第3讲　化学平衡常数_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义（新高考）_赠补充习题

第 3 讲 化学平衡常数 课 程 标 准 知 识 建 构 1.能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率 的简单计算。 2．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是 否达到平衡及平衡移动的方向。 3．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方 向间的联系。 4．知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向 与反应的焓变和熵变有关。 一、化学平衡常数 1．概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应 物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K 表示。 2．数学表达式 (1)一般形式：对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝(固体和纯液体的 浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。 (2)实例 如：①C(s)＋H O(g)CO(g)＋H (g)的平衡常数表达式K＝。 2 2 ②Fe3＋(aq)＋3H O(l)Fe(OH) (s)＋3H＋(aq)的平衡常数表达式K＝。 2 3 (3)化学平衡常数与化学方程式的关系 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数 改变。若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应， 平衡常数也会改变。如： 化学方程式 平衡常数 关系式 N (g)＋ 2 K ＝ K ＝ 1 2 3H (g)2NH (g) 2 3 (或K1) N (g)＋H (g)NH (g) K ＝ 2 2 3 2 K ＝ 3 2NH 3 (g)N 2 (g)＋ K 3 ＝3H (g) 2 3.意义 平衡常数表示可逆反应正向进行的程度，K值越大，反应进行的程度越大。 4．影响因素 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 5.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。通常K＞105可认为反应彻底，K<10－5认为反应 不能发生。 (2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向。 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商：Q＝。 (3)判断可逆反应的热效应 升高温度 降低温度 【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。 (1)平衡常数能体现可逆反应进行的程度( ) (2)平衡常数大的可逆反应的平衡体系中，生成物的浓度一定大( ) (3)平衡常数表达式中应含有参加反应的所有物质( ) (4)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大( ) (5)对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大( ) (6)平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动( ) (7)反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡后，温度不变，增大压强，平衡正向移 动，平衡常数增大( ) 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× 二、转化率 1．概念 转化率是指反应进行到一定程度时某一反应物转化的百分率。平衡转化率是 可逆反应达到平衡状态时某反应物的转化百分率。 2．数学表达式 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，A(g)的平衡转化率可表示为： α(A)＝ × 100%c (A)代表A的初始浓度，c (A)代表A的平衡浓度。 0 平 3．“三段式”法应用于化学平衡的计算 (1)一个模式——“三段式” 如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L －1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 则K＝，α(A)＝×100%。 (2)明确三个量的关系 ①三个量：即起始量、变化量、平衡量。 ②对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ③对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ④各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 (3)掌握四个公式 ①恒容条件下反应物的转化率＝×100%＝×100%。 ②生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化 率越高，原料利用率越高，产率越高。 产率＝×100%。 ③平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 ④某气体组分的体积分数＝×100%。 【诊断2】 在一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol M和一 定量的N，发生反应M(g)＋N(g)E(g)；当反应进行到4 min时达到平衡，测得 M的浓度为0.2 mol·L－1。下列说法正确的是( ) A．4 min时，M的转化率为80% B．0～4 min，用M表示的平均反应速率为0.8 mol·L－1·min－1 C．2 min时，M的物质的量浓度为0.6 mol·L－1 D．4 min后，向容器中充入惰性气体，M的物质的量减小 答案 A 解析 根据题意列出三段式： M(g)＋N(g)E(g) 起始(mol·L－1) 1 0 转化(mol·L－1) 0.8 0.8 平衡(mol·L－1) 0.2 0.84 min时，M的转化率为×100%＝80%，故A正确；0～4 min，用M表示的平 均反应速率为＝0.2 mol·L－1·min－1，故B错误；若反应速率不变，2 min时M的转 化浓度为 0.2 mol·L－1·min－1×2 min＝0.4 mol·L－1，M 的物质的量浓度为 0.6 mol·L－1，但在反应过程中，正反应速率逐渐减小，前2 min的反应速率比后2 min 反应速率快，因此M的物质的量浓度小于0.6 mol·L－1，故C错误；恒容条件下， 向容器中充入惰性气体，平衡不移动，M的物质的量不变，故D错误。 三、化学反应进行的方 1．自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点 ①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量) ②在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向性(无序体系更加 稳定)。 2．化学反应方向 (1)判据 (2)一般规律 ①ΔH＜0，ΔS＞0的反应任何温度下都能自发进行； ②ΔH＞0，ΔS＜0的反应任何温度下都不能自发进行；③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当 ΔH＜0，ΔS＜0时，低温下反应能自发进行；当ΔH＞0，ΔS＞0时，高温下反应能自 发进行。 【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。 (1)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自 发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行( ) (2)CaCO (s)===CaO(s)＋CO (g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0( 3 2 ) (3)某化学反应的ΔH＝－122 kJ·mol－1，ΔS＝－431 J·mol－1·K－1，则此反应仅 在低温下自发进行( ) (4)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性( ) (5)判断过程的自发性能确定过程能否一定发生和过程发生的速率( ) (6)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方 向( ) 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× 考点一 化学平衡常数的意义和应用 【典例1】 甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用 CO或CO 来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的 2 化学反应平衡常数如下表所示： 温度/℃ 化学反应 平衡常数 500 800 ①2H (g)＋CO(g)CH OH(g) K 2.5 0.15 2 3 1 ②H (g)＋CO (g)H O(g)＋CO(g) K 1.0 2.50 2 2 2 2 ③3H (g)＋CO (g)CH OH(g)＋H O(g) K 2 2 3 2 3 (1)据反应①与②可推导出K 、K 与K 之间的关系，则K ＝________(用K 、 1 2 3 3 1 K 表示)。 2 (2)反应③的ΔH________(填“>”或“＜”)0。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H (g)、CO (g)、CH OH(g)、H O(g)的浓度 2 2 3 2 (mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时 ________(填“＞”“＝”或 v正 “＜”) 。 v逆答案 (1)K ·K (2)＜ (3)＞ 1 2 解析 (1)K ＝， 1 K ＝， 2 K ＝， 3 K ＝K ·K 。 3 1 2 (2)根据K ＝K ·K 500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5、0.375；升 3 1 2, 温，K减小，正反应为放热反应，所以ΔH＜0。 (3)500 ℃时，K ＝2.5 3 Q＝＝≈0.88＜K 3 故反应正向进行， ＞ 。 v正 v逆 【对点练1】 (平衡常数与方程式的关系)(2020·西安市铁一中学质检)O 是一 3 种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 可溶于水，在水中易分 3 解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如 下： 反应① O O ＋[O] ΔH>0 平衡常数为K ； 3 2 1 反应② [O]＋O 2O ΔH<0 平衡常数为K ； 3 2 2 总反应：2O 3O ΔH<0 平衡常数为K。 3 2 下列叙述正确的是( ) A．降低温度，总反应K减小 B．K＝K +K 1 2 C．适当升温，可提高消毒效率 D．压强增大，K 减小 2 答案 C 解析 降温，总反应平衡向右移动，K增大，A项错误；K ＝、K ＝、K＝＝ 1 2 K ·K ，B项错误；升高温度，反应①平衡向右移动，c([O])增大，可提高消毒效率， 1 2 C项正确；对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，D项错误。 【对点练2】 (平衡常数及影响因素)在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气 体的初始浓度和平衡浓度如下表： 物质 X Y Z 初始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0 平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.05 0.1 下列说法错误的是( )A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 答案 C 解析 反应达到平衡时，X的转化率为 ×100%＝50%，故A正确；根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学 计量数之比可知，Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，则反应的 化学方程式为X(g)＋3Y(g)2Z(g)，K＝＝＝1 600，故B正确；增大压强平衡向 生成Z的方向移动，但温度不变，平衡常数不变，故C错误；平衡常数只受温度的 影响，温度改变时，化学平衡常数一定变化，故D正确。 【对点练3】 (平衡常数的应用)(2020·四川省成都模拟)在300 mL的密闭容器 中，放入镍粉并充入一定量的 CO 气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋ 4CO(g)Ni(CO) (g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表： 4 温度/ ℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 下列说法不正确的是( ) A．上述生成Ni(CO) (g)的反应为放热反应 4 B．25 ℃时反应Ni(CO) (g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 4 C．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO) 的平衡浓度为2 mol·L 4 －1 D．80 ℃时，测得某时刻，Ni(CO) 、CO 浓度均为 0.5 mol·L－1，则此时 4 (正)> (逆) v v 答案 D 解析 随着温度的升高，平衡常数逐渐减小，说明升高温度，平衡向逆反应方 向移动，因此正反应是放热反应，A项正确；逆反应的平衡常数是正反应的倒数， B正确；选项C中，根据80 ℃时平衡常数的表达式可知，Ni(CO) 的平衡浓度为2 4 mol·L－1，C正确；如果80 ℃时，测得某时刻，Ni(CO) 、CO浓度均为0.5 mol·L－1， 4 则此时Q＝＝8>K＝2，反应向逆反应方向进行，则此时 (正)< (逆)，D项错误。 v v 考点二 “三段式”突破平衡常数、转化率的相关计算 【典例2】 500 ℃时，向容积为2 L的密闭容器中通入1 mol N 和3 mol H ， 2 2模拟合成氨的反应，容器内的压强随时间的变化如下表所示： 时间/min 0 10 20 30 40 ＋∞ 压强/MPa 20 17 15 13.2 11 11 (1)达到平衡时N 的转化率为________。 2 (2)用压强表示该反应的平衡常数K ＝________(K 等于平衡时生成物分压幂 p p 的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压×该物质的物质的 量分数)。 答案 (1)90% (2)48 MPa－2 解析 假设到平衡时氮气转化的物质的量为x mol，则有 N ＋3H 2NH 2 2 3 起始(mol) 1 3 0 转化(mol) x 3x 2x 平衡(mol) 1－x 3－3x 2x 根据压强比等于物质的量比可知， ＝，解之得x＝0.9； (1)达到平衡时N 的转化率为×100%＝90%； 2 (2)用压强表示该反应的平衡常数 K ＝＝48 MPa－2。 p 【对点练4】 (“三段式”法的应用)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能 防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H S混合加热并 2 达到下列平衡： CO(g)＋H S(g)COS(g)＋H (g) K＝0.1 2 2 反应前CO的物质的量为10 mol，平衡后CO的物质的量为8 mol。下列说法 正确的是( ) A．升高温度，H S浓度增大，表明该反应是吸热反应 2 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H S物质的量为7 mol 2 D．