高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第七章 第3講 化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向 新人教版

第3講化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向[考綱要求]1.理解化學(xué)平衡常數(shù)的定義并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。2.了解化學(xué)反應(yīng)的方向與化學(xué)反應(yīng)的焓變與熵變的關(guān)系。3.掌握化學(xué)反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，能夠利用化學(xué)反應(yīng)的焓變和熵變判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。考點(diǎn)一化學(xué)平衡常數(shù)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)K表示。2．表達(dá)式對(duì)于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，K＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)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．對(duì)于給定反應(yīng)，正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)一樣嗎？是什么關(guān)系？答案正逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不一樣，互為倒數(shù)關(guān)系。2．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)是增大還是減少？答案溫度升高化學(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。3．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)式也就不一樣，但對(duì)應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如：(1)aA(g)＋bB(g)cC(g)K1＝eq\f(ccC,caA·cbB)(2)naA(g)＋nbB(g)ncC(g)K2＝eq\f(cncC,cnaA·cnbB)＝Keq\o\al(n,1)或K1＝eq\r(n,K2)無論(1)還是(2)，A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。題組一化學(xué)平衡常數(shù)及其影響因素1．溫度為t℃時(shí)，在體積為10L的真空容器中通入1.00mol氫氣和1.00mol碘蒸氣，20min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測(cè)得碘蒸氣的濃度為0.020mol·L－1。涉及的反應(yīng)可以用下面的兩個(gè)化學(xué)方程式表示：①H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)下列說法正確的是 ()A．反應(yīng)速率用HI表示時(shí)，v(HI)＝0.008mol·L－1·min－1B．兩個(gè)化學(xué)方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達(dá)式不同，不過計(jì)算所得數(shù)值相同C．氫氣在兩個(gè)反應(yīng)方程式中的轉(zhuǎn)化率不同D．第二個(gè)反應(yīng)中，增大壓強(qiáng)平衡向生成HI的方向移動(dòng)答案A解析H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)初始濃度(mol·L－1) 0.1000.1000平衡濃度(mol·L－1) 0.0200.0200.160轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1) 0.0800.0800.160所以，v(HI)＝0.160mol·L－1÷20min＝0.008mol·L－1·min－1，A正確；K①＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)＝64，而K②＝eq\f(c4HI,c2H2·c2I2)＝Keq\o\al(2,①)＝642＝4096，故選項(xiàng)B錯(cuò)；兩個(gè)化學(xué)方程式表示的是一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯(cuò)；兩個(gè)反應(yīng)相同，只是表達(dá)形式不同，壓強(qiáng)的改變對(duì)平衡的移動(dòng)沒有影響，D錯(cuò)。2．已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是 ()A．反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cCO2·cCu,cCO·cCuO)B．反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)C．對(duì)于反應(yīng)③，恒容時(shí)，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑．對(duì)于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小答案B解析在書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達(dá)式中，A錯(cuò)誤；由于反應(yīng)③＝反應(yīng)①－反應(yīng)②，因此平衡常數(shù)K＝eq\f(K1,K2)，B正確；反應(yīng)③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此ΔH<0，C錯(cuò)誤；對(duì)于反應(yīng)③，在恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，如充入惰性氣體，則平衡不移動(dòng)，H2的濃度不變，D錯(cuò)誤。題組二由化學(xué)平衡常數(shù)判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向3．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH>0，請(qǐng)回答下列問題：(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·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)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2mol·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%(2)增大(3)6(4)41%解析(1) M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)始態(tài)mol·L－1 1 2.4 0 0變化量mol·L－1 1×60% 1×60%因此N的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1mol·L－1×60%,2.4mol·L－1)×100%＝25%。