專題7.3 化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1了解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。2了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。熱點(diǎn)題型一 化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用例1、(2015天津卷)某溫度下，在2 L的密閉容器中，加入 1 mol X(g)和2 mol Y(g)發(fā)生反應(yīng)：X(g)mY(g) 3Z(g)。平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1 mol Z(g)，再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是()Am2B兩次平衡的平衡常數(shù)相同CX與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為11D第二次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4 molL1【答案】D【提分秘籍】1化學(xué)平衡常數(shù)的理解(1)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度、壓強(qiáng)和催化劑等均無關(guān)。(2)在平衡常數(shù)表達(dá)式中：水(l)的濃度、固體物質(zhì)的濃度均不寫，但是水蒸氣的濃度要寫。(3)平衡常數(shù)表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度為平衡時(shí)的濃度，其書寫形式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)。N23H22NH3，Ka，則有2NH3N23H2，K1/a；N2H2NH3，K。2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷、比較可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。一般來說，一定溫度下的一個(gè)具體的可逆反應(yīng)：K值正反應(yīng)進(jìn)行的程度平衡時(shí)生成物濃度平衡時(shí)反應(yīng)物濃度反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低一般地說，當(dāng)K>105時(shí)，就認(rèn)為反應(yīng)基本進(jìn)行完全了，當(dāng)K<105時(shí)，認(rèn)為反應(yīng)很難進(jìn)行。(2)判斷反應(yīng)反應(yīng)進(jìn)行的方向。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商：Q，有：(3)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。表達(dá)式對(duì)于化學(xué)反應(yīng)：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為：(A)100%。規(guī)律A同一反應(yīng)的不同反應(yīng)物，其轉(zhuǎn)化率可能不同；當(dāng)按照化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物時(shí)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相同。B相同條件下，增大某一反應(yīng)物的濃度，可增大另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而增大濃度的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小?！九e一反三】 已知：反應(yīng)Fe(s)CO2(g) FeO(s)CO(g)的平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)的平衡常數(shù)為K2，不同溫度下K1、K2的值如下表所示：溫度K1K2973 K1.472.381 173 K2.151.67(1)從表中數(shù)據(jù)可以推斷：反應(yīng)是_(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。(2)現(xiàn)有反應(yīng)CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式：_。(3)根據(jù)反應(yīng)與，可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系式。據(jù)此關(guān)系式及表中數(shù)據(jù)，也能推斷出反應(yīng)是_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。欲使反應(yīng)在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采用的措施有_(填序號(hào))。A縮小反應(yīng)容器容積B擴(kuò)大反應(yīng)容器容積C降低溫度D升高溫度E使用合適的催化劑F減少CO的量熱點(diǎn)題型二 化學(xué)平衡的計(jì)算方法“三段式法”例2、在一體積為1 L的密閉容器中，通入一定量的CO和H2O(g)，在850 發(fā)生反應(yīng)：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H<0。CO和H2O(g)濃度變化如圖：(1)04 min的平均反應(yīng)速率v(CO)_mol/(Lmin)。(2)850 時(shí)，平衡常數(shù)K_。(3)850 時(shí)，若向該容器中充入1.0 mol CO、3.0 mol H2O，則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_?！咎岱置丶?“三段式法”是有效解答化學(xué)平衡計(jì)算題的“萬能鑰匙”。解題時(shí)，要注意清楚條理地列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量，按題目要求進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一。1計(jì)算步驟(1)寫出有關(guān)化學(xué)平衡的反應(yīng)方程式。(2)確定各物質(zhì)的起始量、變化量和平衡量。(2)根據(jù)問題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行解答。2計(jì)算模式(“三段式法”)具體可按下列模式進(jìn)行計(jì)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 molL1、b molL1，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL1。 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始(molL1)ab 00變化(molL1) mx nx px qx平衡(molL1) amx bnx px qx相關(guān)計(jì)算： 平衡常數(shù)：K。A的平衡轉(zhuǎn)化率：(A)平100%。A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：w(A)100%?；旌蠚怏w的平均密度：混。