CO的平衡转化率为80% 答案 C 解析 A项，升高温度，H S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应 2 吸热，正反应放热，错误；B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值， 正反应速率逐渐减小，错误；C项，设反应前H S的物质的量为n mol，容器的容 2积为V L，则 K＝＝0.1，解得n＝7，正确；D项，CO的转化率为×100%＝20%，错误。 【对点练5】 (压强平衡常数的计算)(2020·全国卷Ⅱ)天然气的主要成分为 CH ，一般还含有C H 等烃类，是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定条件可发 4 2 6 生如下反应：C H (g)C H (g)＋H (g) ΔH ，容器中通入等物质的量的乙烷和 2 6 2 4 2 1 氢气，在等压(p)下发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数K ＝ p ________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 答案 ×p 解析 设起始时C H 和H 的物质的量均为1 mol，列出三段式： 2 6 2 平衡时C H 、C H 和H 对应的分压分别为p、p和p，则该反应的平衡常数K 2 6 2 4 2 p ＝＝×p。 四步骤计算压强平衡常数 微专题27 化学反应速率常数及其应用1．基元反应 研究表明，氢气和氧气混合在点燃或有催化剂存在的条件下，主要发生以下 四步反应： H ――→2H·， 2 H·＋O ―→·OH＋O·， 2 O·＋H ―→·OH＋H·， 2 ·OH＋H ―→H O＋H·。 2 2 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如 H·＋O ―→·OH＋O·，即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2 2．速率方程 基元反应的化学反应速率与反应物的浓度数值相应幂次的乘积成正比，其方 次即为各物质前面系数。即对于基元反应： aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)， 则 ＝k ca(A)·cb(B)(其中k 为正反应的速率常数)， ＝k ·cg(G)·ch(H) v正 正 正 v逆 逆 (其中k 为逆反应的速率常数)。 逆 3．速率常数含义 速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为 1 mol·L－1时的反应速率。 在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。速率常数 不随反应物浓度的变化而改变。 因此可以应用速率方程求出该温度下任意浓度 时的反应速率。 4．速率常数的影响因素 速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓 度不影响速率常数。 5．速率常数与化学平衡常数之间的关系 一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时， v ＝k ca(A)·cb(B)， ＝k ·cg(G)·ch(H)，因平衡时 ＝ ，则k ca(A)·cb(B)＝ 正 正 v逆 逆 v正 v逆 正 k ·cg(G)·ch(H)，＝＝K。 逆 【典例1】 (2020·课标全国Ⅱ)天然气的主要成分为CH ，一般还含有C H 等 4 2 6 烃类，是重要的燃料和化工原料。 高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH ――→C H ＋H 。反应在初期阶段 4 2 6 2 的速率方程为：r＝k×cCH ，其中k为反应速率常数。 4①设反应开始时的反应速率为r ，甲烷的转化率为α时的反应速率为r ，则r 1 2 2 ＝________r 。 1 ②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是________(填字母)。 A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H 浓度，r增大 2 C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小 答案 ①(1－α) ②AD 解析 ①反应初始时可认为cCH ＝1 mol·L－1，则根据初期阶段的速率方程 4 可知k＝r ，当CH 的转化率为α时，cCH ＝(1－α) mol·L－1，则此时r ＝(1－α)r 。 1 4 4 2 1 ②由r＝k×cCH 可知，CH 的浓度越大，反应速率r越大，A项正确；增加H 浓度， 4 4 2 CH 的浓度减小或不变，则r减小或不变，B项错误；随着反应的进行，CH 的浓度 4 4 逐渐减小，则反应速率逐渐减小，C项错误；降低温度，该反应进行非常缓慢甚至 停止，即k也随着减小，D项正确。 【典例2】 (2018·全国卷Ⅲ)对于反应2SiHCl (g)===SiH Cl (g)＋SiCl (g)，采用 3 2 2 4 大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl 的转化率随时间 3 变化的结果如图所示。 ①在343 K下：要提高SiHCl 转化率，可采取的措施是________________；要 3 缩 短 反 应 达 到 平 衡 的 时 间 ， 可 采 取 的 措 施 有 ________________ 、 ________________。 ②比较a、b处反应速率大小： ________ (填“大于”“小于”或“等于”)。 va vb 反应速率 ＝ － ＝k x2SiHCl －k xSiH Cl xSiCl ，k 、k 分别为正、逆反 v v正 v逆 正 3 逆 2 2 4 正 逆 应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保留1位小数)。 答案 ①及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) ②大于 1.3 解析 ①根据化学平衡移动原理并结合该反应特点，及时分离出生成物可提 高反应物的转化率。缩短反应达到平衡的时间，实质就是提高反应速率，可采用加压的方式或选择更为高效的催化剂。 ②温度越高，反应速率越大，a点所在曲线对应的温度高于b点所在曲线对应 的温度，所以a点反应速率大于b点反应速率。a点所在曲线达到平衡时， ＝ v正 v ，即k x2SiHCl ＝k xSiH Cl xSiCl ，从题图上可知a点所在曲线平衡时SiHCl 逆 正 3 逆 2 2 4 3 的转化率为22%，设投入SiHCl y mol，则根据三段式法得 3 代入k x2SiHCl ＝k xSiH Cl xSiCl 得，k 0.782＝k 0.112，＝ ① 正 3 逆 2 2 4 正 逆 在a处SiHCl 的转化率为20%，根据三段式法得 3 则＝＝×，将①代入计算得出 / ＝1.3。 v正v逆 1.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，14)MTP是一类重要的药物中间 体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为： INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ6A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ6A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ6A.TIF" \* MERGEFORMATINET 为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。 TOME的转化率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a mol/L， 反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法错误的是( ) INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\sj6.TIF" \* MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\sj6.