高中化學-化學平衡常數的應用和計算

課時34化學平衡常數的應用和計算知識點一化學平衡常數的概念及應用【考必備·清單】1．概念在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，用符號eq\a\vs4\al(K)表示。2．表達式(1)對于反應mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。如：C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)的平衡常數表達式K＝eq\f(c（CO）·c（H2）,c（H2O）)。[名師點撥]①固體和純液體物質的濃度視為常數，通常不寫入平衡常數表達式中，但水蒸氣需寫入。②計算時，代入平衡常數表達式的濃度是平衡濃度。(2)化學平衡常數是指某一個具體反應的平衡常數，當化學反應方向改變或化學計量數改變時，化學平衡常數也發(fā)生改變，例如：化學方程式平衡常數表達式相互關系2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)K1＝eq\f(c（N2）·c3（H2）,c2（NH3）)K1＝eq\f(1,K2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(用K2表示))K3＝eq\r(K2)(或Keq\s\up6(\f(1,2))_2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(用K2表示))N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)K2＝eq\f(c2（NH3）,c（N2）·c3（H2）)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)?NH3(g)K3＝eq\f(c（NH3）,c\s\up6(\f(1,2))（N2）·c\s\up6(\f(3,2))（H2）)[實例]已知下列反應在某溫度下的平衡常數：H2(g)＋S(s)?H2S(g)K1S(s)＋O2(g)?SO2(g)K2則在該溫度下反應H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數為K1/K2。(用K1、K2表示)[名師點撥]化學平衡常數與化學方程式書寫形式的關系①正、逆反應的平衡常數互為倒數。②若化學方程式中各物質的化學計量數都變成n倍或eq\f(1,n)倍，則化學平衡常數變?yōu)樵瓉淼膎次冪或eq\f(1,n)次冪。③兩方程式相加得到新的化學方程式，其化學平衡常數是兩反應平衡常數的乘積。3．意義與影響因素(1)K值越大，反應物的轉化率越高，正反應進行的程度越大。(2)K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。4．應用(1)判斷可逆反應進行的程度K<10－510－5～105>105反應程度很難進行反應可逆反應可接近完全(2)判斷化學反應進行的方向對于化學反應aA(g)＋bB(g)?cC(g)＋dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商Q＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)。Q<K，反應向eq\a\vs4\al(正)反應方向進行；Q＝K，反應處于平衡狀態(tài)；Q>K，反應向eq\a\vs4\al(逆)反應方向進行。(3)判斷可逆反應的熱效應【夯基礎·小題】1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常數表達式為K＝eq\f(c3（H＋）,c（Fe3＋）·c3（H2O）)()(2)恒溫、恒容條件下，發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡，向容器中再充入1molSO2，平衡正向移動，化學平衡常數增大()(3)化學平衡常數只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關；溫度越高，化學平衡常數越大()(4)改變條件，使反應物的平衡轉化率都增大，該可逆反應的平衡常數一定增大()(5)催化劑能改變化學反應速率，也能改變平衡常數()(6)平衡常數發(fā)生變化，化學平衡一定發(fā)生移動()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．高溫下，某反應達到平衡狀態(tài)，平衡常數K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)。恒容時，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是()A．該反應的焓變?yōu)檎礏．恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小C．升高溫度，逆反應速率減小D．該反應的化學方程式為CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)解析：選A根據平衡常數的表達式可得出該反應的化學方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)；升高溫度，正、逆反應速率均增大，H2濃度減小，平衡正向移動，說明正反應是吸熱的，焓變?yōu)檎?；在恒溫恒容下，增大壓強的方法有多種，H2濃度變化不確定。3．在一定溫度下，已知以下三個反應的平衡常數：反應①：CO(g)＋CuO(s)?CO2(g)＋Cu(s)K1反應②：H2(g)＋CuO(s)?Cu(s)＋H2O(g)K2反應③：CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)K3(1)反應①的平衡常數表達式為________。(2)反應③的K3與K1、K2的關系是K3＝________。解析：(2)K3＝eq\f(c（CO2）·c（H2）,c（CO）·c（H2O）)，K2＝eq\f(c（H2O）,c（H2）)，結合K1＝eq\f(c（CO2）,c（CO）)，可知K3＝eq\f(K1,K2)。答案：(1)K1＝eq\f(c（CO2）,c（CO）)(2)eq\f(K1,K2)知識點二化學平衡常數(K)、轉化率的相關計算【考必備·清單】1．明確三個量——起始量、變化量、平衡量N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫、高壓))2NH3起始量130轉化量abc平衡量1－a3－bc①反應物的平衡量＝起始量－轉化量。②生成物的平衡量＝起始量＋轉化量。③各物質轉化濃度之比等于它們在化學方程式中化學計量數之比。轉化濃度是聯(lián)系化學方程式、平衡濃度、起始濃度、轉化率、化學反應速率的橋梁。因此抓住轉化濃度是解題的關鍵。2．掌握四個公式(1)反應物的轉化率＝eq\f(n（轉化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（轉化）,c（起始）)×100%。(2)生成物的產率：實際產量(指生成物)占理論產量的百分數。一般地，轉化率越大，原料利用率越高，產率越大。產率＝eq\f(實際產量,理論產量)×100%。