2017版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第26講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向講義

1、第26講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向弟L:竟化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)申衡第26講化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng) 進(jìn)行的方向牙姻娶A】1理黑化學(xué)平商常蠡的含義井徒進(jìn)行耐單計(jì)算亠2.7ftk*fi的方向與化學(xué)反應(yīng)的惦畫與嬌變的關(guān)篥。38北學(xué)反應(yīng)在一罡睪件下能否自養(yǎng)進(jìn)行的判斷杭蟹*龍暉利用牝?qū)W反應(yīng)的燔變和堀變判斷化學(xué)反應(yīng)的方向=考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)n知識(shí)梳理夯實(shí)堪礎(chǔ)究破疑難i 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)，生成物濃度幕之積與反應(yīng)物濃度幕之積的 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) nA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g),cp-cq(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)

2、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.正誤判斷，正確的劃“/,錯(cuò)誤的劃“X”(1) 平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一濃度()(2) 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)()(3) 平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)()(4) 化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化()答案 (1) X (2) X (3) X (4) V2 .對(duì)于 Nz(g) + 3f(g)2NH(g)K12NH3(g)N2(g) + 3H2(g

3、)K2試分別寫出平衡常數(shù)表達(dá)式，并判斷其關(guān)系 答案Ki = cc2 NH3N c3 H23c H2 c N2c2 NH?3 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?。看鸢?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。4 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)式也不一樣，但對(duì)應(yīng)物質(zhì) 的轉(zhuǎn)化率相同。例如：cc C aA(g) + bB(g)cC(g)K =. cb B n aA(g) + nbB(g

4、)n cC(g)K2=cnccnb30無論還是，A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。5 書寫下列化學(xué)平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式。(1) Cl 2+ H2OHCI+ HC1O C(s) + HzO(g)CO(g) + H2(g)(3) CH 3COOI+ C2H5OHCHCOOCt+ H2O(4) CO3+ H2OHCO+ OH(5) CaCQ(s)CaO(s) + CO(g)答案c(1) K=-HCI c HCIO c CI2c CO c H2(2) K=cHOK=CHCOOO c H2OCHCOOH c C2HOHC OH c HCO K=c cO K= c(CQ)解題探究劇斬逆型 思維建模題組一多個(gè)反應(yīng)中平

5、衡常數(shù)關(guān)系判斷1 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):2NQ(g) + NaCl(s)NaNQs) + ClNO(g) K2NO(g) + Cl 2(g) 2CINO(g) &則 4NO(g) + 2NaCI(s)2NaNO(s) + 2NO(g) + Cl 2(g)的平衡常數(shù) K(用K、K表示)。K 2答案&c CINO2 2c CINOc Cl2 c NOK解析K lc NQ K K-4c2 NO c Cl 2 ，c4 NO-，所以K見。2 .已知： CO(g)+ 2H2(g)CHOH(g) 2CHOH(g) CHOCH(g) + HO(g) CO(g)+ H2O

6、(g)CQg) + H(g)(用 K、K Ks 表示)o某溫度下三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的值依次為K、K2、K3,則該溫度下反應(yīng)3CO(g) +3f(g)CHOCh(g) + CO(g)的化學(xué)平衡常數(shù) K為答案 K2 Ka K?解析CHOCH c H2O_c2 CHOHH2CO c CO c H2Oc CQ c CHOCHc3 CO c3 H2c CHOCH c H2O c Ha c CQ K, K3=lc2 CH3OH c CO c HO2cc CHOH4CO c H2K2c CO c CHOCH c3 CO c3 Ha_題組二 平衡常數(shù)的影響因素及其應(yīng)用3.甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體

7、燃料。工業(yè)上可利用CO或CQ來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)溫度/c500800 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)Ki2.50.15 H2(g) + CG(g)HO(g) + CO(g)K21.02.50 3H2(g) + CQ(g)CHOH(g) + HaO(g)K3(1)據(jù)反應(yīng)與可推導(dǎo)出K、Kz與&之間的關(guān)系，貝UK3=(用K、K表示)o反應(yīng)的 H0(填“”或“ ”)。500 C時(shí)測(cè)得反應(yīng)在某時(shí)刻H2(g)、CQg)、Ch3OH(g)、HzO(g)的濃度(mol L 1)分別為0.8、0.1、0.3、0.1

