2023屆新高考新教材化學(xué)魯科版一輪學(xué)案-第7章第23講　化學(xué)反應(yīng)的限度

第23講化學(xué)反應(yīng)的限度復(fù)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.了解可逆反應(yīng)的含義，知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。2．認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)是表征反應(yīng)限度的物理量，知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。了解濃度商和化學(xué)平衡常數(shù)的相對大小與反應(yīng)方向間的聯(lián)系。1.變化觀念與平衡思想：能從化學(xué)平衡常數(shù)的角度分析化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)解決問題。能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題。2．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立模型。能運(yùn)用模型(Q與K的關(guān)系)解釋化學(xué)平衡的移動，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3．科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能運(yùn)用化學(xué)平衡原理對與化學(xué)有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷?？键c(diǎn)一化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)——“二同一不能”(1)“二同”：同一條件下；正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。(2)“一不能”：不能進(jìn)行徹底。2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念：一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡的建立：(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：化學(xué)平衡的特征可以概括為逆、等、動、定、變，即：3．化學(xué)平衡狀態(tài)的正確理解(1)構(gòu)成化學(xué)平衡體系的基本要求是反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中，反應(yīng)條件保持不變。(2)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，體系中所有反應(yīng)物和生成物的含量保持不變。但反應(yīng)并沒停止，而且正、逆反應(yīng)速率相等，這說明化學(xué)平衡是動態(tài)平衡。(3)化學(xué)平衡研究的對象：對于弱電解質(zhì)的電離、氣體的溶解和逸出、固體的溶解和結(jié)晶及鹽類的水解等存在可逆過程的問題都可用平衡的觀點(diǎn)去分析。[微思考]向含有2molSO2的容器中通入過量O2發(fā)生2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量________(填“<”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物質(zhì)的量________0mol，轉(zhuǎn)化率________100%，反應(yīng)放出的熱量________QkJ。提示：<><<(1)二次電池的充、放電為可逆反應(yīng)。()(2)在化學(xué)平衡建立過程中，v正一定大于v逆。()(3)恒溫恒容下進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當(dāng)SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。()(4)在一定條件下，向密閉容器中充入1molN2和3molH2充分反應(yīng)，生成2molNH3。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×[典例]將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉真空容器中(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)到平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)?？梢耘袛嘣摲磻?yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是()A．v(NH3)＝2v(CO2)B．容器中氣體顏色不變C．容器中混合氣體的氣體密度不變D．容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變[解析]A．當(dāng)v(NH3)正＝v(NH3)逆或v(NH3)正＝2v(CO2)逆時(shí)，即該反應(yīng)正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，2v(NH3)＝v(CO2)不能表明正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，故A不符合題意；B.氣體都是無色氣體，體系無顏色，故B不符合題意；C.密閉容器中混合氣體的密度為ρ＝eq\f(m混,V)，混合氣體都是產(chǎn)物，當(dāng)混合氣體的密度不再改變時(shí)，即m混不發(fā)生改變，可以判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，可作為判據(jù)，故C符合題意；D.容器中混合氣體是NH3和CO2按物質(zhì)的量之比為2∶1混合而成，NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為eq\f(1,3)，故D不符合題意。[答案]C[對點(diǎn)練1](根據(jù)v正＝v逆判定化學(xué)平衡狀態(tài))可逆反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．3v正(N2)＝v正(H2)B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)D．v正(N2)＝3v逆(H2)解析：CA項(xiàng)無逆反應(yīng)速率；B項(xiàng)eq\f(v正（N2）,1)＝eq\f(v逆（NH3）,2)時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C項(xiàng)eq\f(v正（H2）,3)＝eq\f(v逆（NH3）,2)，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)eq\f(v正（N2）,1)＝eq\f(v逆（H2）,3)，即3v正(N2)＝v逆(H2)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。