(3)平衡時混合物組分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡時各物質的總量)×100%。(4)某組分的體積分數＝eq\f(某組分的物質的量,混合氣體總的物質的量)×100%。3．謹記一個答題模板對于反應：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量分別為amol、bmol，達到平衡后，A的轉化量為mxmol，容器容積為VL，則有以下關系：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始/molab00轉化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx則有：①K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(px,V)))\s\up12(p)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(qx,V)))\s\up12(q),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a－mx,V)))\s\up12(m)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b－nx,V)))\s\up12(n))②c平(A)＝eq\f(a－mx,V)mol·L－1③α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)④φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋（p＋q－m－n）x)×100%⑤eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋（p＋q－m－n）x,a＋b)⑥ρ混＝eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,V)g·L－1⑦平衡時體系的平均摩爾質量：M＝eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,a＋b＋（p＋q－m－n）x)g·mol－1[名師點撥]計算平衡常數時代入的必須是各物質的平衡濃度(對于反應前后氣體總體積不變的反應，也可以用各物質平衡時的物質的量)。平衡常數的單位是一個復合單位，可寫，也可以不寫?！咎筋}源·規(guī)律】[典例](1)(2019·全國卷Ⅲ)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。Deacon發(fā)明的直接氧化法為：4HCl(g)＋O2(g)?2Cl2(g)＋2H2O(g)。下圖為剛性容器中，進料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時HCl平衡轉化率隨溫度變化的關系：可知反應平衡常數K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設HCl初始濃度為c0，根據進料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數據計算K(400℃)＝________(列出計算式)。按化學計量比進料可以保持反應物高轉化率，同時降低產物分離的能耗。進料濃度比c(HCl)∶c(O2)過低、過高的不利影響分別是______________________________。(2)(2019·全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。某溫度下，等物質的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內發(fā)生反應：(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)ΔH3＝＋89.3kJ·mol－1。若起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉化率為________，該反應的平衡常數Kp＝____________Pa。[解析](1)由圖像知，隨著溫度的升高，HCl的平衡轉化率降低，所以4HCl(g)＋O2(g)?2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH<0，升高溫度平衡左移，則K(300℃)>K(400℃)。在溫度一定的條件下，c(HCl)和c(O2)的進料比越大，HCl的平衡轉化率越低，所以題圖中自上而下三條曲線是c(HCl)∶c(O2)(進料濃度比)為1∶1、4∶1、7∶1時的變化曲線。當c(HCl)∶c(O2)＝1∶1時，列三段式：4HCl(g)＋O2(g)?2Cl2(g)＋2H2O(g)eq\a\vs4\al(起始,濃度,（mol/L）)c0c000eq\a\vs4\al(轉化,濃度,mol/L）)0.84c00.21c00.42c00.42ceq\a\vs4\al(平衡,濃度,（mol/L）)(1－0.84)c0(1－0.21)c00.42c00.42c0K(400℃)＝eq\f(（0.42c0）2×（0.42c0）2,（1－0.84）4ceq\o\al(4,0)×（1－0.21）c0)＝eq\f(0.422×0.422,（1－0.84）4×（1－0.21）c0)。c(HCl)∶c(CO2)過高時，HCl轉化率較低；當c(HCl)∶c(O2)過低時，過量的O2和Cl2分離時能耗較高。(2)設碘和環(huán)戊烯的物質的量均為1mol，達平衡時轉化的物質的量為xmol，由題意得：(g)＋I2(g)(g)＋2HI(g)初始物質的量/mol1100轉化物質的量/molxxx2x平衡物質的量/mol1－x1－xx2x平衡時，容器內氣體總物質的量為(2＋x)mol，則有eq\f(（2＋x）mol－2mol,2mol)×100%＝20%，解得x＝0.4，則環(huán)戊烯的轉化率為eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%，總壓強為105Pa×(1＋20%)＝1.2×105Pa，因此各種氣體的分壓為p()＝1.2×105Pa×eq\f(0.6mol,2.4mol)＝0.3×105Pa，p(I2)＝1.2×105Pa×eq\f(0.6mol,2.4mol)＝0.3×105Pa，p()＝1.2×105Pa×eq\f(0.4mol,2.4mol)＝0.2×105Pa，p(HI)＝1.2×105Pa×eq\f(0.8mol,2.4mol)＝0.4×105Pa，反應的平衡常數Kp＝eq\f(p（）×[p（HI）]2,p（）×p（I2）)＝eq\f(0.2×105Pa×（0.4×105Pa）2,0.3×105Pa×0.3×105Pa)≈3.56×104Pa。[答案](1)大于eq\f(（0.42）2×（0.42）2,（1－0.84）4×（1－0.21）c0)O2和Cl2分離能耗較高、HCl轉化率較低(2)40%3.56×104[規(guī)律方法]壓強平衡常數(Kp)的計算方法(1)Kp的含義在化學平衡體系中，用各氣體物質的平衡分壓替代平衡濃度計算的平衡常數叫壓強平衡常數，用Kp表示。