2026人教版高中化学选择性必修1--专题强化练2 突破化学平衡常数（含解析）
文档属性
| 名称 | 2026人教版高中化学选择性必修1--专题强化练2 突破化学平衡常数（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 673.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 12:41:28 | ||
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文档简介
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2026人教版高中化学选择性必修1
第二章 化学反应速率与化学平衡
专题强化练2 突破化学平衡常数
题型1 化学平衡常数与速率常数的关系
1.(2025湖南长沙雅礼中学月考)X、Y可发生相互转化:X(g) Y(g) ΔH<0,该反应的速率方程为v正=k正c(X)和v逆=k逆c(Y),k正和k逆分别为正、逆反应速率常数。T1℃时,加入X发生反应,X、Y的质量分数w随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.反应速率:vM(正)>vN(逆)
B.L点反应达到平衡状态
C.升高温度,k正减小,k逆增大
D.T2℃时发生反应,测得k正=k逆,则T1>T2
2.(2025山东滨州开学考)在一定条件下,向密闭容器中充入4.0 mol A和8.0 mol B,发生反应2A(g)+6B(g) C(g)+4D(g)。测得相同时间内A的转化率随温度的变化如图1所示(虚线表示A的平衡转化率随温度的变化);速率常数的对数lg k与温度的倒数之间的关系如图2所示。
图1 图2
已知:①对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程v正=k正c2(A)c6(B),v逆=k逆c(C)c4(D),k正、k逆是速率常数。下列说法错误的是 ( )
A.该反应的ΔH<0
B.ac代表k逆,bd代表k正
C.T0 K时,该反应的平衡常数Kx=12
D.升高温度时,k正-k逆增大
3.(2025江苏南京师大附中期中)回答下列问题:
(1)在T2 K、1.0×104 kPa下,等物质的量的CO与CH4混合发生反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g)。v正-v逆=k正p(CO)·p(CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(p=气体总压×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5 kPa-1,某时刻CO转化率为20%,= 。
(2)探索氮氧化物反应的特征及机理,对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。
回答下列问题:
NO2可发生反应生成N2O4,化学方程式为2NO2(g) N2O4(g),在密闭容器中进行上述反应,达到平衡后,升高温度可使体系颜色加深。已知该反应的正反应速率方程为v正=k正·c2(NO2),逆反应速率方程为v逆=k逆·c(N2O4),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。
如图所示,lg k表示速率常数的对数,A、B、C、D点的纵坐标分别为a+1.5、a+0.5、a-0.5、a-1.5,则温度为T1 K时化学平衡常数K= 。上述反应达到平衡后,继续通入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率将 。
题型2 化学平衡常数在多重平衡体系计算中的应用
4.(2025黑龙江龙东联考)加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数的值为 ( )
A.8.5 B.9.6 C.10.2 D.17.0
5.(2024河北衡水中学期末)CO2-CH4干气重整反应制合成气(H2、CO)是CO2资源化利用的重要研究方向。其反应主要包括:
反应Ⅰ.CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH1=+247.34 kJ·mol-1
反应Ⅱ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2=+41.2 kJ· mol-1
(1)能同时提高CH4(g)的平衡转化率和反应速率的措施为
(写一条即可)。
(2)向T ℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中,充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时,CO2的转化率为80%,=3,则平衡时气体的总物质的量n总= mol;反应Ⅰ的压强平衡常数Kp= (MPa)2;若反应在刚性恒容容器中达到平衡,则CO2(g)的转化率
(填“>”“=”或“<”)80%。
6.(2024重庆强基联盟联考)近日,科学家开发新型催化剂实现一氧化二氮对C4馏分中2-丁烯的气相选择性氧化,反应原理如下:
反应1:CH3CH CHCH3(g)+N2O(g) CH3CH2COCH3(g)+N2(g) ΔH1<0