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\sj6.TIF" \* MERGEFORMATINET A.X、Y两点的MTP的物质的量浓度相等 B.X、Z两点的瞬时速率大小为 (X)> (Z) v v C.若Z点处于化学平衡，则210 ℃时反应的平衡常数K＝ mol/L D.190 ℃时，0～150 min之间的MTP的平均反应速率为 mol/(L·min) 答案 C 解析 A项，因起始浓度相同，X、Y两点转化率相同，所以MTP的浓度也相等， 正确；B项，Z点转化率高，此时TOME浓度只有0.02a mol/L，所以瞬时速率 (X)> (Z)，正确；C项，若Z点为平衡点，此时c(TOME)＝0.02a mol/L，c(MTP)＝ v v 0.98a mol/L，但因移出甲醇，甲醇浓度不为0.98a mol/L，错误；D项，0～150 min 时间内，Δc(MTP)＝0.67a mol/L，正确。 2.(2021·1月江苏省新高考适应性考试，13)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中， 主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ： CO (g)＋4H (g)CH (g)＋2H O(g) 2 2 4 2 ΔH＝－164.7 kJ·mol－1 反应 Ⅱ：CO (g)＋H (g)CO(g)＋ H O(g) 2 2 2 ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CO(g)＋2H (g)CO (g)＋ CH (g) 2 2 4 ΔH＝－247.1 kJ·mol－1 向恒压、密闭容器中通入1 mol CO 和4 mol H ，平衡时CH 、CO、CO 的物质的 2 2 4 2量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( ) INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\J7A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\J7A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\J7A.TIF" \* MERGEFORMATINET A.反应Ⅰ的平衡常数可表示K＝ B.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C.提高CO 转化为CH 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 2 4 D.CH (g) ＋H O(g)CO(g)＋3H (g)的ΔH＝－205.9 kJ·mol－1 4 2 2 答案 C 解析 化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应 Ⅰ的平衡常数K＝，故A错误；反应物CO 的量逐渐减小，故图中曲线 A表示 2 CO 的物质的量变化曲线，由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ 2 逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B 为CH 的物质的量变化曲线，故B错误；反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应， 4 降低温度有利于反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，所以要提高 CO 转化为CH 2 4 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂，故C正确；－(反应Ⅱ＋反应Ⅲ)得到 目标反应，则 CH (g)＋H O(g)CO(g)＋3H (g)的ΔH＝－[41.2 kJ·mol－1＋(－ 4 2 2 247.1 kJ·mol－1)] ＝205.9 kJ·mol－1，故D错误。 3．(2020·福建省漳州市高三质检)反应2NO＋Cl ===2NOCl在295 K时，其反 2 应物浓度与反应速率关系的数据如下： c(NO)/(mol·L－1) c(Cl )/(mol·L－1) (Cl )/(mol·L－1·s－1) 2 v 2 ① 0.100 0.100 8.0×10－3 ② 0.500 0.100 2.0×10－1③ 0.100 0.500 4.0×10－2 注：①反应物浓度与反应速率关系式为 (Cl )＝k·cm(NO)cn(Cl )(式中速率常 v 2 2 数k＝Ae－E /RT，其中E 为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度)；②反应 a a 级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。下列说法不正确的是( ) A．m＝2，n＝1，反应级数为3级 B．当c(NO)＝0.200 mol·L－1，c(Cl )＝0.300 mol·L－1， (NO)＝0.192 mol·L－1·s 2 v －1 C．加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k，而加快反应速率 D．升高温度，可以增大反应的活化能E ，从而使速率常数k增大 a 答案 D 解析 由表中①③数据可知＝()n，n＝1，由①②组数据可知＝()m，m＝2，由① 数据可知k＝＝8.0；据数据分析知m＝2，n＝1，反应级数为3级，A正确；当 c(NO) ＝ 0.200 mol·L － 1 ， c(Cl ) ＝ 0.300 mol·L － 1 时 ， (NO) ＝ 2 (Cl ) ＝ 2 v v 2 2×8.0×0.2002×0.300 mol·L－1·s－1＝0.192 mol·L－1·s－1，B正确；催化剂可降低反 应的活化能，增大速率常数，增大反应速率，C正确；升高温度，活化能不变，D错 误。 4.T 温度时，在容积为 2 L 的恒容密闭容器中发生反应 2NO(g)＋ 1 O (g)2NO (g) ΔH＜0，实验测得： ＝ (NO)＝2 (O )＝k 2 2 v正 v消耗 v消耗 2 正 c2(NO)·c(O )， ＝ (NO )＝k c2(NO )、k 、k 为速率常数，受温度影响。容 2 v逆 v消耗 2 逆 2 正 逆 器中各反应物和生成物的物质的量随时间变化如图所示： (1)下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是________________(填标号)。 A．混合气体的密度不变 B．混合气体的颜色不变 C．k 、k 不变 正 逆D．2 (O )＝ (NO ) v正 2 v逆 2 (2)化学平衡常数K与速率常数k 、k 的数学关系式为K＝________。 正 逆 答案 (1)BD (2) 解析 (1)由于气体质量和容器体积保持不变，故混合气体密度始终保持恒定 不能由此判断是否达到平衡状态，A错误；混合气体的颜色不变，即NO 的量保 2 持不变，可以说明反应达到平衡状态，B正确；k 、k 只与温度有关，与是否达到 正 逆 平衡状态无关，C错误；当2 (O )＝ (NO )时，正、逆反应速率相等，可以说明 v正 2 v逆 2 反应达到平衡状态，D正确。(2)达到化学平衡状态时 ＝ ，即k c2(NO)·c(O ) v正 v逆 正 2 ＝k c2(NO )，则平衡常数K＝＝。 逆 2 5 ． (1) 已 知 反 应 2NO(g) ＋ O (g)2NO (g) 的 正 反 应 速 率 v( 正 ) ＝ 2 2 k·cm(NO)·cn(O )，其中k为速率常数，可通过下列实验数据计算k 、m、n。 2 1 起始浓度/(mol·L－1) 组别 NO O 2 1 0.02 0.012 5 7.98×10－3 2 0.02 0.025 0 15.96×10－3 3 0.04 0.012 5 31.92×10－3 则k＝________，m＝________，n＝________。 (2)已知反应2NO(g)＋O (g)2NO (g)的历程可表示为 2 2 第一步：NO＋NON O 快速平衡 2 2 第二步：N O ＋O ――→2NO 慢反应 2 2 2 2 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中， (正)＝ v k ·c2(NO)， (逆)＝k ·c(N O )。下列叙述正确的是________(填字母) 1 v －1 2 2 A．