2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第7章 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向（含解析）

2022年高考化学一轮复习知识梳理与训练 第7章 第3讲 化学平衡常数 化学反应进行的方向（含解析）考纲要求1.理解化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。2.能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。考点一化学平衡常数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表达式对于反应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)。3意义(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。深度思考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()(2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()(3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动()(4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()答案(1)(2)(3)(4)2对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K12NH3(g)N2(g)3H2(g)K2试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系_。答案K1K2K13化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。4对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。答案对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也不一样，但对应物质的转化率相同。例如：aA(g)bB(g)cC(g)K1naA(g)nbB(g)ncC(g)K2K或K1无论还是，A或B的转化率是相同的。题组一化学平衡常数及其影响因素1温度为T时，在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气，20min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020molL1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：H2(g)I2(g)2HI(g)2H2(g)2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A反应速率用HI表示时，v(HI)0.008molL1min1B两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C氢气在两个反应方程式中的转化率不同D第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动答案A解析H2(g)I2(g)2HI(g)初始浓度(molL1) 0.1000.1000平衡浓度(molL1) 0.0200.0200.160转化浓度(molL1) 0.0800.0800.160所以，v(HI)0.160molL120min0.008molL1min1，A正确；K64，而KK6424096，故选项B错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变对平衡的移动没有影响，D错。2已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小答案B解析在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误；由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确；反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡左移，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此H0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)1molL1，c(N)2.4molL1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)4molL1，c(N)amolL1；达到平衡后，c(P)2molL1，a_。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)bmolL1，达到平衡后，M的转化率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态molL112.400变化量molL1160%160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0，即该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡右移，M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4molL1c(N)1.8molL1c(P)0.6molL1c(Q)0.6molL1因此化学平衡常数K由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后c(P)2molL1c(Q)2molL1c(M)2molL1c(N)(a2) molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x，则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为c(M)b(1x) molL1c(N)b(1x) molL1c(P)bxmolL1c(Q)bxmolL1K解得x41%。题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一个2L的密闭容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，发生上述反应。请回答下列问题：(1)当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是_(填字母)。Ac(SO2)0.3molL1、c(O2)0.15molL1Bc(SO3)0.4molL1Cc(O2)0.2molL1、c(SO2)0.4molL1Dc(SO3)0.3molL1(2)任选上述一种可能的情况，计算达到平衡时的平衡常数为_。(3)某温度时，将4molSO2和2molO2通入2L密闭容器中，10min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则010min内的平均反应速率v(O2)_，该温度下反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的平衡常数K_。答案(1)AD(2)(或180)(3)0.08molL1min180解析(1)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1)0.20.10.2正向进行到底(molL1)000.4逆向进行到底(molL1)0.40.20由此可知，A、D项可能。(2) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1)0.20.10.2转化浓度(molL1)0.10.050.1平衡浓度,(molL1)0.30.150.1可得A项中K1，同理可得出选项D中K2180。(3)v(SO2)0.16molL1min1，换算出v(O2)0.08molL1min1。2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1)210转化浓度,(molL11.60.81.6平衡浓度(molL1)0.40.21.6可得K80。考点三化学反应进行的方向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)。