第7讲 化学平衡常数-【暑假预学】2025-2026学年高二化学人教版（2019）预学教程 (2)

第7讲 化学平衡常数 学习任务 预学1：化学平衡常数 预学2：化学平衡的有关计算 ◆预学1 化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个_________，该常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号_________表示。 2．表达式 对于可逆反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，化学平衡常数K＝__________________。 3．浓度商与化学平衡常数的表达式 (1)浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为_________，常用Q表示，即Q＝。 (2)Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商_________平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 4．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越_________，反应物的转化率_________，当K＞_________ 时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越_________，反应物的转化率_________。当K＜_________时，该反应很难发生。 5．化学平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 _________ _________ _________ _________ 越小 _________ _________ _________ _________ (2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 (3)判断可逆反应的热效应 (4)计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。 6．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受_________影响。 【疑难点拨】 (1)对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数表达式不同，两者互为倒数； (2)若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也等倍扩大或缩小； (3)若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。 【典例1】一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为( ) A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2 C．2ΔH和－2K D．－2ΔH和 【对点练】对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是( ) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 (1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 (3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 (4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝。②H2O的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。 (5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。 (6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。 ◆预学2 化学平衡的有关计算 “三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 (1)模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 (2)基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 【名师点拨】 化学平衡的计算模式及解题思路 (1)计算模式(x为物质A的转化率) aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) n1 n2 0 0 Δc(mol·L－1) n1x n1x n1x n1x c(平)(mol·L－1) n1(1－x) n2－n1x n1x n1x (2)解题思路 ①巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【典例2】在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时N2的体积分数接近于( ) A．5% B．10% C．15% D．20% 【对点练】已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________； (2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)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，a＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。 化学平衡计算题的解题模型 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。( ) (2)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度。( ) (3)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。( ) (4)两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变。( ) (5)温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。( ) (6)化学平衡常数K越大，反应物的转化率越小。( ) (7)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。( ) (8)K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。( ) (9)K越大，反应越容易进行。( ) (10)K越大，该可逆反应的速率越快。( ) 【基础训练】 1．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A．只与化学反应方程式本身和温度有关 B．只与反应的温度有关 C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 2．下列关于平衡常数K的说法正确的是( ) A．加入催化剂可能会改变平衡常数K B．改变反应物浓度能改变平衡常数K C．平衡常数K与反应本身及温度有关 D．K越大，反应物的转化率越小 3．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是( ) A．K越大，反应程度越大 B．K越大，反应程度越小 C．K的大小与反应程度无关 D．升高温度，K增大 4．