混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：。3有關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算的三點(diǎn)注意事項(xiàng)(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)利用混和計(jì)算時(shí)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、平衡濃度不一定呈現(xiàn)化學(xué)計(jì)量數(shù)比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計(jì)量數(shù)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(jì)量數(shù)比，這是計(jì)算的關(guān)鍵?！九e一反三】 已知可逆反應(yīng)：M(g)N(g) P(g)Q(g)H>0，請(qǐng)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 molL1，c(N)2.4 molL1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)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 molL1，c(N)a molL1；達(dá)到平衡后，c(P)2 molL1，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 molL1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_?！窘馕觥?1)M(g)N(g) P(g)Q(g)始態(tài)1 mol/L2.4 mol/L 00變化量 1 mol/L60% 1 mol/L60%因此N的轉(zhuǎn)化率為：100%25%(2)由于該反應(yīng)的H>0，即該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。(3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度：c(M)0.4 mol/Lc(M)1.8 mol/Lc(P)0.6 mol/Lc(Q)0.6 mol/L因此化學(xué)平衡常數(shù)K熱點(diǎn)題型三 等效平衡例3在一固定容積的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)A(g)2B(g) 3C(g)，已知加入1 mol A和3 mol B，且達(dá)到平衡后，生成a mol C。(1)達(dá)到平衡時(shí)，C在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是_(用字母a表示)。(2)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，若加入2 mol A和6 mol B，達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量為_mol(用字母a表示)，此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣體中質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，則還應(yīng)加入C_mol?！咎岱置丶?等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同。其實(shí)質(zhì)是平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)。2等效平衡原理同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，最后都能達(dá)到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同。由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡時(shí)條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同，則可形成等效平衡。3分類及方法指導(dǎo)(1)在等溫等容條件下，可逆反應(yīng)：2A(g)B(g) 3C(g)D(g)起始物質(zhì)的量如下表所示：ABCD等效說明2 mol1 mol00互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同方法指導(dǎo)：等溫、等容條件下，對(duì)于左右氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不等的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)相同，則它們互為等效平衡(等量加料)。(2)在等溫等容條件下，可逆反應(yīng)：2A(g)B(g) 3C(g)D(s)起始物質(zhì)的量如下表所示：ABCD等效說明2 mol1 mol00互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol方法指導(dǎo)：等溫、等容條件下，對(duì)于左右氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)成比例，則它們互為等效平衡(等比加料)。(3)在等溫等壓條件下，可逆反應(yīng)2A(g)B(g) 3C(g)D(g)起始物質(zhì)的量如下表所示：ABCD等效說明2 mol1 mol00互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol方法指導(dǎo)：等溫、等壓條件下，對(duì)于任何有氣相物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)成比例，則它們互為等效平衡(等比加料)。4等效平衡判斷“四步曲”第二步，看，觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)是反應(yīng)前后等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后不等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)；第二步，挖，挖掘題目條件，區(qū)分恒溫恒容和恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一邊倒法，將起始物質(zhì)轉(zhuǎn)化成一邊的物質(zhì)；第四步，聯(lián)，聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。【舉一反三】 在恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)B(g) xC(g)。.將3 mol A和2 mol B在一定條件下反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為a；.若起始時(shí)A、B、C投入的物質(zhì)的量分別為n(A)、n(B)、n(C)，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)也為a。