（通用版）2022年高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第3节 化学平衡常数及其计算学案 新人教版

（通用版）2022年高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 第3节 化学平衡常数及其计算学案 新人教版【考纲要求】 了解化学平衡常数(K)的含义。 能利用化学平衡常数进行相关计算。考点一化学平衡常数1定义在一定温度下，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，该常数就是该反应的化学平衡常数。2表达式对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，化学平衡常数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意义及影响因素(1)K值越大，说明反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。(2)K只随温度的变化而变化，与物质的浓度、压强变化无关。4应用(1)判断、比较可逆反应进行的程度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大越大越大越小越高越小越小越小越大越低(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向对于可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，某时刻Qc，将Qc和K作比较可判断可逆反应所处的状态。(3)判断可逆反应的反应热升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应；若K值减小，则正反应为放热反应。1平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度()2温度升高，化学平衡常数一定增大()3催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数()4化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化()5将1 mol N2O4充入一恒压容器中进行反应：N2O4(g)2NO2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L 的恒容容器中进行，平衡常数增大()6化学方程式中化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数不会发生改变()答案：1.2.3.4.5.6.题组一考查化学平衡常数的含义1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浓度一定减小解析：选B。在书写平衡常数表达式时，纯固体不能出现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；对于反应，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HK，所以该反应向逆反应方向进行。答案：(1)(2)吸热(3)700 (4)等于(5)不(6)向逆反应方向进行考点二关于化学平衡常数的计算学生用书P1121一个模式“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 molL1、b molL1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx molL1。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)c始(molL1) a b 0 0c转(molL1) mx nx px qxc平(molL1) amx bnx px qxK。2明确三个关系(1)对于同一反应物，起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物，起始量变化量平衡量。(3)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)反应物的转化率100%100%。(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率100%。(3)平衡混合物中某组分的百分含量100%。(4)某气体组分的体积分数。题组一考查平衡常数与转化率的关系1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H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)K0.1，反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为 8 mol。下列说法正确的是()A升高温度，H2S浓度增大，表明该反应正反应是吸热反应B通入CO后，正反应速率逐渐增大C反应前H2S物质的量为7 molDCO的平衡转化率为80%解析：选C。A.升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应正反应为放热反应，故不正确。B.通入CO后，正反应速率瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故不正确。C.设反应前H2S的物质的量为a mol，容器的容积为1 L，列“三段式”进行解题： CO(g)H2S(g)COS(g)H2(g)10 a00 2 2 2 2 8 a2 2 2化学平衡常数K0.1，解得a7，故正确。DCO的平衡转化率为100%20%，故不正确。2已知可逆反应：M(g)N(g)P(g)Q(g)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)1 molL1，c(N)2.4 molL1；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)4 molL1，c(N)a molL1；达到平衡后，c(P)2 molL1，a 。(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1，达到平衡后，M的转化率为 。解析：(1) M(g)N(g)P(g) Q(g)起始量/molL1 1 2.40 0变化量/molL1 160% 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)0.4 molL1，c(N)1.8 molL1，c(P)0.6 molL1，c(Q)0.6 molL1，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)2 molL1，c(Q)2 molL1，c(M)2 molL1，c(N)(a2) molL1，K，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) molL1，c(N)b(1x) molL1，c(P)bx molL1，c(Q)bx molL1，K，解得x41%。答案：(1)25%(2)增大(3)6(4)41%题组二考查压强平衡常数的相关计算3一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总解析：选B。A项，550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。B项，根据图示可知，在650 时，CO的体积分数为40.0%，根据反应方程式：C(s)CO2(g)2CO(g)，设开始加入1 mol CO2，反应掉了x mol CO2，则有 C(s)CO2(g)2CO(g)始态：1 mol0变化：x mol 2x mol平衡： (1x) mol 2x mol因此有100%40.0%，解得x0.25，则CO2的平衡转化率为100%25.0%，B项正确。