(2)計算流程【夯基礎·小題】1．某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中，發(fā)生反應：aA(g)＋B(g)?C(g)＋D(g)，5min后達到平衡，已知該溫度下其平衡常數K＝1，若溫度不變時將容器的體積擴大為原來的10倍，A的轉化率不發(fā)生變化，則()A．a＝1 B．a＝2C．B的轉化率為40% D．B的轉化率為60%解析：選AC溫度不變，擴大容器體積(相當于減小壓強)時，A的轉化率不變，說明反應前后氣體的體積不變，即a＝1，A正確，B錯誤；設達到平衡時，B的轉化量為xmol，則A、B、C、D的平衡量分別為(2－x)mol、(3－x)mol、xmol、xmol，設容器體積為1L，則平衡常數K＝1＝eq\f(x2,（2－x）（3－x）)，解得x＝1.2，B的轉化率＝1.2÷3×100%＝40%，C正確，D錯誤。2．將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應：①NH4I(s)?NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)?H2(g)＋I2(g)。達到平衡時：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應①的平衡常數為________。解析：由平衡時H2的濃度，可求得反應②分解消耗HI的濃度，c分解(HI)＝0.5mol·L－1×2＝1mol·L－1，故①式生成c(HI)＝c平衡(HI)＋c分解(HI)＝4mol·L－1＋1mol·L－1＝5mol·L－1，則c平衡(NH3)＝5mol·L－1，根據平衡常數表達式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。答案：20eq\a\vs4\al([易錯提醒])本題易錯填成25。原因是將①式生成的c(HI)＝5mol·L－1代入公式中計算，而未代入平衡時HI的濃度(4mol·L－1)。計算平衡常數時，應嚴格按照平衡常數的計算公式計算，代入的一定是物質的平衡濃度。3.在恒容密閉容器中通入CH4與CO2，使其物質的量濃度均為1.0mol·L－1，在一定條件下發(fā)生反應：CO2(g)＋CH4(g)?2CO(g)＋2H2(g)，測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所示：則：(1)該反應的ΔH________(填“<”“＝”或“>”)0。(2)壓強p1、p2、p3、p4由大到小的關系為________。壓強為p4時，在b點：v(正)________(填“<”“＝”或“>”)v(逆)。(3)對于氣相反應，用某組分(B)的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數(記作Kp)，則該反應的平衡常數的表達式Kp＝________；如果p4＝0.36MPa，求a點的平衡常數Kp＝________。(保留3位有效數字，用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)解析：(1)根據圖示，壓強不變時，升高溫度，CH4的平衡轉化率增大，說明平衡向正反應方向移動。根據升溫時，平衡向吸熱反應方向移動可知，正反應為吸熱反應，ΔH>0。(2)該平衡的正反應為氣體分子數增大的反應，溫度不變時，降低壓強，平衡向正反應方向移動，CH4的平衡轉化率增大，故p4>p3>p2>p1。壓強為p4時，b點未達到平衡，反應正向進行，故v(正)>v(逆)。(3)由用平衡濃度表示的平衡常數類推可知，用平衡壓強表示的平衡常數Kp＝eq\f(p2（CO）·p2（H2）,p（CO2）·p（CH4）)。壓強為p4時，a點CH4的平衡轉化率為80%，則平衡時c(CH4)＝c(CO2)＝0.2mol·L－1，c(CO)＝c(H2)＝1.6mol·L－1，則p(CH4)＝p(CO2)＝p4×eq\f(0.2,0.2×2＋1.6×2)＝eq\f(1,18)p4，p(CO)＝p(H2)＝p4×eq\f(1.6,0.2×2＋1.6×2)＝eq\f(8,18)p4，故Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,18)p4))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,18)p4))\s\up12(2),\f(1,18)p4×\f(1,18)p4)＝eq\f(84×peq\o\al(2,4),182)＝1.64。答案：(1)>(2)p4>p3>p2>p1＞(3)eq\f(p2（CO）·p2（H2）,p（CO2）·p（CH4）)1.64知識點三核心素養(yǎng)遷移——化學反應速率常數及其應用1．速率常數含義速率常數(k)是指在給定溫度下，反應物濃度皆為1mol·L－1時的反應速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數大小來比較化學反應的反應速率。化學反應速率與反應物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數是其比例常數，在恒溫條件下，速率常數不隨反應物濃度的變化而改變。因此，可以應用速率方程求出該溫度下任意濃度時的反應速率。2．速率方程一定溫度下，化學反應速率與反應物濃度以其計量數為指數的冪的乘積成正比。對于反應：aA＋bB=gG＋hH則v＝kca(A)·cb(B)(其中k為速率常數)。如：①SO2Cl2?SO2＋Cl2v＝k1c(SO2Cl2②2NO2?2NO＋O2v＝k2c2(NO2③2H2＋2NO?N2＋2H2Ov＝k3c2(H2)·c23．速率常數的影響因素溫度對化學反應速率的影響是顯著的，速率常數是溫度的函數，同一反應，溫度不同，速率常數將有不同的值，但濃度不影響速率常數。[典例](2018·全國卷Ⅲ)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。對于反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)ΔH＝＋48kJ·mol－1，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHCl3的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。(1)343K時反應的平衡轉化率α＝________%。平衡常數K343K＝________(保留2位小數)。(2)比較a、b處反應速率大?。簐a______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數，x為物質的量分數，計算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數)。[解析](1)溫度越高，反應速率越快，達到平衡的時間越短，曲線a達到平衡的時間短，則曲線a代表343K時SiHCl3的轉化率變化，曲線b代表323K時SiHCl3的轉化率變化。由題圖可知，343K時反應的平衡轉化率α＝22%。