下列关于化学平衡常数的说法中错误的是( ) A．某特定反应的平衡常数只与温度有关 B．催化剂不能改变平衡常数的大小 C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变 D．化学平衡移动时，平衡常数必改变 5．下列有关化学平衡常数K的说法中，正确的是( ) A．K的大小与起始浓度有关 B．温度越高，K值越大 C．K值越大，反应物的转化率越大 D．K值越大，正向反应进行的程度越小 6．下列有关化学平衡常数的描述中正确的是( ) A．化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关 B．相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同 C．反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0的化学平衡常数随温度升高而增大 D．反应A(g)＋B(g) 2C(g)的平衡常数表达式为K＝ 7．向某密闭容器中通入N2O4(g)，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，达到平衡后，保持温度不变，再通入适量N2O4(g)，待反应达到新的平衡时，与原平衡相比，( ) A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定 8．某温度下，反应SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) 的平衡常数K1=50，在同一温度下，反应SO3(g) SO2(g) +1/2O2(g)的平衡常数K2的值为( ) A．2500 B．100 C．0.02 D．0.001 9．对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是( ) A．缩小容器体积 B．降低体系温度 C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂 9．已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数为( ) A．4 B．2 C．1 D．0.5 10．已知下列反应在某温度下的平衡常数： H2(g)＋S(s) H2S(g) K1 S(s)＋O2(g) SO2(g) K2 则在该温度下反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为( ) A．K1＋K2 B．K1－K2 C．K1×K2 D．K1/K2 11．常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下： 反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1 反应②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2 总反应：2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K 下列叙述正确的是( ) A．降低温度，K减小 B．K=K1+K2 C．增大压强，K2减小 D．适当升温，可提高消毒效率 12．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下表： 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 下列说法错误的是( ) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 13．反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)此反应的平衡常数为______________。 (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的平衡浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3) ＝__________ mol·L－1，c(SO2)＝________________ mol·L－1。 ②SO2的转化率为______________， NO2的转化率为____________。 14．(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 A．容器中压强不变 B．.混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D． c(CO2)=c(CO) (3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 【能力提升】 15．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则( ) A．K2和K1的单位均为mol·L－1 B．K2＞K1 C．c2(CO)＝c2(H2O) D．c1(CO)＞c2(CO) 16．(2023·内蒙古高二期末)在恒容密闭容器中通入X(g)并发生反应：2X(g)Y(g) ΔH，温度T1、T2下X的物质的量浓度随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是( ) A．ΔH＞0 B．平衡常数：K(T1)＞K(T2) C．T2下，时，Y的物质的量分数为 D．反应速率： 17．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L－1，下列说法正确的是( ) A．x的值为1 B．A的平衡转化率为40% C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5 D．A和B的平衡转化率相等 18．1 mol X气体跟a mol Y气体在容积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g) bZ(g)。反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，而且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是(　　) A．a＝1，b＝2 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝3，b＝2 19．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示： T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是( ) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．上述反应的正反应是放热反应 C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态 D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：，判断此时的温度是1 000 ℃ 20．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表： 时间/s 0 2 4 6 8 10 甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60 乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70 (1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。 (2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。 (3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。 (4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。 a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂 21．科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为：2CO+2NO2CO2+N2。一定条件下，在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO，一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示，图中起始投料比m=，完成问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式是 ，根据图1，用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是 。 (2)该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是 。 (3)关于该可逆反应的说法正确的是 。 a．加入催化剂可提高NO的平衡转化率 b．当体系中c(CO2)：c(N2)=2：1时，该反应达到平衡状态 c．保持其他条件不变，若充入N2，则达到新平衡时，正、逆反应速率均增大 d．投料比：m1>m2>m3 (4)随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为 。 22．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。 (1)已知：C(s)+ O2(g) 2CO(g) K1 C(s)+ O2(g) CO2(g) K2 N2(g)+O2(g) 2NO(g) K3 则2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的平衡常数，则K= (用K1、K2、K3表示)。在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)，能表明已达到平衡状态的标志有 。 A．混合气体的压强保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均相对分子质量保持不变 D．气体的总质量保持不变 E．2v正(CO)=v逆(N2) F．tmin内生成2 molN2同时消耗1 molCO2 (2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如表所示。 条件 保持温度为T/℃ 时间 NO物质的量 N2物质的量 0~5 min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)= ，最终达平衡时CO2的浓度c(CO2)= ，平衡时NO的转化率 ，写出该反应平衡常数的表达式 ，并求该温度下的平衡常数 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( 11 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第7讲 化学平衡常数 学习任务 预学1：化学平衡常数 预学2：化学平衡的有关计算 ◆预学1 化学平衡常数 1．化学平衡常数的概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个 常数 ，该常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号 K 表示。 2．表达式 对于可逆反应mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，化学平衡常数K＝ 。 3．浓度商与化学平衡常数的表达式 (1)浓度商：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为 浓度商 ，常用Q表示，即Q＝。 (2)Q与K关系：当反应中有关物质的浓度商 等于 平衡常数时，表明反应达到化学平衡状态。 4．化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K值越大，表示反应进行得越 完全 ，反应物的转化率 越大 ，当K＞ 105 时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越 不完全 ，反应物的转化率 越小 。当K＜ 10－5 时，该反应很难发生。 5．化学平衡常数的应用 (1)判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行的程度 平衡时生成物浓度 平衡时反应物浓度 反应物转化率 越大 越大 越大 越小 越高 越小 越小 越小 越大 越低 (2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可判断可逆反应所处的状态。 (3)判断可逆反应的热效应 (4)计算平衡体系中的相关量 根据相同温度下，同一反应的平衡常数不变，计算反应物或生成物的浓度、转化率等。 6．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受_________影响。 【疑难点拨】 (1)对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数表达式不同，两者互为倒数； (2)若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也等倍扩大或缩小； (3)若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积；若干方程式相减，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之商。 【典例1】一定温度下，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K，则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)的反应热和化学平衡常数为( ) A．2ΔH和2K B．－2ΔH和K2 C．2ΔH和－2K D．－2ΔH和 【答案】D 【解析】N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的反应热为ΔH，相同温度时反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的反应热为－ΔH，而4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)的反应热为－2ΔH；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数为K，相同温度时反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为，则相同温度时反应4NH3(g)2N2(g)＋6H2(g)的化学平衡常数为。 【对点练】对于下列反应，其反应过程的能量变化如图所示： 编号 反应 平衡常数 反应热 反应① A(g)B(g)＋C(g) K1 ΔH1 反应② B(g)＋C(g)D(g) K2 ΔH2 反应③ A(g)D(g) K3 ΔH3 下列说法正确的是( ) A．K3＝K1＋K2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变 【答案】B 【解析】K3＝，K1＝，K2＝，则K3＝K1·K2，A错误；根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确；加催化剂，反应①的活化能降低，反应速率加快，C错误；增大压强，对化学平衡常数无影响，则K1、K2、K3不变，D错误。 