18、2(g)＋Y2(g)2Z(g)，各物質(zhì)的起始濃度分別為c(X2)＝0.1 mol·L－1，c(Y2)＝0.3 mol·L－1，c(Z)＝0.2 mol·L－1。
假設(shè)反應(yīng)正向進行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度(mol·L－1) 0 0.2 0.4
假設(shè)反應(yīng)逆向進行到底：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)
起始濃度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2
改變濃度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2
終態(tài)濃度
19、(mol·L－1) 0.2 0.4 0
平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為X2∈(0，0.2)，Y2∈(0.2，0.4)，Z∈(0，0.4)。
化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
3．(2018·邯鄲一模)一定條件下，NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體。將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是( )
A．混合氣體顏色保持不變
B．體系的平均相對分子質(zhì)量保持不變
C．NO2和SO2的體積比保持不變
D．每消耗1 mol SO2的同時生成1 mol NO2
解析：選B。發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(
20、g)。A說明c(NO2)不變，可以作為達到平衡的標(biāo)志，A正確。平均相對分子質(zhì)量M＝，氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量不變，則平均相對分子質(zhì)量始終不變，B錯誤。NO2和SO2的起始體積比為1∶2，反應(yīng)過程中二者變化量(設(shè)為x)相同，則平衡時體積比為(1－x)∶(2－x)，當(dāng)體積比保持不變時表示反應(yīng)達到平衡，C正確。D項中消耗SO2表示正反應(yīng)，生成NO2表示逆反應(yīng)，D正確。
4．(1)在一定條件下，可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是________________________。下列關(guān)系中能說明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是____________。
A．
21、3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
(2)在一定溫度下的恒容密閉容器中，可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，一些宏觀物理量恒定不變：a.各物質(zhì)的濃度不變，b.平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，c.容器內(nèi)氣體壓強不變，d.容器內(nèi)氣體密度不變，e.容器內(nèi)氣體顏色不變。
①能說明反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的有________；
②能說明反應(yīng)：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)達到平衡狀態(tài)的有________；
③能說明反應(yīng)：2NO2(g)
22、 N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的有________；
④能說明反應(yīng)：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)達到平衡狀態(tài)的有________。
解析：(2)中判斷時首先要注意本題中反應(yīng)的條件是恒溫恒容，其次要注意反應(yīng)物和生成物中是否有固體物質(zhì)存在，以及反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量的變化。①在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量不變，因此在恒容狀態(tài)下不能用密度判斷反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，由于反應(yīng)物和生成物均為無色氣體，因此也不能用氣體顏色來判定。②是一個反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量也不變，所以不能用壓強和密度判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。③在反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量保持不變，因此
23、不能用密度來判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。④中反應(yīng)過程中氣體的質(zhì)量和氣體的物質(zhì)的量均發(fā)生改變，因此a、b、c、d均可用來判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，由于反應(yīng)物和生成物中的氣體均為無色氣體，因此不能用氣體顏色來判定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。
答案：(1)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等 C
(2)①abc ②abe?、踑bce?、躠bcd
判斷化學(xué)平衡狀態(tài)常用的方法
舉例反應(yīng)
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
正、逆反應(yīng)
速率的關(guān)系
在單位時間內(nèi)消耗了m mol A，同時生成m mol A
平衡
在單位時間內(nèi)消耗了n mol B，同時生成p mol C
不一定
24、平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
不一定
平衡
在單位時間內(nèi)消耗了n mol B，同時消耗q mol D
平衡
混合物體
系中各組
分的含量
各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定
平衡
各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
總壓強或總體積或總物質(zhì)的量一定
不一定
平衡
壓強
m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件不變)
平衡
m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件不變)
不一定
平衡
溫度
在其他條件不變的條件下，體系溫度一定
平衡
顏色
體系的顏色(反應(yīng)物或生成物有顏色)不再
25、變化
平衡
混合氣體的
平均相對
分子質(zhì)量
(Mr)
m＋n≠p＋q時，平均相對分子質(zhì)量一定
平衡
m＋n＝p＋q時，平均相對分子質(zhì)量一定
不一定
平衡