在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。熵和熵变的含义a熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S(l)S(s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用S表示，化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应不能自发进行。深度思考1能自发进行的反应一定能实际发生吗？答案不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(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)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()答案(1)(2)题组一焓变与自发反应1实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是()A所有的放热反应都是自发进行的B所有的自发反应都是放热的C焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据答案C题组二熵变与自发反应2下列过程属于熵增加的是()A一定条件下，水由气态变成液态B高温高压条件下使石墨转变成金刚石C4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D固态碘升华答案D3下列反应中，熵显著增加的反应是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2CC(s)O2(g)=CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)答案B解析反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增大，熵增加。题组三复合判据的应用4已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9kJmol1。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0，焓变大于0B该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑答案D5灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0、100kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？已知：在0、100kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2180.9Jmol1，S6.61Jmol1K1。答案会自发变成灰锡，不能再继续使用。解析HTS2180.9Jmol1103273K(6.61Jmol1K1)1030.38kJmol10，能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下过程均自发进行永远是正值在任何温度下过程均非自发进行低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发探究高考明确考向1(xx四川理综，7)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)Y(g)M(g)N(g)，所得实验数据如下表：实验编号温度/起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)7000.400.100.0908000.100.400.0808000.200.30a9000.100.15b下列说法正确的是()A实验中，若5min时测得n(M)0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102molL1min1B实验中，该反应的平衡常数K2.0C实验中，达到平衡时，X的转化率为60%D实验中，达到平衡时，b0.060答案C解析A项，根据方程式可知在5min内反应生成的n(N)等于生成的n(M)，则v(N)1103molL1min1，该项错误；B项，根据表格中数据可知平衡时c(X)0.002molL1、c(Y)0.032molL1、c(N)c(M)0.008molL1，则平衡常数K1.0，该项错误；C项，因该反应在800时平衡常数为1.0，设反应中转化的X的物质的量为x，则有(0.20x)(0.30x)xx，故x0.12mol，X的转化率为100%60%，该项正确；假设在900时，该反应的平衡常数也为1.0，根据实验中的数据可知b0.060，由中数据可知在700时平衡常数约为2.6，结合800时平衡常数为1.0可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故bv2，请在下图中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。答案(1)高温(2)(3)C(4)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生(5)ABC(6)解析(1)反应的正反应是气体总分子数增加的反应，则有S0，又知H0，该反应若能自发进行，说明HTS0，生成物的能量高于反应物的能量，反应的Hc(SO2)且c(SO2)0，则反应、同时发生。(5)由图可知，CO的初始体积百分数越大、温度越低，CaS的质量百分数越大，即反应进行的程度越大，则反应产生的SO2就会越少，故B、C项正确，D项错误；向反应体系中投入石灰石，因CaCO3SO2CaSO3CO2，也会减少SO2的产生，A项正确。(6)因反应与同时进行，且v1v2，反应首先达到平衡状态，在建立平衡的过程中，c(SO2)逐渐增大。由于反应在进行的过程中，c(CO2)会逐渐增大，又会导致反应平衡逆向移动，c(SO2)又会逐渐减小。据此可画出c(SO2)随时间t变化的总趋势图。4(xx广东理综，31)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3kJmol1CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g)H2210.5kJmol1CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2kJmol1(1)反应2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示)。(2)反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线如图所示，结合各反应的H，归纳lgKT曲线变化规律：a)_；b)_。(3)向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应于900达到平衡，c平衡(CO)8.0105molL1，计算CO的转化率(忽略副反应，结果保留两位有效数字)。(4)为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入_。(5)以反应中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为_；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为_。答案(1)4H1H22H3(2)随着温度的升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大同为放热反应，H越大，lgK随温度变化的变化值越小(3)由图像可知，当反应在900时，lgK2，即平衡常数K100。设起始时CO的浓度为amolL1，转化量为xmolL1。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)a0xx8.0105x根据：K100，解得x8.0103。根据：ax8.0105，解得a8.08103。所以CO的转化率100%99%(4)二氧化碳(或CO2)(5)CaS2O2CaSO4解析(1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给化学方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由42可得目标热化学方程式，故有H4H1H22H3。