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第七章第七章化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第3 3讲化学平衡常数化学反应进行的方向1.理解化学平衡常数的含义并能进行简单计算。2.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。3.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。考纲要求考纲要求考点一考点一 化学平衡常数化学平衡常数考点二考点二 有关化学平衡的计算有关化学平衡的计算探究高考明确考向探究高考明确考向练出高分练出高分考点三考点三 化学反应进行的方向化学反应进行的方向知识梳理递进题组考点一化学平衡常数知识梳理知识梳理1.概念在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物与反应物 的比值是一个常数，用符号K表示。浓度幂之积浓度幂之积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 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。温度深度思考深度思考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()2.对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1 2NH3(g)N2(g)3H2(g)K2试 分 别 写 出 平 衡 常 数 表 达 式 ， 并 判 断 其 关 系_。3.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：无论还是，A或B的转化率是相同的。递进题组递进题组1.温度为T 时，在体积为10 L的真空容器中通入1.00 mol氢气和1.00 mol碘蒸气，20 min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020 molL1。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)题组一题组一化学平衡常数及其影响因素化学平衡常数及其影响因素下列说法正确的是()A.反应速率用HI表示时，v(HI)0.008 molL1min1B.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的方向移动解析解析 H2(g) I2(g)2HI(g)初始浓度(molL1) 0.100 0.100 0平衡浓度(molL1) 0.020 0.020 0.160转化浓度(molL1) 0.080 0.080 0.160所以，v(HI)0.160 molL120 min0.008 molL1min1，A正确；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。答案答案A2.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()C.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)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_。答案答案25%(2)若反应温度升高，M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析解析由于该反应的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。增大(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_。解析解析根据(1)可求出各平衡浓度：c(M)0.4 molL1c(N)1.8 molL1c(P)0.6 molL1c(Q)0.6 molL1由于温度不变，因此K不变，新状态达到平衡后c(P)2 molL1c(Q)2 molL1c(M)2 molL1c(N)(a2) molL1解得a6。答案答案6(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_。解析解析设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) molL1c(P)bx molL1c(Q)bx molL1解得x41%。41%题组二化学平衡常数、转化率的相互换算题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2.SO2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2 L的密闭容器中充入 0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3，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)。A.c(SO2)0.3 molL1、c(O2)0.15 molL1B.c(SO3)0.4 molL1C.c(O2)0.2 molL1、c(SO2)0.4 molL1D.c(SO3)0.3 molL1解析解析 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1) 0.2 0.1 0.2正向进行到底(molL1) 0 0 0.4逆向进行到底(molL1) 0.4 0.2 0 由此可知，A、D项可能。答案答案AD(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_。解析解析 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始浓度(molL1) 0.2 0.1 0.2转化浓度(molL1) 0.1 0.05 0. 1平衡浓度(molL1) 0.3 0. 15 0.1(3)某温度时，将 4 mol SO2和 2 mol O2通入2 L密闭容器中， 10 min时反应达到平衡，SO2的转化率为80%，则010 min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_。答案答案0.08 molL1min180考点三化学反应进行的方向递进题组知识梳理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 状态转变为 状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从 转变为 的倾向性(无序体系更加稳定)。知识梳理知识梳理低能有序无序高能2.自发反应在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应。无需外界帮助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 都能自发进行，且反应放出的热量 ，体系能量 得也 ，反应越 。可见，是制约化学反应能否自发进行的因素之一。放热反应越多降低越多完全反应的焓变(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。大多数自发反应有趋向于体系 增大的倾向。混乱度混乱度熵和熵变的含义a.熵的含义熵是衡量一个体系 的物理量。用符号 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，用 表示，化学反应的S越大，越有利于反应。混乱度S熵的变化S自发进行(3)综合判断反应方向的依据HTS0，反应。能自发进行达到平衡状态不能自发进行深度思考深度思考1.能自发进行的反应一定能实际发生吗？