體系的密度
m＋n≠p＋q，恒溫恒壓，體系密度一定
平衡
恒溫恒容，體系密度一定
不一定
平衡
化學(xué)平衡常數(shù)及平衡轉(zhuǎn)化率
[知識梳理]
一、化學(xué)平衡常數(shù)
1．概念
在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。
2．表達式
對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，
K＝(固體和純液體的濃度視為
26、常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。
3．意義
化學(xué)平衡常數(shù)的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進行的程度。
4．應(yīng)用
(1)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)反應(yīng)可能進行的程度。K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)進行的程度越大。
(2)利用化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)平衡移動的方向。對于可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：＝Qc，稱為濃度商。
Qc
(3)利用化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的變化判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
二、“三段式法”計算平衡轉(zhuǎn)化率
可按下列模
27、式進行計算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L、b mol/L，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx mol/L。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始(mol/L) a b 0 0
變化(mol/L) mx nx px qx
平衡(mol/L) a－mx b－nx px qx
1．求平衡常數(shù)：K＝。
2．求轉(zhuǎn)化率
轉(zhuǎn)化率＝×100%，如α平(A)＝×100%。
(1)同一個反應(yīng)中，
28、反應(yīng)物可以有多種，但不同反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可能不同。
(2)增大一種反應(yīng)物的濃度，可以提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，工業(yè)生產(chǎn)中常常提高廉價原料的比例，從而增大昂貴原料的轉(zhuǎn)化率，如工業(yè)合成氨中增大氮氣的濃度，從而提高氫氣的轉(zhuǎn)化率。
[自我檢測]
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)平衡常數(shù)表達式中，可以是物質(zhì)的任一濃度。( )
(2)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)。( )
(3)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動。( )
(4)化學(xué)平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√
2．(1)對于3Fe(
29、s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為________________________________________________________________________。
(2)已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：
①H2(g)＋S(g)H2S(g) K1
②S(g)＋O2(g)SO2(g) K2
則反應(yīng)SO2(g)＋H2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)為________(用K1和K2表示)。
答案：(1)K＝ (2)
(1)關(guān)于H2O的濃度問題
①稀水溶液中進行的反應(yīng)，雖然H2O參與反應(yīng)，但是H2O只作為溶
30、劑，不能代入平衡常數(shù)表達式。
如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常數(shù)表達式為K＝。
②H2O的狀態(tài)不是液態(tài)而是氣態(tài)時，則需要代入平衡常數(shù)表達式。
(2)K的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度的大小無關(guān)。
(3)代入平衡常數(shù)表達式的是平衡濃度，而不是任意時刻的濃度，更不能將物質(zhì)的量代入。
(4)同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)方程式表示，每個化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。因此，要注意使用與化學(xué)方程式相對應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2017·高考全國卷Ⅱ，27，14分)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：
(1)正
31、丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反應(yīng)①的ΔH1為________kJ·mol－1。圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，x________0.1(填“大于”或“小于”)；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號)。
A．升高溫度 B．降低溫度
C．
32、增大壓強 D．降低壓強
(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590 ℃之前隨溫度升高而增大
33、的原因可能是__________________、____________；590 ℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________________
________________________________________________________________________。
[解析] (1)根據(jù)蓋斯定律，可得①＝②－③，則ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。反應(yīng)①為氣體總體積增大的反應(yīng)，在溫度相同時降低壓強有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，故x<0.1。反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，升高溫度有利于平衡正向移