[對點(diǎn)練2](根據(jù)題給物理量的變化判定化學(xué)平衡狀態(tài))在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：①混合氣體的壓強(qiáng)，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，⑦某種氣體的百分含量。(1)能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(2)能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(4)能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(5)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。(6)能說明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。答案：(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦(5)①②③(6)②④⑦[對點(diǎn)練3](極端假設(shè)，界定范圍，突破判斷)在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)=2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為0.3mol/L B．Y2為0.4mol/LC．X2為0.2mol/L D．Z為0.4mol/L解析：A本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算。用極值法：當(dāng)Z完全轉(zhuǎn)化為X2、Y2時(shí)，X2、Y2分別為0.2mol/L、0.4mol/L；當(dāng)0.1mol/LX2完全轉(zhuǎn)化為Z時(shí)，Y2為0.2mol/L，Z為0.4mol/L，則0<X2<0.2mol/L，0.2mol/L<Y2<0.4mol/L，0<Z<0.4mol/L，A選項(xiàng)符合題意。判斷平衡狀態(tài)的方法——“正逆相等，變量不變”(1)“正逆相等”：反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率，一個(gè)是逆反應(yīng)的速率，且經(jīng)過換算后正逆反應(yīng)速率相等。(2)“變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)其不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行保持不變的量，不能作為判斷是否平衡的依據(jù)?？键c(diǎn)二化學(xué)平衡常數(shù)1．化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式對于可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(ceq\o\al(c,平)（C）·ceq\o\al(d,平)（D）,ceq\o\al(a,平)（A）·ceq\o\al(b,平)（B）)(式中各物質(zhì)的濃度為平衡時(shí)的濃度)。2．影響因素(1)K只與溫度有關(guān)。(2)升高溫度eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(放熱反應(yīng)：K值減小,吸熱反應(yīng)：K值增大))3．應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度。(2)利用化學(xué)平衡常數(shù)，判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或向何方向進(jìn)行。對于化學(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)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)：若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。[微思考]一定溫度下，分析下列三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)的關(guān)系①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)K1②eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)K2③2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)K3(1)K1和K2，K1＝________。(2)K1和K3，K1＝________。提示：(1)Keq\o\al(2,2)(2)eq\f(1,K3)(1)平衡常數(shù)表達(dá)式中，可以是物質(zhì)的任一時(shí)刻的濃度。()(2)化學(xué)平衡移動，化學(xué)平衡常數(shù)一定改變。()(3)對某一可逆反應(yīng)，升高溫度則化學(xué)平衡常數(shù)一定變大。()(4)反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)達(dá)平衡后，溫度不變，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，平衡常數(shù)K值增大。()(5)化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率都能體現(xiàn)反應(yīng)進(jìn)行的程度。()(6)其他條件不變，使用不同催化劑，反應(yīng)的平衡常數(shù)不變。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√題點(diǎn)一推導(dǎo)平衡常數(shù)之間的關(guān)系1．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()A．K1＋K2 B．K1－K2C．K1×K2 D．K1/K2解析：D由平衡常數(shù)的定義可知，K1＝eq\f(c平（H2S）,c平（H2）)，K2＝eq\f(c平（SO2）,c平（O2）)，反應(yīng)H2(g)＋SO2(g)O2(g)＋H2S(g)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c平（O2）·c平（H2S）,c平（H2）·c平（SO2）)，可知K＝K1/K2。2．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)：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K12NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2則4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常數(shù)K＝________(用K1、K2表示)。解析：K1＝eq\f(c（ClNO）,ceq\o\al(2,平)（NO2）)，K2＝eq\f(ceq\o\al(2,平)（ClNO）,ceq\o\al(2,平)（NO）·c平（Cl2）)，K＝eq\f(c平（Cl2）·ceq\o\al(2,平)（NO）,ceq\o\al(4,平)（NO2）)，所以K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)。