答案答案不一定，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()递进题组递进题组题组一题组一焓变与自发反应焓变与自发反应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C题组二熵变与自发反应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C.4NO2(g)O2(g)=2N2O5 (g)D.固态碘升华D3.下列反应中，熵显著增加的反应是()A.CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)B.CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2C.C(s)O2(g)=CO2(g)D.2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)解析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。B题组三复合判据的应用题组三复合判据的应用4.已知：(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H 74.9 kJmol1。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 、100 kPa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 、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2 180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1。解析解析HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K1)1030.38 kJmol10；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 molL10.040 molL10.060 molL1，根据v 可知：v(N2O4) 0.001 0 molL1s1；求平衡常数可利用三段式：123 N2O4(g)2NO2(g)起始量/(molL1) 0.100 0转化量/(molL1) 0.060 0.120平衡量/(molL1) 0.040 0.120答案答案大于0.001 00.36 molL1123(2)100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以 0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。T_100 (填“大于”或“小于”)，判断理由是_。列式计算温度T 时反应的平衡常数K2_。123解析解析100 时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T100 ；由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此时消耗N2O4 0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1，123由三段式：N2O4(g)2NO2(g)起始量/(molL1) 0.040 0.120转化量/(molL1) 0.020 0.040平衡量/(molL1) 0.020 0.160123答案答案大于反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)0.120 molL10.002 0 molL1 10 s20.160 molL1c(N2O4)0.040 molL10.002 0 molL1s110 s 0.020 molL1123(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。解析解析温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动。逆反应将反应容器的容积减小一半，即增大压强，当其他条件不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即向逆反应方向移动1232.2014新课标全国卷，28(3)已知：C2H4(g)H2O(g)= C2H5OH(g)H45.5 kJmol1。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。如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 11)。1232H On24C Hn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)。0.07(MPa)1123图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。解析解析C2H4(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。p4p3p2p1反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高123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6.9 MPa，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_、_。解析解析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。123将产物乙醇液化移去 增加 比2H On24C Hn3.(2013新课标全国卷，28)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100 kPa4.91 5.58 6.32 7.318.549.509.529.539.53123回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。解析解析通过分析表格中数据，根据压强之比等于物质的量之比 入手解决相关问题。要提高A的转化率，应通过改变条件使平衡正向移动，可以从浓度、温度、压强三个方面考虑，可从容器中分离出B、C或扩大容器的体积(降低压强)或升高温度。升高温度、降低压强123(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_。平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。解析解析相同条件下，在密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比，设反应后气体的总物质的量为x，则有 而气体的物质的量的增加量等于消耗的A的物质的量，123根据化学方程式列出平衡三段式，注意三段式中使用的都是浓度，即可求得平衡常数。123 A(g)B(g)C(g)起始浓度(molL1) 0.10 0 0平衡浓度(molL1) 0.10(194.1%)0.1094.1% 0.1094.1%123(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量 n总和反应物A的物质的量n(A)，n(总)_ mol， n(A)_ mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.006 5123分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_ molL1。123根据表中的数据，可知a0.10(2 ) molL1 0.051 molL1，通过表中的数据可知，在达到平衡前每间隔4 h，A的浓度减少约一半，故反应在12 h时，A的浓度为0.50.026 molL10.013 molL1。