文档内容
[复习目标] 1.了解速率常数、平衡常数的关系。2.掌握化学平衡常数的计算。
1．化学平衡常数
(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K＞105时，
可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。
(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达
到化学平衡时，K＝。另可用压强平衡常数表示：K ＝[p(C)为平衡时气体C的分压]。
p
(3)依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中，K ·K ＝1。
正 逆
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的
关系是K′＝Kn或K′＝。
③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之
积。
2．转化率、产率及分压的计算
反应物的转化率＝×100%
产物的产率＝×100%
分压＝总压×物质的量分数
3．常用的气体定律
同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)
同温同压强：＝＝＝
4．速率常数与化学平衡常数关系的应用
温度为T ，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应CH(g)＋HO(g)CO(g)＋
1 4 2
3H
2
(g) ΔH＝＋206.3 kJ·mol－1，该反应中，正反应速率为v正 ＝k
正
c(CH
4
)·c(H
2
O)，逆反应
速率为v逆 ＝k
逆
c(CO)·c3(H
2
)，k
正
、k
逆
为速率常数，受温度影响。
已知T 时，k ＝k ，则该温度下，平衡常数K ＝____；当温度改变为T 时，若k ＝1.5k ，
1 正 逆 1 2 正 逆
则T______(填“>”“＝”或“<”)T。
2 1
1．[2020·全国卷Ⅰ，28(2)(3)(4)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关
键工序是SO 的催化氧化：SO (g)＋O(g)SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。回答下列问
2 2 2 3题：
(2)当 SO (g)、O(g)和 N(g)起始的物质的量分数分别为 7.5%、10.5%和 82%时，在 0.5
2 2 2
MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO 平衡转化率α随温度的变化如图1所示。反应在5.0
2
MPa、550 ℃时的α＝__________，判断的依据是___________________________________。
影响α的因素有__________________________________________________________。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO(g)、m% O (g)和q% N (g)的气体通入反应器，在温度
2 2 2
t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO 转化率为α，则SO 压强为__________________，
2 3
平衡常数K ＝__________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
p
(4)研究表明，SO 催化氧化的反应速率方程为：v＝k(－1)0.8(1－nα′)。式中：k为反应速率
2
常数，随温度t升高而增大；α为SO 平衡转化率，α′为某时刻SO 转化率，n为常数。在
2 2
α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图2所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t 。tt 后，
m m m
v逐渐下降。原因是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．[2020·全国卷Ⅱ，28(1)]乙烷在一定条件可发生如下反应：C H(g)===C H(g)＋H(g)
2 6 2 4 2
ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
1
物质 C H(g) C H(g) H(g)
2 6 2 4 2
燃烧热ΔH/
－1 560 －1 411 －286
(kJ·mol－1)
①ΔH＝________ kJ·mol－1。
1
②提高该反应平衡转化率的方法有________________、________________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为
α。反应的平衡常数K ＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物
p质的量分数)。
3．(2020·全国卷Ⅲ，28)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答
2
下列问题：
(1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比 n(C H)∶n(H O)＝
2 2 4 2
__________。当反应达到平衡时，若增大压强，则 n(C H)____________(填“变大”“变
2 4
小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO)∶n(H )＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平
2 2
衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C H、CO 变化的曲线分别是__________、__________。CO 催化加氢合成C H
2 4 2 2 2 4
反应的ΔH____0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440,0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K ＝____________(MPa)－3(列出
p
计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成 C H 、C H 、C H 等低碳烃。一
3 6 3 8 4 8
定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当_____________________。
4．(2019·海南，14)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：
在298 K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L－1，测得γ-丁内酯的浓度随时间变
化的数据如表所示。回答下列问题：
t/min 21 50 80 100 120 160 220 ∞
c/(mol·
0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132
L－1)
(1)该反应在50～80 min内的平均反应速率为________mol·L－1·min－1。
(2)120 min时γ-羟基丁酸的转化率为___________________________________________。
(3)298 K时该反应的平衡常数K＝_____________________________________________。
(4)为提高 γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．[2019·全国卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤气变换[CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g) ΔH<0]是重
2 2 2要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H 缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化
2
钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 的物质的量分数为0.025 0。
2
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO______H (填“大于”或“小于”)。
2
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和HO(g)混合，采用适当的催化剂进行
2
反应，则平衡时体系中H 的物质的量分数为__________(填标号)。
2
A．<0.25 B．0.25 C．0.25～0.50 D．0.50 E．>0.50
(4)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H 分压随时间变化关系(如图所示)，
2
催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 和p 相等、 和 相等。
CO
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率(a)＝________ kPa·min－1。467 ℃时pH 和p
2 CO
随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时 和p 随时间变化关系的
CO
曲线分别是______、______。
6．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)(3)改编]环戊二烯( )是重要的有机化工原料，广泛用于农药、
橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
(2)某温度，等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应[ (g)＋I(g)===
2
(g)＋2HI(g) ΔH＝＋89.3 kJ·mol－1]，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯
的转化率为________，该反应的平衡常数K ＝________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的
p
平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。
A．通入惰性气体
B．提高温度
C．增加环戊烯浓度
D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯
浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是______(填标号)。A．T>T
1 2
B．a点的反应速率小于c点的反应速率
C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D．b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L－1
7．[2022·全国乙卷，28(3)(4)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需
要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(3)在1 470 K、100 kPa反应条件下，将n(H S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行HS热分解反应。
2 2
平衡时混合气中 HS 与 H 的分压相等，HS 平衡转化率为__________，平衡常数 K ＝
2 2 2 p
__________ kPa。
(4)在1 373 K、100 kPa反应条件下，对于n(H S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、
2
1∶19的HS-Ar混合气，热分解反应过程中HS转化率随时间的变化如图所示。
2 2
①n(H S)∶n(Ar)越小，HS平衡转化率__________，理由是_______________________
2 2
________________________________________________________________________。
②n(H S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0～0.1 s之间，HS分压的平均变
2 2
化率为__________ kPa·s－1。
8．(2022·山东，20)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃
(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压H 氛围
2下进行，故H 压强近似等于总压。回答下列问题：
2
(1)以5.0×10－3 mol BL或BD为初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高压H 氛围下，分别
2
在恒压容器中进行反应。达平衡时，以 BL为原料，体系向环境放热X kJ；以BD为原料，
体系从环境吸热 Y kJ。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变 ΔH(493 K,3.0×103 kPa)＝
________kJ·mol－1。
(2)初始条件同上。x 表示某物种i的物质的量与除H 外其他各物种总物质的量之比，x 和
i 2 BL
x 随时间t变化关系如图甲所示。实验测得X
