微专题14 化学平衡常数的计算-【数理报】2025年高考化学专项提分

书 专题突破 １．同一反应不同化学计量数的平衡常数的转化 （１）对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的 倒数，即Ｋ正 ＝ １ Ｋ逆 ． （２）若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反 应，平衡常数也会发生改变． （３）两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数 的乘积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数 相除得到的商． ２．等温等容条件下的浓度平衡常数 如：ａＡ（ｇ）＋ｂＢ（ｇ幑幐） ｃＣ（ｇ）＋ｄＤ（ｇ） 表达式：Ｋｃ＝ ｃｃ（Ｃ）·ｃｄ（Ｄ） ｃａ（Ａ）·ｃｂ（Ｂ） （１）平衡量必须为平衡时的浓度． （１）反应前后气体体积相等的反应，可以用平衡时的物质的量代替平 衡时的浓度． ３．等温等压条件下的浓度平衡常数 如：ａＡ（ｇ）＋ｂＢ（ｇ幑幐） ｃＣ（ｇ）＋ｄＤ（ｇ） 表达式：Ｋｃ＝ ｃｃ（Ｃ）·ｃｄ（Ｄ） ｃａ（Ａ）·ｃｂ（Ｂ） （１）平衡量必须为平衡时的浓度． （２）恒压条件下： ①先计算平衡体积： Ｖ始 Ｖ平 ＝ ｎ始 ｎ平 ． ②再计算平衡浓度：ｃ平 ＝ ｎ平 Ｖ平 ． ③最后计算平衡常数． ４．等温等容条件下的压强平衡常数 如：ａＡ（ｇ）＋ｂＢ（ｇ幑幐） ｃＣ（ｇ）＋ｄＤ（ｇ） 表达式：Ｋｐ＝ ｐｃ（Ｃ）·ｐｄ（Ｄ） ｐａ（Ａ）·ｐｂ（Ｂ） ①先计算平衡时各组分的物质的量分数：ｘｉ＝ ｎｉ ｎ平总 ＝ ｃｉ ｃ总 ＝ Ｖｉ Ｖ总 ②然后计算平衡时总压： ｐ始 ｐ平总 ＝ ｎ始 ｎ平总 ③再算出平衡时各组分的分压ｐｉ＝ｐ平总 ×ｘｉ＝ｐ平总 × ｎｉ ｎ平总 ＝（ｐ１＋ｐ２＋ ｐ３＋…）× ｎｉ ｎ平总 ④最后计算压强平衡常数． ５．等温等压条件下的压强平衡常数 如：ａＡ（ｇ）＋ｂＢ（ｇ幑幐） ｃＣ（ｇ）＋ｄＤ（ｇ） 表达式：Ｋｐ＝ ｐｃ（Ｃ）·ｐｄ（Ｄ） ｐａ（Ａ）·ｐｂ（Ｂ） ①先计算平衡时各组分的物质的量分数：ｘｉ＝ ｎｉ ｎ平总 ＝ ｃｉ ｃ总 ②再计算平衡时各组分的分压：ｐｉ＝ｐ总 ×ｘｉ＝ｐ总 × ｎｉ ｎ总 ③最后计算压强平衡常数． 温馨提示：对于含不反应气体的平衡体系中 Ｋｐ的计算，要把握不反 应气体的“两不、两要”，即三段式中不增减，平衡常数不代入；平衡时总物 质的量要计算、平衡总压要纳入． ６．多反应体系中平衡常数的计算 （１）连续平衡 连续平衡是指有关的两个可逆反应有着关联．第一个反应的某一生 成物是第二个反应的反应物．解题时要注意如果该物质是第一个反应的 生成物，第二个反应的反应物，则在第一个反应中，该物质的初始量为０． 它的平衡量则为第二个反应中该物质的初始量． （２）平行反应（竞争反应） 平行反应是指反应物能同时平行地进行两个或两个以上的不同反应， 得到不同的产物，其中反应较快或产物在混合物中所占比率较高的称为主 反应，其余称为副反应．解题时要注意如果一个物质是两个平行反应的反应 物，则题目中所给初始量则是该物质在这两个反应中的初始量之和． 有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在 平衡时量的多少是解题的关键点．当三段式法较为繁琐时，可尝试用元素 守恒思想解题，即起始投料中某元素的总量 ＝平衡时各组分中所含该元 素的总量． 真题链接 例１．（２０２４贵州）９７３Ｋ、１００ｋＰａ下，在某密闭容器中按 ｎ（Ｃ６Ｈ６）∶ ｎ（ＣＨ４）＝１∶５充入气体，发生反应：Ｃ６Ｈ６（ｇ）＋ＣＨ４（ｇ →） Ｃ７Ｈ８（ｇ）＋ Ｈ２（ｇ），平衡时Ｃ６Ｈ６与Ｃ７Ｈ８的分压比为４∶１，则 Ｃ６Ｈ６的平衡转化率为 ，平衡常数Ｋｐ＝ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 ＝总压×物质的量分数，列出计算式即可）． 