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 (1)正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (2)若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 (3)两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 (4)关于H2O的浓度问题①稀水溶液中进行的反应，虽然H2O参与反应，但是H2O只作为溶剂，不能代入平衡常数表达式。如NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl的平衡常数表达式为K＝。②H2O的状态不是液态而是气态时，则需要代入平衡常数表达式。 (5)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入。 (6)同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平衡常数。 ◆预学2 化学平衡的有关计算 “三段式”法进行化学平衡的有关计算 可按下列步骤建立模式，确定关系式进行计算。如可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在体积为V的恒容密闭容器中，反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol，达到化学平衡时，设A物质转化的物质的量为mx mol。 (1)模式 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 转化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有①平衡常数K＝。 ②平衡时A的物质的量浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ③平衡时A的转化率：α＝×100%，A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)＝∶。 ④平衡时A的体积分数：φ(A)＝×100%。 ⑤平衡时和开始时的压强比：＝。 ⑥混合气体的密度：ρ(混)＝ g·L－1。 ⑦平衡时混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 ⑧生成物产率＝×100%。 (2)基本步骤 ①确定反应物和生成物的初始加入量； ②确定反应过程的转化量(一般设某物质的转化量为x)； ③确定平衡量。 【名师点拨】 化学平衡的计算模式及解题思路 (1)计算模式(x为物质A的转化率) aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) n1 n2 0 0 Δc(mol·L－1) n1x n1x n1x n1x c(平)(mol·L－1) n1(1－x) n2－n1x n1x n1x (2)解题思路 ①巧设未知数：具体题目要具体分析，灵活设立，一般设某物质的转化量为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按(1)中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【典例2】在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时N2的体积分数接近于( ) A．5% B．10% C．15% D．20% 【答案】C 【解析】根据题意可知，发生反应的H2的物质的量为8 mol×25%＝2 mol，因此可得下列“三段式”： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 初始/mol 2 8 0 转化/mol 2 平衡/mol 6 在同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，因此平衡时N2的体积分数等于其物质的量分数，即为×100%≈15%。 【对点练】已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题： (1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________； (2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)； (3)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，a＝________。 (4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。 【答案】(1)25% (2)增大 (3)6 (4)41.4% 【解析】(1) M(g) ＋ N(g) P(g) ＋ Q(g) 1 2.4 0 0 1×60% 1×60% 1×60% 1×60% 0.4 1.8 0.6 0.6 N的转化率为×100%＝25%。(2)由于该反应正反应吸热，温度升高，K增大，平衡右移，则M的转化率增大。(3)温度不变，平衡常数不变，K＝＝＝，a＝6。(4)根据(3)的结果，设M的转化率为x，则K＝＝，则＝，x＝41.4%。 化学平衡计算题的解题模型 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度。( ) (2)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度。( ) (3)在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值。( ) (4)两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变。( ) (5)温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。( ) (6)化学平衡常数K越大，反应物的转化率越小。( ) (7)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。( ) (8)K越大，表明可逆反应正向进行的程度越大。( ) (9)K越大，反应越容易进行。( ) (10)K越大，该可逆反应的速率越快。( ) 【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5) √ (6)× (7) √ (8)√ (9)× (10)× 【基础训练】 1．关于化学平衡常数的叙述，正确的是( ) A．只与化学反应方程式本身和温度有关 B．只与反应的温度有关 C．与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D．只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 【答案】A 【解析】A项，大量实验证明，化学平衡常数决定于两个方面的因素：化学反应的本身和反应体系的温度，与起始浓度等其他外界条件无关，A正确；B项，除反应体系的温度外，还有化学反应的本身也影响化学平衡常数，B错误；C项，化学平衡常数与温度无关，不会受到起始浓度的影响，C错误；D项，还有反应体系的温度也影响化学平衡常数，D错误；故选A。 2．下列关于平衡常数K的说法正确的是( ) A．加入催化剂可能会改变平衡常数K B．改变反应物浓度能改变平衡常数K C．平衡常数K与反应本身及温度有关 D．K越大，反应物的转化率越小 【答案】C 【解析】化学平衡常数K与化学反应本身及温度有关，加入催化剂、改变反应物浓度等均不能改变平衡常数K；平衡常数K越大，反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。 3．