34、動，A項正確；降低壓強平衡向氣體總體積增大的方向移動，D項正確。(2)結(jié)合圖(b)可看出隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，丁烯產(chǎn)率先升高后降低，這是因為氫氣是生成物，當(dāng)n(氫氣)/n(丁烷)逐漸增大時，逆反應(yīng)速率加快，故丁烯的產(chǎn)率逐漸降低。(3)在590 ℃之前隨溫度升高丁烯產(chǎn)率逐漸增大，這是因為溫度升高不僅能加快反應(yīng)速率，還能促使平衡正向移動；但溫度高于590 ℃時，丁烯高溫裂解生成短鏈烴類，導(dǎo)致丁烯產(chǎn)率快速降低。
[答案] (1)123 小于 AD
(2)氫氣是產(chǎn)物之一，隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大，逆反應(yīng)速率增大
(3)升高溫度有利于反應(yīng)向吸熱方向進行 溫度升高反應(yīng)速率加快 丁烯高
35、溫裂解生成短鏈烴類
[2016·高考全國卷Ⅰ，27(2)]元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍紫色)、Cr(OH)(綠色)、Cr2O(橙紅色)、CrO(黃色)等形式存在。Cr(OH)3為難溶于水的灰藍色固體。
CrO和Cr2O在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)隨c(H＋)的變化如圖所示。
回答下列問題：
(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：_______________________________
______________________________________________
36、__________________________。
(2)圖可知，溶液酸性增大，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率______(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。
(3)升高溫度，溶液中CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)從題圖可看出，鉻酸根離子在酸性條件下逐漸轉(zhuǎn)化成重鉻酸根離子，離子方程式為2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。(2)從圖像看出，酸性越強，c(Cr2O)越大，說明CrO的平衡轉(zhuǎn)化率越大。A點對應(yīng)的離子濃度：c(Cr2O)＝0.25 mol·L－1，c(H
37、＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，c(CrO)＝1.0 mol·L－1－0.25 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1。平衡常數(shù)K＝＝＝1.0×1014。(3)升高溫度，CrO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡向左移動，根據(jù)平衡移動原理，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0。
答案：(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O
(2)增大 1.0×1014 (3)小于
化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用
1．化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學(xué)反應(yīng)進行程度的標(biāo)志，在常溫下，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值如下：
2NO(g)N2(g)＋O2(g) K1＝1×1030
2H2(g)＋O2(g)2H2O
38、(l) K2＝2×1081
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g) K3＝4×10－92
以下說法正確的是( )
A．常溫下，NO分解產(chǎn)生O2反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K1＝c(N2)·c(O2)
B．常溫下，水分解產(chǎn)生O2，此時平衡常數(shù)的數(shù)值約為5×10－80
C．常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2
D．以上說法都不正確
解析：選C。K1的表達式應(yīng)為K1＝；常溫下，水分解產(chǎn)生O2，是H2和O2化合生成H2O的逆反應(yīng)，因此其平衡常數(shù)的數(shù)值應(yīng)為K2的倒數(shù)，數(shù)值為5×10－82；由于三個反應(yīng)都在常溫下進行，根據(jù)K值的大小可
39、以得出三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2。
2．(1)[2015·高考全國卷Ⅰ，28(4)]Bodensteins研究了下列反應(yīng)：
2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH>0
在716 K時，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：
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
①根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為______
40、__________。
②上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正＝k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為__________(以K和k正表示)。若k正＝0.002 7 min－1，在t＝40 min時，v正＝________min－1。
③由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的關(guān)系可用如圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點分別為________(填字母)。
(2)[2015·高考全國卷Ⅱ，27(2)]已知反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為____
41、____________；如圖中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為________(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784，
42、說明此時已達到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 mol·L－1，則：
2HI(g)H2(g) ＋I2(g)
初始濃度/mol·L－1 1 0 0
轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1 0.216 0.108 0.108
平衡濃度/mol·L－1 0.784 0.108 0.108
K＝＝。
②建立平衡時，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故k逆＝k正＝k正＝。在t＝40 min 時，x(HI)＝0.85，則v正＝0.002 7 min－1×0.852≈1.