答案答案0.10 0.10(2 )0.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.01312312345671.(2014四川理综，7)在10 L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：1234567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5 min时测得n(M)0.050 mol，则0至5 min 时间内，用N表示的平均反应速率v(N)1.0102 molL1 min1B.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，b0.060123456712345671234567C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(0.20 x)(0.30 x)xx，故x 0.12 mol，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b0.060，该项错误。答案答案C2.2014北京理综，26(2)，2NO(g)O2(g)2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强 (p1、p2)下随温度变化的曲线(如图)。比较p1、p2的大小关系：_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。1234567解析解析反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)的正反应为气体总分子数减小的反应，在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，结合NO的平衡转化率与压强的变化曲线可知， p1p2。由图可知，压强一定时，温度升高，NO的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则该反应的正向H0，所以随着温度升高，该反应平衡常数减小。答案答案p1p2 减小12345673.2014重庆理综，11(3)储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢： (g) (g)3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，其起始浓度为a molL1，平衡时苯的浓度为b molL1，该反应的平衡常数K_。1234567解析解析达到平衡时，H2的浓度为苯的3倍，即H2浓度为 3b molL1，环己烷的浓度为(ab) molL1，反应的平衡常1234567数为4.2014山东理综，29(1)(2)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)ClNO(g)K1H10()2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g) K2H2”“1；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应()是放热反应，故应升高温度。答案答案2.510275%不变升高温度12345675.2014福建理综，24(3)已知t 时，反应FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。解析解析根据该反应的Kc(CO2)/c(CO)0.25，可知反应达到平衡时n(CO)n(CO2)41。12345674 1若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO， t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。解析解析根据反应： FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)初始物质的量/mol 0.02 x 0 0变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01平衡物质的量/mol 0.01 x0.01 0.01 0.01根据化学平衡常数可知：K0.01/(x0.01)0.25，解得x0.05。12345670.056.2014大纲全国卷，28(2)反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。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)_。12345671234567解析解析实验a开始时，n00.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，设平衡时总物质的量为n，则 AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol 0.20 0.20 0变化量/mol x x x平衡量/mol 0.20 x 0.20 x x1234567(0.20 x)(0.20 x)x0.30，x0.10。1234567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_。解析解析实验b从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5) 2.5104 molL1min1。1234567实验c达到平衡时n0.40 mol 0.32 mol，从反应开始到达到平衡时的反应速率v(AX5) 1.8104 mol L1min1。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。1234567答案答案bca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)1234567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_。解析解析AX3(g)X2(g)AX5(g)起始量/mol 0.20 0.20 0变化量/mol 0.20 0.20 0.20平衡量/mol 0.200.20 0.200.20 0.2012345677.2013福建理综，23(2)利用H2S废气制取氢气的方法有 多种。高温热分解法已知：H2S(g)H2(g) S2(g)在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c molL1测定H2S的转化率，结果见右图。1234567图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985 时H2S按上述反应分解的平衡常数K_；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因： _。12345671234567解析解析由图知，985 时H2S的平衡转化率为40%，则：1234567b曲线表示未达到平衡时H2S的转化率，温度越高，b曲线上的转化率越接近平衡值，原因是温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短。答案答案 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)2345678910111211.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H0234567891011121解析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H0，错误。答案答案C2345678910111212.