答案：eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)題點(diǎn)二化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用3．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表所示：t/℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________________________________。(2)該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(3)某溫度下，各物質(zhì)的平衡濃度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為________℃。(4)若830℃時(shí)，向容器中充入1molCO、5molH2O，反應(yīng)達(dá)到平衡后，其化學(xué)平衡常數(shù)K________(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。(5)830℃時(shí)，容器中的化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡。在其他條件不變的情況下，擴(kuò)大容器的體積。平衡________(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)移動。答案：(1)eq\f(c（CO）·c（H2O）,c（CO2）·c（H2）)(2)吸熱(3)700(4)等于(5)不考點(diǎn)三化學(xué)平衡的計(jì)算——“三段式”法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)對于同一反應(yīng)物，起始量－變化量＝平衡量。(2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。(3)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。3．計(jì)算模型——“三段式”法(1)步驟：書寫(寫出有關(guān)化學(xué)平衡的化學(xué)反應(yīng)方程式)→列變量(列出各物質(zhì)的起始、變化、平衡量)→計(jì)算(根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算)。(2)模式：如反應(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/molab00變化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx①求平衡常數(shù)：K＝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))②求轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率＝eq\f(某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化的量,某反應(yīng)物起始的量)×100%，如α(A)平＝eq\f(mx,a)×100%。(3)依據(jù)知識梳理中的三段式，填空：①c平(A)＝________(mol·L－1)。②α(A)平＝________×100%。③φ(A)＝________×100%。④eq\f(p（平）,p（始）)＝________。⑤ρ(混)＝________(g·L－1)。⑥eq\x\to(M)＝________(g·mol－1)。答案：①eq\f(a－mx,V)②eq\f(mx,a)③eq\f(a－mx,a＋b＋（p＋q－m－n）x)④eq\f(a＋b＋（p＋q－m－n）x,a＋b)⑤eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,V)⑥eq\f(a·M（A）＋b·M（B）,a＋b＋（p＋q－m－n）x)[典例]在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度條件下進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1kJ·mol－1。反應(yīng)時(shí)間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)見下表：時(shí)間t/h0124816202530總壓強(qiáng)p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為________(答出兩項(xiàng)措施)。(2)由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0計(jì)算平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為________，并計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。(3)①由總壓強(qiáng)p和起始壓強(qiáng)p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總＝________mol，n(A)＝________mol。②下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，計(jì)算a＝________。反應(yīng)時(shí)間t/h04816c(A)/(mol·L－1)0.10a0.0260.0065分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時(shí)間間隔(Δt)的規(guī)律，得出的結(jié)論是________，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時(shí)反應(yīng)物的濃度c(A)為________mol·L－1。[解析](2)壓強(qiáng)之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，依據(jù)三段式進(jìn)行求解：A(g)B(g)＋C(g)始態(tài)：p000反應(yīng)：p0·α(A)p0·α(A)p0·α(A)終態(tài)：p0－p0·α(A)p0·α(A)p0·α(A)p＝[p0－p0·α(A)＋p0·α(A)＋p0·α(A)]＝p0＋p0·α(A)求得α(A)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)－1))×100%；25h時(shí)反應(yīng)已平衡，α(A)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(9.53,4.91)－1))×100%＝94.1%；依據(jù)三段式進(jìn)行求解：A(g)B(g)＋C(g)始態(tài)/(mol·L－1):0.1000反應(yīng)/(mol·L－1):0.09410.09410.0941平衡態(tài)/(mol·L－1):0.10－0.09410.09410.0941K＝eq\f(（0.0941mol·L－1）2,0.0059mol·L－1)＝1.5mol·L－1；(3)①依據(jù)eq\f(p,p0)＝eq\f(n總,0.1mol)可得n總＝eq\f(p,p0)×0.1mol；n(A)＝0.1mol×[1－α(A)]＝0.1mol×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p,p0)－1))))＝0.1mol×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(p,p0)))；②n(A)＝0.1mol×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(p,p0)))＝0.1mol×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(7.31,4.91)))＝0.051mol，體積為1L，a＝0.051mol·L－1；0～4h濃度大約變?yōu)?h時(shí)的eq\f(1,2)，4～8h濃度又變?yōu)?h的eq\f(1,2)，從8～16h經(jīng)過8個(gè)小時(shí)濃度變?yōu)?h的eq\f(1,4)，所以每經(jīng)過4個(gè)小時(shí)濃度均降低為原來的eq\f(1,2)。