設起始時SiHCl3(g)的濃度為1mol·L－1，則有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始/(mol·L－1)100轉化/(mol·L－1)0.220.110.11平衡/(mol·L－1)0.780.110.11則343K時該反應的平衡常數K343K＝eq\f(c（SiH2Cl2）·c（SiCl4）,c2（SiHCl3）)＝eq\f(（0.11mol·L－1）2,（0.78mol·L－1）2)≈0.02。(2)溫度越高，反應速率越快，a點溫度為343K，b點溫度為323K，故反應速率：va＞vb。反應速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，則有v正＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)，v逆＝k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，343K下反應達到平衡狀態(tài)時v正＝v逆，即k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)＝k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，此時SiHCl3的平衡轉化率α＝22%，經計算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質的量分數分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉化率α＝20%，此時SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質的量分數分別為0.8、0.1、0.1，則有[答案](1)220.02(2)大于1.31．(2019·南寧期末)反應2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的熱量，該反應的速率表達式為v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測)，其反應包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時測得有關實驗數據如下：序號c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列說法錯誤的是()A．整個反應速率由第①步反應決定B．正反應的活化能一定是①＜②C．該反應速率表達式：v＝5000c2(NO)·c(H2D．該反應的熱化學方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1解析：選BA．由①、②兩反應知，反應過程中反應慢的反應決定反應速率，整個反應速率由第①步反應決定，正確；B.反應①慢，說明反應①的活化能高，正反應的活化能一定是①>②，錯誤；C.比較實驗Ⅰ、Ⅱ數據可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應速率增大一倍，比較實驗Ⅲ、Ⅳ數據可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應速率增大四倍，據此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依據實驗Ⅰ中數據計算k＝5000，則速率表達式為v＝5000c2(NO)·c(H2)，正確；D.反應2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664kJ，熱化學方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－12．(2019·洛陽聯(lián)考)已知化學反應：NO2＋CO?NO＋CO2，①當t<250℃時，v＝k·c2(NO2)，②當t>250℃時，v＝k·c(NO2)·c(CO)。以上兩式中v為反應速率，k為速率常數(一定溫度下為定值)。下列敘述正確的是()A．當NO2和CO的濃度相等時，升高或降低溫度，反應速率不變B．因反應前后氣體分子數目不變，故改變壓強反應速率不變C．增大NO2的濃度為原來的2倍，反應速率一定變?yōu)樵瓉淼?倍D．當溫度低于250℃時，改變CO的濃度，反應速率基本不變解析：選CD升高溫度，反應速率加快，降低溫度，反應速率減慢，A項錯誤；該反應前后氣體分子數目不變，改變壓強，平衡不移動，但反應速率對應改變，B項錯誤；增大NO2的濃度為原來的2倍，若t>250℃，根據v＝k·c(NO2)·c(CO)可知，反應速率變?yōu)樵瓉淼?倍，C項正確；當溫度低于250℃時，根據v＝k·c2(NO2)可知，一定溫度下，反應速率只與c(NO2)有關，改變CO的濃度，反應速率不變，D項正確。3．研究氮氧化物的反應機理，對于消除環(huán)境污染有重要意義。升高溫度絕大多數的化學反應速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的速率卻隨溫度的升高而減小。某化學小組為研究特殊現(xiàn)象的實質原因，查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應歷程分兩步：①2NO(g)?N2O2(g)(快)v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)ΔH1＜0②N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)(慢)v2正＝k2正c(N2O2)·c(O2)v2逆＝k2逆c2(NO2)ΔH2＜0請回答下列問題：(1)一定溫度下，反應2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數表達式K＝________，根據速率方程分析，升高溫度該反應速率減小的原因是________(填字母)。a．k2正增大，c(N2O2)增大b．k2正減小，c(N2O2)減小c．k2正增大，c(N2O2)減小d．k2正減小，c(N2O2)增大(2)由實驗數據得到v2正～c(O2)的關系可用如圖表示。當x點升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳狞c為______(填字母)。解析：(1)由反應達到平衡狀態(tài)可知，v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正×v2正＝v1逆×v2逆，即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)·c(O2)＝k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2)，則K＝eq\f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）)＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)。(2)因為決定2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)速率的是反應②，升高溫度，v2正減小，平衡向逆反應方向移動，c(O2)增大，因此當x點升高到某一溫度時，c(O2)增大，v2正減小，符合條件的點為a。