题型突破3 化学平衡的有关计算
1.(2024·山东卷)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)(Ⅰ) ΔH1>0
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Ⅱ) ΔH2<0
CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)(Ⅲ) ΔH3<0
压力p下、温度为T0时,H2、CO和CO2三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp= ;此时气体总物质的量为4.0 mol,则CaCO3(s)的物质的量为 mol;若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,分压p(CO2)将 (填“增大”“减小”或“不变”),p(CO)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 0.5 不变 增大
解析 压力p下、温度为T0时,H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则H2O(g)的摩尔分数为1-0.5-0.15-0.05=0.3,则反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp===;设起始状态1 mol C(s),x mol H2O(g),C(s)已完全反应。
则依据三段式:
平衡时H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则有=0.5、=0.15、=0.05,解出x=、a=、b=,则n(总)=x+1-b=+1-=,而由于平衡时n(总)=4 mol,设真实加入量是计算时所设量的y倍,则y=4,y=,则n(CaCO3)=b·y=×=0.5。
若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,反应CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)的Kp=,温度不变,Kp不变,则分压p(CO2)不变,但体系中增加了CO2(g),反应 Ⅱ 逆向移动,所以p(CO)增大。
2.(2024·全国甲卷)已知:①CH4(g)+Br2(g)CH3Br(g)+HBr(g) ΔH1=-29 kJ·mol-1
②3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g) ΔH2=+20 kJ·mol-1