解析：设起始时Ｃ６Ｈ６的物质的量为１ｍｏｌ，ＣＨ４的物质的量为５ｍｏｌ， 参加反应的Ｃ６Ｈ６的物质的量为ｘｍｏｌ，建立如下三段式： Ｃ６Ｈ６（ｇ）＋ＣＨ４（ｇ幑幐） Ｃ７Ｈ８（ｇ）＋Ｈ２（ｇ） 起始量（ｍｏｌ） １ ５ ０ ０ 变化量（ｍｏｌ） ｘ ｘ ｘ ｘ 平衡量（ｍｏｌ） １－ｘ ５－ｘ ｘ ｘ 依题意， ｐ（Ｃ６Ｈ６） ｐ（Ｃ７Ｈ８） ＝ １－ｘ ６ ×ｐ总 ｘ ６×ｐ总 ＝４１，解得 ｘ＝０．２．则平衡时，ｎ（Ｃ６Ｈ６） ＝０．８ｍｏｌ，ｎ（ＣＨ４）＝４．８ｍｏｌ，ｎ（Ｃ７Ｈ８）＝０．２ｍｏｌ，ｎ（Ｈ２）＝０．２ｍｏｌ，Ｃ６Ｈ６ 的平 衡 转 化 率 为 ０．２ｍｏｌ １ｍｏｌ ×１００％ ＝２０％，平 衡 常 数 Ｋｐ ＝ （ ０．２ ６ ×１００ｋＰａ） ２ （ ０．８ ６ ×１００ｋＰａ）×（ ４．８ ６ ×１００ｋＰａ） ＝ ０．２ ２ ０．８×４．８． 例２．（２０２４河北）硫酰氯（ＳＯ２Ｃｌ２）常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上 制备原理为ＳＯ２（ｇ）＋Ｃｌ２（ｇ幑幐） ＳＯ２Ｃｌ２（ｇ）　ΔＨ＝－６７．５９ｋＪ／ｍｏｌ．恒容 密闭容器中按不同进料比充入ＳＯ２（ｇ）和Ｃｌ２（ｇ），测定Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３温度下体 系达平衡时的Δｐ（Δｐ＝ｐ０－ｐ，ｐ０为体系初始压强，ｐ０＝２４０ｋＰａ，ｐ为体系 平衡压强），结果如下图．图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据 为 ．Ｍ点时Ｃｌ２的转化率为 ，Ｔ１温度下用分压表示的平 衡常数Ｋｐ＝ ｋｐａ －１． 解析：该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程 度越大，平衡时容器内压强越小，Δｐ越大．相同投料比时，从 Ｔ３到 Ｔ１，Δｐ 增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度 由Ｔ３到Ｔ１逐渐降低，即Ｔ３＞Ｔ２＞Ｔ１． 由题图中Ｍ点可知，进料比为 ｎ（ＳＯ２）∶ｎ（Ｃｌ２）＝２，平衡时 Δｐ＝ ６０ｋＰａ，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可 据此列出三段式： ＳＯ２（ｇ）＋Ｃｌ２（ｇ幑幐） ＳＯ２Ｃｌ２（ｇ）　Δｐ 起始压强／ｋＰａ １６０ ８０ 转化压强／ｋＰａ ６０ ６０ ６０ ６０ 平衡压强                                                                                             ／ｋＰａ １００ ２０ ６０ ! " # $ !" !" !# $" $# "" "# %" %# &" &# '" (# ! ! ) * + , - ! ( " $# # . ./" ( (/" & &/" % " ! 01 ( $ !" % 23 ( $ # . # ( # & 书 α（Ｃｌ２） ＝ ６０ｋＰａ ８０ｋＰａ×１００％ ＝７５％，Ｋｐ ＝ ｐ（ＳＯ２Ｃｌ２） ｐ（ＳＯ２）·ｐ（Ｃｌ２） ＝ ６０ｋＰａ １００ｋＰａ×２０ｋＰａ＝０．０３ｋＰａ －１． 答案：见解析 提分专练 １．硫酸亚铁在工农业生产中有许多用 途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁 性氧化铁、铁催化剂等．回答下列问题： （１）将 ＦｅＳＯ４置入抽空的刚性容器中， 升高温度发生分解反应：２ＦｅＳＯ４（ｓ幑幐） Ｆｅ２Ｏ３（ｓ）＋ＳＯ２（ｇ）＋ＳＯ３（ｇ）（Ⅰ）．平衡时 ｐＳＯ３－Ｔ的关系如右图所示．６６０Ｋ时，该反应 的平衡总压 ｐ总 ＝ ｋＰａ、平衡常数Ｋｐ（Ⅰ）＝ （ｋＰａ） ２． Ｋｐ（Ⅰ）随反应温度升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）． （２）提高温度，上述容器中进一步发生反应：２ＳＯ３（ｇ幑幐） ２ＳＯ２（ｇ）＋ Ｏ２（ｇ）（Ⅱ），平衡时ｐＯ２＝ （用 ｐＳＯ３、ｐＳＯ２表示）．在９２９Ｋ时，ｐ总 ＝ ８４．６ｋＰａ、ｐＳＯ３＝３５．７ｋＰａ，则 ｐＳＯ２＝ ｋＰａ，ＫＰ（Ⅱ）＝ ｋＰａ （列出计算式）． ２．氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位． 在不同压强下，Ｈ２、Ｎ２以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔 分数与温度的计算结果如下图所示．其中一种进料组成为 ｘＨ２＝０．７５， ｘＮ２＝０．２５，另一种为ｘＨ２＝０．６７５，ｘＮ２＝０．２２５、ｘＡｒ＝０．１０（物质 ｉ的摩尔分 数：ｘｉ＝ ｎｉ ｎ总 ）． （１）图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 ． （２）进料组成中含有惰性气体 Ａｒ的图是 （填“图 １”或 “图２”）． （３）图１中，当ｐ２＝２０ＭＰａ、ｘＮＨ３＝０．２０时，氮气的转化率α＝ ． 该温度时，反应 １ ２Ｎ２（ｇ）＋ ３ ２Ｈ２（ｇ 幑幐） ＮＨ３（ｇ）的平衡常数 Ｋｐ＝ （ＭＰａ）－１（化为最简式）． ３．在总压分别为０．１０、０．５０、１．０、２．０ＭＰａ下，Ｎｉ（ｓ）和ＣＯ（ｇ）反应达 平衡时，Ｎｉ（ＣＯ）４体积分数 ｘ与温度的关系如下图所示．反应 Ｎｉ（ｓ）＋ ４ＣＯ（ｇ） Ｎｉ（ＣＯ）４（ｇ）的 ΔＨ ０（填“大于”或“小于”）．从热力 学角度考虑， 有利于Ｎｉ（ＣＯ）４的生成（写出两 点）．ｐ３、１００℃时ＣＯ的平衡转化率α＝ ，该温度下平衡常数Ｋｐ＝ （ＭＰａ）－３． ４．在催化剂作用下由粗硅制备ＳｉＨＣｌ３的反应为３ＳｉＣｌ４（ｇ）＋２Ｈ２（ｇ） ＋Ｓｉ（ｓ幑幐） ４ＳｉＨＣｌ３（ｇ）．７７３Ｋ，２Ｌ密闭容器中，经不同方式处理的粗硅 和催化剂混合物与０．４ｍｏｌＨ２和０．１ｍｏｌＳｉＣｌ４气体反应，ＳｉＣｌ４转化率随 时间的变化如下图所示．请回答下列问题： （１）０～５０ｍｉｎ，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间， 经方式丙处理后的平均反应速率ｖ（ＳｉＨＣｌ３）＝ ｍｏｌ／（Ｌ·ｍｉｎ）． （２）当反应达平衡时，Ｈ２的浓度为 ｍｏｌ／Ｌ，平衡常数 Ｋ的计 算式为 ． ５．甲烷转化为多碳化合物具有重要意义．一种将甲烷溴化再偶联为 丙烯（Ｃ３Ｈ６）的研究所获得的部分数据如下．回答下列问题： （１）已知如下热化学方程式： ＣＨ４（ｇ）＋Ｂｒ２（ｇ） ＣＨ３Ｂｒ（ｇ）＋ＨＢｒ（ｇ）　ΔＨ１＝－２９ｋＪ／ｍｏｌ ３ＣＨ３Ｂｒ（ｇ） Ｃ３Ｈ６（ｇ）＋３ＨＢｒ（ｇ）　ΔＨ２＝＋２０ｋＪ／ｍｏｌ 计算反应 ３ＣＨ４（ｇ）＋３Ｂｒ２（ｇ ） Ｃ３Ｈ６（ｇ）＋６ＨＢｒ（ｇ）的 ΔＨ＝ ｋＪ／ｍｏｌ． （２）ＣＨ４与 Ｂｒ２反应生成 ＣＨ３Ｂｒ，部分 ＣＨ３Ｂｒ会进一步溴化．将 ８ｍｍｏｌＣＨ４和８ｍｍｏｌＢｒ２通入密闭容器，平衡时，ｎ（ＣＨ４）、ｎ（ＣＨ３Ｂｒ）与温 度的关系见下图（假设反应后的含碳物质只有ＣＨ４、ＣＨ３Ｂｒ和ＣＨ２Ｂｒ２）． ①图中表示ＣＨ３Ｂｒ的曲线是 （填“ａ”或“ｂ”）． ②５６０℃时，ＣＨ４的转化率α＝ ，ｎ（ＨＢｒ）＝ ｍｍｏｌ． ③５６０℃时，反应ＣＨ３Ｂｒ（ｇ）＋Ｂｒ２（ｇ） ＣＨ２Ｂｒ２（ｇ）＋ＨＢｒ（ｇ）的平衡 常数Ｋ＝ ． ６．用ＢａＣＯ３和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到 ＢａＣ２，再制备乙炔是我 国科研人员提出的绿色环保新路线． 反应Ⅰ：ＢａＣＯ３（ｓ）＋Ｃ（ｓ幑幐） ＢａＯ（ｓ）＋２ＣＯ（ｇ） 反应Ⅱ：ＢａＯ（ｓ）＋３Ｃ（ｓ幑幐） ＢａＣ２（ｓ）＋ＣＯ（ｇ） 已知Ｋｐ＝（ｐＣＯ） ｎ、Ｋ＝（ ｐＣＯ １０５Ｐａ ）ｎ（ｎ是ＣＯ的化学计量系数）．反应Ⅰ、 Ⅱ的ｌｇＫ与温度的关系曲线见下图． （１）反应ＢａＣＯ３（ｓ）＋４Ｃ（ｓ幑幐） ＢａＣ２（ｓ）＋３ＣＯ（ｇ）在１５８５Ｋ的 Ｋｐ ＝ Ｐａ３． （２）保持１３２０Ｋ不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时 ｐＣＯ＝ Ｐａ．若将容器体积压缩到原来的 １ ２，重新建立平衡后 ｐＣＯ＝ Ｐａ． （参考答案见３６版                                                                                             ） ! 