(2)该图像只标明反应的变化趋势，由于反应是放热反应，可得出“随着温度升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大”的结论；由于所给三个热化学方程式中有两个是放热反应，一个是吸热反应，而给出的图像中有两条变化趋势相同，因此可判断曲线代表反应，曲线代表反应，通过反应和反应曲线相对关系，可得出“同为放热反应，H越大，lgK随温度变化的变化值越小”的结论。(3)由图像可知，当反应在900时，lgK2，即平衡常数K100。设起始时CO的浓度为amolL1，转化量为xmolL1。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)a0xx8.0105x根据：K100，解得x8.0103。根据：ax8.0105，解得a8.08103。所以CO的转化率100%99%。(4)要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。(5)本小题首先确定三点：一是反应物为CaS；二是生成物为CaSO4；三是原子利用率为100%。所以另一种反应物为O2，反应方程式为CaS2O2CaSO4；通过分析题给信息可知，生成物为反应物在苯环上引入羧基而得，所以生成物的结构简式为。5xx新课标全国卷，28(3)已知：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5kJmol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2OnC2H411)。列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常用的工艺条件为磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290、压强6.9MPa，nH2OnC2H40.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。答案0.07(MPa)1p4p3p2p1反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比解析Kp0.07(MPa)1C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4p3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。6xx大纲全国卷，28(2)反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b_，c_。用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为_；实验a和c的平衡转化率：a为_，c为_。答案1.7104molL1min1bca加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)2(1)50%40%解析实验a开始时，n00.4mol，总压强为160kPa，平衡时总压强为120kPa，设平衡时总物质的量为n，则，n0.40mol0.30mol，AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol0.200.200变化量/molxxx平衡量/mol0.20x0.20xx(0.20x)(0.20x)x0.30，x0.10。v(AX5)1.7104molL1min1。实验b从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)2.5104molL1min1。实验c达到平衡时n0.40mol0.32mol，从反应开始到达到平衡时的反应速率v(AX5)1.8104molL1min1。所以v(AX5)由大到小的顺序是bca。与实验a相比较，实验b达到平衡的时间缩短，但平衡点与实验a相同，应为加入催化剂而导致加快反应速率。实验c与实验a比较，起始时容器的体积和气体的物质的量均相同，但压强增大，应为升高温度使气体膨胀所致。温度升高加快化学反应速率且平衡逆向移动。AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol0.200.200变化量/mol0.200.200.20平衡量/mol0.200.200.200.200.20，解得2(1)。实验a的平衡转化率2(1)0.5，即50%；实验c的平衡转化率2(1)0.4，即40%。练出高分一、单项选择题1下列说法正确的是()A凡是放热反应都是自发的，因为吸热反应都是非自发的B自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小C常温下，反应C(s)CO2(g)2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0D反应2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0答案C解析反应的自发性是由熵变和焓变共同决定的。若H0，则一定自发，若H0，S0，则一定不能自发，若H0，S0，S0，反应能否自发，和温度有关，A、B错误；C项中反应的S0，若H0，正确；D项中反应的S0，能自发，说明Hv逆答案A解析根据图表数据可知容器容积为0.5L，当投料量A是1mol(浓度为2molL1)时和0.5mol(浓度为1molL1)时，甲可看作在两个乙的基础上加压，加压平衡向气体体积缩小的方向移动，根据达到平衡后乙容器A的转化率为50%，而甲的大于50%，说明正向是气体体积减小的方向，所以x1，A正确；放出的热量Q12Q2，B错误；由于两个反应在相同条件下，故平衡常数相同，通过三段法可计算出a的值，C错误；根据乙在t2时的平衡量关系，求出平衡常数K2，浓度商Qc2.52，说明反应逆向进行，v正v逆，D错误。4将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2min时达到平衡，生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4molL1，下列叙述错误的是()Aa的值为2B平衡时X的浓度为0.8molL1CY的转化率为60%D反应速率v(Y)0.2molL1min1答案D解析生成Q的物质的量为0.8mol，a2，A正确；X(g)3Y(g)2Z(g)2Q(g)n(始)(mol) 2200n(变)(mol) 0.41.20.80.8n(2min)(mol)1.60.80.80.8X的平衡浓度为0.8molL1，Y的转化率为60%，B、C项正确；v(Y)0.3molL1min1，D项错误。5. T时，在VL恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1molI2(g)，发生反应TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0。tmin时生成0.1molTaI4。下列说法中正确的是()A0tmin内，v(I2)molL1min1B若T时反应的平衡常数K1，则平衡时I2的转化率为C图中制备TaS2晶体过程中循环使用的物质是S2(g)D图中T1端得到纯净TaS2晶体，则温度T1T2答案B解析A选项，c(I2)2c(TaI4)2，错误；B选项，依据三段式进行计算：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)002xxx2xxxK1，x，B选项正确；TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0，右端升高温度平衡右移，生成气体TaI4，在左端降低温度反应逆向进行，生成纯净的TaS2(s)，循环利用的是I2(g)，C、D选项错误。6已知A(g)B(g)C(g)D(g)，反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4830时，向一个2L的密闭容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反应初始4s内A的平均反应速率v(A)0.005molL1s1。下列说法中正确的是()A4s时c(B)为0.76molL1B830达平衡时，A的转化率为80%C反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动D1200时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为0.4答案B解析A的浓度减少量c(A)0.005molL1s14s0.02molL1，所以B的浓度减少量为0.02molL1,4s时c(B)0.4molL10.02molL1，A选项错误；B选项依据三段式进行计算：A(g) B(g) C(g) D(g)始态(molL1) 0.10.400反应的量(molL1)xx平衡(molL1) 0.1x0.4xxxK1，x0.08，B选项正确；温度越高，平衡常数越小，所以升高温度平衡左移，C选项错误；D选项，平衡常数为2.5，错误。