(2)由于該反應(yīng)的ΔH>0，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：c(M)＝0.4mol·L－1c(N)＝1.8mol·Lc(P)＝0.6mol·L－1c(Q)＝0.6mol·L因此化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(0.6×0.6,0.4×1.8)＝eq\f(1,2)由于溫度不變，因此K不變，達(dá)到平衡后c(P)＝2mol·L－1c(Q)＝2mol·Lc(M)＝2mol·L－1c(N)＝(a－2)mol·LK＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(2×2,2×a－2)＝eq\f(1,2)解得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c(M)＝b(1－x)mol·L－1c(N)＝b(1－x)mol·Lc(P)＝bxmol·L－1c(Q)＝bxmol·LK＝eq\f(cP·cQ,cM·cN)＝eq\f(bx·bx,b1－x·b1－x)＝eq\f(1,2)解得x≈41%。4．在體積為1L的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：(1)升高溫度，化學(xué)平衡向________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)。(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。A．c(CO2)＝c(CO)B．K不變C．容器中的壓強(qiáng)不變D．v正(H2)＝v正(CO2)E．c(H2)保持不變(3)若某溫度下，平衡濃度符合下列關(guān)系：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，此時(shí)的溫度為__________；在此溫度下，若該容器中含有1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O，則此時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài)為____________(填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行中”、“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行中”或“平衡狀態(tài)”)。答案(1)正反應(yīng)(2)E(3)850℃向正反應(yīng)方向進(jìn)行中解析(1)由表格數(shù)據(jù)可得，隨著溫度升高，平衡常數(shù)增大，說明化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；(2)A項(xiàng)，達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)不一定等于c(CO)，反之相等時(shí)也不一定處于平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，溫度不變K不變，不正確；C項(xiàng)，此反應(yīng)不論是否平衡，壓強(qiáng)均不改變，故不正確；D項(xiàng)，v正(CO2)與v正(H2)表示的反應(yīng)方向一致，故不能判斷是否達(dá)到平衡；E項(xiàng)，達(dá)到平衡時(shí)，各種反應(yīng)物、生成物的濃度保持不變。(3)由c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，則計(jì)算出K＝1.0，即此時(shí)溫度為850℃，此溫度下eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)＝eq\f(0.75×1.5,1×1.2)＝0.94<1.0，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行中。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)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，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：eq\f(ccC·cdD,caA·cbB)＝Qc，稱為濃度商。Qceq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(<K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆,＝K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆,>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正<v逆))考點(diǎn)二有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算【思路梳理】1．分析三個(gè)量：即起始量、變化量、平衡量。2．明確三個(gè)關(guān)系：(1)對(duì)于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對(duì)于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3．計(jì)算方法：三段式法化學(xué)平衡計(jì)算模式：對(duì)以下反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)a b 0 0變化(mol)mx nx px qx平衡(mol)a－mx b－nx px qx則有：(1)K＝eq\f(\f(px,V)p·\f(qx,V)q,\f(a－mx,V)m·\f(b－nx,V)n)(2)c平(A)＝eq\f(a－mx,V)(mol·L－1)。(3)α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%，α(A)∶α(B)＝eq\f(mx,a)∶eq\f(nx,b)＝eq\f(mb,na)。(4)φ(A)＝eq\f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%。(5)eq\f(p平,p始)＝eq\f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)。(6)eq\x\to(ρ)(混)＝eq\f(a·MA＋b·MB,V)(g·L－1)。(7)eq\x\to(M)＝eq\f(a·MA＋b·MB,a＋b＋p＋q－m－nx)(g·mol－1)。題組一有關(guān)轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率等的基本計(jì)算1．在100℃時(shí)，把0.5molN2O4通入體積為5L的真空密閉容器中，立即出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí)，NO2的濃度為0.02mol·L－1。在60s時(shí)，體系已達(dá)平衡，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.6倍。下列說法正確的是 ()A．前2s以N2O4的濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.01mol·L－1·s－1B．在2s時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的1.1倍C．在平衡時(shí)體系內(nèi)含N2O40.25molD．平衡時(shí)，N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%答案B解析N2O4和NO2之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系： N2O4(g)2NO2(g)起始(mol)0.5 0反應(yīng)(mol)0.05 0.02×52s時(shí)(mol)0.5－0.05 0.02×5v(N2O4)＝eq\f(0.05mol,2s×5L)＝0.005mol·L－1·s－1氣體總的物質(zhì)的量為0．