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" # $ !" 书 为放电过程，此时石墨电极为负极，发生氧化反 应，电极反应为４Ｓ２－－６ｅ－ Ｓ２－４ ，光催化电极为 正极，发生还原反应，电极反应为 Ｉ－３ ＋２ｅ － ３Ｉ－，为维持电荷守恒，左侧Ｎａ＋透过阳离子交换 膜移向右侧，该离子交换膜为阳离子交换膜；当 Ａ与 Ｂ相接时，为充电过程，此时石墨电极为阴 极，发生还原反应，电极反应为 Ｓ２－４ ＋６ｅ  － ４Ｓ２－，光催化电极为阳极，发生氧化反应，电极反 应为３Ｉ－－２ｅ－ Ｉ－３，据此 Ａ、Ｄ正确；放电时每 消耗１ｍｏｌＮａＩ３时，２ｍｏｌＮａ ＋从左室迁移到右 室，则左室电解质溶液质量减少４６ｇ，Ｂ正确；充 电时，石墨为阴极，Ｎａ＋通过离子交换膜进入左 室，Ｃ错误． １４．Ｂ　由题图可知，蓄电时，该装置为电解 池，碳锰电极为阳极，发生失电子的氧化反应，电 极反应为 Ｍｎ２＋ ＋２Ｈ２Ｏ－２ｅ － ＭｎＯ２＋４Ｈ ＋，Ａ 错误；蓄电时，右侧电解池两个电极分别生成锌 和氧气，发生的总反应为２ＺｎＯ 电解 ２Ｚｎ＋Ｏ２↑， Ｂ正确；放电时，该装置为原电池，左池碳锰电极 为正极，正极反应为 ＭｎＯ２＋４Ｈ ＋ ＋２ｅ－ Ｍｎ２＋ ＋２Ｈ２Ｏ，当转移 ２ｍｏｌ电子时，正极区消耗 ４ｍｏｌＨ＋，另有 ２ｍｏｌＨ＋迁移至正极区，故 ｃ（Ｈ＋）减小，Ｈ２ＳＯ４溶液的 ｐＨ增大，Ｃ错误；放 电时，每消耗１ｍｏｌＺｎ，转移２ｍｏｌ电子，由电荷 守恒可知，双极膜内的水减少２ｍｏｌ，Ｄ错误． 微专题１３提分专练 １．Ｃ　实验①中，０～２小时内平均反应速率 ｖ（ＳｅＯ２－４ ）＝ （５．０×１０－３－１．０×１０－３）ｍｏｌ／Ｌ ２ｈ ＝ ２．０×１０－３ｍｏｌ／（Ｌ·ｈ），Ａ错误；实验③中水样 初始ｐＨ＝８，溶液呈弱碱性，离子方程式中不能 用Ｈ＋配电荷守恒，Ｂ错误；分析实验①和②可 知，在相同时间内，实验①中 ＳｅＯ２－４ 浓度的变化 量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质 量可加快反应速率，Ｃ正确；分析实验③和②可 知，在相同时间内，实验②中 ＳｅＯ２－４ 浓度的变化 量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始ｐＨ， ＳｅＯ２－４ 的去除效果越好，但是当初始ｐＨ太小时， Ｈ＋浓度太大，纳米铁与 Ｈ＋反应速率加快，会导 致与ＳｅＯ２－４ 反应的纳米铁减少，因此，当初始ｐＨ 越小时ＳｅＯ２－４ 的去除效果不一定越好，Ｄ错误． ２．Ｃ　增大反应物浓度可提高单位体积内 活化分子数，但不能改变活化分子百分比，Ａ错 误；使用催化剂会加快反应速率，从速率方程上 看是通过对速率常数 ｋ的影响来实现的，Ｂ错 误；因为正反应为气体分子数减小的反应，建立 平衡后，压缩体积平衡正向移动但平衡常数 Ｋ 不变，因为Ｋ仅与温度有关，Ｃ正确；根据图像分 析ｌｇＫ随温度升高而减小，说明正反应放热，所 以升高温度ＮＯ的平衡转化率减小，Ｄ错误． ３．Ｄ　正反应是吸热、熵增反应，根据 ΔＨ－ ＴΔＳ＜０的反应可自发进行，判断该反应在较高 温度下能自发进行，Ａ错误；增大压强，平衡逆向 移动，ＣＨ４的量增大，曲线Ⅱ代表 ＣＨ４的物质的 量与压强的关系，Ｂ错误；ＣＨ４的消耗速率与 ＣＯ 的消耗速率之比为 １∶２时达到平衡状态，Ｃ错 误；Ｍ点时ｐ＝２ＭＰａ，ｎ（ＣＨ４）＝ａｍｏｌ，ｎ（Ｈ２）＝ ｎ（ＮＯ）＝ａｍｏｌ，其他条件相同的情况下，压强之 比等于物质的量之比，故 Ｍ点气体产物总分压 与气体反应物分压之比等于２ａ∶ａ＝２，Ｄ正确． ４．Ｃ　由图可知，ｃ点氨气的体积百分数最 大，说明反应达到平衡，则 ｃ点以前为平衡的形 成过程，ｃ点以后为平衡的移动过程，Ａ错误；ｂ 点反应未达到平衡，反应正向进行，ｖ正 ＞ｖ逆，Ｂ错 误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应 方向移动，平衡常数减小，则 ｃ点平衡常数大于 ｄ点，Ｃ正确；ｄ点 ＮＨ３的体积百分数大于 ａ点， 说明 ｄ点正反应进行程度大，则 Ｎ２的转化率： 点ａ＜点ｄ，Ｄ错误． ５．