易错13 化学反应速率和化学平衡计算-备战2022年高考化学一轮复习易错题

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易错13 化学反应速率和化学平衡计算
【易错分析】
化学反应速率和化学平衡是近年高考的热点,主要以定性、定量相互结合的方式进行考查。一般会从平衡状态和平衡移动、物质转化率和浓度变化、平衡体系密度和相对分子质量的变化等方面考查，也常结合图像考查根据图像获取数据分析、解决问题的能力等。而新课标中的化学平衡常数和化学反应方向的判断这些内容正成为本专题高考命题的新热点。
【错题纠正】
例题1、Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。

(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝___________________________；在t1 ℃时，反应的平衡常数为________，达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH): n(H2O)=_____________________。
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O)＝0.6 mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“K，则反应逆向进行， v(正)”“0，在一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol H2O(g)，测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示，则该反应的化学平衡常数K＝ ，达到平衡时，CH4(g)的转化率为 。

7．Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表，根据实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________。
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
8．乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：CH2CH3(g) CH＝CH2(g)＋H2(g)，维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝___(用α等符号表示)。
9．某温度下，反应2A(g) B(g)＋C(g)的平衡常数为1，在容积为2 L的密闭容器中加入A(g)。20 s时测得各组分的物质的量如下表，则反应前20 s的平均速率为 ，正反应速率 逆反应速率。
物质
A(g)
B(g)
C(g)
物质的量/mol
1.2
0.6
0.6
10.在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g)，在一定温度下进行反应：A(g)＋B(g) C(g)　ΔH，测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表，随着温度的升高，该反应的化学平衡常数减小，则ΔH________(填“>”、“vⅢ(A)。有物的量之比等于化学计量数之比可得v1(C)＝2v1(A)＝0.05 mol·L－1·min－1。
4. 向正反应方向 0.5
【解析】由图可知8 min时反应处于平衡状态，c(Cl2)＝0.3 mol/L、c(CO)＝0.1 mol/L、c(COCl2)＝0.9 mol/L，则原平衡常数K＝＝＝30，向容器中各加入2 mol三种物质时，Qc＝＝0.6K＝2.6，故反应向逆反应方向进行。
6. 0.1875 25%
【解析】由图可知，10 min时反应到达平衡，平衡时水蒸气、氢气的浓度均为0.75 mol·L－1，则：
　　　　　
平衡常数K＝＝＝0.1875，平衡时甲烷转化率＝×100%＝25%。
7.
【解析】由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 mol·L－1，则：
　　　　　　　 2HI(g) H2(g)＋I2(g)
初始浓度/mol·L－1 1 0 0
转化浓度/mol·L－1 0.216 0.108 0.108
平衡浓度/mol·L－1 0.784 0.108 0.108
K＝＝
8. Kp＝或
【解析】从浓度角度求Kc：根据阿伏加德罗定律的推论，总压强p相同时，＝，乙苯的转化率为α，由此可得：＝，V反应后＝(1＋α)V，根据方程式及平衡常数的定义：Kc＝＝＝。
从压强角度求Kp：容器中氢气的物质的量为αn，苯乙烯的物质的量为αn，乙苯的物质的量为(1－α)n，气体的总物质的量为(1＋α)n，所以氢气的分压为，苯乙烯的分压为，乙苯的分压为，因此Kp＝＝。
9. 0.03 mol·L－1·s－1 大于
【解析】由题意知前20 s的平均速率为v(A)＝1.2 mol/(2 L·20 s)＝0.03 mol·L－1·s－1，20 s时，Q＝c(B)·c(C)/c2(A)＝＝0.25