反应2:CH3CH CHCH3(g)+2N2O(g) 2CH3CHO(g)+2N2(g) ΔH2<0
在反应器中充入1 mol 2-丁烯和2 mol N2O(g),发生上述反应,测得2-丁烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,X点时丁酮(CH3CH2COCH3)的选择性为。
已知:CH3CH2COCH3的选择性=。
(1)其他条件不变,升高温度,2-丁烯的平衡转化率降低的原因是 。
(2)p (填“>”“<”或“=”)31 kPa。
(3)Y点反应1的压强平衡常数Kp为 (用分数形式表示)。
7.(经典真题)(2020山东高考改编)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为 mol·L-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为 。
答案与分层梯度式解析
1.A N点未达到平衡,则vN(正)>vN(逆),因为反应过程中,正反应速率不断减小,所以vM(正)>vN(正)>vN(逆)(破题关键),A正确;L点后,X还在不断被消耗,所以L点反应未达到平衡状态,B错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,即k正和k逆均增大,C错误;T1 ℃时反应达到平衡状态后,X的质量分数为30%,则Y的质量分数为1-30%=70%,根据方程式可知,X、Y的摩尔质量相等,达到平衡状态后,X的物质的量分数为30%,则Y的物质的量分数为1-30%=70%,平衡常数K=,又因题述反应为放热反应,升高温度,K值可能减小到1,此时K==1,即k正=k逆,则温度T2>T1,D错误。
2.D 由题图1可知,随温度升高,A的平衡转化率降低,该反应为放热反应,ΔH<0,A正确;升高温度平衡逆向移动,说明k正随温度变化比k逆随温度变化小,题图2中bd斜率的绝对值小于ac,所以ac代表k逆,bd代表k正,B正确;T0 K时A的平衡转化率为40%,A转化的物质的量为4.0 mol×40%=1.6 mol,则列三段式得:
2A(g)+6B(g) C(g)+4D(g)
起始/mol 4 8 0 0
转化/mol 1.6 4.8 0.8 3.2
平衡/mol 2.4 3.2 0.8 3.2
该反应的平衡常数Kx==12,C正确;正反应放热,升高温度平衡逆向移动,说明温度对逆反应速率影响大于正反应速率,升高温度时,k正-k逆减小,D错误。
3.答案 (1)0.8 (2)10 增大
解析 (1)当反应达到平衡时v正=v逆,则=Kp=4.5×10-5 kPa-1,T2 K、1.0×104 kPa时,设起始时n(CH4)=n(CO)=1 mol,列三段式如下:
CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g)
起始量/mol 1 1 0
变化量/mol 0.2 0.2 0.2
某时刻量/mol 0.8 0.8 0.2
所以p(CH4)=p(CO)=×104 kPa,p(CH3CHO)=×104 kPa,v正=k正p(CO)·p(CH4)=k正×(×104 kPa)2,v逆=k逆p(CH3CHO)=k逆××104 kPa, kPa=0.8。
(2)升高温度体系颜色加深,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。随着温度下降,增大,正、逆反应速率均下降,则lg k正和lg k逆均减小,由于温度下降平衡正移,v正>v逆,则下降相同温度时lg k逆减小更快,则表示lg k正随变化关系的是③,表示lg k逆随变化关系的是④。温度为T1 K时lg k正-lg k逆=(a-0.5)-(a-1.5)=1,化学平衡常数K==10;题述反应达到平衡后,继续通入一定量的NO2,平衡正向移动,则NO2的平衡转化率增大。
4.A
根据题目信息:达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,则有:x+y=,解得x=3.1,y=1.4,所以反应①的平衡常数K==8.5。
5.答案 (1)增大CO2的浓度(其他合理答案也正确)
(2)2.8 1.92 <
解析 (1)增大CO2的浓度,能使平衡正向移动,能同时提高CH4(g)的平衡转化率和反应速率。
(2)充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时CO2的转化率为80%,=3,设参加反应的CH4的物质的量为x mol,参加反应的H2的物质的量为y mol,则可建立如下三段式:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) x x 2x 2x
平衡量(mol) 1-x 1-x 2x 2x
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
起始量(mol) 2x 1-x 0 2x
变化量(mol) y y y y
平衡量(mol) 2x-y 1-x-y y 2x+y
则x+y=0.8、=3,解得:x=y=0.4。则平衡时CH4、CO2、CO、H2、H2O的物质的量分别为0.6 mol、0.2 mol、1.2 mol、0.4 mol、0.4 mol,气体的总物质的量n总=0.6 mol+0.2 mol+1.2 mol+0.4 mol+0.4 mol=2.8 mol;反应Ⅰ的压强平衡常数Kp==1.92(MPa)2;若反应在刚性恒容容器中达到平衡,则相当于加压,反应Ⅰ的平衡逆向移动,CO2(g)的转化率减小,即CO2(g)的转化率小于80%。
