高中化學(xué)-化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用和計(jì)算

課時(shí)34化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用和計(jì)算知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)的概念及應(yīng)用【考必備·清單】1．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)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)eq\a\vs4\al(K)表示。2．表達(dá)式(1)對(duì)于反應(yīng)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(shù)表達(dá)式K＝eq\f(c（CO）·c（H2）,c（H2O）)。[名師點(diǎn)撥]①固體和純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)，通常不寫入平衡常數(shù)表達(dá)式中，但水蒸氣需寫入。②計(jì)算時(shí)，代入平衡常數(shù)表達(dá)式的濃度是平衡濃度。(2)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一個(gè)具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)方向改變或化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)也發(fā)生改變，例如：化學(xué)方程式平衡常數(shù)表達(dá)式相互關(guān)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(shí)例]已知下列反應(yīng)在某溫度下的平衡常數(shù)：H2(g)＋S(s)?H2S(g)K1S(s)＋O2(g)?SO2(g)K2則在該溫度下反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)為K1/K2。(用K1、K2表示)[名師點(diǎn)撥]化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)方程式書寫形式的關(guān)系①正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。②若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都變成n倍或eq\f(1,n)倍，則化學(xué)平衡常數(shù)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(xué)方程式，其化學(xué)平衡常數(shù)是兩反應(yīng)平衡常數(shù)的乘積。3．意義與影響因素(1)K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高，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)。4．應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度K<10－510－5～105>105反應(yīng)程度很難進(jìn)行反應(yīng)可逆反應(yīng)可接近完全(2)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诨瘜W(xué)反應(yīng)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(yīng)向eq\a\vs4\al(正)反應(yīng)方向進(jìn)行；Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Q>K，反應(yīng)向eq\a\vs4\al(逆)反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)【夯基礎(chǔ)·小題】1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)Fe3＋(aq)＋3H2O(l)Fe(OH)3(s)＋3H＋(aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c3（H＋）,c（Fe3＋）·c3（H2O）)()(2)恒溫、恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡，向容器中再充入1molSO2，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大()(3)化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)；溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越大()(4)改變條件，使反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都增大，該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)一定增大()(5)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，也能改變平衡常數(shù)()(6)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．高溫下，某反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)。恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礏．恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小C．升高溫度，逆反應(yīng)速率減小D．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)解析：選A根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，H2濃度減小，平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)是吸熱的，焓變?yōu)檎?；在恒溫恒容下，增大壓?qiáng)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(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)：反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)?CO2(g)＋Cu(s)K1反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)?Cu(s)＋H2O(g)K2反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)K3(1)反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式為________。(2)反應(yīng)③的K3與K1、K2的關(guān)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(jié)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(shí)點(diǎn)二化學(xué)平衡常數(shù)(K)、轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計(jì)算【考必備·清單】1．明確三個(gè)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(zhuǎn)化量abc平衡量1－a3－bc①反應(yīng)物的平衡量＝起始量－轉(zhuǎn)化量。②生成物的平衡量＝起始量＋轉(zhuǎn)化量。③各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。轉(zhuǎn)化濃度是聯(lián)系化學(xué)方程式、平衡濃度、起始濃度、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反應(yīng)速率的橋梁。因此抓住轉(zhuǎn)化濃度是解題的關(guān)鍵。2．掌握四個(gè)公式(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(n（轉(zhuǎn)化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（轉(zhuǎn)化）,c（起始）)×100%。(2)生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般地，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝eq\f(實(shí)際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%。