5mol－0.05mol＋0.02mol·L－1×5L＝0.55mol2s時(shí)的壓強(qiáng)與開始時(shí)壓強(qiáng)之比為p2s∶p始＝0.55∶0.5＝1.1∶1。60s達(dá)到平衡時(shí)，設(shè)有xmolN2O4反應(yīng)。則有 N2O4(g)2NO2(g)起始(mol) 0.5 0反應(yīng)(mol) x 2x平衡(mol) 0.5－x 2x平衡時(shí)，氣體總的物質(zhì)的量為0.5mol－xmol＋2xmol＝(0.5＋x)mol，所以有eq\f(0.5＋xmol,0.5mol)＝1.6，解得x＝0.3。平衡體系中含0.2molN2O4，N2O4的轉(zhuǎn)化率為eq\f(0.3mol,0.5mol)×100%＝60%。2．某溫度下，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常數(shù)K＝9/4，該溫度下在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始濃度如表所示：起始濃度甲乙丙c(H2)/mol·L－10.0100.0200.020c(CO2)/mol·L－10.0100.0100.020下列判斷不正確的是 ()A．平衡時(shí)，乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%B．平衡時(shí)，甲中和丙中H2的轉(zhuǎn)化率均是60%C．平衡時(shí)，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol·L－1D．反應(yīng)開始時(shí)，丙中的反應(yīng)速率最快，甲中的反應(yīng)速率最慢答案C解析甲： H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)起始量/mol·L－1 0.010 0.010 0 0變化量/mol·L－1 x x x x平衡量/mol·L－1 0.010－x0.010－x x xK＝x2/(0.010－x)2＝9/4解得x＝0.0060mol·L－1c(H2)＝0.010－x＝c(CO2)＝0.0040mol·L－1c(H2O)＝c(CO)＝0.0060mol·L－1α(H2)＝0.0060mol·L－1/0.010mol·L－1×100%＝60%，又因乙組中H2的起始濃度大于甲組的，故乙組中的反應(yīng)相當(dāng)于在甲組平衡的基礎(chǔ)上再加入0.010mol·L－1的H2，使平衡又繼續(xù)正向移動(dòng)，導(dǎo)致乙中CO2的轉(zhuǎn)化率大于60%，因此A項(xiàng)正確；丙可看作是2個(gè)甲合并而成的，又因H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)是平衡不受壓強(qiáng)影響的反應(yīng)，故丙組達(dá)到平衡時(shí)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，僅各物質(zhì)的濃度是甲組達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)濃度的2倍，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于甲、乙、丙組中，丙中各物質(zhì)的濃度最大，甲中各物質(zhì)的濃度最小，所以丙反應(yīng)速率最快，甲反應(yīng)速率最慢，故D項(xiàng)正確。題組二綜合應(yīng)用3．煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題。已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表：溫度/℃4005008301000平衡常數(shù)K10910.6試回答下列問題：(1)上述反應(yīng)的正反應(yīng)是________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。(2)某溫度下，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持容器體積不變升高溫度，正反應(yīng)速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)，容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)830℃時(shí)，在恒容反應(yīng)器中發(fā)生上述反應(yīng)，按下表中的物質(zhì)的量投入反應(yīng)混合物，其中向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有______(選填字母)投料ABCDn(CO2)/mol3101n(H2)/mol2101n(CO)/mol1230.5n(H2O)/mol5232(4)在830℃時(shí)，在2L的密閉容器中加入4molCO(g)和6molH2O(g)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率是__________。答案(1)放熱(2)增大增大(3)BC(4)60%解析(1)由表格可知，升溫，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大；容器體積不變的情況下，升高溫度，則容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)增大。(3)830℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1，即若n(CO2)×n(H2)<n(CO)×n(H2O)，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，符合此要求的是B、C。(4)830℃時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)為1， CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)起始濃度mol·L－1 2 3 0 0轉(zhuǎn)化濃度mol·L－1 x x x x平衡濃度mol·L－1 2－x 3－x x x平衡常數(shù)K＝eq\f(cH2·cCO2,cCO·cH2O)＝eq\f(x2,2－x3－x)＝1，解得x＝1.2，則CO的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(1.2mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝60%。4．在一固定容積的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)：A(g)＋2B(g)3C(g)，已知加入1molA和3molB且達(dá)到平衡后生成了amolC，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)平衡時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是______________________________(用字母a表示)。(2)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2molA和6molB，達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量為______mol(用字母a表示)。此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)______(填“增大”、“減少”或“不變”)。