最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)H0，如果反应的平衡常数K值变大，则下列说法错误的是()A.一定向正反应方向移动B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小C.改变的外界条件是升温D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大D2345678910111213.在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表：温度/2580230平衡常数510421.9105234567891011121下列说法不正确的是()A.上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应B.25 时反应Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)的平衡常数为2105C.在80 时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 molL1，则此时v正v逆D.80 达到平衡时，测得n(CO)0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1234567891011121解析解析温度升高，平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，A正确；Ni(CO)4(g)Ni(s)4CO(g)为题给反应的逆反应，相同温度下两个反应的平衡常数互为倒数关系，B正确；C项中该时刻Q 8K，反应逆向进行， v逆v正，C错误；D项中CO的平衡浓度为1 molL1，由K2可计算出Ni(CO)4的平衡浓度为2 molL1。答案答案C2345678910111214.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生反应：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)。2 min时达到平衡，生成0.8 mol Z，测得Q的浓度为0.4 molL1，下列叙述错误的是()A.a的值为2B.平衡时X的浓度为0.8 molL1C.Y的转化率为60%D.反应速率v(Y)0.2 molL1min1234567891011121解析解析生成Q的物质的量为0.8 mol，a2，A正确； X(g)3Y(g)2Z(g)2Q(g)n(始)(mol) 2 2 0 0n(变)(mol) 0.4 1.2 0.8 0.8n(2 min)(mol) 1.6 0.8 0.8 0.8X的平衡浓度为0.8 molL1，Y的转化率为60%，B、C项正确；v(Y)0.3 molL1min1，D项错误。答案答案D2345678910111215.T时，在V L恒容密闭容器中加入足量的TaS2(s)和1 mol I2(g)，发生反应TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)H0。t min时生成0.1 mol TaI4。下列说法中正确的是()234567891011121A.0t min内，v(I2) mol L1min 1B.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T1T2234567891011121解析解析A选项，c(I2)2c(TaI4)2 ，错误；B选项，依据三段式进行计算：234567891011121TaS2(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。答案答案B2345678910111216.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/7008008301 0001 200平衡常数1.71.11.00.60.4830 时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol的A和0.8 mol的B，反应初始4 s内A的平均反应速率v(A)0.005 molL1 s1。下列说法中正确的是()234567891011121A.4 s时c(B)为0.76 molL1B.830 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D.1 200 时反应C(g)D(g)A(g)B(g)的平衡常数的值为0.4解析解析A的浓度减少量c(A)0.005 molL1s14 s0.02 molL1，所以B的浓度减少量为0.02 molL1 ，4 s时c(B)0.4 molL10.02 molL1，A选项错误；234567891011121B选项依据三段式进行计算： A(g) B(g) C(g) D(g)始态(molL1) 0.1 0.4 0 0反应的量(molL1) x x x x平衡(molL1) 0.1x 0.4x x xK 1，x0.08，B选项正确；234567891011121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。答案答案B2345678910111217.O3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。234567891011121下列叙述正确的是()A.降低温度，K减小 B.KK1K2C.适当升温，可提高消毒效率 D.压强增大，K2减小解析解析A项，降温，总反应平衡右移，K增大，错误；234567891011121C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。答案答案C2345678910111218.一定条件下，反应：6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)的数据如右图所示。下列说法正确的是()A.该反应的H0B.达平衡时，v正(H2)v逆(CO2)C.b点对应的平衡常数K值大于c点D.a点对应的H2的平衡转化率为90%234567891011121解析解析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；234567891011121D项，6H2(g)2CO2(g)C2H5OH(g)3H2O(g) 2 1 0 0 6x 2x x 3xx0.3答案答案D2345678910111219.铁是最常见的金属之一，铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：化学反应平衡常数温度973 K 1 173 KFe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)K11.472.15Fe(s)H2O(g)FeO(s)H2(g)K22.381.67CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)K3？234567891011121完成下列填空：(1)反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。根据反应与可以推导出同温下K1、K2与K3之间的关系，则K3_(用K1、K2表示)。解析解析反应升温K1增大，平衡右移，正反应为吸热反应。吸热K2/K1234567891011121(2)973 K时，若反应在一个容积为2 L的反应容器内2 min时达到平衡，有3 mol电子发生转移，则在2 min内v(CO2)_。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将_移动(填“向左”、“向右”或“不”)，CO2的浓度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有_。