(3)平衡時(shí)混合物組分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡時(shí)各物質(zhì)的總量)×100%。(4)某組分的體積分?jǐn)?shù)＝eq\f(某組分的物質(zhì)的量,混合氣體總的物質(zhì)的量)×100%。3．謹(jǐn)記一個(gè)答題模板對(duì)于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量分別為amol、bmol，達(dá)到平衡后，A的轉(zhuǎn)化量為mxmol，容器容積為VL，則有以下關(guān)系：mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)起始/molab00轉(zhuǎn)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(shí)體系的平均摩爾質(zhì)量：M＝eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,a＋b＋（p＋q－m－n）x)g·mol－1[名師點(diǎn)撥]計(jì)算平衡常數(shù)時(shí)代入的必須是各物質(zhì)的平衡濃度(對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積不變的反應(yīng)，也可以用各物質(zhì)平衡時(shí)的物質(zhì)的量)。平衡常數(shù)的單位是一個(gè)復(fù)合單位，可寫，也可以不寫。【探題源·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(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。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(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)分別等于1∶1、4∶1、7∶1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。設(shè)HCl初始濃度為c0，根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的數(shù)據(jù)計(jì)算K(400℃)＝________(列出計(jì)算式)。按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率，同時(shí)降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)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(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯()在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：(g)＋I(xiàn)2(g)(g)＋2HI(g)ΔH3＝＋89.3kJ·mol－1。若起始總壓為105Pa，平衡時(shí)總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝____________Pa。[解析](1)由圖像知，隨著溫度的升高，HCl的平衡轉(zhuǎn)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(jìn)料比越大，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越低，所以題圖中自上而下三條曲線是c(HCl)∶c(O2)(進(jìn)料濃度比)為1∶1、4∶1、7∶1時(shí)的變化曲線。當(dāng)c(HCl)∶c(O2)＝1∶1時(shí)，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(zhuǎn)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(shí)，HCl轉(zhuǎn)化率較低；當(dāng)c(HCl)∶c(O2)過低時(shí)，過量的O2和Cl2分離時(shí)能耗較高。(2)設(shè)碘和環(huán)戊烯的物質(zhì)的量均為1mol，達(dá)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，由題意得：(g)＋I(xiàn)2(g)(g)＋2HI(g)初始物質(zhì)的量/mol1100轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/molxxx2x平衡物質(zhì)的量/mol1－x1－xx2x平衡時(shí)，容器內(nèi)氣體總物質(zhì)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(zhuǎn)化率為eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%，總壓強(qiáng)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(yīng)的平衡常數(shù)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(zhuǎn)化率較低(2)40%3.56×104[規(guī)律方法]壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)的計(jì)算方法(1)Kp的含義在化學(xué)平衡體系中，用各氣體物質(zhì)的平衡分壓替代平衡濃度計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)，用Kp表示。(2)計(jì)算流程【夯基礎(chǔ)·小題】1．某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)?C(g)＋D(g)，5min后達(dá)到平衡，已知該溫度下其平衡常數(shù)K＝1，若溫度不變時(shí)將容器的體積擴(kuò)大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則()A．a(chǎn)＝1 B．a(chǎn)＝2C．B的轉(zhuǎn)化率為40% D．B的轉(zhuǎn)化率為60%解析：選AC溫度不變，擴(kuò)大容器體積(相當(dāng)于減小壓強(qiáng))時(shí)，A的轉(zhuǎn)化率不變，說明反應(yīng)前后氣體的體積不變，即a＝1，A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)達(dá)到平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)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(shè)容器體積為1L，則平衡常數(shù)K＝1＝eq\f(x2,（2－x）（3－x）)，解得x＝1.2，B的轉(zhuǎn)化率＝1.2÷3×100%＝40%，C正確，D錯(cuò)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(yīng)：①NH4I(s)?NH3(g)＋HI(g)，②2HI(g)?H2(g)＋I(xiàn)2(g)。達(dá)到平衡時(shí)：c(H2)＝0.5mol·L－1，c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為________。解析：由平衡時(shí)H2的濃度，可求得反應(yīng)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(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝c平衡(NH3)·c平衡(HI)＝5×4＝20。答案：20eq\a\vs4\al([易錯(cuò)提醒])本題易錯(cuò)填成25。原因是將①式生成的c(HI)＝5mol·L－1代入公式中計(jì)算，而未代入平衡時(shí)HI的濃度(4mol·L－1)。計(jì)算平衡常數(shù)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照平衡常數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算，代入的一定是物質(zhì)的平衡濃度。3.在恒容密閉容器中通入CH4與CO2，使其物質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L－1，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)?2CO(g)＋2H2(g)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：則：(1)該反應(yīng)的ΔH________(填“<”“＝”或“>”)0。