下列說法正確的是()A若達(dá)平衡時(shí)，A、B、C各增加1 mol，則B的轉(zhuǎn)化率將一定增大B若向平衡體系中再加入3 mol A和2 mol B，C的體積分?jǐn)?shù)若大于a，可斷定x>4C若x2，則體系起始物質(zhì)的量應(yīng)滿足3n(B)>n(A)3D若體系起始物質(zhì)的量滿足3n(C)8n(A)12n(B)，則可判斷x4【答案】D 1【2016年高考新課標(biāo)卷】 (15分)元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、Cr(OH)4(綠色)、Cr2O72(橙紅色)、CrO42(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體，回答下列問題：（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)隨c(H+)的變化如圖所示。離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)_。由圖可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率_(填“增大“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。升高溫度，溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應(yīng)的H_(填“大于”“小于”或“等于”)?！敬鸢浮?2)2CrO42-+2HCr2O72-+H2O； 增大；1.01014 ；小于；2【2016年高考浙江卷】（15分）催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）H1=-53.7kJmol-1 ICO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2 II某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2，經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒；Cat.2:Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJmol-1和-285.8kJmol-1H2O（l） H2O（g） H3=44.0kJmol-1請(qǐng)回答（不考慮溫度對(duì)H的影響）：（1）反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ；反應(yīng)II的H2= kJmol-1。（2）有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有 。A使用催化劑Cat.1 B使用催化劑Cat.2 C降低反應(yīng)溫度 D投料比不變，增加反應(yīng)物的濃度 E增大CO2和H2的初始投料比（3）表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響，其原因是 。【答案】（1） +41.2（2）CD（3）表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響?！窘馕觥浚?）根據(jù)平衡常數(shù)的公式，生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，書寫平衡常數(shù)為。已知熱化學(xué)方程式：a:CO（g）+O2（g）=CO2（g）H= -283.0kJmol-1 b：H2（g）+O2（g）=H2O （l）H=-285.8kJmol-1 c: H2O（l）= H2O（g） H3=44.0kJmol-1根據(jù)蓋斯定律分析，b-a+c即可得熱化學(xué)方程式為：CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）H2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJmol-1。（2）反應(yīng)中A、使用催化劑，平衡不移動(dòng)，不能提高轉(zhuǎn)化率，錯(cuò)誤；B、使用催化劑，平衡不移動(dòng)，不能提高轉(zhuǎn)化率，錯(cuò)誤；C、降低反應(yīng)溫度，平衡正向移動(dòng)，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，正確；D、投料比不變，增加反應(yīng)的濃度，平衡正向移動(dòng)，提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，正確；E、增大二氧化碳和氫氣的初始投料比，能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率，二氧化碳的會(huì)降低，故錯(cuò)誤。故選CD。（3）從表格數(shù)據(jù)分析，在相同的溫度下，不同的催化劑，相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同，說明不同的催化劑的催化能力不同；相同催化劑不同的溫度，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同，且溫度高的轉(zhuǎn)化率大，因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng)，說明表中數(shù)據(jù)是未到平衡數(shù)據(jù)。所以答案為：表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同，因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。1(2015重慶理綜，7)羰基硫(COS)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(dá)到下列平衡：CO(g)H2S(g) COS(g)H2(g)K0.1反應(yīng)前CO物質(zhì)的量為10mol，平衡后CO物質(zhì)的量為8mol。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7molDCO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%【答案】C2氨是合成硝酸、銨鹽和氮肥的基本原料?；卮鹣铝袉栴}：硝酸銨加熱分解可得到N2O和H2O。250時(shí)，硝酸銨在密閉容器中分解達(dá)到平衡，該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，平衡常數(shù)表達(dá)式為_；若有1mol硝酸銨完全分解，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_mol。【答案】NH4NO3N2O2H2OKc(N2O)c2(H2O)4解析根據(jù)題意可寫出化學(xué)方程式，但應(yīng)注意該反應(yīng)為可逆反應(yīng)；根據(jù)平衡常數(shù)定義，可得出K的表達(dá)式，注意硝酸銨為固體，不應(yīng)列入平衡常數(shù)表達(dá)式中；NH4NO3的分解反應(yīng)中，NO中氮元素的化合價(jià)從5價(jià)降低至1價(jià)，NH中氮元素的化合價(jià)從3價(jià)升高至1價(jià)，轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，故有1molNH4NO3完全分解時(shí)轉(zhuǎn)移4mol電子。3乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：(2)維持體系總壓p恒定，在溫度T時(shí)，物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸氣發(fā)生催化脫氫反應(yīng)。