答案：(1)eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)c(2)a4．(2016·海南高考)順-1，2-二甲基環(huán)丙烷和反-1，2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉化：該反應的速率方程可表示為：v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數，分別稱作正、逆反應速率常數?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應的平衡常數值K1＝________；該反應的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構體的質量分數隨時間變化的曲線是________(填曲線編號)，平衡常數值K2＝________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是______________________________________________________。解析：(1)根據v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006s－1，則v(正)＝0.006c(順)；k(逆)＝0.002s－1，v(逆)＝k(逆)c(反)＝0.002c(反)；化學平衡狀態(tài)時正、逆反應速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝c(反)/c(順)＝0.006÷0.002＝3；該反應的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放(2)反應開始時，c(順)的濃度大，單位時間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設順式異構體的起始濃度為x，該可逆反應左右物質的化學計量數相等，均為1，則平衡時，順式異構體為0.3x，反式異構體為0.7x，所以平衡常數值K2＝0.7x÷0.3x＝eq\f(7,3)，因為K1＞K2，放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動，所以溫度t2大于t1。答案：(1)3小于(2)Beq\f(7,3)大于放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動隨堂檢測反饋1．(2017·全國卷Ⅰ)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應：H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)。在610K時，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應平衡后水的物質的量分數為0.02。①H2S的平衡轉化率α1＝__________%，反應平衡常數K＝________。②在620K重復實驗，平衡后水的物質的量分數為0.03，H2S的轉化率α2______α1，該反應的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)③向反應器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉化率增大的是________(填標號)。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：①用三段式法計算：該反應前后是等氣體分子數反應，平衡時n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000轉化/mol0.010.010.010.01平衡/mol0.390.090.010.01α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。對于等氣體分子數反應，可直接用物質的量替代濃度計算平衡常數：K＝eq\f(c（COS）·c（H2O）,c（H2S）·c（CO2）)＝eq\f(0.01×0.01,0.39×0.09)≈2.8×10－3。②總物質的量不變，H2O的物質的量分數增大，說明平衡向右移動，H2S的轉化率增大。即升高溫度，平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應。③平衡之后，再充入H2S，則CO2的轉化率增大，H2S的轉化率減小，A項錯誤；充入CO2，平衡向右移動，H2S的轉化率增大，B項正確；充入COS，平衡向左移動，H2S的轉化率減小，C項錯誤；充入N2，無論體積是否變化，對于氣體分子數相等的反應，平衡不移動，H2S的轉化率不變，D項錯誤。答案：①2.52.8×10－3②>>③B2．(2019·全國卷Ⅰ)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領域中?；卮鹣铝袉栴}：(1)Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質的量分數為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質的量分數為0.0192。根據上述實驗結果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃時，在密閉容器中將等物質的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當的催化劑進行反應，則平衡時體系中H2的物質的量分數為________(填標號)。A．＜0.25 B．0.25C．0.25～0.50 D．0.50E．＞0.50解析：(1)根據題目提供的實驗數據可知，用H2還原CoO制取金屬Co，反應的化學方程式為H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)，平衡混合氣體中H2的物質的量分數為0.0250,K1＝c(H2O)/c(H2)＝(1－0.0250)/0.0250＝39；CO還原CoO制取金屬Co的化學方程式為CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)，平衡混合氣體中CO的物質的量分數為0.0192，K2＝c(CO2)/c(CO)＝(1－0.0192)/0.0192≈51.08。K1＜K2，說明還原CoO制取金屬Co的傾向CO大于H2。(2)H2(g)＋CoO(s)?Co(s)＋H2O(g)①CO(g)＋CoO(s)?Co(s)＋CO2(g)②根據蓋斯定律，②－①可得CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)設起始CO、H2O的物質的量為amol，轉化的物質的量為xmol，容器容積為1L，則：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始/(mol·L－1)aa00轉化/(mol·L－1)xxxx平衡/(mol·L－1)a－xa－xxx則該反應的K＝x2/(a－x)2＝K2/K1≈1.31，求得：x≈0.534a，則平衡時H2的物質的量分數約為eq\f(0.534a,2a)＝0.267。