高考化学平衡计算题
2013届高三化学平衡计算复习
解答思路及方法
一、写出有关化学反应方程式 二、列出三段式(注意单位)
三、求出未知数(物质浓度、反应速率、平衡常数、转化率等。注意容器或溶液的体积,反应时间等关键数据)
1、将燃煤废气中的CO 2转化为甲醛的反应原理为:
在aMPa 和一定温度下,将6molH 2和2mol CO2在2L 密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中CH 3OCH 3的体积分数约为16.7%(即1/6),此时CO 2的转化率是多少?(写出计算过程,计算结果保留2位有效数字。)
2、碳酸甲乙酯(CH 3OCOOC 2H 5)是一种理想的锂电池有机电解液,生成碳酸甲乙酯的原理为:C 2H 5OCOOC 2H 5(g )+ CH3OCOOCH 3(g )2 CH3OCOOC 2H 5(g ) ΔH 1 在密闭容器中,将1mol C 2H 5OCOOC 2H 5和1mol CH 3OCOOCH 3混合加热到650K ,CH 3OCOOCH 3的平衡转化率(α)为60%,求此温度下该反应的平衡常数K 。
3、工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯:
某温度下,将0.10 mol CH3COOH 溶于水配成1 L溶液。
①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%,求该温度下
C H 3C O O H 的电离平衡常数K (水的电离忽略不计,醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计)
②向该溶液中再加入_________m o l CH 3C O O N a 可使溶液的p H 约为4。(溶液体积变化忽略不计)
4、某兴趣小组用0.50mol ·L -1KI 、0.2%淀粉溶液、0.20mol ·L -1K 2S 2O 8、0.10mol ·L -1Na 2S 2O 3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知:
(1) 向KI 、Na 2S 2O 3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K 2S 2O 8溶液,当溶液中的
2—
耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色,S 2O 3与
2—2—2—
S 2O 8初始的物质的量需满足的关系为:n (S 2O 3):n (S 2O 8) _______。 (2) 为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx=____mL,理由是_______ _______。 5、有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
已知298K 时, Ksp(CaCO3)=2.80×10, Ksp(CaSO4)=4.90×10—5 ,求此温度下该反应的平衡常数K (计算结果保留三位有效数字)。
6、将所得CH 4与H 2O (g )通入聚焦太阳能反应器,发生反应:
CH 4(g )+H2O (g )CO (g )+3H2(g )△H=+206 kJ•mol -1
将等物质的量的CH 4和H 2O (g )充入1L 恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO 的物质的量为0. 10mol ,求CH 4的平衡转化率(计算结果保留
两位有效数字)。
7、H 3BO 3溶液中存在如下反应:
-+-1
H 3BO 3(aq)+H2O(l)[B(OH)4](aq)+H(aq)。已知0.70 mol·L H3BO 3溶液中,上述反应于298K 达到平衡时,c 平衡(H+)=2. 0 × 10-5mol·L -1,c 平衡(H 3BO 3) c 起始(H 3BO 3),水的电离可忽略不计,求此温度下该反应的平衡常数K (H 2O 的平衡浓度不列入K 的表达式中,计算结果保留两位有效数字)。
—9
8、已知一氧化碳与水蒸气的反应为: CO(g)+H 2
O (g) CO 2(g)+H 2(g) △H
T 1℃时,在容积为2.0L 的密闭容器中充入2.0mol CO(g)和3.0mol H2O(g),保持温度不变,4 min 后反应达到平衡,测得CO 的转化率为60%。
9、 工业合成氨的反应为N 2(g)+3H2(g) 2NH 3(g)。设在容积为2.0L 的密
闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反应在一定条件下达到平衡时,NH 3的物质的量分数(NH 2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
47
。计算
10、沉淀的生成、溶解和转化在无机物制备和提纯以及科研等领域有广泛应用。难溶物在水中溶解达到饱和时,即建立沉淀溶解平衡,平衡常数称为溶度积(Ksp)。已知25℃时,
-10-9
Ksp(BaSO4)=1×10,Ksp(BaCO3)=1×10。
(1)将浓度均为0.1mol/L的BaCl 2溶液与Na 2SO 4溶液等体积混合,充分搅拌后过滤,滤液中
2+
c(Ba。取100mL 滤液与100mL2mol/LNa2SO 4的溶液混合,混合液中c(Ba2+)= mol/L。
(2)医学上进行消化系统的X 射线透视时,常使用BaSO 4作内服造影剂。胃酸很强(pH约为1) ,但服用大量BaSO 4仍然是安全的,BaSO 4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) 。 万一误服了少量BaCO 3,应尽快用大量0.5mol/LNa2SO 4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过
2+
程中Na 2SO 4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba 浓度仅为 mol/L。
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率。水垢中含有的CaSO 4,可先用Na 2CO 3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO 3,而后用酸除去。 ①CaSO 4 转化为CaCO 3的离子方程式为 ②请分析CaSO 4 转化为CaCO 3的原理 。 ① 该条件下N 2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH 3(g) N 2(g)+3H2(g)的平衡常数。
11、在850℃时,可逆反应:CO 2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质
计算:32过程(c 3精确到小数点后面三位数)。
12、相同温度下,在容积为2L 四个密闭容器中发生可逆反应:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)
,
均反应速率v(HI)= ,I 2的转化率= 。 (2)该温度下,反应H 2(g)+I 2(g)2HI(g)的平衡常数 K= 。(写出计算过.....程,保留二位小数) ........