(2)壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4由大到小的關(guān)系為________。壓強(qiáng)為p4時(shí)，在b點(diǎn)：v(正)________(填“<”“＝”或“>”)v(逆)。(3)對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)(記作Kp)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式Kp＝________；如果p4＝0.36MPa，求a點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________。(保留3位有效數(shù)字，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))解析：(1)根據(jù)圖示，壓強(qiáng)不變時(shí)，升高溫度，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)升溫時(shí)，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)可知，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0。(2)該平衡的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，溫度不變時(shí)，降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故p4>p3>p2>p1。壓強(qiáng)為p4時(shí)，b點(diǎn)未達(dá)到平衡，反應(yīng)正向進(jìn)行，故v(正)>v(逆)。(3)由用平衡濃度表示的平衡常數(shù)類推可知，用平衡壓強(qiáng)表示的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p2（CO）·p2（H2）,p（CO2）·p（CH4）)。壓強(qiáng)為p4時(shí)，a點(diǎn)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為80%，則平衡時(shí)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(shí)點(diǎn)三核心素養(yǎng)遷移——化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及其應(yīng)用1．速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。2．速率方程一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對(duì)于反應(yīng)：aA＋bB=gG＋hH則v＝kca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如：①SO2Cl2?SO2＋Cl2v＝k1c(SO2Cl2②2NO2?2NO＋O2v＝k2c2(NO2③2H2＋2NO?N2＋2H2Ov＝k3c2(H2)·c23．速率常數(shù)的影響因素溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)，同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。[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(duì)于反應(yīng)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(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。(2)比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a______vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)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(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數(shù))。[解析](1)溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡的時(shí)間越短，曲線a達(dá)到平衡的時(shí)間短，則曲線a代表343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化，曲線b代表323K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化。由題圖可知，343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%。設(shè)起始時(shí)SiHCl3(g)的濃度為1mol·L－1，則有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始/(mol·L－1)100轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.220.110.11平衡/(mol·L－1)0.780.110.11則343K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)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(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va＞vb。反應(yīng)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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)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(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(yīng)2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的熱量，該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測(cè))，其反應(yīng)包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：序號(hào)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(cuò)誤的是()A．整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定B．正反應(yīng)的活化能一定是①＜②C．該反應(yīng)速率表達(dá)式：v＝5000c2(NO)·c(H2D．該反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)知，反應(yīng)過程中反應(yīng)慢的反應(yīng)決定反應(yīng)速率，整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定，正確；B.反應(yīng)①慢，說明反應(yīng)①的活化能高，正反應(yīng)的活化能一定是①>②，錯(cuò)誤；C.比較實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ數(shù)據(jù)可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大一倍，比較實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ數(shù)據(jù)可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應(yīng)速率增大四倍，據(jù)此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)計(jì)算k＝5000，則速率表達(dá)式為v＝5000c2(NO)·c(H2)，正確；D.反應(yīng)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(xué)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(xué)反應(yīng)：NO2＋CO?NO＋CO2，①當(dāng)t<250℃時(shí)，v＝k·c2(NO2)，②當(dāng)t>250℃時(shí)，v＝k·c(NO2)·c(CO)。以上兩式中v為反應(yīng)速率，k為速率常數(shù)(一定溫度下為定值)。下列敘述正確的是()A．當(dāng)NO2和CO的濃度相等時(shí)，升高或降低溫度，反應(yīng)速率不變B．因反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變，故改變壓強(qiáng)反應(yīng)速率不變C．