第一步反应的平衡常数K＝ B． (第一步的正反应)＜ (第二步的反应) v v C．第二步的活化能比第一步的活化能高 D．第二步中N O 与O 的碰撞100%有效 2 2 2 答案 (1)1 596 L2·mol－2·s－1 2 1 (2)AC 解析 (1)由组1和2可知，NO浓度不变时，氧气的浓度增大1倍，正反应速 率增大1倍，故n＝1；由组1和3可知，氧气的浓度不变时，NO的浓度增大1倍，正反应速率变为原来的 4 倍，故 m＝2；将 m＝2 和 n＝1 代入第 1 组数据： 7.98×10－3 mol·L－1·s－1＝k×(0.02 mol·L－1)2×0.012 5 mol·L－1，解得 k＝1 596 L2·mol－2·s－1。(2)第一步反应的平衡常数K＝，达到平衡时 (正)＝ (逆)，则有 v v k ·c2(NO)＝k ·c(N O )，得＝，K＝＝，A正确；(第一步的正反应)是快反应，(第 1 －1 2 2 v v 二步的反应)是慢反应，则有 (第一步的正反应)＞ (第二步的反应)，B错误；第二 v v 步的反应慢，活化能高，第二步的活化能比第一步的活化能高，C正确；第二步是 慢反应，说明N O 与O 的有效碰撞的几率较小，不可能达到100%，D错误。 2 2 2 6．(2020·课标全国Ⅰ节选)研究表明，SO 催化氧化的反应速率方程为： ＝ 2 v k(－1)0.8(1－nα′)，式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO 平衡 2 转化率，α′为某时刻SO 转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的 2 k、α值代入上述速率方程，得到 ～t曲线，如图所示。 v 曲线上 最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t 。tt 后， 逐渐下降，原因是______________________________。 m v 答案 升高温度，k增大使 逐渐提高，但α降低使 逐渐下降。tt 后，k增大对 的提高小于α引起的降低 v m v 解析 升高温度，反应速率常数k增大，反应速率 提高，但α降低使反应速 v 率逐渐下降。tt 后，k增大对 的 m v m v 提高小于α引起的降低。 7．(2020·山东模考)探索氮氧化合物反应的特征及机理，对处理该类化合物 的污染问题具有重要意义。回答下列问题： (1)工业上利用Na CO 溶液吸收NO、NO 混合气制备NaNO ，该反应可实现 2 3 2 2 NO和NO 的完全转化，反应的化学方程式为_________________________。 2 (2)NO 可发生二聚反应生成N O ，化学方程式为2NO (g)N O (g)， 2 2 4 2 2 4上述反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的ΔH________0(填 “＞”或“＜”)。 已知该反应的正反应速率方程为 ＝k ·c2(NO )，逆反应速率方程为 ＝k v正 正 2 v逆 ·c(N O )，其中k 、k 分别为正、逆反应的速率常数。则下图(lg k表示速率常数 逆 2 4 正 逆 的对数；表示温度的倒数)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示lg k 随变化关 正 系的是斜线________，能表示lg k 随变化关系的是斜线________。 逆 (3)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度 T 时化学平衡常数K＝________mol－1·L。已知温度T 时，某时刻恒容密闭容器中 1 1 NO 、N O 浓度均为0.2 mol·L－1，此时 ________ (填“＞”或“＜”)；上述 2 2 4 v正 v逆 反应达到平衡后，继续通入一定量的NO ，则NO 的平衡转化率将________，NO 2 2 2 的平衡浓度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 答案 (1)NO＋NO ＋Na CO ===2NaNO ＋CO 2 2 3 2 2 (2)＜ ③ ④ (3)10 ＞ 增大 增大 解析 (1)Na CO 溶液和NO、NO 反应生成NaNO ，根据原子守恒，化合价升 2 3 2 2 降守恒可得化学方程式为：NO＋NO ＋Na CO ===2NaNO ＋CO 。(2)升高温度体 2 2 3 2 2 系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0；化学反应速率和温度 成正比，随着温度降低，增大，正逆反应速率减小，则lg k 和lg k 均减小，由于 正 逆 温度降低平衡正向移动， ＞ ，则降低相同温度时lg k 减小更快，则③表示 v正 v逆 逆 lg k 随变化关系的斜线，④表示lg k 随变化关系的斜线。(3)化学平衡常数K＝ 正 逆 ＝×＝×＝mol－1·L＝10 mol－1·L；NO 、N O 浓度均为0.2 mol·L－1。则浓度商Q＝ 2 2 4 mol－1·L＝5 mol－1·L＜K，则平衡正向移动， ＞ ；反应达到平衡后，继续通入 v正 v逆 一定量的NO ，恒容密闭容器中，等效于达到平衡后增大压强，平衡正向移动；根 2 据勒夏特列原理，达到平衡时浓度比起始时大。 1．(2020·北京卷)一定温度下，反应I (g)＋H (g)2HI(g)在密闭容器中达到 2 2 平衡时，测得c(I )＝0.11 mmol·L－1，c(HI)＝0.78 mmol·L－1。相同温度下，按下列4 2组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(注：1 mmol·L－1＝10－3 mol·L－1)( ) A B C D c(I )/mmol·L－1 1.00 0.22 0.44 0.11 2 c(H )/mmol·L－1 1.00 0.22 0.44 0.44 2 c(HI)/mmol·L－1 1.00 1.56 4.00 1.56 答案 C 解析 题目中缺少c(H )，不能计算K，则不能通过Q与K的关系判断平衡的 2 移动方向，但可比较4个选项中Q的大小关系，Q越大，则可能逆向移动。 Q(A)＝＝1， Q(B)＝＝50.28， Q(C)＝＝82.64， Q(D)＝＝50.28， Q(C)的值最大，答案为C。 2．(2020·海南卷)NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下 它们之间的反应： CO(g)＋NO(g)===CO (g)＋N (g) 2 2 ΔH＝－374.3 kJ·mol－1 K＝2.5×1060, 反应速率较小。有关该反应的说法正 确的是( ) A．K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全 B．增大压强，平衡将向右移动，K>2.5×1060 C．升高温度，既增大反应速率又增大K D．选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 答案 D 解析 平衡常数很大，表示该反应所能进行的程度大，由于NO与CO反应速 率较小，在排入大气之前没有反应完全，故A错误；平衡常数只与温度有关，增大 压强，K不变，故B错误；CO(g)＋NO(g)===CO (g)＋N (g)正反应放热，升高温度， 2 2 速率加快，平衡逆向移动，K减小，故C错误；选用适宜催化剂可加快反应速率， 使尾气得到净化，达到尾气排放标准，故D正确。 3．(2020·全国卷Ⅰ节选)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： 2 SO (g)＋O (g)SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。 2 2 3 回答下列问题：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 2 2 2 器，在温度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 p 数)。 答案 p 解析 设通入的SO 、O 和N 共100 mol，利用三段式法进行计算： 2 2 2 平衡时气体的总物质的量为(3m＋q－mα) mol，则 p(SO )＝p×(2m－ 2 2mα)/(3m＋q－mα)，p(O )＝p×(m－mα)/(3m＋q－mα)，p(SO )＝p×2mα/(3m＋q 2 3 －mα)，因3m＋q＝100，K ＝，代入计算得K ＝。 