化学平衡与转化率综合应用典例一讲通例1.在300 ℃时，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g)ΔH<0，一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的数据如下表：t/min 2 4 7 9n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10下列说法正确的是A．前2 min的平均反应速率v(X)＝2.0×10－2 mol/(L·min)B．其他条件不变，再充入0.1 mol X和0.1 mol Y，再次平衡时Y的转化率不变C．当v逆(Y)＝2v正(Z)时，说明反应达到平衡D．该反应在250 ℃时的平衡常数小于1.44【参考答案】B规律 方法 技巧化学平衡中转化率的计算和规律总结规律1：某温度下，对于a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)反应，起始投料相同的两个相同容器甲和乙，甲保持恒压，乙保持恒容，则转化率甲大于乙，即恒压大于恒容(反应前后气体系数之和相等的转化率相等)规律2：对于a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)反应，若只增加A的量，则B的转化率增大，A的转化率减小。

规律3：对于a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)，反应若按原始比例同倍增加A和B的量，平衡向右移动，A和B的转化率与化学反应条件和化学计量数有关。

（1）若是恒温恒压，则A和B的转化率不变。

（2）若是恒温恒容，则相当于在原平衡基础上增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即：a、当a+b=c+d时，A和B的转化率不变b、当a+b>c+d时，A和B的转化率增大c、当a+b<c+d时，A和B的转化率减小规律4：对于a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)，当反应物等物质的量加入时，反应物的转化率之比等于反应的化学计量数之比；当反应物按化学计量数之比加入时，反应物的转化率相等。

规律5：恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。

因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变；恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。

因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。

总之，判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向，当增大物质的浓．．．．．．．．．．．．．．．度难以判断平衡移动的方向时，可转化为压强问题进行讨论；．．．．．．．．．．．．．．．．．．．当增大压强难以判断平衡移动的方向时，可转化为浓度问题进行讨论。

1．已知反应X(g)＋Y(g)R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。

830 ℃时，向一个2 L 的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。

下列说法正确的是温度/℃700 800 830 1 000 1 200A．4 s时容器内＝B．830 ℃达平衡时，X的转化率为80%C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D．1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.42．工业上可通过CO和H2反应来制备甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。

在容积固定为2 LA．从反应开始到20 min时，v(H2)=0.05 mol·L-1·min-1B．该温度下反应的平衡常数K=4 L2·mol-2C．容器内混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态D．若在恒温恒压条件下，通入水蒸气，CO的转化率不变3．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)K1ΔH1<0 (Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0 (Ⅱ)（1）4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。

（2）为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO 和0.1 mol Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。

测得10 min内v(NOCl)＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________ mol，NO的转化率α1＝________。

其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。

若要使K2减小，可采取的措施是____________。

4．(2018全国卷Ⅰ)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题：(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5。

该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为________。

(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O①已知：2524212NO2(g)===N2O4(g)ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1则反应N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12O 2(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。

②研究表明，N 2O 5(g)分解的反应速率v ＝2×10－3×p N 2O 5kPa·min －1。

t ＝62 min 时，测得体系中p O 2＝2.9 kPa ，则此时p N 2O 5＝________kPa ，v ＝________kPa·min －1。

③若提高反应温度至35 ℃，则N 2O 5(g)完全分解后体系压强p ∞(35 ℃)________63.1 kPa(填“大小”“等于”或“小于”)，原因是________________________。

④25 ℃时N 2O 4(g)2NO 2(g)反应的平衡常数K p ＝________kPa(K p 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。

(3)对于反应2N 2O 5(g)―→4NO 2(g)＋O 2(g)，R.A.Ogg 提出如下反应历程：第一步 N 2O 5NO 2＋NO 3 快速平衡第二步 NO 2＋NO 3―→NO ＋NO 2＋O 2 慢反应第三步 NO ＋NO 3―→2NO 2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。

下列表述正确的是________(填标号)。

A ．v (第一步的逆反应)>v (第二步反应)B ．反应的中间产物只有NO 3C ．第二步中NO 2与NO 3的碰撞仅部分有效D ．第三步反应活化能较高5．(2018全国卷Ⅱ)CH 4—CO 2催化重整不仅可以得到合成气(CO 和H 2)，还对温室气体的减排具有重要意义。

回答下列问题：(1)CH 4—CO 2催化重整反应为CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g)。

已知：C(s)＋2H 2(g)===CH 4(g) ΔH ＝－75 kJ·mol －1C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－394 kJ·mol －1C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－111 kJ·mol －1 该催化重整反应的ΔH ＝________kJ·mol －1。

有利于提高CH 4平衡转化率的条件是________(填标号)。

A ．高温低压B ．低温高压C ．高温高压D ．低温低压某温度下，在体积为2 L 的容器中加入2 mol CH 4、1 mol CO 2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO 2的转化率是50%，其平衡常数为________mol 2·L －2。

(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。

相关数据如下表：积碳反应 CH 4(g)===C(s)＋2H 2(g) 消碳反应 CO 2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH /kJ·mol －1 75 172活化能/kJ·mol －1 催化剂X 33 91 催化剂Y 43 72①由上表判断，催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_______________。

在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如下图所示。

升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K )和速率(v )的叙述正确的是________(填标号)。

A ．K 积、K 消均增加B ．v 积减小、v 消增加C ．K 积减小、K 消增加D ．v 消增加的倍数比v 积增加的倍数大②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v ＝k · p (CH 4)·[p (CO 2)]－0.5(k 为速率常数)。

在p (CH 4)一定时，不同p (CO 2)下积碳量随时间的变化趋势如上图所示，则p a (CO 2)、p b (CO 2)、p c (CO 2)从大到小的顺序为______________________。

6．(2018全国卷Ⅲ)三氯氢硅(SiHCl 3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。

回答下列问题：(1)SiHCl 3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O 等，写出该反应的化学方程式_______________________________________________。

(2)SiHCl 3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g) ΔH 1＝48 kJ·mol －13SiH 2Cl 2(g)===SiH 4(g)＋2SiHCl 3(g) ΔH 2＝－30 kJ·mol －1则反应4SiHCl 3(g)===SiH 4(g)＋3SiCl 4(g)的ΔH 为________kJ·mol －1。

(3)对于反应2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和343 K 时SiHCl 3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343 K 时反应的平衡转化率α＝________%。