[答案](1)升高溫度；降低壓強(qiáng)(2)94.1%1.5mol·L－1(3)①0.10×eq\f(p,p0)0.10×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(p,p0)))②0.051mol·L－1達(dá)到平衡前每間隔4h，c(A)減少約一半0.013[對點(diǎn)練1](化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計(jì)算)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：20[對點(diǎn)練2](借用“題鏈”跟蹤化學(xué)平衡常數(shù)的考查方向)題鏈1乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)，回答下列問題：下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________(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：A點(diǎn)乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率是20%。根據(jù)反應(yīng)列三段式：CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5())C2H5OH起始1mol1mol0轉(zhuǎn)化0.2mol0.2mol0.2mol平衡0.8mol0.8mol0.2mol則平衡時(shí)乙烯的分壓：p(C2H4)＝7.85MPa×0.8mol/1.8mol＝3.4889MPa水蒸氣的分壓：p(H2O)＝7.85MPa×0.8mol/1.8mol＝3.4889MPa乙醇的分壓：p(C2H5OH)＝7.85MPa×0.2mol/1.8mol＝0.8722MPa則平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p（C2H5OH）,p（C2H4）·p（H2O）)＝0.8722MPa/3.4889MPa×3.4889MPa＝0.07MPa－1答案：0.07MPa－1題鏈2Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)在716K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/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)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________。(2)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(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為________(以K和k正表示)。解析：(1)觀察表中數(shù)據(jù)知，120min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)x(HI)＝0.784，x(H2)＝x(I2)＝(1－0.784)×eq\f(1,2)＝0.108，故反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為eq\f(x（H2）·x（I2）,x2（HI）)＝eq\f(0.108×0.108,0.7842)。(2)達(dá)平衡時(shí)，v正＝v逆，k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，k逆＝eq\f(k正x2（HI）,x（H2）·x（I2）)＝eq\f(k正,K)。答案：(1)K＝eq\f(0.108×0.108,0.7842)(2)k正/K題鏈3元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3＋(藍(lán)紫色)、Cr(OH)eq\o\al(－,4)(綠色)、Cr2Oeq\o\al(2－,7)(橙紅色)、CrOeq\o\al(2－,4)(黃色)等形式存在，Cr(OH)3為難溶于水的灰藍(lán)色固體。CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下，初始濃度為1.0mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))隨c(H＋)的變化如圖所示。(1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)：________。(2)由圖A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。解析：根據(jù)反應(yīng)并結(jié)合A點(diǎn)數(shù)據(jù)，列三段式：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O起始(mol/L)1.00轉(zhuǎn)化(mol/L)0.50.25平衡(mol/L)0.51.0×10－70.25K＝eq\f(c（Cr2Oeq\o\al(2－,7)）,c2（CrOeq\o\al(2－,4)）c2（H＋）)＝eq\f(0.25,0.52×（1.0×10－7）2)＝1.0×1014答案：(1)2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O(2)1.0×1014[練后歸納]題鏈1題鏈2題鏈3知識內(nèi)容壓強(qiáng)平衡常數(shù)平衡常數(shù)、質(zhì)量作用定律平衡常數(shù)解題難點(diǎn)用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)，理解表達(dá)式與計(jì)算式的區(qū)別圖中數(shù)據(jù)信息的讀取思維突破由平衡常數(shù)遷移到壓強(qiáng)平衡常數(shù)，貌似新概念，實(shí)質(zhì)是對信息的理解利用平衡時(shí)v正＝v逆，找到k正、k逆和K的聯(lián)系對教材中平衡常數(shù)的理解和題中數(shù)據(jù)的處理化學(xué)觀念壓強(qiáng)平衡常數(shù)也是研究可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的一種手段、工具物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計(jì)算平衡常數(shù)同樣也是研究可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的手段、工具平衡常數(shù)是研究可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)的一種手段、工具一、速率常數(shù)與平衡常數(shù)的換算及應(yīng)用1．