第44讲 化学平衡常数的计算-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版2019 双选版）

第44讲 化学平衡常数的计算 优化探究 大单元四　化学反应原理 　第10章　化学反应的方向、限度与速率 考点1　化学平衡常数与平衡转化率的计算 考点2　压强平衡常数(Kp) 课时作业44　化学平衡常数的计算 考点1　化学平衡常数与平衡转化率的计算 1. 与平衡有关的几个计算公式 物理量 公式 备注 反应物的 转化率 ×100％＝ ×100％ ①平衡量可以是物质的量、气 体的体积； ②某组分的体积分数，也可以 是物质的量分数 生成物 的产率 ×100％ 掌握必备知识 筑牢应试根基 物理量 公式 备注 平衡时混合物组分的百分含量　　　 ×100％ ①平衡量可以是物质的量、气 体的体积； ②某组分的体积分数，也可以 是物质的量分数 物理量 公式 备注 某组分的 体积分数 ×100％ ①平衡量可以是物质的量、气 体的体积； ②某组分的体积分数，也可以 是物质的量分数 2. 平衡常数的计算步骤 (1)根据有关可逆反应的化学方程式，写出平衡常数表达式。 (2)利用“三段式”确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 (3)将平衡浓度代入平衡常数表达式(注意单位的统一)。 命题方式1　平衡常数与转化率的相互计算 1. 已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　Δ H ＞ 0。某温度下，反应物的起始浓度分别为 c (M)＝1 mol·L－1， c (N)＝2.4 mol·L－1。 思考并解答下列问题： (1)若达到平衡后，M的转化率为60％，列出三段式，计算此时N的平衡 浓度是多少？平衡常数 K 是多少？ ⁠ 提升关键能力 应对命题方式 答案： 　　　(1)　 　 　　M(g)　＋　N(g) P(g)　＋　Q(g) 起始/(mol·L－1)　　1　　2.4　　0　　0 转化/(mol·L－1)　　1×60％　　1×60％　　1×60％ 　　1×60％ 平衡/(mol·L－1)　　0.4　　1.8　　0.6　　0.6 由三段式得N的平衡浓度为1.8 mol·L－1， K ＝ ＝ 。 (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为 c (M)＝4 mol·L－1， c (N) ＝ a mol·L－1；达到平衡后， c (P)＝2 mol·L－1，则M的转化率 为 ，N的起始浓度为 ⁠。 50%　 6 mol·L－1　 (2)　　　　 M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g) 起始/(mol·L－1)　　4　　 a 　　 0　　0 转化/(mol·L－1)　　2　　2　　 2　　2 平衡/(mol·L－1)　　2　　 a －2　 2　　2 α(M)＝ ×100％＝50％，温度不变，平衡常数不变， K ＝ ＝ ， 解得 a ＝6，即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。 2. 内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧 酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表 示为A(aq) B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的 起始浓度为 a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如表所示： t /min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/％ 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为 mol·L－1。 0.45 a 　 (1)100 min时，A的转化率为45％，所以 c (B)＝0.45 a mol·L－1。 (2) v 正( t ＝50 min) (填“＞”“＜”或“＝”) v 逆( t ＝∞ min)。 ＞　 (2)一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过 程中，反应物浓度不断减小，所以 v 正( t ＝50 min)＞ v 逆( t ＝∞ min)＝ v 正 ( t ＝∞ min)。 (3)增加A的起始浓度，A在 t ＝∞ min时转化率将 (填“增 大”“减小”或“不变”)。 (3)设A的转化率为α，则 　　　　　　　　A(aq) B(aq) 起始/(mol·L－1) c 0 转化/(mol·L－1) c α c α 平衡/(mol·L－1) c － c α c α 不变　 K ＝ ＝ ，温度一定时， K 是常数，则增加A的起始浓度，A在 t ＝∞ min时转化率将不变。 (4)该温度下，平衡常数 K ＝ ⁠；在相同条件下，若反应开始时只加 入B，B的起始浓度也为 a mol·L－1，平衡时B的转化率为 ⁠。 3　 25％ (4)由题表知，该温度下，A在 t ＝∞ min时转化率为75％，则平衡常数 K ＝ ＝ ＝ ＝3； 在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为 a mol·L－1，设B的浓度变化为 x mol·L－1，则 　　　　　　　A(aq) B(aq) 起始/(mol·L－1) 0 a 转化/(mol·L－1) x x 平衡/(mol·L－1) x a － x 则 K ＝ ＝3，得 x ＝0.25 a ，平衡时B的转化率为 ×100％＝25 ％。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平 衡时B的含量不变，原因是 ⁠ ⁠。 盐酸是催化剂，浓度减小，反应速率减 慢，催化剂不影响化学反应的限度 命题方式2　提取信息计算平衡常数 3. CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)； 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)。 