43、95×10－3 min－1。
③因2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH＞0，升高溫度，v正、v逆均增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，H2、I2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大。因此，反應(yīng)重新達到平衡后，相應(yīng)的點分別應(yīng)為A點和E點。
(2)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫要求可知，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K＝。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小，故曲線a符合要求。
答案：(1)①?、凇?.95×10－3 ③A、E
(2)K＝[或Kp＝] a
該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)數(shù)值應(yīng)隨溫度升高變小
與平衡轉(zhuǎn)化率相關(guān)的計算
3．(2015·高考重慶卷)羰基硫(C
44、OS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒容密閉容器中，將CO和H2S混合加熱并達到下列平衡：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) K＝0.1
反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10 mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8 mol。下列說法正確的是( )
A．升高溫度，H2S濃度增加，表明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．通入CO后，正反應(yīng)速率逐漸增大
C．反應(yīng)前H2S物質(zhì)的量為7 mol
D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%
解析：選C。A.升高溫度，H2S濃度增大，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不正確。B.通入CO后，正反應(yīng)速率瞬間
45、增大，之后化學(xué)平衡發(fā)生移動，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)達到新的化學(xué)平衡狀態(tài)，故不正確。C.設(shè)反應(yīng)前H2S的物質(zhì)的量為a mol，容器的容積為1 L，列“三段式”進行解題：
CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)
10 a 0 0
2 2 2 2
8 a－2 2 2
化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝0.1，解得a＝7，故正確。
D．CO的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝20%，故不正確。
4．(2018·梧州高三檢測)已知可逆反應(yīng)
46、：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) ΔH>0，請回答下列問題：
(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1；達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為__________。
(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；達到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，則a＝__________。
(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，
47、達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。
解析：(1)由化學(xué)方程式知反應(yīng)消耗的N與M物質(zhì)的量相等，則N的轉(zhuǎn)化率為×100%＝25%。
(2)由于該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱，溫度升高，平衡右移，則M的轉(zhuǎn)化率增大。
(3)若反應(yīng)溫度不變，則平衡常數(shù)不變。
K＝＝，
則＝，解得a＝6。
(4)溫度不變，K不變，設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則
K＝＝，
解得x＝41%。
答案：(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%
有關(guān)化學(xué)平衡計算的注意事項
(1)注意反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系：反應(yīng)物：c(平)＝c(始)－c(變)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。
(2)利用ρ混＝ 和 Mr
48、＝計算時要注意m總應(yīng)為氣體的質(zhì)量，V應(yīng)為反應(yīng)容器的體積，n總應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量。
(3)起始濃度、平衡濃度不一定符合化學(xué)計量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計量數(shù)之比反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比，這是計算的關(guān)鍵。
(4)凡是氣體的壓強變化、密度變化均必須轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關(guān)計算。
[課后達標(biāo)檢測]
一、選擇題
1．下列反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝163 kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)
ΔH＝－127 kJ·mol－1
49、
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝91 kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－98 kJ·mol－1
解析：選D。對于A項，ΔH>0，ΔS<0，在任何溫度下，ΔH－TΔS>0，即任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進行；對于B項，ΔH<0，ΔS<0，在較低溫度下，ΔH－TΔS<0，即低溫下反應(yīng)能自發(fā)進行；對于C項，ΔH>0，ΔS>0，若使反應(yīng)自發(fā)進行，即ΔH－TΔS<0，必須升高溫度，即反應(yīng)只有在較高溫度時能自發(fā)進行；對于D項，ΔH<0，ΔS>0，在任何溫度下，ΔH－TΔS<0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進行。
2．下列有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的描
50、述中正確的是( )
A．化學(xué)平衡常數(shù)的大小取決于化學(xué)反應(yīng)的內(nèi)因，與其他外界條件無關(guān)
B．相同溫度下，反應(yīng)A＋BC與反應(yīng)CA＋B的化學(xué)平衡常數(shù)相同