推導(dǎo)過程已知反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)，反應(yīng)速率v正＝k正ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆cc(C)，當(dāng)v正＝v逆時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，即k正ca(A)·cb(B)＝k逆cc(C)，故eq\f(cc（C）,ca（A）·cb（B）)＝eq\f(k正,k逆)＝K。2．結(jié)論：K＝eq\f(k正,k逆)二、計(jì)算Kp的答題模板計(jì)算Kp的兩套模板[以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)為例]模板1：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(平衡時(shí)總壓為p0)n(始)1mol3mol0Δn0.5mol1.5mol1moln(平)0.5mol1.5mol1molp(X)eq\f(0.5,3)p0eq\f(1.5,3)p0eq\f(1,3)p0Kp＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)p0))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.5,3)p0))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.5,3)p0))\s\up12(3))模板2：剛性反應(yīng)器中N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)p(始)p03p00Δpp′3p′2p′p(平)p0－p′3p0－3p′2p′Kp＝eq\f(（2p′）2,（p0－p′）（3p0－3p′）3)1．(1)NO2可發(fā)生二聚反應(yīng)生成N2O4，化學(xué)方程式為2NO2(g)eq\o(,\s\up7(k正),\s\do5(k逆))N2O4(g)，上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度可使體系顏色加深，則該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”)。已知該反應(yīng)的正反應(yīng)速率方程為v正＝k正·c2(NO2)，逆反應(yīng)速率方程為v逆＝k逆·c(N2O4)，其中k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)。則如圖(lgk表示速率常數(shù)的對數(shù)；eq\f(1,T)表示溫度的倒數(shù))所示①、②、③、④四條斜線中，能表示lgk正隨eq\f(1,T)變化關(guān)系的是斜線________，能表示lgk逆隨eq\f(1,T)變化關(guān)系的是斜線________。(2)圖中A、B、C、D四點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，則溫度T1時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K＝________。已知溫度T1時(shí)，某時(shí)刻恒容密閉容器中NO2、N2O4濃度均為0.2mol·L－1，此時(shí)v正____v逆(填“>”或“<”)。解析：(1)升高溫度體系顏色加深，平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0；化學(xué)反應(yīng)速率和溫度成正比，隨著溫度降低，eq\f(1,T)增大，正、逆反應(yīng)速率減小，則lgk正和lgk逆均減小，由于溫度降低平衡正向移動，v正>v逆，則降低相同溫度時(shí)lgk逆減小更快，則③表示lgk正隨eq\f(1,T)變化關(guān)系的斜線，④表示lgk逆隨eq\f(1,T)變化關(guān)系的斜線。(2)化學(xué)平衡常數(shù)K＝eq\f(c（N2O4）,c2（NO2）)＝eq\f(k逆·c（N2O4）,k正·c2（NO2）)×eq\f(k正,k逆)＝eq\f(v逆,v正)×eq\f(k正,k逆)＝eq\f(10a－0.5,10a－1.5)＝10；NO2、N2O4濃度均為0.2mol·L－1時(shí)，濃度商Q＝eq\f(0.2mol·L－1,（0.2mol·L－1）2)＝5L·mol－1<K，則平衡向正反應(yīng)方向移動，v正>v逆。答案：(1)<③④(2)10>2．無色氣體N2O4是一種強(qiáng)氧化劑，為重要的火箭推進(jìn)劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋24.4kJ·mol－1。上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則Kp為________(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強(qiáng)100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝________kPa·s－1。解析：上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率v正＝k正·p(N2O4)，逆反應(yīng)速率v逆＝k逆·p2(NO2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，平衡時(shí)，v正＝v逆，k正·p(N2O4)＝k逆·p2(NO2)，Kp為eq\f(k正,k逆)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298K、壓強(qiáng)100kPa)，已知該條件下k正＝4.8×104s－1，當(dāng)N2O4分解10%時(shí)，v正＝4.8×104s－1×100kPa×eq\f(0.9,1.1)＝3.9×106kPa·s－1。答案：eq\f(k正,k逆)3.9×1063．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)的反應(yīng)速率卻隨著溫度的升高而減小。查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：Ⅰ.2NO(g)N2O2(g)(快)ΔH1＜0v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)Ⅱ.N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)ΔH2＜0v2正＝k2正c(N2O2)c(O2)v2逆＝k2逆c2(NO2)請回答下列問題：(1)Ⅰ、Ⅱ反應(yīng)的平衡常數(shù)K1＝________，KⅡ＝________(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示)。(2)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達(dá)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(shù)表達(dá)式K＝________。