第3講化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向考綱要求1.理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。2.了解化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變的關(guān)系。3.掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，能夠利用化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變判斷化學(xué)反應(yīng)的方向?？键c(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)1概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。2表達(dá)式對(duì)于反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中)。3意義(1)K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)。(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。深度思考1對(duì)于給定反應(yīng)，正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)一樣嗎？是什么關(guān)系？答案正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不一樣，互為倒數(shù)關(guān)系。2化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)是增大還是減少？答案溫度升高化學(xué)平衡常數(shù)的變化要視反應(yīng)而定，若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則溫度升高K值增大，反之則減小。3對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)擴(kuò)大或縮小，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是否改變？是什么關(guān)系？轉(zhuǎn)化率是否相同？試舉例說(shuō)明。答案對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不一樣，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式也就不一樣，但對(duì)應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如：(1)aA(g)bB(g)cC(g)K1(2)naA(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1無(wú)論(1)還是(2)，A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。題組一化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素1溫度為t 時(shí)，在體積為10 L的真空容器中通入1.00 mol氫氣和1.00 mol碘蒸氣，20 min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得碘蒸氣的濃度為0.020 mol·L1。涉及的反應(yīng)可以用下面的兩個(gè)化學(xué)方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)速率用HI表示時(shí)，v(HI)0.008 mol·L1·min1B兩個(gè)化學(xué)方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同，不過(guò)計(jì)算所得數(shù)值相同C氫氣在兩個(gè)反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同D第二個(gè)反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)平衡向生成HI的方向移動(dòng)答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始濃度(mol·L1) 0.100 0.100 0平衡濃度(mol·L1) 0.020 0.020 0.160轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) 0.080 0.080 0.160所以，v(HI)0.160 mol·L1÷20 min0.008 mol·L1·min1，A正確；K64，而KK6424 096，故選項(xiàng)B錯(cuò)；兩個(gè)化學(xué)方程式表示的是一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯(cuò)；兩個(gè)反應(yīng)相同，只是表達(dá)形式不同，壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響，D錯(cuò)。2已知反應(yīng)：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反應(yīng)：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)的平衡常數(shù)K1B反應(yīng)的平衡常數(shù)KC對(duì)于反應(yīng)，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑對(duì)于反應(yīng)，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小答案B解析在書(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)，因此平衡常數(shù)K，B正確；反應(yīng)中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此H<0，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)，在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，如充入惰性氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。題組二由化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向3已知可逆反應(yīng)：M(g)N(g)P(g)Q(g)H>0，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)1 mol·L1，c(N)2.4 mol·L1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)；(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·L1，c(N)a mol·L1；達(dá)到平衡后，c(P)2 mol·L1，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·L1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始態(tài)mol·L1 1 2.4 0 0變化量mol·L1 1×60% 1×60%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·L1c(N)1.8 mol·L1c(P)0.6 mol·L1c(Q)0.6 mol·L1因此化學(xué)平衡常數(shù)K由于溫度不變，因此K不變，達(dá)到平衡后c(P)2 mol·L1c(Q)2 mol·L1c(M)2 mol·L1c(N)(a2)mol·L1K解得a6。