8、5，則此時(shí) v 正v逆(填、=或 )。答案(1) K K2 (2)解析(1) K= c2c CHOHh2 c coc CO c H2OK2= c H c COc H2O c CHOHK3= c H c COK3= K1 K2。 根據(jù)K3= K1 K2,500 C、800 C時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為2.5,0.375 ;升溫，K減小，0.15 X 0.3平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以 H0。Q= 荷 X 01 v逆。4 在一個(gè)體積為 2 L的真空密閉容器中加入0.5 mol CaCO,發(fā)生反應(yīng) CaCQs)CaO(s)+ CO(g),測(cè)得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示，圖中A

9、表示CO的平衡濃度與溫度的關(guān)系曲線，B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間時(shí)CO的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。請(qǐng)按要求回答下列問題:(1)該反應(yīng)正反應(yīng)為Tt Tt Ti叫 A 幾巫度/t：dCOj k/nwl * I熱反應(yīng)(填“吸”或“放”)，溫度為 T5 C時(shí)，該反應(yīng)耗時(shí)40 s達(dá)到平衡，則T/C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值為 (2) 如果該反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)(選填編號(hào))。a .一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)b 在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小c .一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)d .在平衡移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速率先減小后增大(3) 請(qǐng)說明隨溫度的升高，曲線 B向曲線A逼近的原因: 保持溫度，體積不變，充入 CO氣體，

10、則CaCO的質(zhì)量, CaO的質(zhì)量CO的濃度(填“增大”，“減小”或“不變”)。0.5 mol N 2,則最后平(5) 在T5C下，維持溫度和容器體積不變，向上述平衡體系中再充入衡時(shí)容器中的CaCO的質(zhì)量為 g。答案 (1) 吸 0.2(2)bc(3) 隨著溫度升高， 反應(yīng)速率加快， 達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短(4) 增大 減小 不變 (5)10解析 (1) T5 C 時(shí)，c(CC2) = 0.20 mol L 二K= c(CO2) = 0.20 o(2) K值增大，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。 體積不變，增大 c(CQ)，平衡左移，CaCO質(zhì)量增大，CaO質(zhì)量減小，由于溫度不變，K不

11、變，所以c(CQ)不變。保持體積、溫度不變，充入N2，平衡不移動(dòng)，c(CQ)仍等于0.20 mol L 1,其物質(zhì)的量為0.4 mol，所以剩余 CaCO勺物質(zhì)的量為 0.5 mol 0.4 mol = 0.1 mol，其質(zhì)量為10 g。I 反思?xì)w納 1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)反應(yīng)物與生成物對(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,濃度有如下關(guān)系:cdcC cDabcA cBQ稱為濃度商。v逆Q = K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，正=v逆K 反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正0,請(qǐng)回答下列問題：(1) 在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度

12、分別為c(M) = 1 mol L-1, c(N) = 2.4 mol L 1;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 mol L 1, c(N) = a mol L 1;達(dá)到平衡后，c(P) = 2 mol L 1, a=。(4) 若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M) = c(N) = bmol L 1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為。答案(1)25%增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)+N(g)P(g) + Q(g)始態(tài)1mol L12.40

13、01變化量 mol L1X 60%1 x 60%1 mol L 1 x 60%因此N的轉(zhuǎn)化率為十 x 100%= 25%2.4 mol L(2) 由于該反應(yīng)的 H0,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:1c(M) = 0.4 mol L c(N) = 1.8 mol L1c(P) = 0.6 mol Lc(Q) = 0.6 mol Lc P c Q因此化學(xué)平衡常數(shù)K= c m c N1c(P) = 2 mol Lc(Q) = 2 mol Lc(M) = 2 mol Lc(N) = (a 2) mol L2X212x a 2 = 2解得