升高溫度，K值________(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：(1)KⅠ＝eq\f(c（N2O2）,c2（NO）)＝eq\f(\f(v1逆,k1逆),\f(v1正,k1正))，平衡時(shí)v1逆＝v1正，故KⅠ＝eq\f(k1正,k1逆)；同理KⅡ＝eq\f(k2正,k2逆)。(2)ΔH＝ΔH1＋ΔH2，Ⅰ＋Ⅱ＝目標(biāo)反應(yīng)故K＝KⅠ·KⅡ＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)該反應(yīng)的ΔH＜0，升溫，該反應(yīng)平衡逆向移動，K減小。答案：(1)eq\f(k1正,k1逆)eq\f(k2正,k2逆)(2)ΔH1＋ΔH2eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)減小4．科學(xué)家研究出了一種高效催化劑，可以將CO和NO2兩者轉(zhuǎn)化為無污染氣體，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO2(g)＋4CO(g)4CO2(g)＋N2(g)ΔH＜0。某溫度下，向10L恒容密閉容器中充入0.1molNO2和0.2molCO，發(fā)生上述反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)的壓強(qiáng)變化如下表所示。時(shí)間/min024681012壓強(qiáng)/kPa7573.471.9670.769.768.7568.75在此溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________kPa－1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))；若保持溫度不變，再將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍，則平衡________(填“右移”“左移”或“不移動”)。解析：由題表數(shù)據(jù)可知，向10L恒容密閉容器中充入0.1molNO2和0.2molCO，10min時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，體系內(nèi)壓強(qiáng)由75kPa減少到68.75kPa，設(shè)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化的NO2為2xmol·L－1，列三段式得：2NO2(g)＋4CO(g)4CO2(g)＋N2(g)起始/(mol·L－1)0.010.0200轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)2x4x4xx平衡/(mol·L－1)0.01－2x0.02－4x4xx則eq\f(c起始,c平衡)＝eq\f(p起始,p平衡)，eq\f(0.03,0.03－x)＝eq\f(75,68.75)，解得x＝0.0025，平衡時(shí)n(NO2)＝0.05mol，n(CO)＝n(CO2)＝0.1mol，n(N2)＝0.025mol，根據(jù)p(A)＝p總×eq\f(n（A）,n總)，Kp＝eq\f(p（N2）·p4（CO2）,p2（NO2）·p4（CO）)，解得Kp＝0.04kPa－1。該溫度下，K＝eq\f(c（N2）·c4（CO2）,c2（NO2）·c4（CO）)，將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍，c(CO)＝c(CO2)，則Q＝K，平衡不移動。答案：0.04不移動5．在鈀基催化劑表面上，甲醇制氫的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。(1)CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________kJ·mol－1，寫出該步驟的化學(xué)方程式_________________________。(2)在一定溫度下，CO和H2混合氣體發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正c(CO)·c2(H2)－k逆c(CH3OH)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。達(dá)到平衡后，若加入高效催化劑，eq\f(v正,v逆)將________(填“增大”“減小”或“不變”)；若升高溫度，eq\f(k正,k逆)將________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)353K時(shí)，在剛性容器中充入CH3OH(g)，發(fā)生反應(yīng)：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示。t/min05101520∞p/kPa101.2107.4112.6116.4118.6121.2①若升高反應(yīng)溫度至373K，則CH3OH(g)分解后體系壓強(qiáng)p∞(373K)________121.2kPa(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是________________。②353K時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(kPa)2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。解析：(1)由圖中信息可得甲醇的相對能量為0，生成物相對能量為97.9kJ·mol－1，根據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，則CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)在ΔH＝＋97.9kJ·mol－1；根據(jù)圖可以看出，CO*＋4H*=CO*＋2H2(g)[或4H*=2H2(g)]反應(yīng)歷程中活化能E正最大，E正＝113.9kJ·mol－1－(－65.7kJ·mol－1)＝179.6kJ·mol－1。(2)平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，即v正＝v逆，則eq\f(v正,v逆)＝1，反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正c(CO)·c2(H2)－k逆c(CH3OH)＝0，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c（CH3OH）,c（CO）·c2（H2）)＝eq\f(k正,k逆)，催化劑可加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動，正逆反應(yīng)速率仍相等，則eq\f(v正,v逆)不變；根據(jù)(1)中分析CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小，則eq\f(k正,k逆)將減小。(3)①反應(yīng)CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動，氣體物質(zhì)的量增加，剛性容器，容器體積不變，總壓強(qiáng)變大，則升高溫度至373K，CH3OH(g)分解后體系壓強(qiáng)p∞(373K)大于121.2kPa。