增大NO2的濃度為原來的2倍，反應(yīng)速率一定變?yōu)樵瓉淼?倍D．當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，改變CO的濃度，反應(yīng)速率基本不變解析：選CD升高溫度，反應(yīng)速率加快，降低溫度，反應(yīng)速率減慢，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，但反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)改變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大NO2的濃度為原來的2倍，若t>250℃，根據(jù)v＝k·c(NO2)·c(CO)可知，反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼?倍，C項(xiàng)正確；當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，根據(jù)v＝k·c2(NO2)可知，一定溫度下，反應(yīng)速率只與c(NO2)有關(guān)，改變CO的濃度，反應(yīng)速率不變，D項(xiàng)正確。3．研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。升高溫度絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)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(xué)小組為研究特殊現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因，查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)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(qǐng)回答下列問題：(1)一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________，根據(jù)速率方程分析，升高溫度該反應(yīng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到v2正～c(O2)的關(guān)系可用如圖表示。當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí)，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為______(填字母)。解析：(1)由反應(yīng)達(dá)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?yàn)闆Q定2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)速率的是反應(yīng)②，升高溫度，v2正減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，c(O2)增大，因此當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí)，c(O2)增大，v2正減小，符合條件的點(diǎn)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(zhuǎn)化：該反應(yīng)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(shí)為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)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(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是________(填曲線編號(hào))，平衡常數(shù)值K2＝________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是______________________________________________________。解析：(1)根據(jù)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(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝c(反)/c(順)＝0.006÷0.002＝3；該反應(yīng)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(yīng)開始時(shí)，c(順)的濃度大，單位時(shí)間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2＝0.7x÷0.3x＝eq\f(7,3)，因?yàn)镵1＞K2，放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，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(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)隨堂檢測(cè)反饋1．(2017·全國卷Ⅰ)H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)。在610K時(shí)，將0.10molCO2與0.40molH2S充入2.5L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。①H2S的平衡轉(zhuǎn)化率α1＝__________%，反應(yīng)平衡常數(shù)K＝________。②在620K重復(fù)實(shí)驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率α2______α1，該反應(yīng)的ΔH______0。(填“>”“<”或“＝”)③向反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是________(填標(biāo)號(hào))。A．H2S B．CO2C．COS D．N2解析：①用三段式法計(jì)算：該反應(yīng)前后是等氣體分子數(shù)反應(yīng)，平衡時(shí)n(H2O)＝0.02×0.50mol＝0.01mol。H2S(g)＋CO2(g)?COS(g)＋H2O(g)起始/mol0.400.1000轉(zhuǎn)化/mol0.010.010.010.01平衡/mol0.390.090.010.01α(H2S)＝eq\f(0.01,0.40)×100%＝2.5%。對(duì)于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，可直接用物質(zhì)的量替代濃度計(jì)算平衡常數(shù)：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(zhì)的量不變，H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向右移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率增大。即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。③平衡之后，再充入H2S，則CO2的轉(zhuǎn)化率增大，H2S的轉(zhuǎn)化率減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充入CO2，平衡向右移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)正確；充入COS，平衡向左移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充入N2，無論體積是否變化，對(duì)于氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，平衡不移動(dòng)，H2S的轉(zhuǎn)化率不變，D項(xiàng)錯(cuò)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(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：(1)Shibata曾做過下列實(shí)驗(yàn)：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(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡時(shí)體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________(填標(biāo)號(hào))。A．＜0.25 B．0.25C．0.25～0.50 D．0.50E．