p p 4．(2020·全国卷Ⅲ节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点 2 研究领域。回答下列问题： CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中理论计算表明，原料初始组成 2 n(CO )∶n(H )＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质 2 2 的量分数x随温度T的变化如图所示。 根 据 图 中 点 A(440 K,0.39) ， 计 算 该 温 度 时 反 应 的 平 衡 常 数 K ＝ p ________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。 答案 ×或× 解析 原料初始组成n(CO )∶n(H )＝1∶3，在体系压强为0.1 Mpa建立平衡 2 2 由A点坐标可知，该温度下，氢气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质 的量分数为水的四分之一，即，二氧化碳的物质的量分数为氢气的三分之一，即， 因此，该温度下反应的平衡常数K ＝×(MPa)－3＝×(MPa)－3。 p 5．(2020·天津学业水平等级考试节选)用H 还原CO 可以在一定条件下合成 2 2 CH OH(不考虑副反应) 3CO (g)＋3H (g)CH OH(g)＋H O(g) ΔH<0 2 2 3 2 某温度下，恒容密闭容器中，CO 和H 的起始浓度分别为a mol·L－1和3a 2 2 mol·L－1，反应平衡时，CH OH 的产率为 b，该温度下反应平衡常数的值为 3 ________。 答案 解析 列三段式如下： K＝＝。 6．(2020·山东学业水平等级考试，18节选)探究CH OH合成反应化学平衡的 3 影响因素，有利于提高CH OH的产率。以CO 、H 为原料合成CH OH涉及的主 3 2 2 3 要反应如下： Ⅰ.CO (g)＋3H (g)CH OH(g)＋H O(g) ΔH ＝－49.5 kJ·mol－1 2 2 3 2 1 Ⅱ.CO(g)＋2H (g)CH OH(g) ΔH ＝－90.4 kJ·mol－1 2 3 2 Ⅲ.CO (g)＋H (g)CO(g)＋H O(g) ΔH ＝＋40.9 kJ·mol－1 2 2 2 3 一定条件下，向容积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO 和3 mol H 发生 2 2 上述反应，达到平衡时，容器中CH OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H O(g)的浓 3 2 度为________ mol·L－1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为 ________。 答案 解析 由题述三个反应可知，根据碳元素守恒，剩余CO 为(1－a－b) mol，则 2 反应消耗CO 为[1－(1－a－b)] mol＝(a＋b) mol，根据反应Ⅰ和Ⅲ中物质对应关 2 系可知，反应Ⅰ中CO (g)～H O(g)，反应Ⅲ中也有CO (g)～H O(g)，故生成H O 2 2 2 2 2 为(a＋b) mol，即H O(g)的浓度为 mol·L－1。平衡时CH OH(g)、CO(g)、H O(g)的 2 3 2 浓度分别为 mol·L－1、 mol·L－1、 mol·L－1，则从开始至平衡，消耗CO (g)的浓度 2 为(＋) mol·L－1＝ mol·L－1，达到平衡时n(CH OH)＝a mol，根据H原子守恒，起 3 始时通入3 mol H ，平衡时CH OH和H O中所含H原子的物质的量为4a mol＋ 2 3 2 2(a＋b) mol＝(6a＋2b) mol，平衡时n(H )＝3 mol－ mol＝(3－3a－b) mol，即平 2 衡时CO (g)、H (g)的浓度分别为 mol·L－1、 mol·L－1，则反应Ⅲ的平衡常数为＝ 2 2 ＝。 7.(2021·1月湖南普高校招生适应性考试，17)氨基甲酸铵(H NCOONH )为尿素生 2 4产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。 己知：Ⅰ.N (g)＋3H (g)2NH (g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1 2 2 3 1 Ⅱ.C(s)＋O (g)CO (g) ΔH ＝－393.8 kJ·mol－1 2 2 2 Ⅲ.N (g)＋3H (g)＋C(s)＋O (g)H NCOONH (s) ΔH ＝－645.7 kJ·mol－1 2 2 2 2 4 3 回答下列问题： (1) 写 出 H NCOONH 分 解 生 成 NH 与 CO 气 体 的 热 化 学 方 程 式 ： 2 4 3 2 ___________________________________________________________。 (2)恒容条件下，实验测得数据如下表所示： T/K 293 298 303 308 313 p/kPa 8.60 11.40 16.24 20.86 30.66 ①恒温恒容时，下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是__________(填字 母)。 A.容器内总压强不再改变 B.2 (NH )＝ (CO ) v正 3 v逆 2 C.c2(NH )·c(CO )的值不再改变 3 2 D.NH 的体积分数不再改变 3 ②某温度下，该反应达到平衡时容器内总压强为p，写出该反应的压强平衡常数 的计算式K ＝________(用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数) p ③随着温度升高，K 逐渐__________(填“增大”“减小”或“不变”)，其主要 p 原因是________________。 ④某温度下，达到平衡后，欲增加NH 的平衡浓度，可采取的措施有________(填 3 字母)。 A.加H NCOONH 2 4 B.加催化剂 C.减小体积增大压强 D.移走CO 2 (3)已知：RlnK ＝－＋C(C为常数)。 p 根据上表实验数据得到下图，则该反应的反应热ΔH＝________________kJ·mol－ 1。 INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\X16A.TIF" \* MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\X16A.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\X16A.TIF" \* MERGEFORMATINET 答案 (1)H NCOONH (s)2NH (g)＋CO (g) ΔH＝＋159.5 kJ·mol－1 (2)①A 2 4 3 2 ②(p)2×(p) ③增大 该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，气体物质的 量增大，压强增大 ④CD (3)＋144.2 解析 (1)已知：Ⅰ.N (g)＋3H (g)2NH (g) ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1 2 2 3 1 Ⅱ.C(s)＋O (g)CO (g) ΔH ＝－393.8 kJ·mol－1 2 2 2 Ⅲ.N (g)＋3H (g)＋C(s)＋O (g)H NCOONH (s) ΔH ＝－645.7 kJ·mol－1，由盖 2 2 2 2 4 3 斯定律将Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得：H NCOONH (s)2NH (g)＋CO (g) ΔH＝＋159.5 2 4 3 2 kJ·mol－1。(2)①容器内总压强不再改变，说明气体的体积不再发生变化，说明可 逆反应处于平衡状态，故A正确；2 (NH )＝ (CO )，不符合反应速率之比等 v正 3 v逆 2 于化学计量数之比，故B错误；c2(NH )·c(CO )是化学平衡常数，温度不变，平衡 3 2 常数的值不变，不能说明处于平衡状态，故C错误；反应体系中只有氨气和二氧 化碳是气体，物质的量之比等于化学计量数之比，则NH 的体积分数不再改变， 3 不能作为达到平衡状态判断的依据，故D错误。