14、a= 6。(4)設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則達(dá)到平衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為一1 1c(M) = b(1 x) mol Lc(N) = b(1 x) mol L1一 1c(P) = bx mol L c(Q) = bx mol LcP c Q =bx bx= 1c M c N b 1 x b 1 x 2解得x 41%題組二化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算2. SO常用于制硫酸，其中一步重要的反應(yīng)為2SO(g) + Q(g)2SO(g) Hv 0。若向一個(gè)2 L的密閉容器中充入 0.4 mol SO 2、0.2 mol O 2和0.4 mol SO 3,發(fā)生上述反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題：(1) 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡

15、時(shí)，各物質(zhì)的濃度可能是 (填字母)。11A. c(SO2) = 0.3 mol L 、CQ2) = 0.15 mol L1B. c(SQ) = 0.4 mol L11C. c(O2)= 0.2 mol L 、c(SO2) = 0.4 mol L1D. c(SQ) = 0.3 mol L(2) 任選上述一種可能的情況，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)為 。 某溫度時(shí)，將 4 mol SO 2和2 mol O 2通入2 L密閉容器中，10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，SO的轉(zhuǎn)化率為80%貝U 010 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(O =，該溫度下反應(yīng) 2SO(g)+ C2(g)2SO(g)的平衡常數(shù) K=。20

16、. .答案 (1)AD(2) 27(或 180)(3)0.08 mol L min 80解析2SO(g) + Q(g) 2SO(g)起始濃度(mol L1 )0.20.10.2正向進(jìn)行一 1到底 molL000.4逆向進(jìn)行到底 mol L 一10.40.20由此可知，A D項(xiàng)可能。2SO2(g) + Q(g) 2SO(g)起始濃度mol L 10.20.10.2轉(zhuǎn)化濃度mol L0.10.050.1平衡濃度mol L t0.30.15 0.10.1 2200.3 21min ?？傻肁項(xiàng)中Kp 0.3 2x 0.15 =刃，同理可得出選項(xiàng)D中0.1 2X 0.05 = 180。 3.2 mol(

17、3) v(SQ) = 0.16 mol L min ，換算出 v(O2)= 0.08 mol L2 L 10 min2SO2(g) + Q(g)2SO(g)起始濃度mol L121 0轉(zhuǎn)化濃度mol L 1 1.60.8 1.6平衡濃度mol L 10.41.620.2 1.6可得 K= 0.4 2x 0.2 = 80?？键c(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向D知識(shí)梳理夯實(shí)基咄突破聶淮1 自發(fā)過程(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)行的過程。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序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。2 .自發(fā)反應(yīng)

18、在一定條件下無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)放岀的熱量越多， 體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全?？梢?，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) 豈) S(s)。b

19、 熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用as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) 厶H TA S0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。:深度思考】1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)的快慢等問題。2 正誤判斷，正確的劃“/,錯(cuò)誤的劃“X”(1) 放熱過程有自發(fā)進(jìn)行的傾向性， 但并不一定能自發(fā)進(jìn)行，吸熱過程沒有自發(fā)進(jìn)行的傾向性,但在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行()(2) 反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需綜合考慮焓變和熵變對(duì)反應(yīng)的影響答案V (2) V解

20、題探究剖析題型思維建槿題組一 焓變與自發(fā)反應(yīng)i 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 下列過程屬于熵增加過程的是()A. 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C. 4NO(g) + Q(g)=2N2C5 (g)D. 固態(tài)碘升華答案 D3. 下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是()A. CO(g) + 2H2(g)=CHsOH(g)B. CaC冊(cè) 2HC

21、I=CaCb+ HO+ COfC. C(s) + Q(g)=CQ(g)D. 2Hg(I) + C2(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)使混亂度增大，熵增加。題組三復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用_ 14 .已知：(NH4)2CO(s)=NH4HCO(s) + NH(g) H= + 74.9 kJ mol。下列說法中正確的是()A. 該反應(yīng)中熵變小于 0,焓變大于0B. 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此一定不能自發(fā)進(jìn)行C. 碳酸鹽分解反應(yīng)中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進(jìn)行D. 判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行需要根據(jù) H與 S綜合考慮答案 D5.灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫

22、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 C、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 C、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 Hh_ 2 180.91 1一 1J mol , S= 6.61 J mol K 。答案 會(huì)自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。一 1一 o一 1一 1一3 解析 Hk TA S= 2 180.9 J mol 一 X 10 273 K X ( 6.61 J mol 一 7一)X 10一 一 10.38 kJ mol (g)K= 0.1n始/mol) 10n00n變/mol 222 2n平/mol) 8n 222因?yàn)?/p>

23、該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，所以有K= 0.1，解得n= 7,正8X n 2確；D項(xiàng)，根據(jù)上述計(jì)算可知 CO的轉(zhuǎn)化率為20%錯(cuò)誤。3. 2015 海南，16(2)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HQ 250 C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1 mol硝酸銨完全分解，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 mol。 2答案 NH4NGNkOf+ 2H2OTK= C(N2。) c (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

24、入平衡常數(shù)表達(dá)式中；NHNO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)，Nk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 1 mol NH 4NO完全分解時(shí)轉(zhuǎn)移 4 mol電子。CH2CH3(g)4. 2015 浙江理綜，28(2)(3)(4) 乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：CHCIb(g) + H2(g)催化劑(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a ,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(用a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1 : 9)

25、,控制反應(yīng)溫度600 C,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：hRAJ VM SUU WOBOOMA/tr主十掃営汙乍鎳2411IKI 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 C的理由是。(4) 某研究機(jī)構(gòu)用 CO代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝一一乙苯-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)：CO+ H2=CG- H2O, CO+

26、C=2CO新工藝的特點(diǎn)有(填編號(hào))。 CQ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CO資源利用 答案(2)(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 C,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):改變物質(zhì)的量n a平衡物質(zhì)的量(1 a ) n平衡時(shí)體積為(1 + a ) Vn an a平衡常數(shù)K=1 + a V1 + a V1 an1 +a Vn an an an a2n a1a 2 V另外利用分壓也

27、可以計(jì)算出:2(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 C時(shí)，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率較大，苯乙烯的選擇性較高。(4) CQ與Hz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；CQ2能與碳反應(yīng)，生成 CQ減少積炭，正確；充分利用CQ資源，正確。故選。5. 2015 全國(guó)卷I, 28(4)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g) + I 2(g)在716 K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/mi

28、n020406080120x(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(I 2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，貝U k逆為(以K和k正表示)。若k正=0.002 7 min -1, 在 t = 40 min時(shí)，v 正=min 。 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)。T=U11=M1答案0.10

29、8 X 0.1080.784_ 3k正/K 1.95 X 10A點(diǎn)、E點(diǎn)解析2HI(g)H2 (g) + 12 (g)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)。反應(yīng)后x(HI)=0.108 x 0.108小c H2 c I2V V 0.108 X 0.108-0.784，則 x(H2)= x(|2)=。.108 , K= 隔 廠 0.784 2。V到達(dá)平衡時(shí),v 正=v 逆，即 k 正 x2(HI) = k 逆 x(H2)x(I 2),2x HIx H2 x 12=k 正 / K, 在2 12一 3 1t = 40 min 時(shí)，x(HI) = 0.85 , v 正=k 正x (HI) = 0.002

30、7 min 一 X (0.85)= 1.95 X 10 一 min 一。 原平衡時(shí)，x(HI)為0.784 , x(H2)為0.108，二者圖中縱坐標(biāo)均約為1.6(因?yàn)槠胶鈺r(shí)v正=v逆)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)在1.6上面，升高溫度，平衡向正反應(yīng) 方向移動(dòng)，x(HI)減小(A點(diǎn)符合)，x(H2)增大(E點(diǎn)符合)。6. (2015 全國(guó)卷H,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 CO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)+ 2f(g) CQ(g) + 3H2(g) CQ(g) + (g)回答下列問題：CHOH(g) H