Ａ　由图可知，３小时后异山梨醇浓度继 续增大，１５ｈ后异山梨醇浓度才不再变化，所以 ３ｈ时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速 率不相等，Ａ错误；图像显示该温度下，１５ｈ后所 有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完 全，即反应充分，而１，４－失水山梨醇仍有剩余， 即反应②正向进行程度小于反应①，所以该温度 下的平衡常数：反应①＞反应②，Ｂ正确；由图可 知，在 ０～３ｈ内异山梨醇的浓度变化量为 ０．０４２ｍｏｌ／ｋｇ，所以ｖ（异山梨醇）＝０．０４２ｍｏｌ／ｋｇ３ｈ ＝０．０１４ｍｏｌ／（ｋｇ·ｈ），Ｃ正确；催化剂只能改变化 学反应速率，不能改变物质平衡转化率，Ｄ正确． ６．Ｂ　该反应是气体分子数不变的反应，总 压强不变，充入惰性气体，体积增大，相当于减 压，平衡不移动，Ａ正确；温度不变，投料比越大， ＴａＩ４平衡转化率越小，曲线②代表 ＴａＩ４平衡转 化率与投料比的关系；投料比不变，降低温度， ＴａＩ４平衡转化率越大，曲线①代表 ＴａＩ４平衡转 化率与 １ Ｔ的关系，Ｂ错误；气体平均摩尔质量为 Ｍ＝ｍｎ，根据反应可知，反应后有固体存在，因此 气体总质量发生改变，气体物质的量不变，则气 体平均摩尔质量在改变，因此当气体平均摩尔质 量保持不变时，达到平衡，Ｃ正确；投料比为２， ＴａＩ４的平衡转化率为４０％，列三段式如下： ＴａＩ４（ｇ）＋Ｓ２（ｇ幑幐） ＴａＳ２（ｓ）＋２Ｉ２（ｇ） 起始（ｍｏｌ） ２ １ ０ 转化（ｍｏｌ） ０．８ ０．８ １．６ 平衡（ｍｏｌ） １．２ ０．２ １．６ 平衡时 ＴａＩ４的体积分数为 １．２ｍｏｌ ３ｍｏｌ×１００％ ＝４０％，Ｄ正确． ７．Ｂ　一定条件下，增大水蒸气的浓度，能 提高ＣＨ４的转化率，即 ｘ值越小，ＣＨ４的转化率 越大，则 ｘ１＜ｘ２，Ａ正确；ｂ点和 ｃ点温度相同， ＣＨ４的起始物质的量都为１ｍｏｌ，ｂ点 ｘ值小于 ｃ 点，则ｂ点加入的水蒸气多，反应物浓度大，则反 应速率：ｖｂ正 ＞ｖｃ正，Ｂ错误；由图像可知，ｘ一定 时，温度升高，ＣＨ４的平衡转化率增大，说明正反 应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，Ｋ增大． 温度相同，Ｋ不变，则点ａ、ｂ、ｃ对应的平衡常数： Ｋａ＜Ｋｂ＝Ｋｃ，Ｃ正确；该反应为气体分子数增大 的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一 定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态， Ｄ正确． ８．Ｃ　由图像可知，温度在４５０℃左右时，平 衡时Ｃ３Ｈ６的物质的量分数最大，转化率最高，最 适宜制备丙烯，Ａ正确；丁烯裂化是在０．１ＭＰａ 恒压条件下进行的，若充入不参加反应的气体， 会使容器容积增大，各气体分压减小，平衡向着 气体分子数增大的方向移动，即正向移动，可提 高反应物转化率，Ｂ正确；升高温度，主反应正向 移动，而主反应在５００～６００℃时平衡逆向移动， 说明副反应使Ｃ４Ｈ８的浓度降低对主反应的影响 程度超过了温度对主反应的影响程度，故温度对 主反应的影响弱于对副反应的影响，Ｃ错误；据 图可知，Ｔ０℃ 时，Ｃ４Ｈ８和 Ｃ２Ｈ４的物质的量分数 相等，且均为１６％，故此时两种气体的分压均为 ０．０１６ＭＰａ，Ｋｐ＝ ｐ２（Ｃ２Ｈ４） ｐ（Ｃ４Ｈ８） ＝０．０１６ＭＰａ，Ｄ正确． ９．Ｂ　从图中可知，升高温度，ＣＯ２的平衡 转化率下降，Ａ错误；温度升高，反应Ⅰ的平衡逆 向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，则ＣＨ３ＯＨ的选 择性下降，同时因为反应Ⅰ的平衡逆向移动，导 致 ＣＯ２的转化率也有所下降，Ｂ正确；增大 ｎ始（ＣＯ２）∶ｎ始（Ｈ２），ＣＯ２浓度增大，Ｈ２浓度减 小，则ＣＯ２的平衡转化率减小，Ｃ错误；研发高效 的催化剂可提高反应速率，但是催化剂不能影响 化学平衡的移动，故ＣＨ３ＯＨ的选择性不变，且由 图知，温度越高甲醇的选择性越低，Ｄ错误． １０．