(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為c(M)b(1x)mol·L1c(N)b(1x)mol·L1c(P)bx mol·L1c(Q)bx mol·L1K解得x41%。4在體積為1 L的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：T/7008008501 0001 200K0.60.91.01.72.6回答下列問(wèn)題：(1)升高溫度，化學(xué)平衡向_(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)。(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_。Ac(CO2)c(CO)BK不變C容器中的壓強(qiáng)不變Dv正(H2)v正(CO2)Ec(H2)保持不變(3)若某溫度下，平衡濃度符合下列關(guān)系：c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，此時(shí)的溫度為_(kāi)；在此溫度下，若該容器中含有1 mol CO2、1.2 mol H2、0.75 mol CO、1.5 mol H2O，則此時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài)為_(kāi)(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行中”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行中”或“平衡狀態(tài)”)。答案(1)正反應(yīng)(2)E(3)850 向正反應(yīng)方向進(jìn)行中解析(1)由表格數(shù)據(jù)可得，隨著溫度升高，平衡常數(shù)增大，說(shuō)明化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；(2)A項(xiàng)，達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等時(shí)也不一定處于平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，溫度不變K不變，不正確；C項(xiàng)，此反應(yīng)不論是否平衡，壓強(qiáng)均不改變，故不正確；D項(xiàng)，v正(CO2)與v正(H2)表示的反應(yīng)方向一致，故不能判斷是否達(dá)到平衡；E項(xiàng)，達(dá)到平衡時(shí)，各種反應(yīng)物、生成物的濃度保持不變。(3)由c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)，則計(jì)算出K1.0，即此時(shí)溫度為850 ，此溫度下0.94<1.0，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行中。借助平衡常數(shù)可以判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)對(duì)于可逆反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，在一定溫度下的任意時(shí)刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：Qc，稱為濃度商。Qc考點(diǎn)二有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算【思路梳理】1分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。2明確三個(gè)關(guān)系：(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量變化量平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量變化量平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3計(jì)算方法：三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為V L。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0變化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx則有：(1)K(2)c平(A) (mol·L1)。(3)(A)平×100%，(A)(B)。(4)(A)×100%。(5)。(6)(混)(g·L1)。(7)(g·mol1)。題組一有關(guān)轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率等的基本計(jì)算1在100 時(shí)，把0.5 mol N2O4通入體積為5 L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2 s時(shí)，NO2的濃度為0.02 mol·L1。在60 s時(shí)，體系已達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.6倍。下列說(shuō)法正確的是()A前2 s以N2O4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.01 mol·L1·s1B在2 s時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.1倍C在平衡時(shí)體系內(nèi)含N2O4 0.25 molD平衡時(shí)，N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%答案B解析N2O4和NO2之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反應(yīng)(mol) 0.05 0.02×52s時(shí)(mol) 0.50.05 0.02×5v(N2O4)0.005 mol·L1·s1氣體總的物質(zhì)的量為05 mol0.05 mol0.02 mol·L1×5 L0.55 mol2 s時(shí)的壓強(qiáng)與開(kāi)始時(shí)壓強(qiáng)之比為p2sp始0.550.51.11。60 s達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)有x mol N2O4反應(yīng)。則有N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反應(yīng)(mol) x 2x平衡(mol) 0.5x 2x平衡時(shí)，氣體總的物質(zhì)的量為0.5 molx mol2x mol(0.5x)mol，所以有1.6，解得x0.3。平衡體系中含0.2 mol N2O4，N2O4的轉(zhuǎn)化率為×100 %60%。