答案：(1)大于(2)C[課時跟蹤檢測]一、選擇題(本題共10小題，每小題只有一個選項符合題意)1．對于3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)反應的化學平衡常數的表達式為()A．K＝eq\f(c（Fe3O4）·c（H2）,c（Fe）·c（H2O）) B．K＝eq\f(c（Fe3O4）·c4（H2）,c（Fe）·c4（H2O）)C．K＝eq\f(c4（H2O）,c4（H2）) D．K＝eq\f(c4（H2）,c4（H2O）)解析：選D在化學平衡常數表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質，則3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)反應的化學平衡常數的表達式為K＝eq\f(c4（H2）,c4（H2O）)。2．反應Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)，700℃時平衡常數為1.47，900℃時平衡常數為2.15。下列說法正確的是()A．升高溫度，該反應的正反應速率增大，逆反應速率減小B．該反應的化學平衡常數表達式為K＝c(FeO)·c(CO)/c(CO2)·c(Fe)C．該反應的正反應是吸熱反應D．增大CO2濃度，平衡常數增大解析：選CA項，升高溫度，正、逆反應速率均增大，錯誤；B項，固體物質濃度視為常數，不列入平衡常數的表達式，該反應的化學平衡常數表達式為K＝eq\f(c（CO）,c（CO2）)，錯誤；C項，溫度升高，K增大，則該反應的正反應為吸熱反應，C正確；D項，平衡常數只與溫度有關，與濃度無關，增大反應物濃度，平衡常數不變，錯誤。3．某溫度下，反應2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)的平衡常數K1＝25，在同一溫度下，反應SO3(g)?SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數K2的值為()A．0.2 B．5C．50 D．0.01解析：選AK1＝eq\f(c2（SO3）,c2（SO2）·c（O2）)＝25，K2＝eq\f(c（SO2）·c\s\up6(\f(1,2))（O2）,c（SO3）)＝eq\r(\f(1,K1))＝0.2，A項正確。4．O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經濟等優(yōu)點。O3可溶于水，在水中易分解，產生的[O]為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生的反應如下：反應①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常數為K1；反應②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常數為K2；總反應：2O33O2ΔH<0平衡常數為K。下列敘述正確的是()A．降低溫度，總反應K減小B．K＝K1＋K2C．適當升溫，可提高消毒效率D．壓強增大，K2減小解析：選C降溫，總反應平衡向右移動，K增大，A項錯誤；K1＝eq\f(c（O2）·c（[O]）,c（O3）)、K2＝eq\f(c2（O2）,c（[O]）·c（O3）)、K＝eq\f(c3（O2）,c2（O3）)＝K1·K2，B項錯誤；升高溫度，反應①平衡向右移動，反應②平衡向左移動，c([O])增大，可提高消毒效率，C項正確；對于給定的反應，平衡常數只與溫度有關，D項錯誤。5．(2020·大連階段考)將固體NH4HS置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生反應：NH4HS(s)?NH3(g)＋H2S(g)，H2S(g)?H2(g)＋S(g)。當反應達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(H2S)＝4.0mol·L－1，則第一步的平衡常數為()A．16 B．18C．20.25 D．22解析：選B當反應達到平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(H2S)＝4.0mol·L－1，則分解的c(H2S)＝0.5mol·L－1，從而推知第一步反應生成的c(NH3)＝4.0mol·L－1＋0.5mol·L－1＝4.5mol·L－1，故第一步反應的平衡常數K＝c(NH3)·c(H2S)＝4.5×4.0＝18。6．(2019·福建東山期中)化學平衡常數K的數值大小是衡量化學反應進行程度的標志。常溫下，下列反應的平衡常數的數值如下：①2NO(g)?N2(g)＋O2(g)K1＝1×1030②2H2(g)＋O2(g)?2H2O(l)K2＝2×1081③2CO2(g)?2CO(g)＋O2(g)K3＝4×10－92下列說法正確的是()A．常溫下，NO分解產生O2的平衡常數表達式為K1＝c(N2)·c(O2)B．常溫下，水分解產生O2，此時平衡常數的數值為5×10－80C．常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2D．以上說法都不正確解析：選C由反應①可知，NO分解產生O2的平衡常數表達式為K1＝eq\f(c（N2）·c（O2）,c2（NO）)，A錯誤；反應②2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)的平衡常數為K2＝2×1081，則反應2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)的平衡常數為K＝eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，B錯誤；常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的平衡常數K逐漸減小，則分解放出O2的傾向由大到小的順序為NO>H2O>CO2，C正確；D錯誤。7．將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發(fā)生反應NH2COONH4(s)?2NH3(g)＋CO2(g)。該反應的平衡常數的負對數(－lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法錯誤的是()A．C點對應狀態(tài)的平衡常數K(C)＝10－3.638B．該反應的ΔH>0C．NH3的體積分數不變時，該反應一定達到平衡狀態(tài)D．30℃時，B點對應狀態(tài)的v(正)<v(逆)解析：選CA項，C點對應平衡常數的負對數(－lgK)＝3.638，該C點對應狀態(tài)的平衡常數K(C)＝10－3.638，正確；B項，溫度升高平衡常數的負對數(－lgK)減小，即溫度越高K值越大，所以正反應是吸熱反應，則ΔH>0，正確；C項，體系中兩種氣體的物質的量之比始終不變，所以NH3的體積分數不變時，該反應不一定達到平衡狀態(tài)，錯誤；D項，30℃時，B點未平衡，最終要達平衡狀態(tài)，平衡常數的負對數要變大，此時的－lgQ<－lgK，Q>K，因此B點對應狀態(tài)的v(正)<v(逆)，正確。