(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)不變，則還應(yīng)加入C________mol。(4)在同一容器中加入nmolA和3nmolB，達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為mmol，若改變實(shí)驗(yàn)條件，可以使C的物質(zhì)的量在mmol～2mmol之間變化，那么n與m的關(guān)系應(yīng)是____________(用字母“m”、“n答案(1)a/4(2)2a不變(3)6(4)n>2解析(1) A(g)＋2B(g)3C(g)起始物質(zhì)的量 1mol 3mol 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量 a/3mol 2a/3mol a平衡物質(zhì)的量 (1－a/3)mol(3－2a/3)mola依題意得：C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是eq\f(a,1－\f(a,3)＋3－\f(2a,3)＋a)＝a/4。(2)C的體積分?jǐn)?shù)不變，物質(zhì)的量是原來的2倍。(3)只需滿足將C轉(zhuǎn)化為A和B后滿足n(A)∶n(B)＝1∶3即可。(4)若C的物質(zhì)的量為mmol時(shí)，求得：n>m/3；若C的物質(zhì)的量為2m得：n>2m/3；綜合兩種情況，n與m的關(guān)系應(yīng)是n>2考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向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。(2)特點(diǎn)①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)。②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)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)放出的熱量越多，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①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。②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)>S(l)>S(s)。b．熵變的含義熵變是反應(yīng)前后體系熵的變化，用ΔS表示，化學(xué)反應(yīng)的ΔS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)①ΔH－TΔS<0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。②ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。③ΔH－TΔS>0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。深度思考能自發(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)的快慢問題。題組一焓變與自發(fā)反應(yīng)1．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的是 ()A．一定條件下，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．4NO2(g)＋O2(g)=2N2O5(g)D．散落的火柴的無序排列答案D3．下列反應(yīng)中，熵顯著增加的反應(yīng)是 ()A．CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)B．CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑C．C(s)＋O2(g)=CO2(g)D．2Hg(l)＋O2(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)使混亂度增加，熵增加。4．碳銨[(NH4)2CO3]在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是 ()A．碳銨分解是因?yàn)樯梢讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大B．碳銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量C．碳銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判斷能自發(fā)分解D．碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解答案A題組三復(fù)合判據(jù)的應(yīng)用5．下列組合中在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行的是 ()A．ΔH>0，ΔS>0 B．ΔH<0，ΔS<0C．ΔH>0，ΔS<0 D．ΔH<0，ΔS>0答案D6．試判斷用于汽車凈化的一個(gè)反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在298K、100kPa下能否自發(fā)進(jìn)行？已知：在298K、100kPa下該反應(yīng)的ΔH＝－113.0kJ·mol－1，ΔS＝－145.3J·mol－1·K－1。答案可以自發(fā)進(jìn)行。解析ΔH－TΔS＝－113.0kJ·mol－1－298K×(－145.3J·mol－1·K－1)×10－3≈－69.7kJ·mol－1<0，可以自發(fā)進(jìn)行。7．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(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℃，100kPa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℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應(yīng)焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9J·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1。答案會(huì)自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。解析ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1×10－3－298K×(－6.61J·mol－1·K－1)×10－3≈－0.21kJ·mol－1<0，自發(fā)進(jìn)行。焓判據(jù)和熵判據(jù)能作為反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的一般判據(jù)，而由焓判據(jù)和熵判據(jù)組成的復(fù)合判據(jù)才是反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行的根本判據(jù)：反應(yīng)是否自發(fā)與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)焓變影響為主；高溫時(shí)熵變影響為主。根據(jù)ΔH－TΔS可準(zhǔn)確判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。1．(·山東理綜，14)高溫下，某反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)。