C．反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0的化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大
D．反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)的平衡常數(shù)表達式為K＝
解析：選D?；瘜W(xué)平衡常數(shù)內(nèi)因由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定，外因只受溫度影響，A項錯；同溫下，同一反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，一般不相等，B項錯；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，C項錯。
3．向恒溫恒壓容器中充入2 mol NO、1 mol O2，發(fā)生反應(yīng)
51、：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。下列情況不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是( )
A．容器體積不再改變
B．混合氣體的顏色不再改變
C．混合氣體的密度不再改變
D．NO與O2的物質(zhì)的量的比值不再改變
解析：選D。這是一個氣體體積變化的反應(yīng)，恒壓條件下，體積不變，則說明達到平衡，A正確。同理混合氣體密度不變，說明達到平衡，C正確。氣體顏色不變，說明c(NO2)不變，B正確。NO、O2按化學(xué)計量數(shù)比投料，反應(yīng)過程中兩者物質(zhì)的量之比始終為化學(xué)計量數(shù)比，D錯誤。
4．在一定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，其中C
52、O2 的起始濃度為1.0 mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，測得CO2的轉(zhuǎn)化率大于NH3的轉(zhuǎn)化率，則NH3的起始濃度可能是( )
A．0.5 mol·L－1 B．1.0 mol·L－1
C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1
解析：選D。設(shè)CO2濃度的變化量為x，則NH3濃度的變化量為2x，若CO2的轉(zhuǎn)化率大于NH3，則NH3的起始濃度應(yīng)大于2.0 mol·L－1。
5．下列說法中，不正確的是( )
A．常溫下，反應(yīng)4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)的ΔH＜0、ΔS＜0
B．在其他條件不變時，2SO2(
53、g)＋O2(g)2SO3(g)轉(zhuǎn)化關(guān)系中(如圖)，縱坐標(biāo)表示O2的轉(zhuǎn)化率
C．在其他條件不變時，向H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡體系中加入催化劑，反應(yīng)速率加快，I2的轉(zhuǎn)化率不變
D．14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2＋C2CO，達到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的微粒有14CO2、14CO、14C
解析：選B。A項中該反應(yīng)為熵減反應(yīng)，能自發(fā)進行，說明是放熱反應(yīng)，正確。B項中提高了O2的含量，使SO2轉(zhuǎn)化率提高，而O2轉(zhuǎn)化率降低，錯誤。C項中催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，不影響平衡移動，正確。D項說明化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，正確。
6．在容積可變
54、的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)接近于( )
A．5% B．10%
C．15% D．20%
解析：選C。達到平衡時，H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mol×25%＝2 mol。在一定條件下，N2與H2發(fā)生反應(yīng)：
N2＋3H22NH3
起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 2
平衡物質(zhì)的量/mol 6
同溫同壓下，氣體的體積
55、比等于其物質(zhì)的量之比，故平衡時氮氣的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈15%。
7．(2017·高考天津卷)常壓下羰基化法精煉鎳的原理為Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸點為42.2 ℃，固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段：將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4；
第二階段：將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來，加熱至230 ℃制得高純鎳。
下列判斷正確的是( )
A．增加c(CO)，平衡向正向移動，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
B．第一階段，在30 ℃和50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度，選50 ℃
C．第二階段，Ni(CO
56、)4分解率較低
D．該反應(yīng)達到平衡時，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO)
解析：選B。增加c(CO)，平衡正向移動，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，A項錯誤；第一階段，50 ℃時，反應(yīng)速率較快且Ni(CO)4為氣態(tài)，能從反應(yīng)體系中分離出來，B項正確；相同溫度下，第二階段與第一階段的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，則230 ℃時，第二階段的平衡常數(shù)K′＝5×104，反應(yīng)進行的程度大，故Ni(CO)4分解率較高，C項錯誤；該反應(yīng)達到平衡時，4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，D項錯誤。
8．室溫下，體積為2 L的密閉容器中A、B、C三種氣體的起始濃度和平衡濃度如下表：
物
57、質(zhì)
A
B
C
初始濃度/mol·L－1
0.1
0.2
0
平衡濃度/mol·L－1
0.05
0.05
0.1
下列說法中正確的是( )
A．發(fā)生的反應(yīng)可表示為A＋B2C
B．反應(yīng)達到平衡時B的轉(zhuǎn)化率為25%
C．若起始時密閉容器中有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，反應(yīng)達平衡時，c(A)＝0.05 mol·L－1
D．改變起始時容器中各氣體的物質(zhì)的量，可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)
解析：選C。根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，可知發(fā)生的反應(yīng)為A＋3B2C，A項錯誤；反應(yīng)達到平衡時，B的轉(zhuǎn)化率＝×100%＝75%，B項錯誤；起始時密閉容器中
58、有0.1 mol A、0.1 mol B、0.2 mol C時，與原平衡是等效平衡，達平衡時各物質(zhì)濃度與原平衡相同，C項正確；溫度不變，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，D項錯誤。