C项，由题图可知，T 时，CO与CO2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO2，对原平衡无影响，平衡不移动，C项错误。D项，925 时，CO的体积分数为96.0%，故Kp23.04p总，D项错误。4汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等。活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，在1 L恒容密闭容器中加入 0.100 0 mol NO 和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表：活性炭/molNO/molA/molB/molp/MPa200 2.0000.040 00.030 00.030 03.93335 2.0050.050 00.025 00.025 0p根据上表数据，写出容器中发生反应的化学方程式： ，判断p (填“”“”或“”)3.93 MPa。计算反应体系在200 时的平衡常数Kp (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压体积分数)。解析：1 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO和2.030 mol固体活性炭，生成A、B两种气体，从不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强数据可以看出：n(C)n(NO)n(A)n(B)1211，所以可以推断出生成的A、B两种气体分别为N2和CO2，反应的化学方程式为C2NON2CO2。该反应的平衡常数Kp，容器的体积为1 L，平衡分压之比等于平衡浓度之比，带入表中数据计算得Kp。答案：C2NON2CO21Kp含义在化学平衡体系中，用各气体物质的分压代替浓度，计算的平衡常数叫压强平衡常数。2计算技巧(1)根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度；(2)计算各气体组分的物质的量分数或体积分数；(3)根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压气体总压强该气体的体积分数(或物质的量分数)；(4)根据平衡常数计算公式代入计算。例如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，压强平衡常数表达式为Kp。 题组三考查速率常数与平衡常数的关系5无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)H24.4 kJmol1。上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，则Kp (以k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正 kPas1。解析：上述反应中，正反应速率v正k正p(N2O4)，逆反应速率v逆k逆p2(NO2)，其中k正、k逆为速率常数，平衡时，v正v逆，k正p(N2O4)k逆p2(NO2)，则Kp。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa)，已知该条件下k正4.8104 s1，当N2O4分解10%时，v正4.8104 s1100 kPa3.9106 kPas1。答案：3.91066(2016高考海南卷)顺1，2二甲基环丙烷和反1，2二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为v(正)k(正)c(顺)和v(逆)k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：(1)已知：t1温度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，该温度下反应的平衡常数值K1 ；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则H 0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 (填曲线编号)，平衡常数值K2 ；温度t2 t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是 。解析：(1)根据v(正)k(正)c(顺)、k(正)0.006 s1，则v(正)0.006c(顺)，v(逆)k(逆)c(反)、k(逆)0.002 s1，则v(逆)0.002c(反)，化学平衡状态时正、逆反应速率相等，则0.006c(顺)0.002c(反)，K1c(反)/c(顺)0.006/0.0023；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则H小于0。(2)反应开始时，c(顺)的浓度大，单位时间的浓度变化大，w(顺)的变化也大，故B曲线符合题意；设顺式异构体的起始浓度为x，该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体浓度为0.3x，反式异构体浓度为0.7x，所以平衡常数值K20.7x/0.3x7/3；因为K1K2，放热反应升高温度时，平衡向逆反应方向移动，所以温度t2大于t1。答案：(1)3小于(2)B7/3大于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动学生用书P1141(2017高考天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 时，该反应的平衡常数K2105。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2 ，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 制得高纯镍。下列判断正确的是()A增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B第一阶段，在30 和50 两者之间选择反应温度，选50 C第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D该反应达到平衡时，v生成Ni(CO)44v生成(CO)解析：选B。增加c(CO)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A项错误；第一阶段，50 时，反应速率较快且Ni(CO)4为气态，能从反应体系中分离出来，B项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230 时，第二阶段的平衡常数K5104，反应进行的程度大，故Ni(CO)4分解率较高，C项错误；该反应达到平衡时，4v生成Ni(CO)4v生成(CO)，D项错误。2(2015高考安徽卷)汽车尾气中NO产生的反应为N2(g)O2(g)2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的 H0解析：选A。 A项，由曲线a可知，达到平衡时c(N2)c1 molL1，则生成的c(NO)2(c0c1) molL1，故K。B项，反应物和产物都是气体，当容器保持恒容时，混合气体的密度始终保持不变。C项，催化剂的加入只能改变反应速率而不可能使平衡发生移动，故加入催化剂后达到平衡时，c(N2)仍为c1 molL1。D项，若曲线b改变的是温度，根据达到平衡时曲线b对应的时间短，则对应温度高，升高温度时c(N2)减小，平衡正向移动，正反应为吸热反应，H0。32016高考全国卷，27(1)(2)(3)(4)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题：(1)NaClO2的化学名称为 。(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103molL1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SOSONONOClc/molL18.