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＋H2Oeq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(高溫))CO2＋H2答案A解析由平衡常數(shù)K＝eq\f(cCO·cH2O,cCO2·cH2)。溫度升高時(shí)H2濃度減小，說明在恒容時(shí)平衡正向移動(dòng)，ΔH>0，A正確；恒容時(shí)反應(yīng)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，在增大壓強(qiáng)時(shí)H2的濃度不變，升高溫度，v正和v逆都增大。2．(·安徽理綜，11)汽車尾氣凈化中的一個(gè)反應(yīng)如下：NO(g)＋CO(g)eq\f(1,2)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－373.4kJ·mol－1在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是()答案C解析對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K值減小，CO轉(zhuǎn)化率降低，A、B錯(cuò)誤；溫度不變，K值不變，C正確；增加N2的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤。3．[·福建理綜，23(5)]在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)反應(yīng)，按下表數(shù)據(jù)投料，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，測(cè)得體系壓強(qiáng)升高。簡(jiǎn)述該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系：_______________________________。物質(zhì)ABCD起始投料/mol2120答案平衡常數(shù)隨溫度升高而變小(或其他合理答案)解析表中數(shù)據(jù)D為0，按表中數(shù)據(jù)投料，起始至平衡階段，反應(yīng)一定向正反應(yīng)方向進(jìn)行。又該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，體系壓強(qiáng)升高，說明正反應(yīng)一定是一個(gè)放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向左移動(dòng)，即化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。4．(·福建理綜，12)25℃時(shí)，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入過量金屬錫(Sn)，發(fā)生反應(yīng)：Sn(s)＋Pb2＋(aq)Sn2＋(aq)＋Pb(s)，體系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)變化關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是 ()A．往平衡體系中加入金屬鉛后，c(Pb2＋)增大B．往平衡體系中加入少量Sn(NO3)2固體后，c(Pb2＋)變小C．升高溫度，平衡體系中c(Pb2＋)增大，說明該反應(yīng)ΔH>0D．25℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝2.2答案D解析體系中有過量的錫且金屬活動(dòng)性：Sn>Pb，向平衡體系中加入鉛后，c(Pb2＋)不變，A錯(cuò)誤；加入少量Sn(NO3)2固體，c(Sn2＋)增大，平衡逆向移動(dòng)，c(Pb2＋)增大，B錯(cuò)誤；升溫使c(Pb2＋)增大，說明平衡逆向移動(dòng)，ΔH<0，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；由化學(xué)方程式和圖中數(shù)據(jù)得平衡常數(shù)K＝eq\f(cSn2＋,cPb2＋)＝eq\f(0.22mol·L－1,0.10mol·L－1)＝2.2，D正確。5．(·海南，15)氯氣在298K、100kPa時(shí)，在1L水中可溶解0.09mol，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問題：(1)該反應(yīng)的離子方程式為________；(2)估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)________(列式計(jì)算)；(3)在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，平衡將向________移動(dòng)；(4)如果增大氯氣的壓強(qiáng)，氯氣在水中的溶解度將________(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡將向________移動(dòng)。答案(1)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(2)K＝eq\f(cHCl·cHClO,cCl2)＝eq\f(0.03×0.03,0.06)＝0.015(3)正反應(yīng)方向(4)增大正反應(yīng)方向解析Cl2溶于水時(shí)與水反應(yīng)，生成HClO和HCl，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。(2)按1L水中溶解0.09molCl2進(jìn)行計(jì)算，有0.09mol×eq\f(1,3)＝0.03molCl2參加反應(yīng)： Cl2＋H2OHCl＋HClO開始(mol) 0.09 0 0轉(zhuǎn)化(mol) 0.03 0.030.03平衡(mol) 0.06 0.030.03則平衡常數(shù)K＝eq\f(cHCl·cHClO,cCl2)＝eq\f(0.03×0.03,0.06)＝0.015(3)加入少量NaOH固體，OH－與H＋反應(yīng)生成H2O，OH－與HClO反應(yīng)生成ClO－和H2O，生成物的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(4)增大Cl2的壓強(qiáng)，Cl2在水中的溶解度增大，溶液中c(Cl2)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。6．[·海南，15(1)(2)(4)]已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：溫度/℃70090083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.4回答下列問題：(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝__________，ΔH______0(填“<”、“>”或“＝”)；(2)830℃時(shí)，向一個(gè)5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1。則6s時(shí)c(A)＝________mol·L－1，C的物質(zhì)的量為________mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為__________；(4)1200℃時(shí)反應(yīng)C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為__________。答案(1)eq\f(cC·cD,cA·cB)<(2)0.0220.0980%80%(4)2.5解析(1)根據(jù)反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，可寫出平衡常數(shù)K＝eq\f(cC·cD,cA·cB)，隨著溫度升高，K值減小，即升溫平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。