31、CHOH(g) + H2O(g) H2CO(g) + H2O(g) H(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H- HC- OCOh- oc- h日kJ mol 4363431 076465413由此計(jì)算 Hi =kJ mol 一 ；已知 H2= 58 kJ mol 一，則 H3=kJ mol-1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 (3)合成氣組成n (H2)/ n (CM CO) = 2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。a (CO)值隨溫度升高而 (填“增大”或“減

32、小”)，其原因是圖2中的壓強(qiáng)由大到小為 ，其判斷理由是 。答案(1) 99+ 41c CH3OH(2) K= cCOTC? a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 P3P2P1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)化率升高解析(1)根據(jù)鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系可知， H =反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能

33、之和=(11 1 1 1 1076 kJ mol + 2X 436 kJ mol ) (413 kJ mol x 3+ 343 kJ mol + 465 kJ mol )1=99 kJ mol 。根據(jù)質(zhì)量守恒定律：由可得：CQ(g) + H2(g)CO(g)+ H20(g)，結(jié)合蓋斯定律可得:一 1 一 1 1 H3=A |-bA H= ( 58 kJ mol ) ( 99 kJ mol ) = + 41 kJ mol 。(2)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫要求可知，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為c CHOH c CO c2 H2。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K減小，故曲線a符合要求。 由圖

34、2可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，其原因是反應(yīng)為放 熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，又使產(chǎn) 生CO的量增大，而總結(jié)果是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。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P1P2 H20 CQD.以上說法都不正確答案 C解析 K的表達(dá)式應(yīng)為Na c QK = cNO，A錯(cuò)誤；常溫下，水分解產(chǎn)生Q，是Ha和Q化合生成H2O的逆反應(yīng),

35、因此其平衡常數(shù)的數(shù)值應(yīng)為K2的倒數(shù)，數(shù)值為5X 10 82, B錯(cuò)誤；由于三個(gè)反應(yīng)都處在常溫下,根據(jù)K值的大小可以得出三種化合物分解放出Q的傾向由大到小的順序?yàn)?NO H20 CO,C正確。t C時(shí)，某平衡體系中含有X Y、Z、W四種物質(zhì)，此溫度下發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式A.K=； 丫 W。有關(guān)該平衡體系的說法正確的是()當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡B.增大壓強(qiáng)，各物質(zhì)的濃度不變C.升高溫度，平衡常數(shù) K增大D.增加X的量，平衡既可能正向移動(dòng)，也可能逆向移動(dòng)答案 A解析首先根據(jù)平衡常數(shù)的定義推知，反應(yīng)前后氣體的體積保持不變，即平衡體系中Y是生成物且是氣體，Z和W是反應(yīng)物

36、且也是氣體，X未計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中，說明X是固體或液體，但不能確定是反應(yīng)物還是生成物，由此可知，A正確；增大壓強(qiáng)雖然平衡不移動(dòng)，但由于體積變小，因此各物質(zhì)的濃度均增大，B錯(cuò)誤；由于反應(yīng)的熱效應(yīng)未知，因此C錯(cuò)誤；X未計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中，X量的多少不影響平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤。催化劑6 一定條件下合成乙烯：6f(g) + 2CO(g)CH=CH(g) + 4fO(g);已知溫度對(duì) CQ的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖，下列說法不正確的是()A. 生成乙烯的速率：v(M)有可能小于v(N)B. 平衡常數(shù)：KM KNC. 當(dāng)溫度高于250 C,升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，從而使催化劑的催化效率

37、降低D. 若投料比n(H2) ： n(CQ) = 3 : 1，則圖中M點(diǎn)時(shí)，乙烯的體積分?jǐn)?shù)為 7.7%答案 C解析 升溫，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以KKn, B正確；A項(xiàng)，N點(diǎn)雖然催化劑的催化效率低于M點(diǎn)，但溫度高，所以有可能v(N)v(M)，正確；C項(xiàng)，催化劑的催化效率降低， 是由于溫度升高，催化劑的活性降低造成的，不是平衡移動(dòng)造成的，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，M點(diǎn)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%此時(shí)，乙烯的體積分?jǐn)?shù)為1-x 1X 50%2x 100% 7.7%。1 13 1 X 50% 0 平衡常數(shù)為 K1 ；反應(yīng) O + O2C2 Hv 0 平衡常數(shù)為K2 ；總反應(yīng)：2Q3Q Hv