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式： 。增加压强，NO的转化率 (填“提高”“不变”或“降低”)。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”)。由实验结果可知，脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是 。(3)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。反应ClO2SO=2SOCl的平衡常数K表达式为 。(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。解析：(1)NaClO2中氯元素的化合价为3，NaClO2的名称是亚氯酸钠。(2)NaClO2溶液脱硝过程中，NO转化为NO、NO，主要转化为NO，书写离子方程式时运用得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，得到4NO3ClO4OH=4NO2H2O3Cl。上述反应是气体分子数减小的反应，增加压强有利于反应正向进行，使NO的转化率提高。根据上述反应可知，随着吸收反应的进行，溶液中c(H)逐渐增大，pH逐渐减小。由实验结果看出，溶液中含硫离子的浓度大于含氮离子的浓度，所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率。这可能是因为NO溶解度较低、脱硝反应活化能较高等。(3)纵坐标是平衡分压的负对数，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压的负对数减小，即平衡分压增大，说明平衡逆向移动，所以平衡常数减小。根据平衡常数表达式的规则书写即可。(4)如果使用 Ca(ClO)2，则生成的SO会与Ca2结合，生成CaSO4沉淀，促使脱硫反应正向进行，提高SO2的转化率。答案：(1)亚氯酸钠(2)4NO3ClO4OH=4NO2H2O3Cl提高减小大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高(3)减小(4)形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高42015高考全国卷，28(3)(4)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：(1)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。(2)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI) 与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为 (以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v正 min1。由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。解析：(1)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x436 kJ151 kJ11 kJ，x299 kJ。(2)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 molL1，则： 2HI(g)H2(g) I2(g)初始浓度/molL1 100 转化浓度/molL1 0.216 0.108 0.108平衡浓度/molL1 0.784 0.108 0.108K。建立平衡时，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，k逆k正。由于该反应前后气体分子数不变，故k逆k正k正。在t40 min 时，x(HI)0.85，则v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。因2HI(g)H2(g)I2(g)H0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点。答案：(1)299(2)1.95103A、E学生用书P279(单独成册)一、选择题1下列有关化学平衡常数的描述中正确的是()A化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关B相同温度下，反应ABC与反应CAB的化学平衡常数相同C反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0B其他条件不变，升高温度，溶液中c(I)减小C该反应的平衡常数表达式为KD25 时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于689解析：选B。选项A，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，H0，错误；选项B，升高温度，平衡逆向移动，c(I)减小，正确；选项C，K，错误；选项D，平衡常数仅与温度有关，25 时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。4某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后达到平衡，已知该温度下其平衡常数K1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()Aa3Ba2CB的转化率为40% DB的转化率为60%解析：选C。温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a1，A、B错误；设达到平衡时，B的转化量为x mol，则A、B、C、D的平衡量分别为(2x) mol、(3x) mol、x mol、x mol，设容器体积为1 L，则平衡常数K1，解得x1.2，B的转化率1.23100%40%，C正确，D错误。5在一个容积为2 L的密闭容器中，加入0.8 mol A2气体和0.6 mol B2气体，一定条件下发生如下反应：A2(g)B2(g)2AB(g)Hv(逆)D80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol/L解析：选C。根据表格所示，温度升高平衡常数减小，则该反应为放热反应，A项正确；25 时，K2105，B项正确；Qc82，反应逆向进行，故v(正)0，T1温度下的部分实验数据：t(s)05001 0001 500c(N2O5)(mol/L)5.003.522.502.50下列说法不正确的是()A500 s内N2O5分解速率为2.96103 mol/(Ls)BT1温度下的平衡常数为K1125，1 000 s时N2O5的转化率为50%C其他条件不变时，T2温度下反应到1 000 s时测得N2O5浓度为2.98 mol/L，则T1K3，则T1T3解析：选C。v(N2O5)2.96103 mol/(Ls)，A正确；1 000 s后N2O5的浓度不再发生变化，即达到了化学平衡，列出三段式： 2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)起始(mol/L) 5.000 0转化(mol/L) 2.50 5.00 1.25平衡(mol/L) 2.50 5.00 1.25则K125，(N2O5)100%50%，B正确；1 000 s时，T2温度下的N2O5浓度大于T1温度下的N2O5浓度，则改变温度使平衡逆向移动了，逆向是放热反应，则降低温度平衡向放热反应方向移动，即T2K3，则T1T3，D正确。二、非选择题11.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值。反应大气固氮N2(g)O2(g)2NO(g)工业固氮N2(g)3H2(g)2NH3(g)温度/272 00025400450平衡常数K3.8410310.151080.5070.152分析数据可知：大气固氮反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是 。