，溶液酸性增大，CrO24的平衡转化率______(填“增大”“减小”或“不变”)。

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根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。

③升高温度，溶液中CrO2则该反应的ΔH________(填“大于”“小于”4的平衡转化率减小，

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或“等于”)0。 答案 ①2CrO24＋2H

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＋

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Cr2O27＋H2O ②增大 1.0×10 ③小于

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2

解析 ①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O27)逐渐增大，说明CrO4逐渐转化为

Cr2O2则CrO2其反应的离子方程式为2CrO27，4的平衡转化率逐渐增大，4＋2H

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＋

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＋

Cr2O27＋

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H2O；②由图中A点数据可知：c(Cr2O2L1、c(H)＝1.0×107 mol·L1，则进一7)＝0.25 mol·步可知c(CrO2L1－2×0.25 mol·L1＝0.5 mol·L1，根据平衡常数的定义可计算4)＝1.0 mol·

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出该转化反应的平衡常数为1.0×1014；③升高温度，溶液中CrO24的平衡转化率减小，说明

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化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的ΔH小于0。

3．[2016·全国卷Ⅲ，27(2)(3)]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323 K，NaClO2溶液浓度为5×103

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mol·L1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

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离子 c/mol·L1 －SO24 －SO23 －－NO3 －－NO2 1.2×105 －－Cl 3.4×103 －－8.35×104 6.87×106 1.5×104 －

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：____________________________。 增加压强，NO的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________(填“增大”“不变”或“减小”)。 ③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。 ②反应ClO2＋2SO23

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2SO24＋Cl的平衡常数K表达式为_________________________。

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答案 (2)①4NO＋3ClO2＋4OH===4NO3＋3Cl＋2H2O 提高 ②减小 ③大于 NO溶c?Cl?·c2?SO24?解度较低(或脱硝反应活化能较高) (3)①减小 ②K＝－－ 2c?ClO2?·c?SO23?

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解析 (2)①亚氯酸钠具有氧化性，可将NO气体氧化为NO3，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4NO＋3ClO2＋4OH===4NO3＋3Cl＋2H2O。该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强，有利于反应向消耗NO的方向进行，所以增大压强，NO的转化率提高；②脱硝反应消耗OH，故随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小；③根据题中表格数据发现，反应一段时间后溶液中SO24的浓度大于NO3的浓度，说明脱硫反应

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速率大于脱硝反应速率。原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)①由图分析可知，温度升高，SO2或NO平衡分压的负对数均减小，说明升高温度，平衡逆向移动，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小；②根据反应

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ClO2＋2SO23

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――

2SO24＋Cl可写出其平衡常数表达式为

c?Cl?·c2?SO24?

K＝－－。 2c?ClO2?·c?SO23?

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1．只改变一个影响化学平衡的因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述不正确的是( )

A．K值不变，平衡可能移动 B．平衡向右移动时，K值不一定变化 C．K值有变化，平衡一定移动

D．相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值也增大两倍 答案 D

解析 因改变压强或浓度引起化学平衡移动时，K值不变，A项和B项均正确；K值只与温度有关，K值发生了变化，说明体系的温度改变，则平衡一定移动，C项正确；相同条件下，同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍，K值应该变为K2原，D项错误。

2．(2018·大连重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)

2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气

体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)

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H2(g)＋I2(g)，则下列判断正确的是( ) 22

A．后一反应的平衡常数为1 B．后一反应的平衡常数为0.5

C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L1

－

D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5 mol·L1

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答案 B

解析 前一反应达平衡时c(H2)＝c(I2)＝0.5 mol·L1，c(HI)＝1 mol·L1，则平衡常数K1＝

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－

c(H2)?c(I2)c?HI?11＝＝4，而后一反应的平衡常数K2＝＝＝0.5，A项错

c?H2?·c?I2?0.5×0.5K1c(HI)误，B项正确；设后一反应达平衡时c(H2)＝x mol·L1，则平衡时c(I2)＝x mol·L1，c(HI)＝(0.5

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－

22

1212－2x) mol·L1，K2＝

－

x?x－

＝0.5，解得x＝0.125，故平衡时c(HI)＝0.25 mol·L1，C、D

0.5?2x1212项错误。

3．利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)平衡常数与温度的关系如表所示：

温度/℃ 化学平衡常数

下列说法正确的是( ) A．上述正反应为吸热反应

B．15 ℃时，反应[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)2×105

－

[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)。已知该反应的化学

15 5×104 50 2 100 1.9×105 －Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平衡常数为

C．保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率升高 D．醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对CO的吸收多少没有影响 答案 B

解析 根据题给数据知，温度降低，平衡常数增大，说明降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错误；[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)为Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋ NH3(g)

Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)

[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)的逆反应，两反应的平衡常数

互为倒数，则15 ℃时，反应[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)Cu(NH3)2Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)的平

1－5衡常数K＝4＝2×10，B项正确；减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率降低，C5×10项错误；增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡向正反应方向移动，有利于CO的吸收，D项错误。

4．(2017·江西九江十校联考)在一定条件下发生反应4NO2(g)＋O2(g)

2N2O5(g) ΔH<0，

T1时，向体积为2 L的恒容密闭容器中通入NO2和O2，部分实验数据如表所示。下列说法不正确的是( )

时间/s c(NO2)/mol·L1 －0 4.00 1.00 5 2.52 c1 －

－

10 2.00 c2 15 c3 0.50 c(O2)/mol·L1 －

A．0～5 s内N2O5的平均反应速率为0.148 mol·L1·s1

B．其他条件不变，将容器体积压缩一半，则重新达到平衡时c(N2O5)<2 mol·L1

－

C．设T1时平衡常数为K1，T2时平衡常数为K2，若T1K2 D．T1时平衡常数为0.125，平衡时NO2和O2的转化率均为50% 答案 B

L11?4.00－2.52?mol·－－解析 0～5 s内，v(N2O5)＝v(NO2)＝×＝0.148 mol·L1·s1，A项正确；

225 s根据反应物转化的物质的量之比等于化学计量数之比，可得c1＝0.63，c2＝0.50，c3＝2.00，由此可知10 s时达到平衡，达平衡时c(N2O5)＝1.00 mol·L1，将容器体积压缩一半，此时

－－1

c(N2O5)＝2.00 mol·L1，随后平衡正向移动，c(N2O5)>2.00 mol·L1，B项错误；对于放热反

－

－

应，温度越高，平衡常数越小，C项正确；达平衡时c(NO2)＝2.00 mol·L1，c(O2)＝0.50 mol·L1，

－

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2.00 mol·L11.002

c(N2O5)＝1.00 mol·L，K＝＝0.125，平衡时NO2的转化率为－×100%

2.004×0.504.00 mol·L1－

－1

0.50 mol·L1

＝50%，O2的转化率为－×100%＝50%，D项正确。

1.00 mol·L1－

5．甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)＋2H2O(g)验数据如下表所示： 容器 甲 乙 容积/L 2 1 温度/℃ T1 T2 起始量/mol C(s) 2 1 H2O(g) 4 2 CO2(g)＋2H2(g) ΔH>0，有关实

平衡量/mol H2(g) 3.2 1.2 达到平衡所需时间/min 3.5 3 平衡常数 K1 K2