38、 0 平衡常數(shù)為 匕下列敘述正確的是()A. 降低溫度，K減小B . K= K1+ K2C.適當(dāng)升溫，可提高消毒效率D 壓強(qiáng)增大，K2減小答案 C解析 A項(xiàng)，降溫，總反應(yīng)平衡右移,c Q c 01K增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，K=:、K =c O2c Oc O c Oc3 02 K= c=K 錯(cuò)誤;C項(xiàng)，升溫，反應(yīng)右移,c(O)增大,提高消毒效率，正確；D項(xiàng)，對(duì)于給定的反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，錯(cuò)誤。8定溫度下(Tiv T2)，在三個(gè)體積均為 2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CO(g) + 2H2(g)CHOH(g)容器溫度/ c起始物質(zhì)的量/mol平衡物質(zhì)的量/mol編號(hào)COH2CHOH(g)I

39、T10.20.40.18nT10.40.8出Ta0.20.40.16下列說法正確的是()A. 該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B. 達(dá)平衡時(shí)，容器I中 CHOH(g)的體積分?jǐn)?shù)比容器H中的大C. 采取加壓、增大 c(H2)、加入合適的催化劑等措施，都能提高CO勺轉(zhuǎn)化率D. 若起始時(shí)向容器I中充入CO 0.2 mol、H2 0.2 mol、CHOH(g) 0.5 mol ，反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進(jìn)行 答案 D解析 A項(xiàng)，對(duì)比I、川數(shù)據(jù)，可知溫度升高，CHOH的物質(zhì)的量減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H相對(duì)于I是成比例的增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H中CHOH

40、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，催化劑不影響平衡移動(dòng)，故不會(huì)提高 CO的轉(zhuǎn)化率，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由I中數(shù)據(jù)有：CO(g)+ 2f(g)CHOH(g)c始/mol L 0.10.20c變/mol t 0.090.180.09mol t 0.010.020.09250KK_c CH3OH_0.09_ 22 500c CHOH_0.25=cCO c2H2=0.01 X 0.022 = 22 500，Q cCO C2H2= 0.1 X 0.12向正反應(yīng)方向建立平衡，正確。9 .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)過程持續(xù)升

41、高溫度，測(cè)得混合體系中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B. W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于 M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率C. Q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 C解析 A項(xiàng)，分析圖像，X的體積分?jǐn)?shù)先減小后增大，減小到最低，這是化學(xué)平衡的建立過程，后增大，這是平衡的移動(dòng)過程，升高溫度，體積分?jǐn)?shù)增大，說明升高溫度，平衡向左移動(dòng)， 使平衡常數(shù)減小，故 A錯(cuò)；B項(xiàng)，M點(diǎn)溫度高，故反應(yīng)速率快，B錯(cuò)誤；從開始到 Q點(diǎn)是正向建立平衡的過程，轉(zhuǎn)化率逐漸增大，從Q到M點(diǎn)升高溫度，平衡向左移動(dòng)，使轉(zhuǎn)化率降低，Q點(diǎn)最大，故C正確；平衡時(shí)再充入 Z,達(dá)到的新平衡與原平衡是等效的，故體積分?jǐn)?shù)相等，D錯(cuò)。10 .加熱 NO,依次發(fā)生的分解反應(yīng)為N 2O5(g)NO(g) + Q(g)，N 2(g)N2O(g) +C2(g)。在容積為2 L的密閉容器中充入 8 mol N2Q,加熱到t C,達(dá)到平衡狀態(tài)后 O2為9 mol, N2Q為3.4 mol，貝U t C時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為 ()A. 10.7 B.8.5 C . 9.6 D . 10.2答案 B解析NQ(g)NO(g) +Q(g)起始/mol800平衡/mol8 xxxN2Q(g)NbO(g) + Q(g)起始/molx00