在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是( ) A．K越大，反应程度越大 B．K越大，反应程度越小 C．K的大小与反应程度无关 D．升高温度，K增大 【答案】A 【解析】对于给定的可逆反应体系，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，A项正确；化学平衡常数与温度升降的关系视具体反应而定，对于放热反应，温度越高，K越小；对于吸热反应，温度越高，K越大。 4．下列关于化学平衡常数的说法中错误的是( ) A．某特定反应的平衡常数只与温度有关 B．催化剂不能改变平衡常数的大小 C．平衡常数发生改变，化学平衡必发生改变 D．化学平衡移动时，平衡常数必改变 【答案】D 【解析】A项，平衡常数只与温度有关，A项不符合题意；B项，平衡常数只受到温度的影响，催化剂不能改变平衡常数的大小，B项不符合题意；C项，平衡常数变大，平衡正向移动，平衡常数减小，平衡逆向移动，平衡常数改变，化学平衡必然移动，C项不符合题意；D项，平衡常数只受温度的影响，能引起平衡移动的因素有多个，只有平衡因为温度变化而移动时，平衡常数才会改变，D项符合题意；故正确选项为D。 5．下列有关化学平衡常数K的说法中，正确的是( ) A．K的大小与起始浓度有关 B．温度越高，K值越大 C．K值越大，反应物的转化率越大 D．K值越大，正向反应进行的程度越小 【答案】C 【解析】化学平衡常数只与温度有关，与物质的起始浓度无关，温度越高，平衡若正向移动，平衡常数变大，若平衡逆向移动，平衡常数变小。平衡常数越大，说明反应正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，故选C。 6．下列有关化学平衡常数的描述中正确的是( ) A．化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关 B．相同温度下，反应A＋BC与反应CA＋B的化学平衡常数相同 C．反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0的化学平衡常数随温度升高而增大 D．反应A(g)＋B(g) 2C(g)的平衡常数表达式为K＝ 【答案】D 【解析】化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，A项错；同温下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，B项错；该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C项错。 7．向某密闭容器中通入N2O4(g)，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，达到平衡后，保持温度不变，再通入适量N2O4(g)，待反应达到新的平衡时，与原平衡相比，( ) A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定 【答案】B 【解析】2NO2(g)N2O4(g)的化学平衡常数K=，保持温度不变，再加入适量的N2O4，当反应达到新的平衡时平衡常数不变，即不变，故选B。 8．某温度下，反应SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) 的平衡常数K1=50，在同一温度下，反应SO3(g) SO2(g) +1/2O2(g)的平衡常数K2的值为( ) A．2500 B．100 C．0.02 D．0.001 【答案】C 【解析】SO2(g)+O2(g) SO3(g)，；SO3(g) SO2(g) +O2(g)，；，C正确。 9．对于可逆反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中，能使K发生变化的是( ) A．缩小容器体积 B．降低体系温度 C．保持体积不变，充入O2 D．使用合适的催化剂 【答案】B 【解析】化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关，故在上述变化中能使K发生变化的是降低体系温度，故选B。 9．已知反应 2NH3N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，在此条件下，氨的合成反应N2 + 3H2⇌2NH3的平衡常数为( ) A．4 B．2 C．1 D．0.5 【答案】A 【解析】反应2NH3⇌N2+3H2，在某温度下的平衡常数为0.25，则，在相同温度下，该条件下反应N2 + 3H22NH3的平衡常数，故A正确；故选A。 10．已知下列反应在某温度下的平衡常数： H2(g)＋S(s) H2S(g) K1 S(s)＋O2(g) SO2(g) K2 则在该温度下反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为( ) A．K1＋K2 B．K1－K2 C．K1×K2 D．K1/K2 【答案】D 【解析】由平衡常数的定义可知，K1＝，K2＝，反应H2(g)＋SO2(g) O2(g)＋H2S的平衡常数为K1/K2。 11．常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下： 反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1 反应②：[O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2 总反应：2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K 下列叙述正确的是( ) A．降低温度，K减小 B．K=K1+K2 C．增大压强，K2减小 D．适当升温，可提高消毒效率 【答案】D 【解析】A项，降低温度向放热反应移动即正向移动，K增大，故A错误；B项，方程式相加，平衡常数应该相乘，因此K=K1∙K2，故B错误；C项，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即逆向移动，平衡常数不变，故C错误；D项，适当升温，反应速率加快，消毒效率提高，故D正确。故选D。 12．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下表： 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 下列说法错误的是( ) A．反应达到平衡时，X的转化率为50% B．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1 600 C．增大压强使平衡常数增大 D．改变温度可以改变此反应的平衡常数 【答案】C 【解析】C选项错误，增大压强不可能使平衡常数增大。其他选项均为平衡中的基础计算和基础知识，关键是根据表中数据(0.1－0.05)∶(0.2－0.05)∶(0.1－0)＝1∶3∶2推导出：X＋3Y2Z。 13．反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，若在一定温度下，将物质的量浓度均为2 mol·L－1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO2(g)的转化率为50%，则在该温度下： (1)此反应的平衡常数为______________。 (2)在上述温度下，若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L－1，NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L－1，达到化学平衡状态时，计算下列各物质的平衡浓度及SO2和NO2的平衡转化率。 ①c(SO3) ＝__________ mol·L－1，c(SO2)＝________________ mol·L－1。 ②SO2的转化率为______________， NO2的转化率为____________。 