8．(2019·長安段考)某溫度下，在一個2L的密閉容器中，加入4molA和2molB進行如下反應：3A(g)＋2B(g)?4C(？)＋2D(？)。反應一段時間后達到平衡，測得生成1.6molC，且反應前后的壓強之比為5∶4(相同溫度下測量)。下列說法正確的是()A．該反應的平衡常數表達式為K＝eq\f(c4（C）·c2（D）,c3（A）·c2（B）)B．此時，B的平衡轉化率為40%C．增大壓強，平衡向右移動，化學平衡常數K增大D．增加C的量，B的平衡轉化率變小解析：選B反應開始時加入4molA和2molB，平衡時測得反應前后氣體的壓強之比為5∶4(相同溫度下測量)，根據阿伏加德羅定律推知，反應后氣體總物質的量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)×6))mol＝4.8mol。達到平衡時，測得生成1.6molC，則有：3A(g)＋2B(g)?4C(？)＋2D(？)起始量(mol)4200轉化量(mol)1.20.81.60.8平衡量(mol)2.81.21.60.8由于平衡時氣體總物質的量為4.8mol，則C是固體或純液體，D是氣體，故平衡常數表達式為K＝eq\f(c2（D）,c3（A）·c2（B）)，A錯誤；平衡時，B的轉化率為eq\f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B正確；增大壓強，平衡向右移動，由于溫度不變，則化學平衡常數K不變，C錯誤；C是固體或純液體，增加C的量，平衡不移動，B的平衡轉化率不變，D錯誤。9．(2019·西安模擬)反應C(s)＋2H2(g)?CH4(g)在1000K時Kp＝9955.75，當總壓為101kPa，氣體組成是H270%，CH420%，N210%時，上述反應()A．正向移動 B．逆向移動C．達到平衡 D．不一定解析：選AQp＝eq\f(p（CH4）,p2（H2）)＝eq\f(20%×101×103,（70%×101×103）2)＝4.04×10－6，可見Qp＜Kp，則平衡正向移動。10．已知同溫同壓下，下列反應的焓變和平衡常數分別表示為：(1)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)ΔH1＝－197kJ/molK1＝a(2)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)ΔH2＝－144kJ/molK2＝b(3)NO2(g)＋SO2(g)?SO3(g)＋NO(g)ΔH3＝mkJ/molK3＝c下列說法正確的是()A．m＝－26.5c2＝a/b B．m＝－53c2＝a/C．m＝－26.52c＝a－b D．m＝－532c＝a解析：選A由已知熱化學方程式(1)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)ΔH1＝－197kJ/molK1＝a，(2)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2＝－144kJ/molK2＝b，(3)NO2(g)＋SO2(g)?SO3(g)＋NO(g)ΔH3＝mkJ/molK3＝c，結合蓋斯定律可知，eq\f(（1）,2)－eq\f(（2）,2)＝(3)，則ΔH3＝eq\f(ΔH1,2)－eq\f(ΔH2,2)，即2m＝－197－(－144)，得m＝－26.5；方程式相加，平衡常數相乘，方程式相減，平衡常數相除，故c＝eq\f(\r(a),\r(b))，即c2＝eq\f(a,b)，A項正確。二、選擇題(本題共5小題，每小題有一個或兩個選項符合題意)11．放熱反應CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)在溫度t1時達到平衡，c(CO)1＝c(H2O)1＝1.0mol·L－1，其平衡常數為K1。升高反應體系的溫度至t2時，反應物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2O)2，平衡常數為K2，則()A．K2和K1的單位均為mol·L－1B．K2＞K1C．c(CO)2＝c(H2O)2D．c(CO)1＜c(CO)2解析：選C升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數K2＜K1，K1、K2單位均為1，c(CO)1＜c(CO)2，C項正確。12.已知：I2在水中溶解度很小，在KI溶液中溶解度顯著增大。I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)?Ieq\o\al(－,3)(aq)。測得不同溫度下該反應的平衡常數如圖所示，下列說法正確的是()A．反應I2(aq)＋I－(aq)?Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B．利用該反應可以除去硫粉中少量的碘單質C．在上述平衡體系中加入CCl4，平衡不移動D．25℃時，在上述平衡體系中加入少量KI固體，平衡常數K不變解析：選BDA項，由圖像數據可知，溫度越高，平衡常數越小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，故正反應方向為放熱反應，即ΔH<0，錯誤；B項，硫難溶于水，而碘單質與I－形成Ieq\o\al(－,3)溶于水，可以達到除去少量碘的目的，正確；C項，加入CCl4，碘能溶于CCl4，導致水中碘的濃度變小，平衡向左移動，錯誤；D項，加入KI固體，碘離子濃度增大，平衡向右移動，但平衡常數只受溫度影響，與物質的濃度無關，加入少量KI固體，平衡常數K不變，正確。13．(2019·大同檢測)在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應：2X2O5(g)?4XO2(g)＋O2(g)ΔH＞0，T℃下的部分實驗數據如下表。下列說法錯誤的是()t/s050100150c(X2O5)/(mol·L－1)4.002.502.002.00A．T℃下，反應的平衡常數K＝64；100s時X2O5的轉化率為50%B．50s內，X2O5的反應速率為0.03mol·L－1·s－1C．已知T1℃下反應的平衡常數為K1，T2℃下反應的平衡常數為K2，若T1＞T2，則K1＜D．若只將恒容改為恒壓，其他條件都不變，則達到新平衡時X2O5的轉化率和平衡常數都不變解析：選CD由表中數據可知，100s時反應已達到平衡狀態(tài)，平衡時c(X2O5)＝2.00mol·L－1，則：2X2O5(g)=4XO2(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)4.0000轉化(mol·L－1)2.004.001.00平衡(mol·L－1)2.004.001.00T℃下反應的平衡常數K＝eq\f(c4（XO2）·c（O2）,c2（X2O5）)＝eq\f(4.004×1.00,2.002)＝64，100s時X2O5的轉化率為eq\f(2.00mol·L－1,4.00mol·L－1)×100%＝50%，故A正確；50s內，X2O5物質的量濃度變化為(4.00－2.50)mol·L－1＝1.5mol·L－1，則50s內X2O5的反應速率為eq\f(1.5mol·L－1,50s)＝0.03mol·L－1·s－1，故B正確；因正反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，平衡常數增大，若T1＞T2，則K1＞K2，故C錯誤；在恒容條件下，隨反應進行容器內壓強增大，若只將恒容改為恒壓，其他條件都不變，等效為在原平衡基礎上減小壓強，平衡正向移動，平衡時X2O5的轉化率增大，平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，故D錯誤。