③随着温度升高，K 逐渐增大，主 p 要原因是该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，气体物质的量增大，压强 增大。④加H NCOONH ，平衡不移动，氨气的浓度不变，故A错误；加催化剂，平 2 4 衡不移动，氨气的浓度不变，故B错误；减小体积增大压强，氨气的浓度增大，故 C正确；移走CO ，平衡正向移动，氨气的浓度增大，故D正确。(3)图像上的点代 2 入RlnK ＝－＋C得：69.50＝－ΔH×3.19×10－3＋C和53.64＝－ΔH×3.30×10－3 p ＋C，联立求解得，ΔH≈＋144.2 kJ·mol－1。 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．在一定温度下，反应N (g)＋3H (g)2NH (g)的反应热和化学平衡常数分 2 2 3 别为ΔH和K，则相同温度时反应 4NH (g)2N (g)＋6H (g)的反应热和化学平 3 2 2 衡常数为( ) A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2 C．－2ΔH和K－2 D．2ΔH和－2K 答案 C 解析 根据热化学方程式的意义，4NH (g)2N (g)＋6H (g)的反应热为－ 3 2 2 2ΔH，再根据平衡常数的表达式，得出其平衡常数为K－2，C项正确。 2．可逆反应：2SO (g)＋O (g)2SO (g)达到平衡状态时，保持恒温恒容向容 2 2 3 器中加入一定量的O ，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( ) 2 A．Q变小，K不变，O 转化率减小 2 B．Q不变，K变大，SO 转化率减小 2 C．Q不变，K变大，O 转化率增大 2 D．Q增大，K不变，SO 转化率增大 2 答案 A 解析 当可逆反应2SO (g)＋O (g)2SO (g)达到平衡状态时，保持恒温恒 2 2 3 容向容器中加入一定量的O ，O 的浓度增大，浓度商Q变小，平衡向右移动，氧 2 2 气转化率减小，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故A正确。 3．放热反应CO(g)＋H O(g)CO (g)＋H (g)在温度t 时达到平衡，c (CO)＝ 2 2 2 1 1 c (H O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K 。升高反应体系的温度至t 时，反应物的 1 2 1 2 平衡浓度分别为c (CO)和c (H O)，平衡常数为K ，则( ) 2 2 2 2 A．K 和K 的单位均为mol·L－1 2 1 B．K ＞K 2 1 C．c (CO)＝c (H O) 2 2 2 D．c (CO)＞c (CO) 1 2 答案 C 解析 升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数之间的关系为K ＜K ， 2 1 K 、K 的单位均为1，c (CO)＜c (CO)，故C项正确。 1 2 1 2 4．反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K＝，有关该平 衡体系说法不正确的是( ) A．升高温度，该反应平衡常数K一定发生改变 B．增大压强，W的质量分数减小C．该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g) D．增大X气体浓度平衡向正反应方向移动 答案 D 解析 A项，升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，因此化学平衡常数一定 发生变化，故A正确；B项，根据化学平衡常数表达式可知，反应物W、Z计量数 之和为3＋2＝5；生成物X、Y计量数之和为1＋2＝3，因此增大压强时，化学平衡 向正反应方向移动，因此W质量分数减小，故B正确；C项，由化学平衡常数表达 式知，该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)X(g)＋2Y(g)，故C正确；D项，X 为生成物，增大X浓度，化学平衡向逆反应方向移动，故D错误。 5．某温度下，在一个2 L的密闭容器中，加入4 mol A和2 mol B进行如下反 应：3A(g)＋2B(g)4C(s)＋2D(g)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6 mol C，则下列有关说法正确的是( ) A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝ B．此时，B的平衡转化率是40% C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大 D．增加B，平衡向右移动，B的平衡转化率增大 答案 B 解析 A项，纯固体物质不能在平衡常数表达式中出现；B项，生成1.6 mol 的C则反应掉0.8 mol的B，则B的转化率为×100%＝40%，B正确；C项，化学 平衡常数只与温度有关；D项，B的平衡转化率减小。 6．(2020·天津重点中学联考)一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中， 充入1 mol H (g)和1 mol I (g)，发生反应H (g)＋I (g)2HI(g)，经充分反应达到 2 2 2 2 平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2 L的密闭 容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g)H (g)＋I (g)，则下列判断正确的是( 2 2 ) A．后一反应的平衡常数为1 B．后一反应的平衡常数为0.5 C．后一反应达到平衡时，H 的平衡浓度为0.25 mol·L－1 2 D．后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为0.5 mol·L－1 答案 B 解析平衡常数K ＝＝＝4，而反应HI(g)H (g)＋I (g)的平衡常数K ＝＝＝0.5， 1 2 2 2 A项错误，B项正确；设反应HI(g)H (g)＋I (g)达平衡时c(H )＝x mol·L－1，则 2 2 2 平衡时c(I )＝x mol·L－1，c(HI)＝(0.5－2x) mol·L－1，K ＝＝0.5，解得x＝0.125，故 2 2 平衡时c(HI)＝0.25 mol·L－1，C、D项错误。 7．(2020·山东模考)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反 应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平 衡常数如下表所示。 化学平衡常数 温度(K) 反应Ⅰ：4NH ＋ 反应Ⅱ：4NH ＋ 反应Ⅲ：2NO＋ 3 3 5O ===4NO＋6H O 3O ===2N ＋6H O O ===2NO 2 2 2 2 2 2 2 500 1.1×1026 7.0×1034 1.3×102 700 2.1×1019 2.6×1025 1.0 下列说法正确的是( ) A．使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B．通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C．通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D．氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 答案 A 解析 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ的发生，增大氧化炉中 NO的含量，故A正确；升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ的化学平衡常数均减小，则正 反应均为放热反应，无法通过改变氧化炉的温度达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的 效果，故B错误；反应Ⅰ和反应Ⅱ的正反应均为气体分子数增大的反应，无法通 过改变氧化炉的压强达到促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ的效果，故C错误；反应Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ正反应均为放热反应，所以氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，故D 错误。 