已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為，則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K_(用等符號(hào)表示)。(3)工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為19)，控制反應(yīng)溫度600，并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如下：摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實(shí)_。控制反應(yīng)溫度為600的理由是_。(4)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝乙苯二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯。保持常壓和原料氣比例不變，與摻水蒸氣工藝相比，在相同的生產(chǎn)效率下，可降低操作溫度；該工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng)：CO2H2=COH2O，CO2C=2CO。新工藝的特點(diǎn)有_(填編號(hào))。CO2與H2反應(yīng)，使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗有利于減少積炭有利于CO2資源利用【答案】(2)p或(3)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，加入水蒸氣稀釋，相當(dāng)于起減壓的效果600，乙苯的轉(zhuǎn)化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應(yīng)速率慢，轉(zhuǎn)化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗大(4)【解析】(2)根據(jù)反應(yīng)：起始物質(zhì)的量n00改變物質(zhì)的量nnn平衡物質(zhì)的量(1)nnn平衡時(shí)體積為(1)V平衡常數(shù)K另外利用分壓也可以計(jì)算出：Kpp(3)正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)增加，摻入水蒸氣作稀釋劑，相當(dāng)于降低反應(yīng)體系的分壓，平衡正向移動(dòng)，可以提高平衡轉(zhuǎn)化率；由圖可知，溫度為600時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率較大，苯乙烯的選擇性較高。(4)CO2與H2反應(yīng)，H2濃度減小，使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移，正確；不用高溫水蒸氣，可降低能量消耗，正確；CO2能與碳反應(yīng)，生成CO，減少積炭，正確；充分利用CO2資源，正確。故選。4Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g) H2(g)I2(g)在716K時(shí)，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(shí)間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為_。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0.0027min1，在t40min時(shí)，v正_min1。由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，相應(yīng)的點(diǎn)分別為_(填字母)。【答案】k正/K1.95103A點(diǎn)、E點(diǎn)5(2015全國卷，27)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H3回答下列問題：(1)已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵HHCOCOHOCHE/kJmol14363431076465413由此計(jì)算H1_kJmol1；已知H258kJmol1，則H3_kJmol1。(2)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為_；圖1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_。圖1圖2(3)合成氣組成n(H2)/n(COCO2)2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。(CO)值隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”)，其原因是_；圖2中的壓強(qiáng)由大到小為_，其判斷理由是_?！敬鸢浮?1)9941(2)Ka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(3)減小升高溫度時(shí)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向左移動(dòng)，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，又使產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3>p2>p1相同溫度下，由于反應(yīng)為氣體分?jǐn)?shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)影響。故增大壓強(qiáng)時(shí)，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，而反應(yīng)為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強(qiáng)的影響，因此增大壓強(qiáng)時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率提高，故壓強(qiáng)p1、p2、p3的關(guān)系為p1<p2<p3。1(2014四川，7)在10 L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應(yīng)X(g)Y(g) M(g)N(g)，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度/起始時(shí)物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)物質(zhì)的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列說法正確的是()A實(shí)驗(yàn)中，若5 min時(shí)測(cè)得n(M)0.050 mol，則0至5 min時(shí)間內(nèi)，用N表示的平均反應(yīng)速率v(N)1.0102 mol/(Lmin)B實(shí)驗(yàn)中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.0C實(shí)驗(yàn)中，達(dá)到平衡時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為60%D實(shí)驗(yàn)中，達(dá)到平衡時(shí)，b>0.060【答案】C2(2014新課標(biāo)全國卷，26)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應(yīng)的H_0(填“大于”或“小于”)；100 時(shí)，體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如上圖所示。