Ｂ　反应为吸热反应，温度升高平衡向 正反应方向移动，５ｍｉｎ时，由ａ曲线可知Ｔ１℃消 耗ＮＨ３的物质的量为１ｍｏｌ，则生成 Ｈ２的物质 的量为１．５ｍｏｌ，由ｂ曲线可知Ｔ２℃生成Ｈ２的物 质的量为２ｍｏｌ，Ｔ２℃生成Ｈ２的量大，故Ｔ２＞Ｔ１， Ａ正 确；Ｔ１℃ 时：ｖ（ＮＨ３） ＝ Δｃ（ＮＨ３） Δｔ ＝ １ｍｏｌ ２Ｌ×５ｍｉｎ＝０．１ｍｏｌ／（Ｌ·ｍｉｎ），ｖ（Ｎ２）＝ １ ２ｖ（ＮＨ３）＝０．０５ｍｏｌ／（Ｌ·ｍｉｎ），Ｂ错误；平衡 常数只与温度有关，故 Ｋａ＝Ｋｃ，温度升高平衡向 正反应方向移动，Ｋ增大，因为Ｔ１＜Ｔ２，Ｋａ＝Ｋｃ＜ Ｋｂ，Ｃ正确；反应为气体分子数增加的反应，当容 器内压强不变时，反应达到平衡状态，Ｄ正确． 微专题１４专项提分参考答案 １．（１）３　２．２５　增大 （２） ｐＳＯ２－ｐＳＯ３ ４ 　４６．２６　 ４６．２６２×２．６４ ３５．７２ 解析：（１）由平衡时 ｐＳＯ３－Ｔ的关系图可知， ６６０Ｋ时，ｐＳＯ３＝１．５ｋＰａ，根据反应关系：ＳＯ２～ ＳＯ３，则ｐＳＯ２＝１．５ｋＰａ，因此，该反应的平衡总压 ｐ总 ＝３ｋＰａ，平衡常数 Ｋｐ（Ⅰ）＝ｐＳＯ３·ｐＳＯ２ ＝ １．５ｋＰａ×１．５ｋＰａ＝２．２５（ｋＰａ）２．由图中信息可 知，ｐＳＯ３随着温度升高而增大，因此，Ｋｐ（Ⅰ）随反 应温度升高而增大． （２）在同温同体积下，不同气体的物质的量 之比等于其分压之比，仅发生反应（Ⅰ）时ｐＳＯ３＝ ｐＳＯ２，则ｐＳＯ３＋２ｐＯ２＝ｐＳＯ２－２ｐＯ２，因此，平衡时 ｐＯ２ ＝ ｐＳＯ２－ｐＳＯ３ ４ ．在９２９Ｋ时，ｐＳＯ３＋ｐＳＯ２＋ｐＯ２＝ｐ总                                                                                                                                                                                         、 ! " # $ !" 书 ｐＯ２＝ ｐＳＯ２－ｐＳＯ３ ４ ，可得３ｐＳＯ３＋５ｐＳＯ２＝４ｐ总，代入相 关数据可求出ｐＳＯ２＝４６．２６ｋＰａ，则ｐＯ２＝ｐ总 －ｐＳＯ３ －ｐＳＯ２ ＝８４．６ｋＰａ－３５．７ｋＰａ－４６．２６ｋＰａ＝ ２．６４ｋＰａ，Ｋｐ（Ⅱ）＝ ｐ２ＳＯ２·ｐＯ２ ｐ２ＳＯ３ ＝４６．２６ ２×２．６４ ３５．７２ ｋＰａ． ２．（１）ｐ１＜ｐ２＜ｐ３　合成氨的反应为气体分 子数减少的反应，压强越大，平衡时氨的摩尔分 数越大 （２）图２　（３）３３．３３％　 １ 槡４３２ 解析：（１）合成氨的反应为气体分子数减少 的反应，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强 越大平衡时氨的摩尔分数越大．图中压强由小到 大的顺序为ｐ１＜ｐ２＜ｐ３． （２）对比图１和图２中的信息可知，在相同 温度和相同压强下，图２中平衡时氨的摩尔分数 较小．在恒压下充入惰性气体 Ａｒ，反应混合物中 各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学 平衡要向气体分子数增大的方向移动，因此，充 入惰性气体Ａｒ不利于合成氨，进料组成中含有 惰性气体Ａｒ的图是图２． （３）图 １中，进料组成为 ｘＨ２＝０．７５、ｘＮ２＝ ０．２５，即二者物质的量之比为３∶１．假设进料中 氢气和氮气的物质的量分别为３ｍｏｌ和１ｍｏｌ，达 到平衡时氮气的变化量为ｘｍｏｌ，则有： Ｎ２（ｇ）＋３Ｈ２（ｇ幑幐） ２ＮＨ３（ｇ） 始（ｍｏｌ） １ ３ ０ 变（ｍｏｌ） ｘ ３ｘ ２ｘ 平（ｍｏｌ） １－ｘ ３－３ｘ ２ｘ 当ｐ２＝２０ＭＰａ、ｘＮＨ３＝０．２０时，ｘＮＨ３＝ ２ｘ ４－２ｘ ＝０．２０，解之得 ｘ＝１３，则氮气的转化率 α＝ １ ３ｍｏｌ １ｍｏｌ×１００％≈３３．３３％．平衡时总物质的量为 １０ ３ｍｏｌ，Ｎ２、Ｈ２、ＮＨ３的物质的量分别为 ２ ３ｍｏｌ、 ２ｍｏｌ、２３ｍｏｌ，其物质的量分数分别为 １ ５、 ３ ５、 １ ５， 则该温度下反应３Ｈ２（ｇ）＋Ｎ２（ｇ幑幐） ２ＮＨ３（ｇ） 的 Ｋ′ｐ ＝ ｐ２（ＮＨ３） ｐ（Ｎ２）·ｐ ３（Ｈ２） ＝ （ １ ５ｐ２） ２ １ ５ｐ２×（ ３ ５ｐ２） ３ ＝ １ ４３２（ＭＰａ） －２．