8．(2020·湖南重点中学高三期末)乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C H (g)＋ 2 4 H O(g)C H OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时， 2 2 5 n(H O)＝n(C H )＝1 mol，容器容积为1 L]。下列分析不正确的是( ) 2 2 4A．乙烯气相直接水合反应的ΔH＜0 B．图中压强的大小关系为：p ＞p ＞p 1 2 3 C．图中a点对应的平衡常数K＝ D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b 答案 B 解析 A．温度升高，乙烯的转化率降低，平衡逆向移动，正向为放热反应， ΔH＜0，A项正确；B.增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率增大，由图可知，相 同温度下转化率p

a，所需要的时间a＞b，D项正确。 9．在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol的A 气体和0.6 mol B 气体 2 2 一定条件下发生如下反应：A (g)＋B (g)2AB(g) ΔH<0，反应中各物质的浓度 2 2 随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是( ) A．图中a点的值为0.15 B．该反应的平衡常数K＝0.03 C．温度升高，平衡常数K值减小 D．平衡时A 的转化率为62.5% 2 答案 B 解析 当 AB 的浓度改变 0.5 mol·L－1 时，由化学方程式 A (g)＋ 2B (g)2AB(g)知，A 的浓度改变0.25 mol·L－1，所以a＝(0.4－0.25) mol·L－1＝ 2 2 0.15 mol·L－1，即图中a点的值为0.15，故A正确；当AB的浓度改变0.5 mol·L－1 时，B 的浓度改变0.25 mol·L－1，所以平衡时B 的浓度为(0.3－0.25) mol·L－1＝ 2 2 0.05 mol·L－1，K＝＝＝，故B错误；已知反应为放热反应，温度升高，平衡左移，平 衡常数K值减小，故C正确；当AB的浓度改变0.5 mol·L－1时，A 的浓度改变 2 0.25 mol·L－1，已知A 的初始量为0.4 mol·L－1，所以平衡时A 的转化率为×100% 2 2 ＝62.5%，故D正确。 10．N O 是一种新型硝化剂，一定温度下发生反应2N O (g)4NO (g)＋ 2 5 2 5 2 O (g) ΔH＞0，T 温度下的部分实验数据为： 2 1 t/s 0 500 1 000 1 500 c(N O )/(mol·L－1) 5.00 3.52 2.50 2.50 2 5 下列说法不正确的是( ) A．500 s内，N O 的分解速率为2.96×10－3 mol·L－1·s－1 2 5 B．T 温度下的平衡常数为K ＝125,1 000 s时N O 的转化率为50% 1 1 2 5 C．其他条件不变时，T 温度下反应到 1 000 s 时测得 N O (g)浓度为 2.98 2 2 5 mol·L－1，则有T >T 1 2 D．T 温度下的平衡常数为K ，T 温度下的平衡常数为K ，若T ＞T ，则有 1 1 2 2 1 2 K K ②2 A B C 解析 (1)①＝2，又n(CO)＋n(H )＝3 mol， 2 则n(H )＝2 mol，n(CO)＝1 mol， 2 0～5 min内转化的n(CO)＝0.6 mol，则有 (H )＝0.6 mol·L－1÷5 min＝0.12 mol·L－1·min－1， v 2 K＝>，所以平衡正向移动，H 的转化率将增大。②反应物按方程式中各物质 2 的化学计量数比投料时产物的体积分数最大，否则都会使产物的体积分数减小， 故应选F点。(2)①平衡常数只与温度有关，CO与H 反应生成CH OH的反应为 2 3 放热反应，升高温度，平衡常数减小，K K 。②达到平衡状态A时，容器的容积为10 L，状态A A B C 与B的平衡常数相同，状态A时CO的转化率是0.5，则平衡时CO的物质的量是 10 mol×(1－0.5)＝5 mol，浓度是0.5 mol·L－1，c(H )＝1 mol·L－1，生成甲醇的物质 2 的量是5 mol，浓度是0.5 mol·L－1，所以平衡常数K ＝1；设状态B时容器的容积 A 是V L，状态B时CO的转化率是0.8，则平衡时，CO的物质的量浓度为 mol·L－ 1，氢气的物质的量浓度是 mol·L－1，生成甲醇的物质的量浓度是 mol·L－1，K ＝ B ＝1，解得V＝2。 14．(2020·山东模考)聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催 化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为：CH COOCH (l) 3 3 ＋C H OH(l)=====CH COOC H (l)＋CH OH(l) 6 13 3 6 13 3已 知 ＝ k ·x(CH COOCH )·x(C H OH) ， ＝ k v 正 正 3 3 6 13 v 逆 ·x(CH COOC H )·x(CH OH)，其中 ， 为正、逆反应速率，k ，k 为速率常 逆 3 6 13 3 v正 v逆 正 逆 数，x为各组分的物质的量分数。 (1)反应开始时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料，测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。 该醇解反应的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。348 K时，以物质的量分数 表示的化学平衡常数K ＝________(保留2位有效数字)。在曲线①、②、③中，k x 正 －k 值最大的曲线是________；A、B、C、D四点中， 最大的是________， 最 逆 v正 v逆 大的是________。 (2)343 K时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投 料。则达到平衡后，初始投料比________时，乙酸甲酯转化率最大；与按1∶2投 料相比，按2∶1投料时化学平衡常数K ________(填增大、减小、不变)。 x (3)该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂，下列关于该催化剂的说法正确的 是________。 a．参与了醇解反应，但并不改变反应历程 b．使k 和k 增大相同的倍数 正 逆 c．降低了醇解反应的活化能 d．提高乙酸甲酯的平衡转化率 答案 (1)＞ 3.2 ① A C (2)2∶1 不变 (3)bc 解析 (1)根据图像，①的速率最快，说明①对应的是最高温度348 K，温度升 高，平衡时转化率增大，说明正反应是吸热的，所以ΔH＞0。348 K时，设初始投 入反应物各1 mol，则有：平衡常数K ＝＝＝3.2。 x k 、k 是温度的函数，根据平衡移动的规律，k 受温度影响更大，因此温度 正 逆 正 升高，k 增大的程度大于k ，因此，k －k 值最大的曲线是①；根据 ＝k 正 逆 正 逆 v正 ·x(CH COOCH )·x(C H OH)， ＝k ·x(CH COOC H )·x(CH OH)，A 点 正 3 3 6 13 v 逆 逆 3 6 13 3 x(CH COOCH )·x(C H OH)大，温度高，因此 A 点 最大，C 点 x(CH COO 3 3 6 13 v正 3 C H )·x(CH OH)大且温度高，因此C点 最大；(2)增大己醇的投入量，可以增 6 13 3 v逆 大乙酸甲酯转化率，因此，2∶1时乙酸甲酯转化率最大，化学平衡常数K 只与温 x 度有关，因此K 不变；(3)a、催化剂参与了醇解反应，改变了反应历程，a错误；b、 x 催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使k 和k 增大相同倍数，b正确；c、催化剂 正 逆 能够降低反应的活化能，c正确；d、催化剂不改变化学平衡，d错误；故选bc。