14．(2019·平遙段考)溫度為T1時，在三個容積均為1L的恒容密閉容器中均發(fā)生反應：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(正反應吸熱)。實驗測得：v正＝v消耗(NO2)＝k正c2(NO2)，v逆＝v消耗(NO)＝2v消耗(O2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆為速率常數，受溫度影響。下列說法正確的是()容器編號物質的起始濃度/(mol·L－1)物質的平衡濃度/(mol·L－1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ0.6000.2Ⅱ0.30.50.2Ⅲ00.50.35A．設K為該反應的化學平衡常數，則有K＝eq\f(k逆,k正)B．容器Ⅱ中起始反應正向進行最終達到平衡C．達到平衡時，容器Ⅲ中NO的體積分數大于50%D．當溫度改變?yōu)門2時，若T2>T1，則eq\f(k逆,k正)>1.25解析：選B在平衡狀態(tài)下，v正＝v逆，即k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)·c(O2)，可求出K＝eq\f(k正,k逆)，A錯誤；由容器Ⅰ中反應列三段式：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)0.600轉化(mol·L－1)0.40.40.2平衡(mol·L－1)0.20.40.2可以求出平衡常數K＝eq\f(0.42×0.2,0.22)＝0.8，根據容器Ⅱ的起始投料，濃度商Q＝eq\f(0.52×0.2,0.32)＝eq\f(5,9)<K，起始時反應正向進行，B正確；若容器Ⅲ在某時刻NO的體積分數為50%，則有2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)00.50.35轉化(mol·L－1)2x2xx平衡(mol·L－1)2x0.5－2x0.35－x由0.5－2x＝2x＋0.35－x，解之得，x＝0.05，求出此時反應的濃度商Q＝eq\f(0.42×0.3,0.12)＝4.8>0.8，說明反應繼續(xù)向逆反應方向進行，達到平衡時，容器Ⅲ中NO的體積分數應小于50%，C錯誤；由于該反應的正反應是吸熱反應，若T2>T1，所以升溫至T2時平衡常數增大，即eq\f(k正,k逆)>0.8，則eq\f(k逆,k正)<1.25，D錯誤。15．T℃時，在甲、乙、丙三個容積均為2L的恒容密閉容器中投入SO2(g)和O2(g)，發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)，5min時甲達到平衡。其起始量及SO2的平衡轉化率如表所示。容器甲乙丙起始量n(SO2)/mol0.40.80.8n(O2)/mol0.240.240.48SO2的平衡轉化率80%α1α2下列敘述不正確的是()A．0～5min內，甲中SO2的反應速率為0.032mol·L－1·min－1B．T℃時，該反應的平衡常數K＝400C．平衡時，SO2的轉化率：α2<80%<α1D．平衡時，丙中氣體平均相對分子質量與甲相同解析：選CDA項，0～5min內，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)開始/(mol)0.40.240轉化/(mol)0.320.160.32平衡/(mol)0.080.080.32平衡濃度/(mol/L)0.040.040.16甲中SO2的反應速率＝eq\f(\f(0.32mol,2L),5min)＝0.032mol·L－1·min－1，正確；B項，根據A項三段式可知，該溫度下，平衡常數K＝eq\f(0.162,0.042×0.04)＝400，正確；C項，由甲、乙可知，氧氣的濃度相同，二氧化硫的濃度增大會促進氧氣的轉化，二氧化硫轉化率減小，由乙、丙可知，二氧化硫濃度相同，氧氣濃度增大二氧化硫轉化率增大，則平衡時，SO2的轉化率：α1<80%<α2，錯誤；D項，體積相同，丙中的起始濃度為甲的2倍，但由于該反應是氣體體積改變的反應，體積不變增加濃度，壓強增大，平衡正向移動，則丙中轉化率增大，氣體質量不變，氣體物質的量不同，平衡時，丙中氣體平均相對分子質量與甲不相同，錯誤。三、非選擇題(本題共2小題)16．(2019·湘潭模擬)NO、NO2是汽車尾氣中重要的含氮氧化物?；卮鹣铝袉栴}：(1)某溫度下，反應的平衡常數如下：a．2NO2(g)?N2(g)＋2O2(g)K1＝6.7×1016b．2NO(g)?N2(g)＋O2(g)K2＝2.2×1030分解反應趨勢較大的反應是________(填“a”或“b”)；反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的K＝________。(2)已知反應2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的正反應速率v(正)＝k1·cm(NO)·cn(O2)，其中k1為速率常數，可通過下列實驗數據計算k1、m、n。組別起始濃度/(mol·L－1)eq\f(初始速率,mol·L－1·s－1)NOO210.020.01257.98×10－320.020.025015.96×10－330.040.012531.92×10－3則k1＝________，m＝________，n＝________。(3)已知反應2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的歷程可表示為第一步：NO＋NOeq\o(,\s\up7(k1),\s\do5(k－1))N2O2快速平衡第二步：N2O2＋O2eq\o(→,\s\up7(k2),\s\do5())2NO2慢反應其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡，第一步反應中：v(正)＝k1·c2(NO)，v(逆)＝k－1·c(N2O2)。下列敘述正確的是________(填序號)。A．第一步反應的平衡常數K＝eq\f(k1,k－1)B．v(第一步的正反應)＜v(第二步的反應)C．第二步的活化能比第一步的活化能高D．第二步中N2O2與O2的碰撞100%有效(4)一定條件下測得恒容容器中NO、O2、NO2濃度發(fā)生如圖變化。NO的平衡轉化率為________。②該溫度下反應2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的平衡常數為________(保留整數)。解析：(1)平衡常數越大，反應越容易進行，反應b的平衡常數大于反應a，則b的分解反應趨勢較大；根據蓋斯定律，由反應b－a可得：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)，則該反應的平衡常數為K＝eq\f(K2,K1)＝eq\f(