为分析催化剂对反应的选择性，在1 L密闭容器中充入2 mol CO2和4 mol H2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。 该催化剂在较低温度时主要选择 (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。 520 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数 K ＝ (只列算式不计 算)。 反应Ⅰ　 mol－2·L2　 温度较低时，CH4的物质的量大，所以该催化剂在较低温度时主要选择 反应Ⅰ。 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) 转化/(mol·L－1) 0.2 0.8 0.2 0.4 　　　　　　2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g) 转化/(mol·L－1) 0.4　　　1.2　　　　　0.2　　　0.8 c (CO2)＝(2－0.2－0.4) mol·L－1＝1.4 mol·L－1， c (H2)＝(4－0.8－1.2) mol·L－1＝2 mol·L－1， c (H2O)＝(0.4＋0.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1，所以 K ＝ mol－2·L2。 考点2　压强平衡常数(Kp) 特别提醒：混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。 掌握必备知识 筑牢应试根基 [例]　一定温度和催化剂的条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为 p 0 的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50％，计算该温度下的压强平 衡常数 K p＝ ⁠。 　　　　N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol 1 3 0 变化/mol 0.5 1.5 1 平衡/mol 0.5 1.5 1 　 平衡时 p (N2)＝ p 0、 p (H2)＝ p 0、 p (NH3)＝ p 0。 K p＝ ＝ ＝ 。 1. 设 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式 中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以 p 0( p 0＝100 kPa)。在某温度下，原料组成 n (CO)∶ n (NO)＝1∶1，发生 反应：2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)，初始总压为100 kPa的恒容密 闭容器中进行上述反应，体系达到平衡时N2的分压为20 kPa，则该反应 的相对压力平衡常数 ＝ ⁠。 320 kPa－1　 提升关键能力 应对命题方式 恒容容器中压强之比等于气体的物质的量之比，所以可用压强代替物质 的量进行三段式的计算，根据题意： 　　　　 2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) 起始/kPa 50 50 0 0 转化/kPa 40 40 20 40 平衡/kPa 10 10 20 40 所以 ＝ kPa－1＝320 kPa－1。 2. 丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下： C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)　Δ H ＝＋124 kJ·mol－1。 (1)总压分别为100 kPa、10 kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6 的物质的量分数随温度变化关系如图所示。 100 kPa时，C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别 是 、 (填字母)。 a　 d　 (1)C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)　Δ H ＝＋124 kJ·mol－1，正反应吸热，升高 温度，平衡正向移动，C3H8(g)的物质的量分数减小，C3H6(g)的物质的 量分数增大；该反应为气体体积增大的反应，增大压强，化学平衡逆向 移动，因此100 kPa时，C3H8的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 a，C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线是d。 (2)某温度下，在刚性容器中充入C3H8，起始压强为10 kPa，平衡时总压为13.3 kPa，C3H8的平衡转化率为 。该反应的平衡常数 K p＝ kPa(保留一位小数)。 33％　 1.6　 (2)同温同体积条件下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，设 C3H8的平衡转化率为 x ，列三段式： 　　　 C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) 起始/kPa 10 0 0 反应/kPa 10 x 10 x 10 x 平衡/kPa 10(1－ x ) 10 x 10 x 则10(1－ x )＋10 x ＋10 x ＝13.3，解得 x ＝0.33， K p＝ ≈1.6 kPa。 1. (2022·全国甲卷，节选)(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。 在1 000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g) TiCl4(g)＋O2(g)　Δ H 1＝＋172 kJ· mol－1， K p1＝1.0×10－2； (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s) TiCl4(g)＋2CO(g)　Δ H 2＝－51 kJ·mol－1， K p2＝1.2×1012 Pa。 