2某溫度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常數(shù)K9/4，該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：起始濃度甲乙丙c(H2)/mol·L10.0100.0200.020c(CO2)/mol·L10.0100.0100.020下列判斷不正確的是()A平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012 mol·L1D反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢答案C解析甲：H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)起始量/mol·L1 0.010 0.010 0 0變化量/mol·L1 x x x x平衡量/mol·L1 0.010x 0.010x x xKx2/(0.010x)29/4解得x0.006 0 mol·L1c(H2)0.010xc(CO2)0.004 0 mol·L1c(H2O)c(CO)0.006 0 mol·L1(H2)0.006 0 mol·L1/0.010 mol·L1×100%60%，又因乙組中H2的起始濃度大于甲組的，故乙組中的反應(yīng)相當(dāng)于在甲組平衡的基礎(chǔ)上再加入0.010 mol·L1的H2，使平衡又繼續(xù)正向移動(dòng)，導(dǎo)致乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%，因此A項(xiàng)正確；丙可看作是2個(gè)甲合并而成的，又因H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)是平衡不受壓強(qiáng)影響的反應(yīng)，故丙組達(dá)到平衡時(shí)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，僅各物質(zhì)的濃度是甲組達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)濃度的2倍，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于甲、乙、丙組中，丙中各物質(zhì)的濃度最大，甲中各物質(zhì)的濃度最小，所以丙反應(yīng)速率最快，甲反應(yīng)速率最慢，故D項(xiàng)正確。題組二綜合應(yīng)用3煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問(wèn)題。已知CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/4005008301 000平衡常數(shù)K10910.6試回答下列問(wèn)題：(1)上述反應(yīng)的正反應(yīng)是_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)某溫度下，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持容器體積不變升高溫度，正反應(yīng)速率_(填“增大”、“減小”或“不變”)，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)830 時(shí)，在恒容反應(yīng)器中發(fā)生上述反應(yīng)，按下表中的物質(zhì)的量投入反應(yīng)混合物，其中向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有_(選填字母)投料ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)在830 時(shí)，在2 L的密閉容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率是_。答案(1)放熱(2)增大增大(3)BC(4)60%解析(1)由表格可知，升溫，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大；容器體積不變的情況下，升高溫度，則容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)增大。(3)830 時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1，即若n(CO2)×n(H2)<n(CO)×n(H2O)，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，符合此要求的是B、C。(4)830 時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1，CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)起始濃度(mol·L1) 2 3 0 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) x x x x平衡濃度(mol·L1) 2x 3x x x平衡常數(shù)K1，解得x1.2，則CO的轉(zhuǎn)化率×100%60%。4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)到平衡后生成了a mol C，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)平衡時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是_(用字母a表示)。(2)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和6 mol B，達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量為_(kāi) mol(用字母a表示)。此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)_(填“增大”、“減少”或“不變”)。(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)不變，則還應(yīng)加入C_ mol。(4)在同一容器中加入n mol A和3n mol B，達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為m mol，若改變實(shí)驗(yàn)條件，可以使C的物質(zhì)的量在m mol2m mol之間變化，那么n與m的關(guān)系應(yīng)是_(用字母“m”、“n”表示)。答案(1)a/4(2)2a不變(3)6(4)n>2m/3解析(1)A(g)2B(g)3C(g)起始物質(zhì)的量 1 mol 3 mol 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量 a/3 mol 2a/3 mol a mol平衡物質(zhì)的量 (1a/3) mol (32a/3) mol a mol依題意得：C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是a/4。(2)C的體積分?jǐn)?shù)不變，物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍。(3)只需滿足將C轉(zhuǎn)化為A和B后滿足n(A)n(B)13即可。(4)若C的物質(zhì)的量為m mol時(shí)，求得：n>m/3；若C的物質(zhì)的量為2m mol時(shí)，求得：n>2m/3；綜合兩種情況，n與m的關(guān)系應(yīng)是n>2m/3。考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向1自發(fā)過(guò)程(1)含義在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程。(2)特點(diǎn)體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對(duì)外部做功或釋放熱量)。在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向性(無(wú)序體系更加穩(wěn)定)。2自發(fā)反應(yīng)在一定條件下無(wú)需外界幫助就能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)稱為自發(fā)反應(yīng)。3判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)(1)焓變與反應(yīng)方向研究表明，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。