(2)6s內(nèi)消耗的A為0.003mol·L－1·s－1×6s×5L＝0.09mol，則此時(shí)A的物質(zhì)的量濃度為eq\f(0.20mol－0.09mol,5L)＝0.022mol·L－1；生成C的物質(zhì)的量與消耗A的物質(zhì)的量相等，均為0.09mol。設(shè)平衡時(shí)參加反應(yīng)的A為xmol，則平衡時(shí)A、B、C、D的物質(zhì)的量分別為(0.20－x)mol、(0.80－x)mol、xmol、xmol，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和此時(shí)K＝1.0求得x＝0.16，即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為80%；向該平衡體系中充入氬氣等稀有氣體，對(duì)該平衡無影響，即平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率依然為80%。7．[·課標(biāo)全國卷，26(4)]將0.23molSO2和0.11mol氧氣放入容積為1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO2＋O22SO3，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12molSO3，則反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝______________。若溫度不變，再加入0.50mol氧氣后重新達(dá)到平衡，則SO2的平衡濃度__________(填“增大”“不變”或“減小”)，氧氣的轉(zhuǎn)化率________(填“升高”“不變”或“降低”)，SO3的體積分?jǐn)?shù)________(填“增大”“不變”或“減小”)。答案23.8L·mol－1減小降低減小解析 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0初始濃度/mol·L－10.23 0.11 0變化濃度/mol·L－10.12 0.06 0.12平衡濃度/mol·L－10.11 0.05 0.12據(jù)此可計(jì)算出該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)：K＝eq\f(0.12mol·L－12,0.11mol·L－12×0.05mol·L－1)≈23.8L·mol－1；保持溫度不變，向容器中再加入一定量的氧氣后，氧氣的濃度增大，轉(zhuǎn)化率降低，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，其平衡濃度減小，所得混合氣體中三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小。因?yàn)槿趸蛟龃蟮臐舛茸畲笾禐?.11mol·L－1，而氧氣增大的濃度遠(yuǎn)大于該值，故三氧化硫的體積分?jǐn)?shù)減小了。8．[·山東理綜，28(2)節(jié)選]一定溫度下，向1L密閉容器中加入1molHI(g)，發(fā)生反應(yīng)2HIH2＋I(xiàn)2，H2物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如右圖所示。該溫度下，H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝________。相同溫度下，若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則________是原來的2倍。a．平衡常數(shù)b．HI的平衡濃度c．達(dá)到平衡的時(shí)間d．平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)答案64b解析2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)初始：1mol·L－1 0 0平衡：0.8mol·L－10.1mol·L－1 0.1mol·L－1該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝eq\f(cH2·cI2,c2HI)＝eq\f(0.1mol·L－1×0.1mol·L－1,0.8mol·L－12)＝eq\f(1,64)相同溫度下，H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(1,K1)＝64。9．[·浙江理綜，27(1)②③]某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究氨基甲酸銨(NH2COONH4)分解反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定。將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：溫度/℃15.020.025.030.035.0平衡總壓強(qiáng)/kPa5.78.312.017.124.0平衡氣體總濃度/mol·L－12.4×10－33.4×10－34.8×10－36.8×10－39.4×10－3②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算25.0℃時(shí)的分解平衡常數(shù)：____________。③取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中，在25.0℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積，氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將________(填“增加”、“減少”或“不變”)。答案②K＝c2(NH3)·c(CO2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)c))2·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)c))＝eq\f(4,27)×(4.8×10－3mol·L－1)3≈1.6×10－8(mol·L－1)3③增加解析②根據(jù)K＝c2(NH3)·c(CO2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×\f(4.8×10－3mol·L－1,3)))2·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4.8×10－3mol·L－1,3)))≈1.6×10－8(mol·L－1)3。③由NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)正反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。1．下列說法正確的是 ()A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，因?yàn)槲鼰岱磻?yīng)都是非自發(fā)的B．自發(fā)反應(yīng)的熵一定增大，非自發(fā)反應(yīng)的熵一定減小C．常溫下，反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0D．反應(yīng)2Mg(s)＋CO2(g)=C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的ΔH>0答案C解析反應(yīng)的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若ΔH<0，ΔS>0，則一定自發(fā)，若ΔH>0，ΔS<0，則一定不能自發(fā)，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反應(yīng)能否自發(fā)，和溫度有關(guān)，A、B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中反應(yīng)的ΔS>0，若ΔH<0，則一定自發(fā)，現(xiàn)常溫下不自發(fā)，說明ΔH>0，正確；D項(xiàng)中反應(yīng)的ΔS<0，能自發(fā)，說明ΔH<0，錯(cuò)誤。