②設(shè)初始投入CH3OH(g)為1mol，平衡時(shí)消耗CH3OH(g)的物質(zhì)的量為xmol，列三段式：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)開始/mol100轉(zhuǎn)化/molxx2x平衡/mol1－xx2x根據(jù)相同條件下，物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比，353K時(shí)，初始平衡體系總壓強(qiáng)為101.2kPa，平衡時(shí)體系總壓強(qiáng)為121.2kPa，則eq\f(1,1－x＋2x＋x)＝eq\f(101.2kPa,121.2kPa)，解得x＝eq\f(1,10.12)，則平衡時(shí)，H2的物質(zhì)的量為eq\f(1,5.06)mol，CH3OH的物質(zhì)的量為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,10.12)))mol，CO的物質(zhì)的量為eq\f(1,10.12)mol，平衡時(shí)總物質(zhì)的量為eq\f(6.06,5.06)mol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(p2（H2）·p（CO）,p（CH3OH）)＝eq\f(（121.2kPa×\f(\f(1,5.06),\f(6.06,5.06))）2×121.2kPa×\f(\f(1,10.12),\f(6.06,5.06)),121.2kPa×\f(1－\f(1,10.12),\f(6.06,5.06)))≈43.9(kPa)2。答案：(1)＋97.9179.6CO*＋4H*=CO*＋2H2(g)[或4H*=2H2(g)](2)不變減小(3)①大于CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)的正反應(yīng)氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡右移，氣體物質(zhì)的量增加，容器體積不變，總壓強(qiáng)變大②43.91．(2021·湖南卷，11)(雙選)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)ΔH＜0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在t2時(shí)改變某一條件，t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．t2時(shí)改變的條件：向容器中加入CC．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)D．平衡常數(shù)K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)解析：BCA．容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為A(g)＋2B(g)3C(g)，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，所以在恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)圖像變化曲線可知，t2～t3過程中，t2時(shí)v正瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以排除溫度與催化劑等影響因素，改變的條件為：向容器中加入C，B正確；C.最初加入體系中的A和B的物質(zhì)的量的比值為1∶3，當(dāng)向體系中加入C時(shí)，平衡逆向移動，最終A和B各自物質(zhì)的量增加的比例為1∶2，因此平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正確；D.平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，因該反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，所以K保持不變，D錯(cuò)誤。2．[2021·廣東卷，19(4)]我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點(diǎn)之一。該重整反應(yīng)體系主要涉及以下反應(yīng)：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5設(shè)Keq\o\al(r,p)為相對壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對分壓代替濃度。氣體的相對分壓等于其分壓(單位為kPa)除以p0(p0＝100kPa)。反應(yīng)a、c、e的lnKeq\o\al(r,p)隨eq\f(1,T)(溫度的倒數(shù))的變化如圖所示。①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有________(填字母)。②反應(yīng)c的相對壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為Keq\o\al(r,p)＝________。③在圖中A點(diǎn)對應(yīng)溫度下、原料組成為n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始總壓為100kPa的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，體系達(dá)到平衡時(shí)H2的分壓為40kPa。計(jì)算CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，寫出計(jì)算過程________。解析：①隨著溫度的升高，反應(yīng)a和c的lnKeq\o\al(r,p)增大，說明Keq\o\al(r,p)的數(shù)值增大，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)a和c為吸熱反應(yīng)，同理反應(yīng)e的lnKeq\o\al(r,p)減小，說明Keq\o\al(r,p)的減小，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)e為放熱反應(yīng)；②用相對分壓代替濃度，則反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式Keq\o\al(r,p)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（H2）,p0)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（CH4）,p0))))；③由圖可知，A處對應(yīng)反應(yīng)c的lnKeq\o\al(r,p)＝0，即Keq\o\al(r,p)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（H2）,p0)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（CH4）,p0))))＝1，解方程的p2(H2)＝p(CH4)，已知反應(yīng)平衡時(shí)p(H2)＝40kPa，則有p(CH4)＝16kPa，且初始狀態(tài)時(shí)p(CH4)＝eq\f(1,1＋1)×100kPa＝50kPa，故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(50kPa－16kPa,50kPa)×100%＝68%。