反应2C(s)＋O2(g) 2CO(g)的Δ H 为 kJ·mol－1， K p ＝ Pa。 －223　 1.2×1014　 探究真题　素养提升 (1)根据(ⅰ)：TiO2(s)＋2Cl2(g) TiCl4(g)＋O2(g)　Δ H 1＝＋172 kJ· mol－1， K p1＝1.0×10－2；(ⅱ)：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s) TiCl4(g)＋2CO(g)　Δ H 2＝－51 kJ·mol－1， K p2＝1.2×1012 Pa，由盖斯定律，反应ⅱ－反应ⅰ得到反应2C(s)＋O2(g) 2CO(g)，Δ H ＝Δ H 2－Δ H 1＝－51 kJ·mol－1－(＋172 kJ·mol－1)＝－223 kJ·mol－1； K p＝ ＝ ＝1.2×1014 Pa。 (2)在1.0×105 Pa时，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。 体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如 图所示。 反应C(s)＋CO2(g) 2CO(g)的平衡常数 K p(1 400 ℃)＝ Pa。 7.2×105　 (2) K p(1 400 ℃)＝ ＝ ＝7.2×105 Pa。 2. (2022·湖南卷)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量 的C(s)和1 mol H2O(g)，起始压强为0.2 MPa时，发生下列反应生成 水煤气： Ⅰ.C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　Δ H 1＝＋131.4 kJ·mol－1； Ⅱ.CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　Δ H 2＝－41.1 kJ·mol－1。 反应平衡时，H2O(g)的转化率为50％，CO的物质的量为0.1 mol。此 时，整个体系 (填“吸收”或“放出”)热量 kJ，反应Ⅰ 的平衡常数 K p＝ (以分压表示，分压＝总压×物质的量分 数)。 吸收　 31.2　 0.02 MPa　 反应平衡时，H2O反应了0.5 mol，CO的物质的量为0.1 mol，根据O原子 守恒，可知CO2中含有O原子的物质的量为(0.5－0.1)mol＝0.4 mol，即 CO2的物质的量为0.2 mol，CO在反应Ⅰ中生成、反应Ⅱ中消耗，则反应Ⅰ 共生成(0.1＋0.2)mol＝0.3 mol CO，反应Ⅰ吸收热量(0.3×131.4)kJ＝39.42 kJ，反应Ⅱ放出热量(0.2×41.1)kJ＝8.22 kJ，则整个体系吸收热量31.2 kJ；平衡时H2的物质的量为(0.3＋0.2)mol＝0.5 mol，由上述分析可知体 系中气体总物质的量为1.3 mol，则此时的总压为1.3×0.2 MPa＝0.26 MPa，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的分压分别为0.26× MPa、0.26× MPa、0.26× MPa，代入得 K p＝ ＝0.02 MPa。 课时作业44　化学平衡常数的计算 一、选择题 1. 在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如 表所示： 物质 X Y Z 初始浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 0 平衡浓度/(mol·L－1) 0.05 0.05 0.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A. 反应达到平衡时，X的转化率为50％ B. 反应可表示为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，其平衡常数为1 600 mol－2·L2 C. 反应前后压强之比为2∶3 D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数 下列说法错误的是(　C　) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 X、Y、Z的浓度变化量分别为0.05 mol·L－1、0.15 mol·L－1、0.1 mol·L－1，且X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，所以该反应的化学方程式为 X(g)＋3Y(g) 2Z(g)。X的转化率为 ×100％＝50％；平衡常 数 K ＝ mol－2·L2＝1 600 mol－2·L2；平衡常数受温度的影响； 反应前后压强之比为3∶2。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2. 对于反应2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交 换树脂催化剂在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图 所示。下列说法不正确的是(　C　) A. 该反应的Δ H ＞0 B. a、b处反应速率大小关系： v a大于 v b C. 