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＝eq\f(cFeO·cCO,cFe·cCO2)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)增大答案C解析A項(xiàng)，升溫，正、逆反應(yīng)速率均增大，不正確；B項(xiàng)，該化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為eq\f(cCO,cCO2)；C項(xiàng)，升溫，平衡常數(shù)增大，表明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故正確；D項(xiàng)，增大反應(yīng)物濃度，平衡常數(shù)不變，故不正確。3．加熱N2O5，依次發(fā)生的分解反應(yīng)為①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)。在容積為2L的密閉容器中充入8molN2O5，加熱到t℃，達(dá)到平衡狀態(tài)后O2為9mol，N2O3為3.4mol，則t℃時(shí)反應(yīng)①的平衡常數(shù)為 ()A．10.7 B．8.5 C．9.6 D．10.2答案B解析N2O5N2O3＋O2起始/mol 8 0 0平衡/mol 8－x x x N2O3N2O＋O2起始/mol x 0 0平衡/mol x－y y yeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝9,x－y＝3.4))，則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝6.2,y＝2.8))所以K(①)＝eq\f(cO2·cN2O3,cN2O5)＝eq\f(\f(9,2)×\f(3.4,2),\f(1.8,2))＝8.5，B正確。4．在300mL的密閉容器中，放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：溫度/℃2580230平衡常數(shù)5×10421.9×10－5下列說法不正確的是 ()A．上述生成Ni(CO)4的反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．25℃時(shí)反應(yīng)Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常數(shù)為2×10－5C．在80℃時(shí)，測(cè)得某時(shí)刻N(yùn)i(CO)4、CO的濃度均為0.5mol·L－1，則此時(shí)v正>v逆D．80℃達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得n(CO)＝0.3mol，則Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1答案C解析溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A正確；Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)為題給反應(yīng)的逆反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，B正確；C項(xiàng)中該時(shí)刻Qc＝eq\f(c[NiCO4],c4CO)＝8>K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，v逆>v正，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)中CO的平衡濃度為1mol·L－1，由K＝2可計(jì)算出Ni(CO)4的平衡濃度為2mol·L－1。5．已知可逆反應(yīng)X(g)＋2Y(g)Z(g)ΔH<0，一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4molY和一定量的X后，X的濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示，則下列說法正確的是 ()A．a(chǎn)點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率B．增大X的濃度，X的轉(zhuǎn)化率增大C．容器中壓強(qiáng)恒定時(shí)，不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)D．保持溫度和密閉容器的容積不變，再充入1molX和2molY，再次達(dá)到平衡時(shí)n(Z)/n(X)的值會(huì)變小答案A解析由圖像可知，a點(diǎn)尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；增大X的濃度，平衡正向移動(dòng)，但根據(jù)平衡移動(dòng)原理可知X的轉(zhuǎn)化率減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng)，由壓強(qiáng)不變可判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意，起始加入4molY，由圖像可知起始時(shí)加入2molX，達(dá)到平衡后，再充入1molX和2molY所達(dá)到的平衡相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以n(Z)/n(X)的值會(huì)變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．一定溫度下，在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2>t1)。反應(yīng)時(shí)間/minn(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/moln(H2)/mol01.200.6000t10.80t20.20下列說法正確的是 ()A．反應(yīng)在t1min內(nèi)的反應(yīng)速率為v(H2)＝eq\f(0.40,t1)mol·L－1·min－1B．平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為66.67%C．該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1D．其他條件不變，若起始時(shí)n(CO)＝0.60mol，n(H2O)＝1.20mol，則平衡時(shí)n(CO2)＝0.20mol答案C解析根據(jù)化學(xué)方程式可知在t1min內(nèi)生成0.40molH2，因此在t1min內(nèi)的反應(yīng)速率為v(H2)＝eq\f(0.40mol,2L×t1min)＝eq\f(0.20,t1)mol·L－1·min－1，故A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式可知t1、t2時(shí)刻均有n(CO)＝0.80mol，n(H2O)＝0.20mol，n(CO2)＝n(H2)＝0.40mol，故表格中t1、t2時(shí)的數(shù)據(jù)均為平衡時(shí)的物質(zhì)的量。