答案：①ac②eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（H2）,p0)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（CH4）,p0))))③由圖可知，A處對應(yīng)反應(yīng)c的lnKeq\o\al(r,p)＝0，即Keq\o\al(r,p)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（H2）,p0)))\s\up12(2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(p（CH4）,p0))))＝1，解方程的p2(H2)＝p(CH4)，已知反應(yīng)平衡時(shí)p(H2)＝40kPa，則有p(CH4)＝16kPa，且初始狀態(tài)時(shí)p(CH4)＝eq\f(1,1＋1)×100kPa＝50kPa，故CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為eq\f(50kPa－16kPa,50kPa)×100%＝68%3．(2021·山東卷，20)2甲氧基2甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如圖反應(yīng)：回答下列問題：(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是________(用系統(tǒng)命名法命名)。(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為________mol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝________。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將________(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)平衡時(shí)，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)∶c(CH3OH)＝________。(3)為研究反應(yīng)體系的動力學(xué)行為，向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH?？刂茰囟葹?53K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為________(填“X”或“Y”)；t＝100s時(shí)，反應(yīng)Ⅲ的正反應(yīng)速率v正________逆反應(yīng)速率v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。解析：(1)由平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù)的自然對數(shù)隨溫度升高(要注意橫坐標(biāo)為溫度的倒數(shù))而減小，說明3個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即ΔH1＜0、ΔH2＜0、ΔH3＜0，因此，B的總能量低于A的總能量，能量越低越穩(wěn)定，A和B中相對穩(wěn)定的是B，其用系統(tǒng)命名法命名為2甲基2丁烯。(2)向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K，測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為α，則平衡時(shí)n(TAME)＝(1－α)mol，n(A)＋n(B)＝n(CH3OH)＝αmol。已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，則eq\f(n（B）,n（A）)＝9.0，將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9αmol，n(A)＝0.1αmol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx1＝eq\f(\f(1－α,1＋α),\f(α,1＋α)×\f(0.1α,1＋α))＝eq\f(10（1－α）（1＋α）,α2)。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動，即逆向移動。平衡時(shí)，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比不變，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。(3)溫度為353K，反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3＝9.0，eq\f(n（B）,n（A）)＝9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y，則代表B的變化曲線為X；由母線的變化趨勢可知，100s以后各組分的濃度仍在變化，t＝100s時(shí)eq\f(n（B）,n（A）)＝eq\f(0.112,0.011)≈10.2>9，因此，反應(yīng)Ⅲ正在向逆反應(yīng)方向移動，故其正反應(yīng)速率v正小于逆反應(yīng)速率v逆。答案：(1)2甲基2丁烯(2)0.9αeq\f(10（1－α）（1＋α）,α2)逆向移動1∶10(3)X＜4．[2021·全國乙卷，28(2)(3)]一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也可用作有機(jī)合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：(2)氯鉑酸鋇(BaPtCl6)固體加熱時(shí)部分分解為BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃時(shí)平衡常數(shù)K′p＝1.0×104Pa2。在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCl6，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃，碘蒸氣初始壓強(qiáng)為20.0kPa。376.8℃平衡時(shí)，測得燒瓶中壓強(qiáng)為32.5kPa，則pICl＝________kPa，反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的平衡常數(shù)K＝______________(列出計(jì)算式即可)。(3)McMorris測定和計(jì)算了在136～180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I(xiàn)2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)Kp2得到lgKp1～eq\f(1,T)和lgKp2～eq\f(1,T)均為線性關(guān)系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝________(用Kp1，Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)由題給信息可知，氯鉑酸鋇固體加熱時(shí)分解的化學(xué)方程式為BaPtCl6=BaCl2＋2