可見(jiàn)，反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。(2)熵變與反應(yīng)方向研究表明，除了熱效應(yīng)外，決定化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的另一個(gè)因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應(yīng)有趨向于體系混亂度增大的傾向。熵和熵變的含義a熵的含義熵是衡量一個(gè)體系混亂度的物理量。用符號(hào)S表示。同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。b熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用S表示，化學(xué)反應(yīng)的S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(3)綜合判斷反應(yīng)方向的依據(jù)HTS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。HTS0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。HTS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。深度思考能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生嗎？答案不一定，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢(shì)，并不能說(shuō)明在該條件下反應(yīng)一定能實(shí)際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問(wèn)題。題組一焓變與自發(fā)反應(yīng)1實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對(duì)此說(shuō)法的理解正確的是()A所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的B所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的C焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一種重要因素D焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù)答案C題組二熵變與自發(fā)反應(yīng)2下列過(guò)程屬于熵增加的是()A一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài)B高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D散落的火柴的無(wú)序排列答案D3下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案B解析反應(yīng)中若生成氣體或氣體的量增加，都會(huì)使混亂度增加，熵增加。4碳銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說(shuō)法中正確的是()A碳銨分解是因?yàn)樯梢讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大B碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判斷能自發(fā)分解D碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解答案A題組三復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用5下列組合中在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行的是()AH>0，S>0 BH<0，S<0CH>0，S<0 DH<0，S>0答案D6試判斷用于汽車凈化的一個(gè)反應(yīng)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)在298 K、100 kPa下能否自發(fā)進(jìn)行？已知：在298 K、100 kPa下該反應(yīng)的H113.0 kJ·mol1，S145.3 J·mol1·K1。答案可以自發(fā)進(jìn)行。解析HTS113.0 kJ·mol1298 K×(145.3 J·mol1·K1)×10369.7 kJ·mol1<0，可以自發(fā)進(jìn)行。7灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0 ，100 kPa的室內(nèi)存放，它會(huì)不會(huì)變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？已知：在0 、100 kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為H2 180.9 J·mol1，S6.61 J·mol1·K1。答案會(huì)自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。解析HTS2 180.9 J·mol1×103298 K×(6.61 J·mol1·K1)×1030.21 kJ·mol1<0，自發(fā)進(jìn)行。焓判據(jù)和熵判據(jù)能作為反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的一般判據(jù)，而由焓判據(jù)和熵判據(jù)組成的復(fù)合判據(jù)才是反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行的根本判據(jù)：反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)焓變影響為主；高溫時(shí)熵變影響為主。根據(jù)HTS可準(zhǔn)確判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。1(2008·山東理綜，14)高溫下，某反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K。恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小。下列說(shuō)法正確的是()A該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礏恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小C升高溫度，逆反應(yīng)速率減小D該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COH2OCO2H2答案A解析由平衡常數(shù)K。溫度升高時(shí)H2濃度減小，說(shuō)明在恒容時(shí)平衡正向移動(dòng)，H>0，A正確；恒容時(shí)反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，在增大壓強(qiáng)時(shí)H2的濃度不變，升高溫度，v正和v逆都增大。2(2009·安徽理綜，11)汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下：NO(g)CO(g)N2(g)CO2(g)H373.4 kJ·mol1在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()答案C解析對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K值減小，CO轉(zhuǎn)化率降低，A、B錯(cuò)誤；溫度不變，K值不變，C正確；增加N2的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤。32012·福建理綜，23(5)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)B(g)2C(g)D(s)反應(yīng)，按下表數(shù)據(jù)投料，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得體系壓強(qiáng)升高。簡(jiǎn)述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系：_。物質(zhì)ABCD起始投料/mol2120答案平衡常數(shù)隨溫度升高而變小(或其他合理答案)解析表中數(shù)據(jù)D為0，按表中數(shù)據(jù)投料，起始至平衡階段，反應(yīng)一定向正反應(yīng)方向進(jìn)行。又該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，體系壓強(qiáng)升高，說(shuō)明正反應(yīng)一定是一個(gè)放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向左移動(dòng)，即化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。4(2011·福建理綜，12)25 時(shí)，在含有Pb2、Sn2的某溶液中，加入過(guò)量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)Pb2(aq)Sn2(aq)Pb(s)，體系中c(Pb2)和c(Sn2)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是()A往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2)增大B往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2)變小C升高溫度，平衡體系中c(Pb2)增大，說(shuō)明該反應(yīng)H>0D25 時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K2.2答案D解析體系中有過(guò)量的錫且金屬活動(dòng)性：Sn>Pb，向平衡體系中加入鉛后，c(Pb2)不變，A錯(cuò)誤；加入少量Sn(NO3)2固體，c(Sn2)增大，平衡逆向移動(dòng)，c(Pb2)增大，B錯(cuò)誤；升溫使c(Pb2)增大，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，H<0，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；由化學(xué)方程式和圖中數(shù)據(jù)得平衡常數(shù)K2.2，D正確。5(2011·海南，15)氯氣在298 K、100 kPa時(shí)，在1 L水中可溶解0.09 mol，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；(2)估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)_(列式計(jì)算)；(3)在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，平衡將向_移動(dòng)；(4)如果增大氯氣的壓強(qiáng)，氯氣在水中的溶解度將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡將向_移動(dòng)。答案(1)Cl2H2OHClHClO(2)K0.015(3)正反應(yīng)方向(4)增大正反應(yīng)方向解析Cl2溶于水時(shí)與水反應(yīng)，生成HClO和HCl，反應(yīng)的離子方程式為Cl2H2OHClHClO。(2)按1 L水中溶解0.09 mol Cl2進(jìn)行計(jì)算，有0.09 mol×0.03 mol Cl2參加反應(yīng)：Cl2H2OHClHClO開(kāi)始(mol) 0.09 0 0轉(zhuǎn)化(mol) 0.03 0.03 0.03平衡(mol) 0.06 0.03 0.03則平衡常數(shù)K0.015(3)加入少量NaOH固體，OH與H反應(yīng)生成H2O，OH與HClO反應(yīng)生成ClO和H2O，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(4)增大Cl2的壓強(qiáng)，Cl2在水中的溶解度增大，溶液中c(Cl2)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。62012·海南，15(1)(2)(4)已知A(g)B(g)C(g)D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/7009008301 0001 200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_，H_0(填“<”、“>”或“”)；(2)830 時(shí)，向一個(gè)5 L的密閉容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B，如反應(yīng)初始6 s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)0.003 mol·L1·s1。則6 s時(shí)c(A)_mol·L1，C的物質(zhì)的量為_(kāi)mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)；(4)1 200 時(shí)反應(yīng)C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常數(shù)的值為_(kāi)。答案(1)<(2)0.0220.0980%80%(4)2.5解析(1)根據(jù)反應(yīng)A(g)B(g)C(g)D(g)，可寫(xiě)出平衡常數(shù)K，隨著溫度升高，K值減小，即升溫平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H<0。(2)6 s內(nèi)消耗的A為0.003 mol·L1·s1×6 s×5 L0.09 mol，則此時(shí)A的物質(zhì)的量濃度為0.022 mol·L1；生成C的物質(zhì)的量與消耗A的物質(zhì)的量相等，均為0.09 mol。設(shè)平衡時(shí)參加反應(yīng)的A為x mol，則平衡時(shí)A、B、C、D的物質(zhì)的量分別為(0.20x)mol、(0.80x)mol、x mol、x mol，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和此時(shí)K1.0求得x0.16，即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為80%；向該平衡體系中充入氬氣等稀有氣體，對(duì)該平衡無(wú)影響，即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率依然為80%。72010·課標(biāo)全國(guó)卷，26(4)將0.23 mol SO2和0.11 mol氧氣放入容積為1 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO2O22SO3，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12 mol SO3，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。