因此，该温度时，反应 １２Ｎ２（ｇ）＋ ３ ２Ｈ２（ｇ幑幐） ＮＨ３（ｇ）的平衡常数 Ｋｐ＝ Ｋ′槡 ｐ＝ １ 槡４３２ （ＭＰａ）－１． ３．小于　降低温度、增大压强　９７．３％　 ９０００ 解析：随着温度升高，平衡时 Ｎｉ（ＣＯ）４的体 积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反 应的ΔＨ＜０；该反应的正反应是气体总分子数减 小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利 于Ｎｉ（ＣＯ）４的生成；由上述分析知，温度相同 时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中 Ｎｉ（ＣＯ）４的体积分数增大，则压强：ｐ４＞ｐ３＞ｐ２＞ ｐ１，即 ｐ３对应的压强是 １．０ＭＰａ．由题图可知， ｐ３、１００℃条件下达到平衡时，ＣＯ和Ｎｉ（ＣＯ）４的 物质的量分数分别为 ０．１、０．９，设初始投入的 ＣＯ为４ｍｏｌ，反应生成的Ｎｉ（ＣＯ）４为ｘｍｏｌ，可得 三段式： Ｎｉ（ｓ）＋４ＣＯ（ｇ幑幐） Ｎｉ（ＣＯ）４（ｇ） 起始（ｍｏｌ） ４ ０ 转化（ｍｏｌ） ４ｘ ｘ 平衡（ｍｏｌ） ４－４ｘ ｘ 反应后总物质的量为（４－３ｘ）ｍｏｌ，其他条件 相同时，气体的体积分数即为其物质的量分数， 因此有 ｘ ４－３ｘ＝０．９，解得 ｘ＝ ３６ ３７，因此达到平衡 时ｎ转化（ＣＯ）＝４× ３６ ３７ｍｏｌ，ＣＯ的平衡转化率α＝ ４×３６３７ ４ｍｏｌ×１００％≈９７．３％；该温度下的压强平衡常 数 Ｋｐ ＝ ｐ［Ｎｉ（ＣＯ）４］ ｐ４（ＣＯ） ＝ ０．９×ｐ３ （０．１×ｐ３） ４ ＝ ０．９×１．０ＭＰａ （０．１×１．０ＭＰａ）４ ＝９０００（ＭＰａ）－３． ４．（１）甲　５．６×１０－５ （２）０．１９５２　 ０．００９７ ４ ０．０４２７３×０．１９５２２ 解析：由转化率图像可知，０～５０ｍｉｎ，经方 式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后， ５０ｍｉｎ时ＳｉＣｌ４的转化率为４．２％，反应的 ＳｉＣｌ４ 的物质的量为０．１ｍｏｌ×４．２％＝０．００４２ｍｏｌ，反 应生成的ＳｉＨＣｌ３的物质的量为０．００４２ｍｏｌ× ４ ３ ＝０．００５６ｍｏｌ，平均反应速率 ｖ（ＳｉＨＣｌ３）＝ ０．００５６ｍｏｌ ２Ｌ×５０ｍｉｎ＝５．６×１０ －５ｍｏｌ／（Ｌ·ｍｉｎ）． （２）反应达到平衡时，ＳｉＣｌ４的转化率为 １４．６％，列出三段式： ３ＳｉＣｌ４（ｇ）＋２Ｈ２（ｇ）＋Ｓｉ（ｓ幑幐） ４ＳｉＨＣｌ３（ｇ） 起始浓度（ｍｏｌ／Ｌ）０．０５ ０．２ ０ 转化浓度（ｍｏｌ／Ｌ）０．００７３ ０．００４８ ０．００９７ 平衡浓度（ｍｏｌ／Ｌ）０．０４２７ ０．１９５２ ０．００９７ 当反应达平衡时，Ｈ２的浓度为０．１９５２ｍｏｌ／Ｌ， 平衡常数Ｋ的计算式为 ０．００９７ ４ ０．０４２７３×０．１９５２２ ． ５．（１）－６７ （２）①ａ　② ８０％　７．８　③１０．９２ 解析：（１）将两个热化学方程式分别编号为 ①和②．根据盖斯定律，将①×３＋②即得热化学 方程式３ＣＨ４（ｇ）＋３Ｂｒ２（ｇ） Ｃ３Ｈ６（ｇ）＋６ＨＢｒ（ｇ） 的ΔＨ＝－２９ｋＪ／ｍｏｌ×３＋２０ｋＪ／ｍｏｌ＝－６７ｋＪ／ｍｏｌ． （２）升高温度，反应向吸热反应方向移动， ＣＨ４（ｇ）的含量增多，ＣＨ３Ｂｒ（ｇ）的含量减少，故 表示ＣＨ３Ｂｒ的曲线为ａ． ②５６０℃时反应达平衡，剩余的 ＣＨ４（ｇ）的 物质 的 量 为 １．６ ｍｍｏｌ，其 转 化 率 α ＝ （８ｍｍｏｌ－１．６ｍｍｏｌ） ８ｍｍｏｌ ×１００％ ＝８０％；若只发生 一步反应，则生成６．４ｍｍｏｌＣＨ３Ｂｒ，但此时剩余 ＣＨ３Ｂｒ的物质的量为 ５．０ｍｍｏｌ，说明还有 １．４ｍｍｏｌＣＨ３Ｂｒ发生反应生成 ＣＨ２Ｂｒ２，则此时 生成的ＨＢｒ的物质的量为６．４ｍｍｏｌ＋１．４ｍｍｏｌ ＝７．８ｍｍｏｌ． ③平衡时，反应中各组分的物质的量分别为 ｎ（ＣＨ３Ｂｒ）＝５．