(2)工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是 (填“A”或“B”)；比较p1、p2的大小关系： 。.目前工业合成氨的原理是N2(g)3H2(g)2NH3(g)。(3)在一定温度下，将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8 mol。达平衡时，H2的转化率1 。已知平衡时，容器压强为8 MPa，则平衡常数Kp (用平衡分压代替浓度计算，分压总压物质的量分数)。解析：.(1)由表中数据可知随温度从27 升高到2 000 ，K值增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应；大气固氮的K值小，转化率低。(2)工业固氮，随温度升高，K值减小，平衡向逆反应方向移动，N2的转化率降低，所以图A正确。取相同的温度，p1p2，N2的转化率升高，说明平衡向正反应方向移动，正反应是气体体积减小的反应，说明压强增大，p2p1。.(3)设达到平衡时，反应的N2的物质的量为a mol，列三段式： N23H22NH3n(始)/mol 1 3 0n(变)/mol a 3a 2an(平)/mol 1a 33a2a有(1a)(33a)2a2.8，解得a0.6，H2的转化率(1)为100%60%，N2的平衡分压为(8) MPa，H2、NH3的平衡分压均为(8) MPa，Kp。答案：.(1)吸热大气固氮的K值小，正向进行的程度小(或转化率低)，不适合大规模生产(2)Ap2p1.(3)60%(或0.255或0.26)12二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和有机合成中的催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为2MnCO3O22MnO22CO2。经研究发现该反应过程为MnCO3MnOCO2，2MnOO2=2MnO2。回答下列问题：(1)某温度下该平衡体系的压强为p，CO2、O2的物质的量分别为n1和n2，用平衡分压代替平衡浓度，写出碳酸锰热分解反应的平衡常数表达式K (分压总压物质的量分数)；K与反应、的平衡常数K1、K2的关系为 。(2)反应在低温下能自发进行，则其H (填“”“”或“”)0。(3)某科研小组对碳酸锰热分解法制二氧化锰的条件(焙烧温度和气氛)进行了研究，结果如图所示。该制备反应合适的焙烧温度为 ，合适的水分含量条件为 。解析：(1)平衡常数表达式K，p(CO2)，p(O2)，代入可得K。反应2MnCO3O22MnO22CO2可由反应2反应得到，所以K与K1、K2的关系为KKK2。(2)反应是熵减少的反应，S0，根据GHTS，在低温下能自发进行，只有H0才能使G0，反应自发进行。(3)由题图2分析，在350 左右碳酸锰转化率比较高。由题图3可知水分含量在30%左右碳酸锰转化率比较高。答案：(1)KKK2(2)(3)350 水分含量为30%(或20%40%都正确)13研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g)(快)v1正k1正c2(NO)v1逆k1逆c(N2O2)H10N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)v2正k2正c(N2O2)c(O2)v2逆k2逆c2(NO2)H20请回答下列问题：(1)反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的H (用H1和H2表示)。一定温度下，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，写出k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K ，升高温度，K值 (填“增大”“减小”或“不变”)。(2)决定2NO(g)O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应。反应的活化能E1与反应的活化能E2的大小关系为E1 (填“”“”或“”)E2。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是 。Ak2正增大，c(N2O2)增大Bk2正减小，c(N2O2)减小Ck2正增大，c(N2O2)减小Dk2正减小，c(N2O2)增大由实验数据得到v2正c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为 (填字母)。解析：(1)2NO(g)N2O2(g)H10，N2O2(g)O2(g)2NO2(g)H20，根据盖斯定律，由得：2NO(g)O2(g)2NO2(g)HH1H2；2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K，平衡时，v2正v2逆，v1正v1逆，因此K；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，K值减小。(2)反应的活化能越小，反应速率越快，决定2NO(g)O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应，反应速率较慢，活化能较大，即E1E2。根据速率方程，A项，k2正增大，c(N2O2)增大，v2正增大，与题意不符，错误；B项，k2正减小，c(N2O2)减小，v2正减小，与题意相符，正确；C项，k2正增大，c(N2O2)减小，v2正的变化无法判断，与题意不符，错误；D项，k2正减小，c(N2O2)增大，v2正的变化无法判断，与题意不符，错误。根据上述分析，升高温度，v2正减小，平衡向逆反应方向移动，c(O2)增大，因此当x点升高到某一温度时，c(O2)增大，v2正减小，符合条件的为点a。答案：(1)H1H2减小(2)Ba14工业合成氨反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，对其研究如下：(1)已知HH键的键能为436 kJmol1，NH键的键能为391 kJmol1，NN键的键能是945.6 kJmol1，则上述反应的H 。(2)上述反应的平衡常数K的表达式为 。若反应方程式改写为N2(g)H2(g)NH3(g)，在该温度下的平衡常数K1 (用K表示)。(3)在773 K时，分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表：t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 molL1、3 molL1、3 molL1，则此时v正 (填“大于”“小于”或“等于”)v逆。由上表中的实验数据计算得到“浓度时间”的关系可用下图中的曲线表示，表示c(N2)t的曲线是 。在此温度下，若起始充入4 mol N2和12 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)t的曲线上相应的点为 。解析：(1)根据HE(反应物的总键能)E(生成物的总键能)，知H945.6 kJmol1436 kJmol13391 kJmol1692.4 kJmol1。(2)该反应的平衡常数K，K1K。(3)该温度下，25 min时反应处于平衡状态，平衡时c(N2)1 molL1、c(H2)3 molL1、c(NH3)2 molL1，则K。在该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2和NH3的浓度均为3 molL1，则QcK，反应向正反应方向进行，故v正大于v逆；起始充入4 mol N2和12 mol H2，相当于将充入2 mol N2和6 mol H2的两个容器“压缩”为一个容器，假设平衡不移动，则平衡时c(H2)6 molL1，而“压缩”后压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，故平衡时3 molL1c(H2)6 molL1，且达到平衡的时间缩短，故对应的点为B。答案：(1)92.4 kJmol1(2)KK(或)(3)大于乙B