(3)下列叙述正确的是A .四个容器中反应的平衡常数相等 B .反应的热化学方程式为:H 2(g)+I 2(g)C .平衡时,容器④中H 2的转化率小于① D、反应③中达到平衡时放出热量为48.00KJ (4)在下图中作出反应②中I 2、HI 的浓度时间图(C-t 图):
2013届高三化学平衡计算复习(参考答案)
1、
2、设容器的容积为V(L)
C 2H 5OCOOC
2
H 5(g ) +CH 3OCOOCH
(g ) =2CH 3OCOOC
H 5(g )
32
初始浓度/mo 1⋅L -1: 1/V 1/V 0
平衡浓度/mo 1⋅L -1: 0.4/V 0.4/V 1.2/V (2分) (1. 2/V )
K ===9 (3分)
(0. 4/V ) ⋅(0. 4/V ) c (C 2H 5OCOOC 2H 5) ⋅c (
CH 3OCOOCH 3)
2
c (CH 3OCOOC
2
H 5)
2
3、
4、(1)Na 2S 2O 3,
目的。 5、(5)计算过程略 K=1.75×104 6、设CH 4的初始物质的量为x ,则
CO(g)+3H2(g ) 0 0
0.10/l 0.30/l c (C H 4) ⋅(H 2O )
0.100.11
(x -0.10)
解得:x =0.11
转化率=
⨯100%=91%
-+
7、依题意: H 3BO 3(aq)+H2O(l)[B(OH)4](aq)+H(aq)
-1
起始时各物质浓度/ moL⋅L 0.70 0 0 平衡时各物质浓度/ moL⋅L -1 0.70 2.0×10-5 2.0×10-5
-+
K=c([B(OH)4]) ·c(H) / c(H3BO 3) = (2.0×10-5 moL⋅L -1) ×(2.0×10-5 moL⋅L -1)/ 0.70moL⋅L -1=5.7×10-10 moL⋅L -1
8、(1)计算平衡时H 2O 的物质的量和T 1℃时该反应的平衡常数。(写计算过程)
CO(g) + H 2
O (g) CO 2(g) + H 2(g)
起始物质的量(mol ): 2.0 3.0 0 0 物质的量变化(mol ):2.0×60%=1.2 1.2 1.2 1.2 平衡物质的量(mol ): 0.8 1.8 1.2 1.2
平衡浓度(mol/L): 0.4 0.9 0.6 0.6 ∴平衡时H 2O 的物质的量为1.8 mol。(3分)
T 1℃时平衡常数K =
c (CO 2) ⋅c (H 2) c (CO ) ⋅c (H 2O )
=
0. 6mol ⋅L 0. 4mol ⋅L
-1-1
⨯0. 6mol ⋅L ⨯0. 9mol ⋅L
-1-1
=1 (3分)
9、①该条件下N2的平衡转化率:66.7%
②该条件下反应2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常数为0.005 解释:由三行式法计算可知,起始时,c(N2)=0.3mol/l.平衡时,c(N2)=0.1mol/l; c(H2)=0.2mol/l; c(NH3)=0.4mol/l 。
①所以N2的平衡转化率=(0.3-0.1)/0.3*100%=66.7%
②反应2NH3(g) ==== N2(g) +3H2(g)的平衡常数K= c(N2)* c(H2)^3/ c(NH3)^2=0.005 10.(11分)(1)1×10-5(1分) 1×10-10(2分)
(2)对于平衡BaSO 4(s)Ba 2+(aq)+SO42-(aq),H+不能减少Ba 2+或SO 42-的浓度, 平衡不能向溶解方向移动(2分)
2- 2-(3)①CaSO 4(s)+CO3(aq)=CaCO3(s)+SO4(aq) (2分)
②CaSO 4 存在沉淀溶解平衡,加入Na 2CO 3溶液后,CO 32- 与Ca 2+结合生成CaCO 3沉淀2+
Ca 浓度减少,使CaSO 4的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。(2分) 11、(4)设3min —4min 达到平衡时CO 、H 2 O 的平衡浓度为c 3, 则CO 2 、H 2的平衡浓度分别
为0.200-c 3和0.300- c3
根据: K= c3·c 3/(0.200-c 3)·(0.300-c 3)= 1 (1分)
c 3=0.120mol/L (1分,写0.12的不给分) ;
CO2 (g)的转化率 : 0.120/0.2×100% = 60% (1分) 12、(1)0.10mol ·L -1·min -1 , 25% (2+2=4分)
(2) H 2(g) + I 2
(g) 2HI(g) 起始:(mol )0.8 2.8 0.4 变化:(mol )0.2 0.2 0.4 平衡:(mol )0.6 2.6 0.8 (写出三段式2分) K= 0.42/(0.3X1.3) = 0.41 (2分) (3) AD (4分) (4)(4分)