6.答案 (1)反应1和2的正反应都是放热反应,其他条件不变时,升高温度平衡逆向移动,2-丁烯的平衡转化率降低 (2)> (3)
解析 (1)反应1、2都是放热反应,其他条件不变时,升高温度平衡逆向移动,2-丁烯的平衡转化率降低。
(2)由题图可知,相同温度下,p条件下2-丁烯的平衡转化率小于31 kPa条件下,要使2-丁烯的平衡转化率降低,可增大压强,使反应2逆向移动,2-丁烯的量增加,因此p>31 kPa。
(3)X点和Y点温度相同,平衡常数相等,利用X点数据计算Kp。设X点时,反应1消耗CH3CHCHCH3(g)的物质的量为x mol,反应2消耗CH3CHCHCH3(g)的物质的量为y mol,列出三段式:
CH3CH CHCH3(g)+N2O(g) CH3CH2COCH3(g)+N2(g)
起始(mol) 1 2 0 0
变化(mol) x x x x
平衡(mol) 1-x 2-x x x
CH3CH CHCH3(g)+2N2O(g) 2CH3CHO(g)+2N2(g)
起始(mol) 1-x 2-x 0 x
变化(mol) y 2y 2y 2y
平衡(mol) 1-x-y 2-x-2y 2y x+2y
丁酮的选择性为,则,2-丁烯的转化率为×100%=50%,得x=,y=。
7.答案
解析 设反应Ⅰ生成H2O(g) x mol,反应Ⅱ生成H2O(g) y mol,假设反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次反应,根据三段式得:
Ⅰ. CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
n始/mol 1 3 0 0
Δn/mol x 3x x x
分别平衡/mol 1-x 3-3x x x
Ⅱ. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
n始/mol 1-x 3-3x 0 x
Δn/mol y y y y
分别平衡/mol 1-x-y 3-3x-y y x+y
Ⅲ. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
n始/mol y 3-3x-y x
Δn/mol y-b 2(y-b) y-b
分别平衡/mol b 3-3x-y-2(y-b) x+y-b
n(CH3OH)=x mol+(y-b) mol=a mol,则x+y=a+b,c(H2O)= mol·L-1;反应Ⅱ平衡时,n(CO2)=(1-x-y) mol=(1-a-b) mol、n(H2)=[3-3x-y-2(y-b)] mol=(3-3a-b) mol、n(CO)=b mol、n(H2O)=(a+b) mol,则KⅡ=。
方法规律 原子守恒法解答多重平衡体系中平衡常数问题
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2026人教版高中化学选择性必修1
第二章 化学反应速率与化学平衡
专题强化练2 突破化学平衡常数
题型1 化学平衡常数与速率常数的关系
1.(2025湖南长沙雅礼中学月考)X、Y可发生相互转化:X(g) Y(g) ΔH<0,该反应的速率方程为v正=k正c(X)和v逆=k逆c(Y),k正和k逆分别为正、逆反应速率常数。T1℃时,加入X发生反应,X、Y的质量分数w随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.反应速率:vM(正)>vN(逆)
B.L点反应达到平衡状态
C.升高温度,k正减小,k逆增大
D.T2℃时发生反应,测得k正=k逆,则T1>T2
2.(2025山东滨州开学考)在一定条件下,向密闭容器中充入4.0 mol A和8.0 mol B,发生反应2A(g)+6B(g) C(g)+4D(g)。测得相同时间内A的转化率随温度的变化如图1所示(虚线表示A的平衡转化率随温度的变化);速率常数的对数lg k与温度的倒数之间的关系如图2所示。
图1 图2
已知:①对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程v正=k正c2(A)c6(B),v逆=k逆c(C)c4(D),k正、k逆是速率常数。下列说法错误的是 ( )
A.该反应的ΔH<0
B.ac代表k逆,bd代表k正
C.T0 K时,该反应的平衡常数Kx=12
D.升高温度时,k正-k逆增大
3.(2025江苏南京师大附中期中)回答下列问题:
(1)在T2 K、1.0×104 kPa下,等物质的量的CO与CH4混合发生反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g)。v正-v逆=k正p(CO)·p(CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(p=气体总压×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5 kPa-1,某时刻CO转化率为20%,= 。
(2)探索氮氧化物反应的特征及机理,对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。
回答下列问题:
NO2可发生反应生成N2O4,化学方程式为2NO2(g) N2O4(g),在密闭容器中进行上述反应,达到平衡后,升高温度可使体系颜色加深。已知该反应的正反应速率方程为v正=k正·c2(NO2),逆反应速率方程为v逆=k逆·c(N2O4),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。
如图所示,lg k表示速率常数的对数,A、B、C、D点的纵坐标分别为a+1.5、a+0.5、a-0.5、a-1.5,则温度为T1 K时化学平衡常数K= 。上述反应达到平衡后,继续通入一定量的NO2,与原平衡相比,NO2的平衡转化率将 。
题型2 化学平衡常数在多重平衡体系计算中的应用
4.(2025黑龙江龙东联考)加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数的值为 ( )
A.8.5 B.9.6 C.10.2 D.17.0
5.(2024河北衡水中学期末)CO2-CH4干气重整反应制合成气(H2、CO)是CO2资源化利用的重要研究方向。其反应主要包括:
反应Ⅰ.CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH1=+247.34 kJ·mol-1
反应Ⅱ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2=+41.2 kJ· mol-1
(1)能同时提高CH4(g)的平衡转化率和反应速率的措施为
(写一条即可)。
(2)向T ℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中,充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时,CO2的转化率为80%,=3,则平衡时气体的总物质的量n总= mol;反应Ⅰ的压强平衡常数Kp= (MPa)2;若反应在刚性恒容容器中达到平衡,则CO2(g)的转化率
(填“>”“=”或“<”)80%。
6.(2024重庆强基联盟联考)近日,科学家开发新型催化剂实现一氧化二氮对C4馏分中2-丁烯的气相选择性氧化,反应原理如下:
反应1:CH3CH CHCH3(g)+N2O(g) CH3CH2COCH3(g)+N2(g) ΔH1<0
反应2:CH3CH CHCH3(g)+2N2O(g) 2CH3CHO(g)+2N2(g) ΔH2<0
在反应器中充入1 mol 2-丁烯和2 mol N2O(g),发生上述反应,测得2-丁烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,X点时丁酮(CH3CH2COCH3)的选择性为。
已知:CH3CH2COCH3的选择性=。
(1)其他条件不变,升高温度,2-丁烯的平衡转化率降低的原因是 。
(2)p (填“>”“<”或“=”)31 kPa。
(3)Y点反应1的压强平衡常数Kp为 (用分数形式表示)。
7.(经典真题)(2020山东高考改编)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
Ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为 mol·L-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为 。
答案与分层梯度式解析
1.A N点未达到平衡,则vN(正)>vN(逆),因为反应过程中,正反应速率不断减小,所以vM(正)>vN(正)>vN(逆)(破题关键),A正确;L点后,X还在不断被消耗,所以L点反应未达到平衡状态,B错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,即k正和k逆均增大,C错误;T1 ℃时反应达到平衡状态后,X的质量分数为30%,则Y的质量分数为1-30%=70%,根据方程式可知,X、Y的摩尔质量相等,达到平衡状态后,X的物质的量分数为30%,则Y的物质的量分数为1-30%=70%,平衡常数K=,又因题述反应为放热反应,升高温度,K值可能减小到1,此时K==1,即k正=k逆,则温度T2>T1,D错误。
2.D 由题图1可知,随温度升高,A的平衡转化率降低,该反应为放热反应,ΔH<0,A正确;升高温度平衡逆向移动,说明k正随温度变化比k逆随温度变化小,题图2中bd斜率的绝对值小于ac,所以ac代表k逆,bd代表k正,B正确;T0 K时A的平衡转化率为40%,A转化的物质的量为4.0 mol×40%=1.6 mol,则列三段式得:
2A(g)+6B(g) C(g)+4D(g)
起始/mol 4 8 0 0
转化/mol 1.6 4.8 0.8 3.2
平衡/mol 2.4 3.2 0.8 3.2
该反应的平衡常数Kx==12,C正确;正反应放热,升高温度平衡逆向移动,说明温度对逆反应速率影响大于正反应速率,升高温度时,k正-k逆减小,D错误。
3.答案 (1)0.8 (2)10 增大
解析 (1)当反应达到平衡时v正=v逆,则=Kp=4.5×10-5 kPa-1,T2 K、1.0×104 kPa时,设起始时n(CH4)=n(CO)=1 mol,列三段式如下:
CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g)
起始量/mol 1 1 0
变化量/mol 0.2 0.2 0.2
某时刻量/mol 0.8 0.8 0.2