＞0.50解析：(1)根據(jù)題目提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，用H2還原CoO制取金屬Co，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H2O(g)，平衡混合氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(xué)方程式為CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)，平衡混合氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)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(jù)蓋斯定律，②－①可得CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)設(shè)起始CO、H2O的物質(zhì)的量為amol，轉(zhuǎn)化的物質(zhì)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(zhuǎn)化/(mol·L－1)xxxx平衡/(mol·L－1)a－xa－xxx則該反應(yīng)的K＝x2/(a－x)2＝K2/K1≈1.31，求得：x≈0.534a，則平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)約為eq\f(0.534a,2a)＝0.267。答案：(1)大于(2)C[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]一、選擇題(本題共10小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．對(duì)于3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)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(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中不能出現(xiàn)固體或純液體物質(zhì)，則3Fe(s)＋4H2O(g)?Fe3O4(s)＋4H2(g)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為K＝eq\f(c4（H2）,c4（H2O）)。2．反應(yīng)Fe(s)＋CO2(g)?FeO(s)＋CO(g)，700℃時(shí)平衡常數(shù)為1.47，900℃時(shí)平衡常數(shù)為2.15。下列說法正確的是()A．升高溫度，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c(FeO)·c(CO)/c(CO2)·c(Fe)C．該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D．增大CO2濃度，平衡常數(shù)增大解析：選CA項(xiàng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，固體物質(zhì)濃度視為常數(shù)，不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c（CO）,c（CO2）)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，溫度升高，K增大，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，C正確；D項(xiàng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，錯(cuò)誤。3．某溫度下，反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)的平衡常數(shù)K1＝25，在同一溫度下，反應(yīng)SO3(g)?SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的平衡常數(shù)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(xiàng)正確。4．O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強(qiáng)的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生的反應(yīng)如下：反應(yīng)①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常數(shù)為K1；反應(yīng)②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常數(shù)為K2；總反應(yīng)：2O33O2ΔH<0平衡常數(shù)為K。下列敘述正確的是()A．降低溫度，總反應(yīng)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減小解析：選C降溫，總反應(yīng)平衡向右移動(dòng)，K增大，A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，反應(yīng)①平衡向右移動(dòng)，反應(yīng)②平衡向左移動(dòng)，c([O])增大，可提高消毒效率，C項(xiàng)正確；對(duì)于給定的反應(yīng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)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(yīng)：NH4HS(s)?NH3(g)＋H2S(g)，H2S(g)?H2(g)＋S(g)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)＝0.5mol·L－1，c(H2S)＝4.0mol·L－1，則第一步的平衡常數(shù)為()A．16 B．18C．20.25 D．22解析：選B當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(yīng)生成的c(NH3)＝4.0mol·L－1＋0.5mol·L－1＝4.5mol·L－1，故第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝c(NH3)·c(H2S)＝4.5×4.0＝18。6．(2019·福建東山期中)化學(xué)平衡常數(shù)K的數(shù)值大小是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。常溫下，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)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(chǎn)生O2的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1＝c(N2)·c(O2)B．常溫下，水分解產(chǎn)生O2，此時(shí)平衡常數(shù)的數(shù)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?yàn)镹O>H2O>CO2D．以上說法都不正確解析：選C由反應(yīng)①可知，NO分解產(chǎn)生O2的平衡常數(shù)表達(dá)式為K1＝eq\f(c（N2）·c（O2）,c2（NO）)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)②2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)的平衡常數(shù)為K2＝2×1081，則反應(yīng)2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(1,K2)＝eq\f(1,2×1081)＝5×10－82，B錯(cuò)誤；常溫下，NO、H2O、CO2三種化合物分解放出O2的平衡常數(shù)K逐漸減小，則分解放出O2的傾向由大到小的順序?yàn)镹O>H2O>CO2，C正確；D錯(cuò)誤。7．將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)NH2COONH4(s)?2NH3(g)＋CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(－lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．C點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)＝10－3.638B．該反應(yīng)的ΔH>0C．NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D．