在343 K下，要提高SiHCl3的转化率，可以及时移 去产物或增大反应物浓度 D. 343 K时，SiHCl3的平衡转化率为22％，可以求得 该温度下的平衡常数约为0.02 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 曲线a代表343 K时的反应，曲线b代表323 K时的反应，由图像可知，温 度越高，SiHCl3的平衡转化率越大，所以该反应的Δ H ＞0，A项正确； a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温 度更高，所以反应速率更快，即 v a＞ v b，B项正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 设初始加入的SiHCl3的浓度为1 mol·L－1，列三段式： 　　　　　　2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) 起始/(mol·L－1) 1 0 0 转化/(mol·L－1) 0.22 0.11 0.11 平衡/(mol·L－1) 0.78 0.11 0.11 所以平衡常数 K ＝ ≈0.02，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3. 相同温度下，分别在起始体积均为1 L的两个密闭容器中发生反应： X2(g)＋3Y2(g) 2XY3(g)　Δ H ＝－ a kJ·mol－1，实验测得反应的有关数 据如表。 容器 反应 条件 起始物质的量 /mol 达到平衡所 用时间/min 达到平衡过程 中的能量变化 X2 Y2 XY3 ① 恒容 1 3 0 10 放热0.1 a kJ ② 恒压 1 3 0 t 放热 b kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 下列叙述正确的是(　D　) A. 对于上述反应，容器①②中反应的平衡常数 K 不同 B. 容器①中：从开始至10 min内的平均反应速率 v (X2)＝0.1 mol·L－1·min－1 C. 容器②中：X2的平衡转化率小于10％ D. b ＞0.1 a D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 容器①②中反应温度相同，平衡常数 K 相同，A项错误；容器①中反应 放热0.1 a kJ，说明10 min内X2反应了0.1 mol，物质的量浓度改变量为0.1 mol·L－1，所以其平均速率为 v (X2)＝0.01 mol·L－1·min－1，B项错误；根 据表中容器①中数据，可算出X2的平衡转化率为10％，容器②为恒温恒 压，容器①为恒温恒容，容器②相当于在容器①的基础上增大压强，平 衡右移，所以X2的转化率大于10％，容器②放出的热量比容器①多，C 项错误，D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4. 已知：2Cr ＋2H＋ Cr2 ＋H2O。25 ℃时，调节初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液的pH，测定平衡时溶液中 c (Cr2 )和 c (H＋)， 获得如图所示的曲线。下列说法不正确的是(　D　) A. 平衡时，pH越小， c (Cr2 )越大 B. A点Cr 的平衡转化率为50％ C. A点Cr 转化为Cr2 的平衡常数 K ＝1014 mol－3·L3 D. 平衡时，若溶液中 c (Cr2 )＝ c (Cr )，则 c (H＋)＞2.0×10－7 mol·L－1 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 从题给图像可以看出，pH越小，平衡时 c (Cr2 )越大，A点 c (Cr2 ) ＝0.25 mol· ，已反应的 c (Cr )＝0.25 mol·L－1×2＝0.5 mol·L－1， Cr 的平衡转化率为50％，此时，平衡常数 K ＝ mol－3·L3 ＝1014 mol－3·L3，故A、B、C均正确；若溶液中 c (Cr2 )＝ c (Cr ) ≈0.33 mol·L－1，此时， c (H＋)＜2.0×10－7 mol·L－1，D项不正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5. 25 ℃时，向40 mL 0.05 mol·L－1的FeCl3溶液中一次性加入10 mL 0.15 mol·L－1的KSCN溶液，发生反应，混合溶液中 c (Fe3＋)随反应时间( t )的 变化如图所示。下列说法正确的是(　D　) A. 该反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3↓ B. E点对应的坐标为(0，0.05) C. t 4时向溶液中加入50 mL 0.1 mol·L－1 KCl溶液，平衡不移动 D. 若该反应是可逆反应，在25 ℃时平衡常数的数值为 mol－3·L3 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Fe3＋与SCN－反应生成络合物，不是沉淀，离子方程式应为Fe3＋＋3SCN － Fe(SCN)3，故A错误；E点为反应起点，混合溶液体积为50 mL，此 时溶液中 c (Fe3＋)＝ ＝0.04 mol·L－1，所以E点对应的坐 标为(0，0.04)，故B错误； t 4时向溶液中加入50 mL 0.1 mol·L－1 KCl溶 液，相当于稀释溶液，平衡逆向移动，故C错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由题图可知，平衡时Fe3＋的浓度为 m mol·L－1，则Fe(SCN)3的浓度为 (0.04－ m ) mol·L－1，SCN－的浓度为 －3×(0.04－ m ) mol·L－1＝(3 m －0.09) mol·L－1，所以平衡常数 K ＝ ＝ mol－3·L3，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6. (双选)某固定容积的密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g) 2CO(g)。 现向该容器内充入1.0 mol·L－1的CO2，反应过程中气体体积分数随时间 的变化情况如图所示。