０ｍｍｏｌ、ｎ（ＣＨ２Ｂｒ２）＝１．４ｍｍｏｌ、 ｎ（ＨＢｒ）＝７．８ｍｍｏｌ，由 Ｂｒ原 子 守 恒 推 知 ｎ（Ｂｒ２）＝０．２ｍｍｏｌ，故该反应的平衡常数 Ｋ＝ ｃ（ＣＨ２Ｂｒ２）·ｃ（ＨＢｒ） ｃ（ＣＨ３Ｂｒ）·ｃ（Ｂｒ２） ＝ １．４ Ｖ × ７．８ Ｖ ５．０ Ｖ × ０．２ Ｖ ＝１０．９２． ６．（１）１０１６　（２）１０５　１０５ 解析：（１）反应Ⅰ ＋反应Ⅱ得 ＢａＣＯ３（ｓ）＋ ４Ｃ（ｓ幑幐） ＢａＣ２（ｓ）＋３ＣＯ（ｇ），其平衡常数 Ｋ＝ ＫⅠ·ＫⅡ ＝（ ｐＣＯ １０５Ｐａ ）３．由图可知，１５８５Ｋ时 ＫⅠ ＝１０２．５，ＫⅡ ＝１０ －１．５，即（ ｐＣＯ １０５Ｐａ ）３＝１０２．５×１０－１．５ ＝１０，所以ｐ３ＣＯ＝１０×（１０ ５Ｐａ）３＝１０１６Ｐａ３，则 Ｋｐ ＝ｐ３ＣＯ＝１０ １６Ｐａ３． （２）由图可知，１３２０Ｋ时反应Ⅰ的ＫⅠ ＝１０ ０ ＝１，即 ＫⅠ ＝（ ｐＣＯ １０５Ｐａ ）２ ＝１，所以 ｐ２ＣＯ ＝（１０ ５ Ｐａ）２，即ｐＣＯ＝１０ ５Ｐａ．若将容器体积压缩到原来 的 １ ２，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平 衡后ｐＣＯ应不变，即ｐＣＯ＝１０ ５Ｐａ． 微专题１５提分专练 １．Ｃ　０．１ｍｏｌ／Ｌ（ＮＨ４）２ＳＯ４溶液中 ＮＨ ＋ ４ 水解，溶液呈酸性，但水解程度不大，则ｃ（ＮＨ＋４） ＞ｃ（ＳＯ２－４ ）＞ｃ（Ｈ ＋）＞ｃ（ＯＨ－），Ａ错误；叠氮酸 是弱酸，ＮａＮ３溶液中 Ｎ － ３ 水解，故 ｃ（Ｎａ ＋）＞ ｃ（Ｎ－３）＞ｃ（ＯＨ －）＞ｃ（Ｈ＋），Ｂ错误；明矾溶液中 Ａｌ３＋发生水解，使其浓度减小，Ｃ正确；０．１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＨＣＯ３溶液中，由元素质量守恒知，ｃ（Ｎａ ＋）＝ ｃ（ＨＣＯ－３）＋ｃ（Ｈ２ＣＯ３）＋ｃ（ＣＯ ２－ ３ ），Ｄ错误． ２．Ｂ　ＮａＨ２ＰＯ４在水溶液中完全电离生成 Ｎａ＋和Ｈ２ＰＯ － ４，Ｈ２ＰＯ － ４ 又发生电离和水解，则溶 液中浓度最大的离子是 Ｎａ＋，Ａ错误；根据 ＮａＨ２ＰＯ４溶液中的元素质量守恒可得：ｃ（Ｎａ ＋） ＝ｃ（Ｈ２ＰＯ － ４）＋ｃ（ＰＯ ３－ ４ ）＋ｃ（ＨＰＯ ２－ ４ ）＋ ｃ（Ｈ３ＰＯ４）＝０．１ｍｏｌ／Ｌ，Ｂ正确；根据 ＮａＨ２ＰＯ４ 溶液中的电荷守恒可得：ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（Ｈ＋）＝ ｃ（ＯＨ－）＋ｃ（Ｈ２ＰＯ ２－ ４ ） ＋２ｃ（ＨＰＯ ２－ ４ ） ＋ ３ｃ（ＰＯ３－４ ），Ｃ错误；磷酸第二步电离方程式为 Ｈ２ＰＯ － 幑幐４ ＨＰＯ ２－ ４ ＋ Ｈ ＋， Ｋａ２ ＝ ｃ（Ｈ＋）·ｃ（ＨＰＯ２－４ ） ｃ（Ｈ２ＰＯ － ４） ，Ｄ错误． ３．Ｂ　ＮＨ３·Ｈ２Ｏ是弱电解质，能部分电离， 未加盐酸时，溶液中ｃ（Ｎａ＋）＞ｃ（ＮＨ３·Ｈ２Ｏ），Ａ 错误；加入１０ｍＬ盐酸时，恰好将ＮａＯＨ中和完， 溶液中 ｃ（Ｎａ＋）＝ｃ（Ｃｌ－），根据电荷守恒： ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（ＮＨ＋４）＋ｃ（Ｈ ＋）＝ｃ（Ｃｌ－）＋ ｃ（ＯＨ－）可知，ｃ（ＮＨ＋４）＋ｃ（Ｈ ＋）＝ｃ（ＯＨ－），Ｂ 正确；溶液ｐＨ＝７时，溶液中ｃ（Ｈ＋）＝ｃ（ＯＨ－）， 根据电荷守恒可知 ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（ＮＨ＋４）＝ ｃ（Ｃｌ－），Ｃ错误；加入 ２０ｍＬ盐酸时，恰好将 ＮａＯＨ和ＮＨ３·Ｈ２Ｏ中和完，根据元素质量守恒 有 ｃ（Ｎａ＋）＋ｃ（ＮＨ＋４）＋ｃ（ＮＨ３·Ｈ２Ｏ）                                                                                                                                                                                         ＝