二、不定项选择题7O3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水，在水中易分解，产生的O为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应O3O2OH0平衡常数为K1；反应OO32O2H0平衡常数为K2；总反应：2O33O2H0平衡常数为K。下列叙述正确的是()A降低温度，K增大BKK1K2C适当升温，可提高消毒效率D压强增大，K2减小答案AC解析A项，降温，总反应平衡右移，K增大，正确；B项，K1、K2、KK1K2，错误；C项，升温，反应右移，c(O)增大，提高消毒效率，正确；D项，对于给定的反应，平衡常数只与温度有关，错误。8一定条件下，反应：6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)的数据如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的H0B达平衡时，v正(H2)v逆(CO2)Cb点对应的平衡常数K值大于c点Da点对应的H2的平衡转化率为90%答案D解析A项，升温，CO2的转化率越小，平衡左移，正反应为放热反应，H0，错误；B项，应为v正(H2)3v逆(CO2)；C项，升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，错误；D项，6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)21006x2xx3x100%60%x0.3所以H2的平衡转化率为100%90%，正确。三、非选择题9甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。(1)若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有_(填字母)。ACO的百分含量保持不变B容器中H2的浓度与CO的浓度相等C容器中混合气体的密度保持不变DCO的生成速率与CH3OH的生成速率相等(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)2H2(g)，此反应能自发进行的原因是_。甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大，表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH)0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应方程式为_；在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH)_。答案(1)AD(2)该反应是一个熵增的反应(或S0)2CH3OHO22HCHO2H2O0.5解析(1)浓度相等不能说明其浓度不再变化，B错误；气体总质量一定，容器体积一定，密度始终不变，C错误。(2)无法判断该反应的焓变化，但该反应是一个熵增的反应。若是放热反应，则一定能自发进行，若是吸热反应，则一定条件下能自发进行。n(O2)/n(CH3OH)0.25时，主要生成甲醛。制备H2，则H2的选择性要好，由图可知在n(O2)/n(CH3OH)0.5时，H2的选择性接近100%。10已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)HQ，其平衡常数随温度变化如下表所示：温度/400500850平衡常数9.9491请回答下列问题：(1)上述反应的化学平衡常数表达式为_。该反应的Q_0(填“”或“”)。(2)850时在体积为10L的反应器中，通入一定量的CO和H2O(g)，发生上述反应，CO和H2O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则04min时平均反应速率v(CO)_。(3)若在500时进行。且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020molL1，该条件下，CO的最大转化率为。(4)若在850时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1mol，其中H2O(g)的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为_。答案(1)K(2)0.03molL1min1(3)75%(4)yx解析(1)可逆反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数K。由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，平衡向逆反应方向移动，因升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应。(2)由图像可知：CO在4min内浓度减小了0.20molL10.08molL10.12molL1，则v(CO)0.03molL1min1。(3)500时平衡常数为9，设CO最多能转化xmolL1，则CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始(molL1): 0.020.0200转化(molL1): xx平衡(molL1): 0.02x0.02xxx则有9，解得x0.015，则CO的最大转化率为100%75%。(4)850时平衡常数为1，有CO(g) H2O(g) CO2(g)H2(g)起始 (molL1): 1xx00转化 (molL1): y(1x) y(1x) y(1x) y(1x)平衡 (molL1): 1xyxyxyxyy(1x) y(1x)则有：1，解得yx。11水煤气法制甲醇工艺流程框图如下已知：除去水蒸气后的水煤气含5559%的H2,1518%的CO,1113%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化转化技术，将CH4转化成CO，得到CO、CO2和H2的混合气体，是理想的合成甲醇原料气，即可进行甲醇合成。(1)制水煤气的主要化学反应方程式为C(s)H2O(g)高温,CO(g)H2(g)，此反应是吸热反应。此反应的化学平衡常数表达式为_；下列能提高碳的平衡转化率的措施是_。A加入C(s) B加入H2O(g)C升高温度D增大压强(2)将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为CH4(g)O2(g)CO(g)2H2O(g)H519kJ。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)。X在T1时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Y在T2时催化效率最高，能使正反应速率加快约3105倍；Z在T3时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1106倍；已知：T1T2T3，根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是_。(3)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成，主要反应是：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)H181.6kJ。4下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质H2COCH3OH浓度/molL10.20.10.4比较此时正、逆反应速率的大小：v正_v逆(填“”、“”或“”)。若加入同样多的CO、H2，在T5反应，10min后达到平衡，此时c(H2)0.4molL1，则该时间内反应速率v(CH3OH)_molL1min1。(4)生产过程中，合成气要进行循环，其目的是_。答案(1)KBC(2)Z催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快，反应温度低产率高)(3)0.03(4)提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率亦可)。解析(1)根据平衡常数的定义，可知K；根据化学平衡移动原理，增加一种物质的浓度可以提高另外一种物质的转化率；上述反应为吸