234567891011121解析解析当有3 mol电子转移时，参加反应的CO2为1.5 mol，所以v(CO2) 0.375 molL1min1；由于反应为等体积反应，压缩体积，平衡不移动，但CO2浓度增大。973 K时，K31.62,1 173 K时，K30.78，反应为放热反应，所以降温，平衡右移，转化率及平衡常数均增大。答案答案0.375 molL1min1不增大降温23456789101112110.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“”)。234567891011121解析解析可逆反应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。234567891011121(2)850 时在体积为10 L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04 min时平均反应速率v(CO)_。234567891011121解析解析由图像可知：CO在4 min内浓度减小了0.20 molL10.08 molL10.12 molL1，则v(CO) 0.03 molL1min1。答案答案0.03 molL1min1234567891011121(3)若在500 时进行。且CO、H2O(g)的起始浓度均为 0.020 molL1 ，该条件下，CO的最大转化率为。解析解析500 时平衡常数为9，设CO最多能转化x molL1，则CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始(molL1): 0.02 0.02 0 0转化(molL1): x x x x平衡(molL1): 0.02x 0.02x x x234567891011121234567891011121答案答案 75%(4)若在850 时进行，设起始时CO和H2O(g)共为1 mol，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_。234567891011121234567891011121解析解析850 时平衡常数为1，有 CO(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)起始 (molL1): 1x x 0 0转化 (molL1): y(1x) y(1x) y(1x) y(1x)平衡 (molL1): 1xyx y xyxy y(1x) y(1x)答案答案 yx11.水煤气法制甲醇工艺流程框图如下234567891011121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) CO(g)H2(g)，此反应是吸热反应。高温234567891011121此反应的化学平衡常数表达式为_；A加入C(s) B.加入H2O(g)C.升高温度 D.增大压强解析解析根据平衡常数的定义，可知K ；234567891011121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.增大压强解析解析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；上述反应为吸热反应，升高温度，结合平衡移动原理，向着吸热方向移动，即正方向移动，故B、C正确，增大压强，向着体积减小，即逆方向移动，碳的转化率降低。234567891011121BC(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) H519 kJ。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；234567891011121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_。解析解析选择催化剂，考虑温度较低，且活性高即催化效率高，所以选择Z。催化效率高且活性温度低(或催化活性高速度快，反应Z温度低产率高)234567891011121(3)合成气经压缩升温后进入10 m3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)H181.6 kJ。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：比较此时正、逆反应速率的大小：v正_v逆(填“”、“”或“”)。解析解析由浓度商公式，代入此时各物质的浓度，得100160，即进一步向正方向进行，v正v逆；234567891011121若加入同样多的CO、H2，在T5 反应，10 min后达到平衡，此时c(H2)0.4 molL1，则该时间内反应速率v(CH3OH)_molL1min1。解析解析列出三段式，由反应速率的计算公式得v(CH3OH)0.03 molL1min1。234567891011121 0.03(4)生产过程中，合成气要进行循环，其目的是_。解析解析原料进行循环，一般都是为了提高原料的利用率，提高产率。提高原料CO、H2的利用率(或提高产量、产率亦可)23456789101112112.苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8)，其反应原理是C8H10(g)C8H8(g)H2(g)H125 kJmol1.某温度下，将0.40 mol苯乙烷，充入2 L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16234567891011121(1)当反应进行到20 min时，该段时间内H2的平均反应速率是_。解析解析v(H2)v(C8H10) 0.0035 molL1min10.003 5 molL1min1234567891011121(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是_。解析解析C8H10(g)C8H8(g)H2(g)起始/molL1 0.20 0 0平衡/molL1 0.12 0.08 0.084/75或0.053234567891011121(3)若保持其他条件不变，用0.40 mol H2(g)和0.40 mol C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30 kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是_。此时，该反应是否达到了平衡状态？_(填“是”或“否”)。234567891011121解析解析C8H8(g)H2(g)C8H10(g)起始/mol 0.40 0.40 0某时刻/mol 0.40 x 0.40 x x125 kJmol1x30 kJx0.24 mol234567891011121答案答案60%是234567891011121.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图、图所示。(4)由图可知，T1_T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。234567891011121解析解析 升温，平衡右移，C8H10的平衡转化率增大，所以T1大于T2。答案答案大于234567891011121(5)由图可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将_(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是_。解析解析 随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强，平衡右移，转化率增大。越大随着水蒸气的加入，扩大了容器的容积，相当于对反应体系减小压强(或使得浓度商QK)平衡右移，转化率增大234567891011121
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