30℃時(shí)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v(正)<v(逆)解析：選CA項(xiàng)，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(－lgK)＝3.638，該C點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)＝10－3.638，正確；B項(xiàng)，溫度升高平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)(－lgK)減小，即溫度越高K值越大，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則ΔH>0，正確；C項(xiàng)，體系中兩種氣體的物質(zhì)的量之比始終不變，所以NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，30℃時(shí)，B點(diǎn)未平衡，最終要達(dá)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)要變大，此時(shí)的－lgQ<－lgK，Q>K，因此B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v(正)<v(逆)，正確。8．(2019·長安段考)某溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中，加入4molA和2molB進(jìn)行如下反應(yīng)：3A(g)＋2B(g)?4C(？)＋2D(？)。反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡，測(cè)得生成1.6molC，且反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比為5∶4(相同溫度下測(cè)量)。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c4（C）·c2（D）,c3（A）·c2（B）)B．此時(shí)，B的平衡轉(zhuǎn)化率為40%C．增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)K增大D．增加C的量，B的平衡轉(zhuǎn)化率變小解析：選B反應(yīng)開始時(shí)加入4molA和2molB，平衡時(shí)測(cè)得反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比為5∶4(相同溫度下測(cè)量)，根據(jù)阿伏加德羅定律推知，反應(yīng)后氣體總物質(zhì)的量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)×6))mol＝4.8mol。達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得生成1.6molC，則有：3A(g)＋2B(g)?4C(？)＋2D(？)起始量(mol)4200轉(zhuǎn)化量(mol)1.20.81.60.8平衡量(mol)2.81.21.60.8由于平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為4.8mol，則C是固體或純液體，D是氣體，故平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝eq\f(c2（D）,c3（A）·c2（B）)，A錯(cuò)誤；平衡時(shí)，B的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.8mol,2mol)×100%＝40%，B正確；增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，由于溫度不變，則化學(xué)平衡常數(shù)K不變，C錯(cuò)誤；C是固體或純液體，增加C的量，平衡不移動(dòng)，B的平衡轉(zhuǎn)化率不變，D錯(cuò)誤。9．(2019·西安模擬)反應(yīng)C(s)＋2H2(g)?CH4(g)在1000K時(shí)Kp＝9955.75，當(dāng)總壓為101kPa，氣體組成是H270%，CH420%，N210%時(shí)，上述反應(yīng)()A．正向移動(dòng) B．逆向移動(dòng)C．達(dá)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(dòng)。10．已知同溫同壓下，下列反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)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(xué)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(jié)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(shù)相乘，方程式相減，平衡常數(shù)相除，故c＝eq\f(\r(a),\r(b))，即c2＝eq\f(a,b)，A項(xiàng)正確。二、選擇題(本題共5小題，每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)11．放熱反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g)在溫度t1時(shí)達(dá)到平衡，c(CO)1＝c(H2O)1＝1.0mol·L－1，其平衡常數(shù)為K1。升高反應(yīng)體系的溫度至t2時(shí)，反應(yīng)物的平衡濃度分別為c(CO)2和c(H2O)2，平衡常數(shù)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(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K2＜K1，K1、K2單位均為1，c(CO)1＜c(CO)2，C項(xiàng)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(xiàn)－(aq)?Ieq\o\al(－,3)(aq)。測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)如圖所示，下列說法正確的是()A．反應(yīng)I2(aq)＋I(xiàn)－(aq)?Ieq\o\al(－,3)(aq)的ΔH>0B．利用該反應(yīng)可以除去硫粉中少量的碘單質(zhì)C．在上述平衡體系中加入CCl4，平衡不移動(dòng)D．25℃時(shí)，在上述平衡體系中加入少量KI固體，平衡常數(shù)K不變解析：選BDA項(xiàng)，由圖像數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH<0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，硫難溶于水，而碘單質(zhì)與I－形成Ieq\o\al(－,3)溶于水，可以達(dá)到除去少量碘的目的，正確；C項(xiàng)，加入CCl4，碘能溶于CCl4，導(dǎo)致水中碘的濃度變小，平衡向左移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，加入KI固體，碘離子濃度增大，平衡向右移動(dòng)，但平衡常數(shù)只受溫度影響，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，加入少量KI固體，平衡常數(shù)K不變，正確。13．(2019·大同檢測(cè))在恒溫、恒容條件下發(fā)生下列反應(yīng)：2X2O5(g)?4XO2(g)＋O2(g)ΔH＞0，T℃下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。下列說法錯(cuò)誤的是()t/s050100150c(X2O5)/(mol·L－1)4.002.502.002.00A．T℃下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝64；100s時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率為50%B．50s內(nèi)，X2O5的反應(yīng)速率為0.03mol·L－1·s－1C．