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热点强化 19 原子守恒法在多平衡体系计算中的应用
原子守恒法解题的基本思路:
1.[2022·河北,16(2)②]工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
Ⅰ.CH (g)+HO(g)CO(g)+3H(g)
4 2 2
Ⅱ.CO(g)+HO(g)CO(g)+H(g)
2 2 2
恒温恒压条件下,1 mol CH (g)和1 mol H O(g)反应达平衡时,CH(g)的转化率为a,CO(g)
4 2 4 2
的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数K=______________________(写出含有a、b的
x
计算式;对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=,x为物质的量分数)。其他条件不
x
变,HO(g)起始量增加到5 mol,达平衡时,a=0.90,b=0.65,平衡体系中H(g)的物质的
2 2
量分数为________(结果保留两位有效数字)。
2.[2020·山东,18(2)]探究CHOH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CHOH的产
3 3
率。以CO、H 为原料合成CHOH涉及的主要反应如下:
2 2 3
Ⅰ.CO (g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)
2 2 3 2
ΔH=-49.5 kJ·mol-1
1
Ⅱ.CO(g)+2H(g)CHOH(g)
2 3
ΔH=-90.4 kJ·mol-1
2
Ⅲ.CO (g)+H(g)CO(g)+HO(g) ΔH
2 2 2 3
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO 和3 mol H 发生上述反应,达
2 2
到平衡时,容器中CHOH(g)为a mol,CO为b mol,此时HO(g)的浓度为_______ mol·L-
3 2
1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为__________。3.[2019·天津,7(5)]在1 L真空密闭容器中加入a mol PH I固体,t ℃时发生如下反应:
4
PH I(s)PH (g)+HI(g) ①
4 3
4PH (g)P(g)+6H(g) ②
3 4 2
2HI(g)H(g)+I(g) ③
2 2
达平衡时,体系中n(HI)=b mol,n(I)=c mol,n(H )=d mol,则t ℃时反应①的平衡常数
2 2
K值为________(用字母表示)。
4.加热NO 时,发生以下两个分解反应:①NONO +O ,②NONO+O ,在2
2 5 2 5 2 3 2 2 3 2 2
L密闭容器中充入8 mol N O ,加热到T ℃达到化学平衡时O 为9 mol,NO 为3.4 mol,
2 5 2 2 3
则在该温度下反应①的平衡常数为( )
A.8.5 B.9.6 C.10.2 D.10.7
5.二甲醚是一种清洁能源,用水煤气制取二甲醚的原理如下:
Ⅰ.CO(g)+2H(g)CHOH(g)
2 3
Ⅱ.2CH OH(g)CHOCH (g)+HO(g)
3 3 3 2
500 K时,在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H ,4 min达到平衡,平衡时CO的转化
2
率为80%,且2c(CHOH)=c(CHOCH ),则:
3 3 3
(1)0~4 min,反应Ⅰ的v(H )=________。
2
(2)反应Ⅱ中CHOH的转化率α=________,反应Ⅰ的平衡常数K=________。
3
6.在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME),体
系中同时存在如下反应:
反应 Ⅰ:
反应 Ⅱ:
反应 Ⅲ:
为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0 mol TAME,控制温度为353 K,
测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数K =9.0。
x3
(1)则平衡体系中B的物质的量为__________mol,反应Ⅰ的平衡常数K =________。
x1
(2)同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将
__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,A与CHOH物质的量
3
浓度之比c(A)∶c(CHOH)=__________。
3