若溫度不變，再加入0.50 mol氧氣后重新達(dá)到平衡，則SO2的平衡濃度_(填“增大”“不變”或“減小”)，氧氣的轉(zhuǎn)化率_(填“升高”“不變”或“降低”)，SO3的體積分?jǐn)?shù)_(填“增大”“不變”或“減小”)。答案23.8 L·mol1減小降低減小解析2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H<0初始濃度/mol·L1 0.23 0.11 0變化濃度/mol·L1 0.12 0.06 0.12平衡濃度/mol·L1 0.11 0.05 0.12據(jù)此可計(jì)算出該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)：K23.8 L·mol1；保持溫度不變，向容器中再加入一定量的氧氣后，氧氣的濃度增大，轉(zhuǎn)化率降低，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，其平衡濃度減小，所得混合氣體中三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小。因?yàn)槿趸蛟龃蟮臐舛茸畲笾禐?.11 mol·L1，而氧氣增大的濃度遠(yuǎn)大于該值，故三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小了。82010·山東理綜，28(2)節(jié)選一定溫度下，向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g)，發(fā)生反應(yīng)2HIH2I2，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如右圖所示。該溫度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K_。相同溫度下，若開(kāi)始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來(lái)的2倍，則_是原來(lái)的2倍。a平衡常數(shù)bHI的平衡濃度c達(dá)到平衡的時(shí)間d平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)答案64b解析2HI(g)H2(g)I2(g)初始： 1 mol·L1 0 0平衡： 0.8 mol·L1 0.1 mol·L1 0.1 mol·L1該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1相同溫度下，H2(g)I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K64。92011·浙江理綜，27(1)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定。將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/mol·L12.4×1033.4×1034.8×1036.8×1039.4×103根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0 時(shí)的分解平衡常數(shù)：_。取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0 下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將_(填“增加”、“減少”或“不變”)。答案Kc2(NH3)·c(CO2)2·×(4.8×103 mol·L1)31.6×108 (mol·L1)3增加解析根據(jù)Kc2(NH3)·c(CO2)2·1.6×108 (mol·L1)3。由NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)正反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。1下列說(shuō)法正確的是()A凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的B自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小C常溫下，反應(yīng)C(s)CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H>0D反應(yīng)2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的H>0答案C解析反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若H<0，S>0，則一定自發(fā)，若H>0，S<0，則一定不能自發(fā)，若H<0，S<0或H>0，S>0，反應(yīng)能否自發(fā)，和溫度有關(guān)，A、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中反應(yīng)的S>0，若H<0，則一定自發(fā)，現(xiàn)常溫下不自發(fā)，說(shuō)明H>0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的S<0，能自發(fā)，說(shuō)明H<0，錯(cuò)誤。2反應(yīng)Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)，700 時(shí)平衡常數(shù)為1.47,900 時(shí)平衡常數(shù)為2.15。下列說(shuō)法正確的是()A升高溫度該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為KC該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D增大CO2濃度，平衡常數(shù)增大答案C解析A項(xiàng)，升溫，正、逆反應(yīng)速率均增大，不正確；B項(xiàng)，該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為；C項(xiàng)，升溫，平衡常數(shù)增大，表明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正確；D項(xiàng)，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，故不正確。3加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應(yīng)為N2O5(g)N2O3(g)O2(g)，N2O3(g)N2O(g)O2(g)。在容積為2 L的密閉容器中充入8 mol N2O5，加熱到t ，達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9 mol，N2O3為3.4 mol，則t 時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為()A10.7 B8.5 C9.6 D10.2答案B解析N2O5N2O3O2起始/mol 8 0 0平衡/mol 8x x x N2O3 N2O O2起始/mol x 0 0平衡/mol xy y y，則所以K()8.5，B正確。