據(jù)此可求出CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.40mol/1.2mol×100%＝33.33%，故B錯(cuò)誤；由于該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積不變的反應(yīng)，將平衡時(shí)的物質(zhì)的量代入平衡常數(shù)表達(dá)式，可計(jì)算出反應(yīng)的平衡常數(shù)為1，C正確；根據(jù)平衡常數(shù)值可計(jì)算出D選項(xiàng)中平衡時(shí)n(CO2)＝0.40mol，故D錯(cuò)誤。7．用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是 ()A．溫度：T1>T2>T3B．正反應(yīng)速率：v(a)>v(c)v(b)>v(d)C．平衡常數(shù)：K(a)>K(c)K(b)＝K(d)D．平均摩爾質(zhì)量：M(a)<M(c)M(b)>M(d)答案C解析A項(xiàng)，因?yàn)棣<0，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越小，所以T3>T2>T1，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于T3>T1，所以v(c)>v(a)，由于p(b)>p(d)，所以v(b)>v(d)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，平衡常數(shù)只受溫度影響，由于ΔH<0，溫度越高，平衡常數(shù)越小，正確；D項(xiàng)，升溫，平衡左移，M減小，M(a)>M(c)，加壓，平衡右移，M增大，M(b)>M(d)，錯(cuò)誤。8．已知：3A(g)＋B(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2C(g)，在不同溫度和壓強(qiáng)時(shí)A的轉(zhuǎn)化率如表所示。由此可知，下列圖像正確的是 ()p1(MPa)p2(MPa)200℃89.776.3600℃83.871.6答案A解析由題表分析知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且p1>p2。選項(xiàng)A，減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，v逆>v正，A正確；其他條件不變時(shí)，溫度高則反應(yīng)先達(dá)到平衡，B錯(cuò)誤；溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，C的百分含量增大，故C錯(cuò)誤；其他條件不變時(shí)升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，D錯(cuò)誤。9．二氧化碳捕集、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化是當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一。(1)用釕的配合物作催化劑，一定條件下可直接光催化分解CO2，發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)的ΔH______0，ΔS______0(選填“>”、“<”或“＝”)，在低溫下，該反應(yīng)________(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行。(2)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2，然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其他化學(xué)品。你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問題有________。a．開發(fā)高效光催化劑b．將光催化制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離，并與CO2發(fā)生催化轉(zhuǎn)化c．二氧化碳及水資源的供應(yīng)答案(1)>>不能(2)ab解析該反應(yīng)是分解反應(yīng)，且CO燃燒時(shí)放熱，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，因氣體的物質(zhì)的量增多，所以ΔS>0。ΔH－TΔS<0時(shí)，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行，所以在低溫下，該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。10．活性炭可用于處理大氣污染物NO。在1L密閉容器中加入NO和活性炭(無雜質(zhì))，生成氣體E和F。當(dāng)溫度分別在T1℃和T2物質(zhì)n/molT/℃活性炭NOEF初始2.0300.10000T12.0000.0400.0300.030T22.0050.0500.0250.025(1)請(qǐng)結(jié)合上表數(shù)據(jù)，寫出NO與活性炭反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。(2)上述反應(yīng)在T1℃時(shí)的平衡常數(shù)為K1，在T2℃時(shí)的平衡常數(shù)為K2①計(jì)算K1＝__________________。②根據(jù)上述信息判斷，T1和T2的關(guān)系是__________。a．T1>T2b．T1<T2c．無法比較(3)在T1℃a．增大c(NO)b．增大壓強(qiáng)c．升高溫度d．移去部分F答案(1)C＋2NON2＋CO2(2)①9/16②c(3)ab解析(1)由T1℃、T2(2)①T1℃時(shí)，NO的平衡濃度為0.04mol·L－1，而CO2、N2mol·L－1，則K1＝eq\f(cN2·cCO2,c2NO)＝9/16(注意活性炭為固體)。②由于無法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)，故無法判斷T1和T2的關(guān)系。(3)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此選擇ab。11．在恒溫恒容條件下，將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示。(1)該溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________，若溫度升高，K值將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是________點(diǎn)。從起點(diǎn)開始首次達(dá)到平衡時(shí)，以NO2表示的反應(yīng)速率為____________。(3)25min時(shí)，加入了__________(填加入物質(zhì)的化學(xué)式及加入的物質(zhì)的量)，使平衡發(fā)生了移動(dòng)。(4)d點(diǎn)對(duì)應(yīng)NO2的物質(zhì)的量濃度________(填“大于”、“小于”或“等于”)0.8mol·L－1，理由是____________________________________________________。答案(1)0.9增大(2)bd0.04mol·L－1·min－1(3)0.8molNO2(4)小于假設(shè)平衡時(shí)二氧化氮的濃度為0.8mol·L－1，則此時(shí)Qc＝1.28>K＝0.9，平衡要逆向移動(dòng)，使二氧化氮的濃度降低，所以平衡時(shí)二氧化氮的濃度小于0.8mol·L－1解析(1)由題圖可知，平衡時(shí)c(NO2)＝0.6mol·L－1，c(N2O4)＝0.4mol·L－1，故該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝0.62/0.4＝0.9；升溫，反應(yīng)正向進(jìn)行(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))，平衡常數(shù)增大。(2)由題圖知，a