9．在300 mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：
溫度/℃
25
80
230
平衡常數(shù)
5×104
2
1.9×10－5
下列說法不正確的是( )
A．上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B．25 ℃時反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為2×
59、10－5
C．在80 ℃時，測得某時刻Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5 mol·L－1，則此時v正>v逆
D．80 ℃達到平衡時，測得n(CO)＝0.3 mol，則Ni(CO4)的平衡濃度為2 mol·L－1
解析：選C。溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)為題給反應(yīng)的逆反應(yīng)，溫度相同時，兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項中該時刻Qc＝＝8>K，反應(yīng)逆向進行，v逆>v正，C錯誤；D項中CO的平衡濃度為1 mol·L－1，由K＝2可計算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L－1，D正確
60、。
二、非選擇題
10．甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景。
(1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，則可用來判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有________(填字母)。
A．CO百分含量保持不變
B．容器中H2濃度與CO濃度相等
C．容器中混合氣體的密度保持不變
D．CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等
(2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：
①甲醇蒸汽重整法。該法中的一個主要反應(yīng)為CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，此反應(yīng)能自發(fā)進行的原因是
__________
61、______________________________________________________________。
②甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑時原料氣比例與反應(yīng)的選擇性(選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多)關(guān)系如圖所示。則當(dāng)n(O2)/n(CH3OH)＝0.25時，CH3OH與O2發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為________________________________________；
在制備H2時最好控制n(O2)/n(CH3OH)＝______________________________________。
解析：(1)濃度成比例不
62、能說明反應(yīng)達到平衡，B錯誤。氣體總質(zhì)量一定，容器體積一定，密度始終不變，C錯誤。
(2)①無法判斷該反應(yīng)的焓變化，但該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)，若是放熱反應(yīng)一定能自發(fā)；若是吸熱反應(yīng)，高溫下能自發(fā)。②n(O2)/n(CH3OH)＝0.25時，主要生成甲醛。制備H2則要求H2的選擇性好，由圖可知在n(O2)/n(CH3OH)＝0.5時，H2的選擇性接近100%。
答案：(1)AD
(2)①該反應(yīng)是一個熵增的反應(yīng)(ΔS＞0)
②2CH3OH＋O22HCHO＋2H2O 0.5
11．(2016·高考海南卷)順-1，2-二甲基環(huán)丙烷和反-1，2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：
該反應(yīng)的速率方程
63、可表示為v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：
(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1。該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線是________(填曲線編號)，平衡常數(shù)值K2＝________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是_______
64、_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)t1溫度下，達到平衡時，v(正)＝v(逆)，即
k(正)c(順)＝k(逆)c(反)，則＝＝3，而平衡常數(shù)K1＝，故K1＝3。該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝Ea(正)－Ea(逆)<0。(2)隨著反應(yīng)的進行，c(順)越來越小，因此正反應(yīng)速率越來越小，順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線越來越平緩，故曲線為B。t
65、2溫度下達到平衡時順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，反式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，K2＝＝。t1→t2，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，而該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故t2>t1。
答案：(1)3 小于 (2)B 大于 放熱反應(yīng)升高溫度時平衡向逆反應(yīng)方向移動
12．(2016·高考全國卷Ⅱ)丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}：
(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)
66、方程式如下：
①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g) ΔH＝－515 kJ/mol
②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g) ΔH＝－353 kJ/mol
兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是____________________________；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是________________；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是__________。
(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 ℃。低于460 ℃時，丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
高于460 ℃時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選，填
（江蘇專用）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題7 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 2 第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度教案