4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/2580230平衡常數(shù)5×10421.9×105下列說(shuō)法不正確的是()A上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B25 時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常數(shù)為2×105C在80 時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻N(yùn)i(CO)4、CO的濃度均為0.5 mol·L1，則此時(shí)v正>v逆D80 達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得n(CO)0.3 mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L1答案C解析溫度升高，平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，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)，兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項(xiàng)中該時(shí)刻Qc8>K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，v逆>v正，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中CO的平衡濃度為1 mol·L1，由K2可計(jì)算出Ni(CO)4的平衡濃度為2 mol·L1。5已知可逆反應(yīng)X(g)2Y(g)Z(g)H<0，一定溫度下，在體積為2 L的密閉容器中加入4 mol Y和一定量的X后，X的濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是 ()Aa點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率B增大X的濃度，X的轉(zhuǎn)化率增大C容器中壓強(qiáng)恒定時(shí)，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)D保持溫度和密閉容器的容積不變，再充入1 mol X和2 mol Y，再次達(dá)到平衡時(shí)n(Z)/n(X)的值會(huì)變小答案A解析由圖像可知，a點(diǎn)尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；增大X的濃度，平衡正向移動(dòng)，但根據(jù)平衡移動(dòng)原理可知X的轉(zhuǎn)化率減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，由壓強(qiáng)不變可判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意，起始加入4 mol Y，由圖像可知起始時(shí)加入2 mol X，達(dá)到平衡后，再充入1 mol X和2 mol Y所達(dá)到的平衡相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以n(Z)/n(X)的值會(huì)變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6一定溫度下，在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)下表(表中t2>t1)。反應(yīng)時(shí)間/minn(CO) /moln(H2O) /moln(CO2) /moln(H2) /mol01.200.6000t10.80t20.20下列說(shuō)法正確的是()A反應(yīng)在t1 min內(nèi)的反應(yīng)速率為v(H2) mol·L1·min1B平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為66.67%C該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1D其他條件不變，若起始時(shí)n(CO)0.60 mol，n(H2O)1.20 mol，則平衡時(shí)n(CO2)0.20 mol答案C解析根據(jù)化學(xué)方程式可知在t1 min內(nèi)生成0.40 mol H2，因此在t1 min內(nèi)的反應(yīng)速率為v(H2) mol·L1·min1，故A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知t1、t2時(shí)刻均有n(CO)0.80 mol，n(H2O)0.20 mol，n(CO2)n(H2)0.40 mol，故表格中t1、t2時(shí)的數(shù)據(jù)均為平衡時(shí)的物質(zhì)的量。據(jù)此可求出CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.40 mol/1.2 mol×100%33.33%，故B錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積不變的反應(yīng)，將平衡時(shí)的物質(zhì)的量代入平衡常數(shù)表達(dá)式，可計(jì)算出反應(yīng)的平衡常數(shù)為1，C正確；根據(jù)平衡常數(shù)值可計(jì)算出D選項(xiàng)中平衡時(shí)n(CO2)0.40 mol，故D錯(cuò)誤。7用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H<0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ()A溫度：T1>T2>T3B正反應(yīng)速率：v(a)>v(c)v(b)>v(d)C平衡常數(shù)：K(a)>K(c)K(b)K(d)D平均摩爾質(zhì)量：M(a)<M(c)M(b)>M(d)答案C解析A項(xiàng)，因?yàn)镠<0，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小，所以T3>T2>T1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)，由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，由于H<0，溫度越高，平衡常數(shù)越小，正確；D項(xiàng)，升溫，平衡左移，M減小，M(a)>M(c)，加壓，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，錯(cuò)誤。8已知：3A(g)B(g)2C(g)，在不同溫度和壓強(qiáng)時(shí)A的轉(zhuǎn)化率如表所示。由此可知，下列圖像正確的是()p1(MPa)p2(MPa)200 89.776.3600 83.871.6答案A解析由題表分析知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且p1>p2。選項(xiàng)A，減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，v逆>v正，A正確；其他條件不變時(shí)，溫度高則反應(yīng)先達(dá)到平衡，B錯(cuò)誤；溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，C的百分含量增大，故C錯(cuò)誤；其他條件不變時(shí)升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，D錯(cuò)誤。9二氧化碳捕集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)O2(g)，該反應(yīng)的H_0，S_0(選填“>”、“<”或“”)，在低溫下，該反應(yīng)_(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是利用太陽(yáng)能或生物質(zhì)能分解水制H2，然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其他化學(xué)品。你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問(wèn)題有_。