在060 s時(shí)段，反應(yīng)速率v(N2O4)為_molL1s1；反應(yīng)的平衡常數(shù)K1為_。(2)100 時(shí)達(dá)平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”)，判斷理由是_。列式計(jì)算溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2_。(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積減少一半。平衡向_(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，判斷理由是_?！敬鸢浮?(1)大于0.001 00.36 molL1(2)大于正反應(yīng)吸熱，反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行，故溫度升高平衡時(shí)，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL110 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1K21.3(3)逆反應(yīng)將反應(yīng)容器的體積減小一半，即增大壓強(qiáng)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)【解析】(1)由題意及圖示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高混合氣體的顏色變深，說明反應(yīng)向生成NO2的方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即H>0；由圖示知60 s時(shí)該反應(yīng)達(dá)到平衡，消耗N2O4為0.100 molL10.040 molL10.060 molL1，根據(jù)v可知：v(N2O4)0.001 0 molL1s1；由圖中NO2和N2O4的平衡濃度，可求：K10.36。(2)100 時(shí)達(dá)到平衡后，改變反應(yīng)溫度為T，c(N2O4)降低，說明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)勒夏特列原理，溫度升高，向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故T>100 ；由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，經(jīng)10 s又達(dá)到平衡，可知此時(shí)消耗的c(N2O4)為0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，由三段式； N2O4(g) 2NO2(g)起始量/(molL1)0.040 0.120轉(zhuǎn)化量/(molL1)0.020 0.040平衡量/(molL1)0.020 0.160K21.3。(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡后，將反應(yīng)容器的容積減小一半，壓強(qiáng)增大，平衡會(huì)向氣體體積減小的方向移動(dòng)，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，故平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。3(2014山東，29節(jié)選)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時(shí)，涉及如下反應(yīng)：2NO2(g)NaCl(s) NaNO3(s)ClNO(g) K1H1<0()2NO(g)Cl2(g) 2ClNO(g)K2H2<0()(1)4NO2(g)2NaCl(s) 2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)的平衡常數(shù)K_(用K1、K2表示)。(2)為研究不同條件對(duì)反應(yīng)()的影響，在恒溫條件下，向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min時(shí)反應(yīng)()達(dá)到平衡。測(cè)得10 min內(nèi)v(ClNO)7.5103 molL1min1，則平衡后n(Cl2)_mol，NO的轉(zhuǎn)化率1_。其他條件保持不變，反應(yīng)()在恒壓條件下進(jìn)行，平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率2_1(填“>”“<”或“”)，平衡常數(shù)K2_(填“增大”“減小”或“不變”)。若要使K2減小，可采取的措施是_?！敬鸢浮?1)(2)2.510275%>不變升高溫度1已知某化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K，在不同的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)值分別為：t 7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38下列有關(guān)敘述不正確的是()A該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)B上述反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)C如果在一定體積的密閉容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后溫度升高到830 ，此時(shí)測(cè)得CO為0.4 mol時(shí)，該反應(yīng)為平衡狀態(tài)D某溫度下，如果平衡濃度符合下列關(guān)系式：，判斷此時(shí)的溫度是1 000 【答案】C22SO2(g)O2(g) 2SO3(g)是工業(yè)制硫酸的主要反應(yīng)之一。一定溫度下，在甲、乙、丙三個(gè)容積均為2 L的恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物質(zhì)的量及SO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下表所示：下列判斷中，正確的是()A甲中反應(yīng)的平衡常數(shù)小于乙B該溫度下，平衡常數(shù)值為400C平衡時(shí)，丙中c(SO3)是甲中的2倍D平衡時(shí)，甲中O2的轉(zhuǎn)化率大于乙中O2的轉(zhuǎn)化率【答案】B【解析】在反應(yīng)方程式確定的情況下，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，甲、乙處于相同溫度，平衡常數(shù)相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤。利用甲組數(shù)據(jù)計(jì)算得平衡常數(shù)為400，B項(xiàng)正確。丙中SO2(g)、O2(g)的起始濃度為甲的兩倍，相當(dāng)于增壓，平衡正向移動(dòng)，丙中c(SO3)大于甲中的2倍，C項(xiàng)錯(cuò)誤。