下列说法错误的是(　BD　) A. t 1 min时，CO2的转化率为25.0％ B. t 2 min时，该反应体系处于平衡状态 C. t 3 min时，向该容器中再充入CO2和CO各1.0 mol·L－1，平衡正向移动 D. t 3 min时，该反应的 K p＝24.0 p 总[气体分压( p 分)＝气体总压( p 总)×体积分数] BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 t 1 min时，CO的体积分数为40.0％，设 t 1 min内反应消耗了 a mol·L－1CO2，则根据三段式进行计算： 　　　　　　　　C(s)＋CO2(g) 2CO(g) 起始/(mol·L－1) 1.0 0 转化/(mol·L－1) a 2 a t 1 min时/(mol·L－1) 1.0－ a 2 a 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 则 ×100％＝40.0％，解得 a ＝0.25，故CO2的转化率为 ×100％＝25.0％，A项正确； t 2 min时，体系中CO2、CO的 体积分数相同，但此后它们的体积分数还在发生变化，故 t 2 min 时该反 应体系未处于平衡状态，B项错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 t 3 min时反应达到平衡，设 t 3 min内反应消耗了 b mol·L－1CO2，根据三段式进行计算： 　　　　　　　　C(s)＋CO2(g) 2CO(g) 起始/(mol·L－1) 1.0 0 转化/(mol·L－1) b 2 b 平衡/(mol·L－1) 1.0－ b 2 b 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 则 ×100％＝96.0％，解得 b ≈0.9，则平衡时， c (CO2) ＝0.1 mol·L－1， c (CO)＝1.8 mol·L－1，则 K ＝ ＝ mol·L－1＝ 32.4 mol·L－1，向该容器中再充入CO2和CO各1.0 mol·L－1，则此时 Q ＝ mol·L－1≈7.1 mol·L－1＜ K ，则平衡正向移动，C项正确； t 3 min时，CO的体积分数为96.0％，则CO2的体积分数为4.0％，故 K p＝ ＝ ＝23.04 p 总，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7. (双选)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生如下反应： 2N2O5(g) 4NO2(g)＋O2(g)　Δ H ＞0。 T 1温度时，向密闭容器中通入 N2O5气体，部分实验数据见表，下列说法正确的是(　BC　) 时间/s 0 500 1 000 1 500 c (N2O5)/(mol·L－1) 5.00 3.50 2.50 2.50 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 A. 500 s内NO2的生成速率为3.00×10－3 mol·L－1·s－1 B. T 1温度下该反应平衡时N2O5的转化率为50％ C. 达到平衡后其他条件不变，将容器体积压缩到原来的 ， c (N2O5)＞ 5.00 mol·L－1 D. T 1温度下的平衡常数为 K 1， T 2温度下的平衡常数为 K 2，若 T 1＞ T 2， 则 K 1＜ K 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 500 s内N2O5的分解速率为 v (N2O5)＝ ＝3.00×10－3 mol·L－1·s－1，则NO2的生成速率 v (NO2)＝2 v (N2O5)＝6.00×10－3 mol·L －1·s－1，A项错误；根据表格数据可知，反应达到平衡时N2O5的物质的 量浓度为2.50 mol·L－1，故其转化率为 ×100％＝50 ％，B项正确；体积压缩到原来的 ，假设平衡不移动，N2O5的浓度为 5.00 mol·L－1，但压强增大，平衡向逆反应方向移动，N2O5的浓度增 大，即大于5.00 mol·L－1，C项正确；此反应是吸热反应，降低温度，平 衡向逆反应方向移动，即 K 1＞ K 2，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8. 乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)　Δ H 。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时， n (H2O) ＝ n (C2H4)＝1 mol；a点容器体积为1 L]。下列分析不正确的是(　C　) A. 乙烯气相直接水合反应的Δ H ＜0 B. 图中a点对应的平衡常数 K ＝ mol－1·L C. 图中压强的大小关系为 p 1＞ p 2＞ p 3 D. 达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由图可知，同一压强下随着温度的不断升高，乙烯的平衡转化率不断降 低，则表明升高温度时平衡逆向移动，所以乙烯气相直接水合反应的Δ H ＜0，A正确；图中a点，乙烯的平衡转化率为20％，则平衡时 n (H2O) ＝ n (C2H4)＝0.8 mol， n (C2H5OH)＝0.2 mol，平衡常数 K ＝ mol－1·L＝ mol－1·L，B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 增大压强平衡正向移动，乙烯的平衡转化率增大，则图中压强的大小关系为 p 1＜ p 2＜ p 3，C不正确；因为b点时温度高、压强大，反应速率快，所以达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 二、非选择题 9. 乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　Δ H ＞0。 (1)提高乙烷平衡转化率的措施有 、 ⁠ ⁠。 (1)C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　Δ H ＞0，该反应是气体体积增大的吸热反 应，提高乙烷平衡转化率的措施有减小压强、升高温度和及时移出生成 物等。 升高温度　 降低压强(或及时移 出生成物)　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始 压强为100 kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20％。