a開(kāi)發(fā)高效光催化劑b將光催化制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離，并與CO2發(fā)生催化轉(zhuǎn)化c二氧化碳及水資源的供應(yīng)答案(1)>>不能(2)ab解析該反應(yīng)是分解反應(yīng)，且CO燃燒時(shí)放熱，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即H>0，因氣體的物質(zhì)的量增多，所以S>0。HTS<0時(shí)，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，所以在低溫下，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。10活性炭可用于處理大氣污染物NO。在1 L密閉容器中加入NO和活性炭(無(wú)雜質(zhì))，生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1 和T2 時(shí)，測(cè)得平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表： 物質(zhì)n/molT/活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025(1)請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù)，寫(xiě)出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)上述反應(yīng)在T1 時(shí)的平衡常數(shù)為K1，在T2 時(shí)的平衡常數(shù)為K2。計(jì)算K1_。根據(jù)上述信息判斷，T1和T2的關(guān)系是_。aT1>T2 bT1<T2c無(wú)法比較(3)在T1 下反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施不能改變NO的轉(zhuǎn)化率的是_(填序號(hào))。a增大c(NO) b增大壓強(qiáng)c升高溫度 d移去部分F答案(1)C2NON2CO2(2)9/16c(3)ab解析(1)由T1 、T2 時(shí)，活性炭、NO物質(zhì)的量變化與E、F物質(zhì)的量變化關(guān)系可知化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1211，由此寫(xiě)出化學(xué)方程式。(2)T1 時(shí)，NO的平衡濃度為0.04 mol·L1，而CO2、N2的平衡濃度均為0.03 mol·L1，則K19/16(注意活性炭為固體)。由于無(wú)法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，故無(wú)法判斷T1和T2的關(guān)系。(3)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此選擇ab。11在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)H>0，反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。(1)該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)，若溫度升高，K值將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是_點(diǎn)。從起點(diǎn)開(kāi)始首次達(dá)到平衡時(shí)，以NO2表示的反應(yīng)速率為_(kāi)。(3)25 min時(shí)，加入了_(填加入物質(zhì)的化學(xué)式及加入的物質(zhì)的量)，使平衡發(fā)生了移動(dòng)。(4)d點(diǎn)對(duì)應(yīng)NO2的物質(zhì)的量濃度_(填“大于”、“小于”或“等于”)0.8 mol·L1，理由是_。答案(1)0.9增大(2)bd0.04 mol·L1·min1(3)0.8 mol NO2(4)小于假設(shè)平衡時(shí)二氧化氮的濃度為0.8 mol·L1，則此時(shí)Qc1.28>K0.9，平衡要逆向移動(dòng)，使二氧化氮的濃度降低，所以平衡時(shí)二氧化氮的濃度小于0.8 mol·L1解析(1)由題圖可知，平衡時(shí)c(NO2)0.6 mol·L1，c(N2O4)0.4 mol·L1，故該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.62/0.40.9；升溫，反應(yīng)正向進(jìn)行(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))，平衡常數(shù)增大。(2)由題圖知，a、b、c、d四點(diǎn)中只有b、d點(diǎn)處于平衡狀態(tài)；v(NO2)(0.6 mol·L10.2 mol·L1)/10 min0.04 mol·L1·min1。(3)利用25 min后的物質(zhì)的濃度變化可知在25 min時(shí)加入了NO2，其加入的物質(zhì)的量(1.0 mol·L10.6 mol·L1)×2 L0.8 mol。(4)假設(shè)平衡時(shí)二氧化氮的濃度為0.8 mol·L1，則此時(shí)Qc1.28>K0.9，平衡要逆向移動(dòng)，使二氧化氮的濃度降低，所以平衡時(shí)二氧化氮的濃度小于0.8 mol·L1。12在0.5 L的密閉容器中，一定量的氮?dú)馀c氫氣進(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJ·mol1，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如下。溫度/200300400K1.00.860.5請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：_，a_(填“大于”、“小于”或“等于”)0。(2)400 時(shí)，2NH3(g)N2(g)3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為_(kāi)，測(cè)得氨氣、氮?dú)?、氫氣的物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol、1 mol時(shí)，該反應(yīng)的v正(N2)_(填“大于”、“小于”或“等于”)v逆(N2)。答案(1)K小于(2)2大于解析(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義可寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K。由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，即平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以a<0。(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)與2NH3(g)N2(g)3H2(g)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故400 時(shí)2NH3(g)N2(g)3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K1/0.52。當(dāng)氨氣、氮?dú)狻錃獾奈镔|(zhì)的量分別為3 mol、2 mol、1 mol時(shí)，三者的濃度分別為6 mol·L1、4 mol·L1、2 mol·L1，此時(shí)的濃度商Qc<K，所以平衡正向移動(dòng)，v正(N2)>v逆(N2)。13甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，合成甲醇的主要反應(yīng)為CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示。(1)