所以p(CH4)=p(CO)=×104 kPa,p(CH3CHO)=×104 kPa,v正=k正p(CO)·p(CH4)=k正×(×104 kPa)2,v逆=k逆p(CH3CHO)=k逆××104 kPa, kPa=0.8。
(2)升高温度体系颜色加深,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0。随着温度下降,增大,正、逆反应速率均下降,则lg k正和lg k逆均减小,由于温度下降平衡正移,v正>v逆,则下降相同温度时lg k逆减小更快,则表示lg k正随变化关系的是③,表示lg k逆随变化关系的是④。温度为T1 K时lg k正-lg k逆=(a-0.5)-(a-1.5)=1,化学平衡常数K==10;题述反应达到平衡后,继续通入一定量的NO2,平衡正向移动,则NO2的平衡转化率增大。
4.A
根据题目信息:达到平衡状态后O2为9 mol,N2O3为3.4 mol,则有:x+y=,解得x=3.1,y=1.4,所以反应①的平衡常数K==8.5。
5.答案 (1)增大CO2的浓度(其他合理答案也正确)
(2)2.8 1.92 <
解析 (1)增大CO2的浓度,能使平衡正向移动,能同时提高CH4(g)的平衡转化率和反应速率。
(2)充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时CO2的转化率为80%,=3,设参加反应的CH4的物质的量为x mol,参加反应的H2的物质的量为y mol,则可建立如下三段式:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) x x 2x 2x
平衡量(mol) 1-x 1-x 2x 2x
H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
起始量(mol) 2x 1-x 0 2x
变化量(mol) y y y y
平衡量(mol) 2x-y 1-x-y y 2x+y
则x+y=0.8、=3,解得:x=y=0.4。则平衡时CH4、CO2、CO、H2、H2O的物质的量分别为0.6 mol、0.2 mol、1.2 mol、0.4 mol、0.4 mol,气体的总物质的量n总=0.6 mol+0.2 mol+1.2 mol+0.4 mol+0.4 mol=2.8 mol;反应Ⅰ的压强平衡常数Kp==1.92(MPa)2;若反应在刚性恒容容器中达到平衡,则相当于加压,反应Ⅰ的平衡逆向移动,CO2(g)的转化率减小,即CO2(g)的转化率小于80%。
6.答案 (1)反应1和2的正反应都是放热反应,其他条件不变时,升高温度平衡逆向移动,2-丁烯的平衡转化率降低 (2)> (3)
解析 (1)反应1、2都是放热反应,其他条件不变时,升高温度平衡逆向移动,2-丁烯的平衡转化率降低。
(2)由题图可知,相同温度下,p条件下2-丁烯的平衡转化率小于31 kPa条件下,要使2-丁烯的平衡转化率降低,可增大压强,使反应2逆向移动,2-丁烯的量增加,因此p>31 kPa。
(3)X点和Y点温度相同,平衡常数相等,利用X点数据计算Kp。设X点时,反应1消耗CH3CHCHCH3(g)的物质的量为x mol,反应2消耗CH3CHCHCH3(g)的物质的量为y mol,列出三段式:
CH3CH CHCH3(g)+N2O(g) CH3CH2COCH3(g)+N2(g)
起始(mol) 1 2 0 0
变化(mol) x x x x
平衡(mol) 1-x 2-x x x
CH3CH CHCH3(g)+2N2O(g) 2CH3CHO(g)+2N2(g)
起始(mol) 1-x 2-x 0 x
变化(mol) y 2y 2y 2y
平衡(mol) 1-x-y 2-x-2y 2y x+2y
丁酮的选择性为,则,2-丁烯的转化率为×100%=50%,得x=,y=。
7.答案
解析 设反应Ⅰ生成H2O(g) x mol,反应Ⅱ生成H2O(g) y mol,假设反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次反应,根据三段式得:
Ⅰ. CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
n始/mol 1 3 0 0
Δn/mol x 3x x x
分别平衡/mol 1-x 3-3x x x
Ⅱ. CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
n始/mol 1-x 3-3x 0 x
Δn/mol y y y y
分别平衡/mol 1-x-y 3-3x-y y x+y
Ⅲ. CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
n始/mol y 3-3x-y x
Δn/mol y-b 2(y-b) y-b
分别平衡/mol b 3-3x-y-2(y-b) x+y-b
n(CH3OH)=x mol+(y-b) mol=a mol,则x+y=a+b,c(H2O)= mol·L-1;反应Ⅱ平衡时,n(CO2)=(1-x-y) mol=(1-a-b) mol、n(H2)=[3-3x-y-2(y-b)] mol=(3-3a-b) mol、n(CO)=b mol、n(H2O)=(a+b) mol,则KⅡ=。
方法规律 原子守恒法解答多重平衡体系中平衡常数问题
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