已知T1℃下反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1，T2℃下反應(yīng)的平衡常數(shù)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(dá)到新平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)都不變解析：選CD由表中數(shù)據(jù)可知，100s時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)c(X2O5)＝2.00mol·L－1，則：2X2O5(g)=4XO2(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)4.0000轉(zhuǎn)化(mol·L－1)2.004.001.00平衡(mol·L－1)2.004.001.00T℃下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c4（XO2）·c（O2）,c2（X2O5）)＝eq\f(4.004×1.00,2.002)＝64，100s時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2.00mol·L－1,4.00mol·L－1)×100%＝50%，故A正確；50s內(nèi)，X2O5物質(zhì)的量濃度變化為(4.00－2.50)mol·L－1＝1.5mol·L－1，則50s內(nèi)X2O5的反應(yīng)速率為eq\f(1.5mol·L－1,50s)＝0.03mol·L－1·s－1，故B正確；因正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，若T1＞T2，則K1＞K2，故C錯(cuò)誤；在恒容條件下，隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)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(chǔ)上減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)X2O5的轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。14．(2019·平遙段考)溫度為T1時(shí)，在三個(gè)容積均為1L的恒容密閉容器中均發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是()容器編號(hào)物質(zhì)的起始濃度/(mol·L－1)物質(zhì)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(shè)K為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有K＝eq\f(k逆,k正)B．容器Ⅱ中起始反應(yīng)正向進(jìn)行最終達(dá)到平衡C．達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)大于50%D．當(dāng)溫度改變?yōu)門2時(shí)，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(cuò)誤；由容器Ⅰ中反應(yīng)列三段式：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)0.600轉(zhuǎn)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(shù)K＝eq\f(0.42×0.2,0.22)＝0.8，根據(jù)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(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行，B正確；若容器Ⅲ在某時(shí)刻N(yùn)O的體積分?jǐn)?shù)為50%，則有2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)起始(mol·L－1)00.50.35轉(zhuǎn)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(shí)反應(yīng)的濃度商Q＝eq\f(0.42×0.3,0.12)＝4.8>0.8，說明反應(yīng)繼續(xù)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于50%，C錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，若T2>T1，所以升溫至T2時(shí)平衡常數(shù)增大，即eq\f(k正,k逆)>0.8，則eq\f(k逆,k正)<1.25，D錯(cuò)誤。15．T℃時(shí)，在甲、乙、丙三個(gè)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(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)，5min時(shí)甲達(dá)到平衡。其起始量及SO2的平衡轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率80%α1α2下列敘述不正確的是()A．0～5min內(nèi)，甲中SO2的反應(yīng)速率為0.032mol·L－1·min－1B．T℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝400C．平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：α2<80%<α1D．平衡時(shí)，丙中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量與甲相同解析：選CDA項(xiàng)，0～5min內(nèi)，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)開始/(mol)0.40.240轉(zhuǎn)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(yīng)速率＝eq\f(\f(0.32mol,2L),5min)＝0.032mol·L－1·min－1，正確；B項(xiàng)，根據(jù)A項(xiàng)三段式可知，該溫度下，平衡常數(shù)K＝eq\f(0.162,0.042×0.04)＝400，正確；C項(xiàng)，由甲、乙可知，氧氣的濃度相同，二氧化硫的濃度增大會(huì)促進(jìn)氧氣的轉(zhuǎn)化，二氧化硫轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率增大，則平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：α1<80%<α2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，體積相同，丙中的起始濃度為甲的2倍，但由于該反應(yīng)是氣體體積改變的反應(yīng)，體積不變?cè)黾訚舛?，壓?qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，則丙中轉(zhuǎn)化率增大，氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量不同，平衡時(shí)，丙中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量與甲不相同，錯(cuò)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(yīng)的平衡常數(shù)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(yīng)趨勢(shì)較大的反應(yīng)是________(填“a”或“b”)；反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的K＝________。(2)已知反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的正反應(yīng)速率v(正)＝k1·cm(NO)·cn(O2)，其中k1為速率常數(shù)，可通過下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)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(yīng)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(yīng)其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡，第一步反應(yīng)中：v(正)＝k1·c2(NO)，v(逆)＝k－1·c(N2O2)。下列敘述正確的是________(填序號(hào))。A．第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(k1,k－1)B．v(第一步的正反應(yīng))＜v(第二步的反應(yīng))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(cè)得恒容容器中NO、O2、NO2濃度發(fā)生如圖變化。NO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。②該溫度下反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)的平衡常數(shù)為________(保留整數(shù))。解析：(1)平衡常數(shù)越大，反應(yīng)越容易進(jìn)行，反應(yīng)b的平衡常數(shù)大于反應(yīng)a，則b的分解反應(yīng)趨勢(shì)較大；根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)b－a可得：2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(K2,K1)＝eq\f(