平衡时体 系的压强为 kPa，该反应的平衡常数 K p＝ kPa (用平衡分 压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始 压强为100 kPa，发生题述反应，假设起始物质的量为1 mol，乙烷的平 衡转化率为20％，可得三段式： 　　　　C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g) 起始/mol 1 0 1 110　 15　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 转化/mol 0.2 0.2 0.2 平衡/mol 0.8 0.2 1.2 根据压强之比等于物质的量之比得到 ＝ ，解得 x ＝110 kPa，即平衡时体系的压强为110 kPa，该反应的平衡常数 K p＝ ＝15 kPa。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10. 已知：N2O4(g) 2NO2(g)　Δ H ＞0。298 K时，将一定量N2O4气体充 入恒容的密闭容器中发生反应。 t 1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总 压强为 p ，N2O4气体的平衡转化率为25％，则NO2的分压为 (分 压＝总压×物质的量分数)，反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数 Kx ＝ [对于气相反应，用某组分B的物质的量分数 x (B)代替物质的量 浓度 c (B)也可表示平衡常数，记作 Kx ]。 0.4 p 　 　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 N2O4(g) 2NO2(g)，N2O4气体的平衡转化率为25％，设起始N2O4的物质 的量为 x ，则平衡时剩余的N2O4的物质的量为0.75 x ，生成的NO2的物质 的量为0.5 x ，混合气体平衡总压强为 p ，则NO2的分压为 ＝0.4 p ；N2O4分压为 ＝0.6 p ；反应N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数 Kx ＝ ＝ 。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11. 亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到， 化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(g)。 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下 测得 c (NOCl)与时间 t 的关系如图A所示。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率 v (NO)＝ mol·L－1· min－1。 ② T 2时该反应的平衡常数 K ＝ ⁠。 ③ T 2时Cl2的平衡转化率为 ⁠。 0.1　 2 mol－1·L　 50％　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (1)①10 min时， c (NOCl)＝1 mol·L－1，则转化的NO的物质的量浓度为1 mol·L－1，则 v (NO)＝ ＝0.1 mol·L－1·min－1；②由 T 2时反应10 min生成 c (NOCl)＝1 mol·L－1可知，平衡时NO的物质的量浓度为1 mol·L－1，Cl2的物质的量浓度为0.5 mol·L－1，则此温度下的平衡常数 K ＝ mol－1·L＝2 mol－1·L。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 ③由图可知， T 2时反应达到平衡时， c (Cl2)＝0.5 mol·L－1，则Cl2的平衡转化率为 ×100％＝50％。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)若按投料比 n (NO)∶ n (Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器 中发生反应，平衡时NO的转化率与温度 T 、压强 p (总压)的关系如图B 所示： ①该反应的Δ H (填“＞”“＜”或“＝”)0。 ②在 p 压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为 ⁠。 ＜　 40％　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 ③若反应一直保持在 p 压强条件下进行，则M点的压强平衡常数 K p ＝ (用含 p 的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝ 总压×体积分数)。 　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)①根据图像，升高温度，平衡时NO的转化率减小，平衡逆向移动， 说明该反应的正反应属于放热反应，Δ H ＜0；②根据图像，在 p 压强条 件下，M点NO的转化率为50％，根据2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(g)可知， 气体减小的体积为反应的NO的体积的一半，因此NO的体积分数为 ×100％＝40％； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 ③设NO的物质的量为2 mol，则Cl2的物质的量为1 mol，列三段式如下： 　　　　　2NO(g)＋Cl2(g) 2NOCl(g) 起始/mol 2 1 0 反应/mol 1 0.5 1 平衡/mol 1 0.5 1 平衡分压 p × p × p × 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 M点的压强平衡常数 K p＝ ＝ 。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 $$