乙相當(dāng)于在甲中增加0.4 mol SO2(g)，平衡正向移動(dòng)，乙中O2的轉(zhuǎn)化率大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3恒溫恒容下，向容積為2 L的密閉容器中加入MgSO4(s)和CO(g)，發(fā)生MgSO4(s)CO(g) MgO(s)CO2(g)SO2(g)反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：反應(yīng)時(shí)間/minn(MgSO4)/moln(CO)/moln(SO2)/mol02.02.0020.841.261.22.8下列說法正確的是()A02 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率為v(CO)0.6 mol/(Lmin)B4 min后，平衡移動(dòng)的原因可能是向容器中加入了2.0 mol的SO2C若升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)變?yōu)?.0，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D其他條件不變，若起始時(shí)容器中MgSO4、CO均為1.0 mol，則平衡時(shí)n(SO2)0.6 mol【答案】B4.已知甲為恒壓容器、乙為恒容容器。相同條件下充入等物質(zhì)的量的NO2氣體，且起始時(shí)體積相同。發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) N2O4(g)H<0。一段時(shí)間后相繼達(dá)到平衡狀態(tài)。下列說法中正確的是()A平衡時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)：甲>乙B達(dá)到平衡所需時(shí)間：甲>乙C給甲升溫，可以使甲中NO2的體積分?jǐn)?shù)和乙中相等D若兩容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變，均說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】C【解析】以乙作參照，甲相當(dāng)于在乙平衡的基礎(chǔ)上縮小體積，平衡右移。A項(xiàng)平衡時(shí)，NO2的體積分?jǐn)?shù)甲<乙；B項(xiàng)，甲中恒壓，隨著反應(yīng)進(jìn)行體積縮小，各物質(zhì)濃度始終大于乙，反應(yīng)速率甲>乙，所需時(shí)間甲<乙；C項(xiàng)，正反應(yīng)放熱，給甲升溫，平衡左移，可以使甲中NO2的體積分?jǐn)?shù)和乙中相等；D項(xiàng)，甲為恒壓，不論反應(yīng)是否達(dá)到平衡壓強(qiáng)均為定值。5在2 L恒容密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g) 3Z(g)H<0。反應(yīng)過程中持續(xù)升高溫度，測(cè)得混合體積X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A升高溫度，平衡常數(shù)增大BW點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率CQ點(diǎn)時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率最大D平衡時(shí)充入Z，達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大【答案】C6現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)；丙、丁兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行反應(yīng)H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJmol1，實(shí)驗(yàn)條件和起始投料如下表所示。以下結(jié)論正確的是()A.甲組中，若平衡時(shí)N2和NH3的轉(zhuǎn)化率分別為1和2，則121B乙組中，平衡中NH3的濃度是平衡的二倍C丙組中，若達(dá)平衡時(shí)中放熱Q1 kJ，中吸熱Q2 kJ，則Q1Q2aD丁組中，達(dá)平衡所需時(shí)間：小于【答案】C7在一定條件下，將A和B各0.32 mol充入容積為10 L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)B(g) 2C(g)H<0，反應(yīng)過程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是()t/min02479n(B)/mol0.320.240.220.200.20A.反應(yīng)前2 min的平均速率v(C)0.004 molL1min1B其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)v(正)C保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.64 mol A和0.64 mol B，平衡時(shí)n(C)<0.48 molD其他條件不變，向平衡體系中再充入0.32 mol A，再次平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率增大【答案】D【解析】A項(xiàng)，v(C)2v(B)20.008 molL1min1。B項(xiàng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正向移動(dòng)，故達(dá)新平衡前v(正)>v(逆)。C項(xiàng)，原平衡時(shí)，生成n(C)(0.320.20) mol20.24 mol，若充入0.64 mol A和0.64 mol B相等于把兩個(gè)反應(yīng)容器壓縮至一個(gè)，平衡不移動(dòng)，故n(C)0.48 mol。D項(xiàng)，正確。8已知反應(yīng)：N2(g)O2(g) 2SO3(g)H<0。某溫度下，將2 mol SO2和1 mol O2置于容積為10 L的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，SO2的平衡轉(zhuǎn)化率()與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖甲所示。則下列說法正確的是()A由圖甲推斷，B點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.3 molL1B由圖甲推斷，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為80C達(dá)平衡后，縮小容器體積，則反應(yīng)速率變化圖像可以用圖乙表示D壓強(qiáng)為0.50 MPa時(shí)，不同溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖丙所示，則T2>T1【答案】C【解析】由圖甲計(jì)算可得B點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.03 molL1，A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為800，A、B均不正確。達(dá)平衡后，縮小容器容積，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移動(dòng)，v(正)>v(逆)，故C項(xiàng)正確。D項(xiàng)，題圖丙中T1先達(dá)到平衡，T1>T2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。