【答案】(1)1 (2)①1.2 1.8 ②40% 60% 【解析】(1)设平衡时SO2的浓度为x mol·L－1，列出“三段式”： SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 起始/(mol·L－1) 2 2 0 0 平衡/(mol·L－1) x x 2－x 2－x 由题意可知×100%＝50%，x＝1，K＝＝1。 (2)设达平衡时NO的浓度为y mol·L－1，，列出“三段式”： SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g) 起始/(mol·L－1) 3 2 0 0 平衡/(mol·L－1) 3－y 2－y y y 因为温度不变，平衡常数不变，则＝1，解得y＝1.2。 ①平衡浓度：c(SO3)＝1.2 mol·L－1，c(SO2)＝3 mol·L－1－1.2 mol·L－1＝1.8 mol·L－1。 ②α(SO2)＝×100%＝40%；α(NO2)＝×100%＝60%。 14．(I)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K1为49，则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g) HI(g)的平衡常数K3为 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K (2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 A．容器中压强不变 B．.混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D． c(CO2)=c(CO) (3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃ (4)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 【答案】(I)1/49 7 (Ⅱ)(1) (2)BC (3)830 (4)否 【解析】 (I)第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3=；(Ⅱ)(3)当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1，由表中数据可知此时温度为830℃。(4)可根据Q与K的大小关系判断，此时刻下，Q==1>0.9，所以反应未达到平衡。 【能力提升】 15．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则( ) A．K2和K1的单位均为mol·L－1 B．K2＞K1 C．c2(CO)＝c2(H2O) D．c1(CO)＞c2(CO) 【答案】C 【解析】A项，由平衡常数可知，K的单位为“1”，故A错误；B项，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，故K2＜K1，故B错误；C项，CO和H2O起始浓度相同，方程式中计量数相等，则浓度的变化量相等，所以，平衡时，CO和H2O的浓度相等，即c2(CO)＝c2(H2O)，故C正确；D项，升高温度，平衡逆向移动，CO浓度增大，即c1(CO)＜c2(CO)，故D错误。故选C。 16．(2023·内蒙古高二期末)在恒容密闭容器中通入X(g)并发生反应：2X(g)Y(g) ΔH，温度T1、T2下X的物质的量浓度随时间t变化的曲线如图所示，下列说法正确的是( ) A．ΔH＞0 B．平衡常数：K(T1)＞K(T2) C．T2下，时，Y的物质的量分数为 D．反应速率： 【答案】C 【解析】A项，由图可知，T1时，反应先达到平衡，速率快，温度高，所以T1>T2，且反应物X浓度T1时，较高，则升高温度平衡逆向移动，反应放热，ΔH＜0，A错误；B项，对于放热反应，温度升高，K减小，K(T1)＜K(T2)，B错误；C项，由图可知，T2下，t1时，c(X)=bmol/L，则，Y的物质的量分数为，C正确；D项，由图可知，温度N>P=M=Q，反应物浓度M>N>P>Q，反应速率，D错误；故选C。 17．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入体积为2 L的密闭刚性容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)，2 min末反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L－1，下列说法正确的是( ) A．x的值为1 B．A的平衡转化率为40% C．此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5 D．A和B的平衡转化率相等 【答案】C 【解析】平衡时C的物质的量为0.8 mol，与D相等，则x的值为2；平衡时A消耗了1.2 mol，则其平衡转化率为60%；此温度下该反应的平衡常数K＝＝0.5；由于未按照对应的化学反应系数之比投料，所以A、B的平衡转化率不相等。故选C项。 18．1 mol X气体跟a mol Y气体在容积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g) bZ(g)。反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，而且在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，则a和b的数值可能是(　　) A．a＝1，b＝2 B．a＝2，b＝1 C．a＝2，b＝2 D．a＝3，b＝2 【答案】D 【解析】根据“三段式”来解。 X(g) ＋ aY(g) bZ(g) 初始物质的量1 mol a mol 0 转化物质的量0.5 mol 0.5a mol 0.5b mol 平衡物质的量0.5 mol 0.5a mol 0.5b mol 由于反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3/4，故前后总的物质的量之比为4∶3，即(1＋a)：(0.5＋0.5a＋0.5b)＝4∶3，则有2b－a＝1，代入检验得D项正确。 19．已知某化学反应的平衡常数表达式为，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示： T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 1.67 1.11 1.00 0.60 0.38 下列有关叙述不正确的是( ) A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) B．上述反应的正反应是放热反应 C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态 D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：，判断此时的温度是1 000 ℃ 【答案】C 【解析】平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应是放热反应，B项正确；利用化学反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数为0.6，所以D项正确。 20．汽车尾气是城市主要空气污染物，利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表： 时间/s 0 2 4 6 8 10 甲容器(T1)n(CO2)/mol 0 0.72 1.20 1.60 1.60 1.60 乙容器(T2)n(CO2)/mol 0 0.60 1.00 1.40 1.70 1.70 (1)T1___________T2(填“＞”、“＜”或“=”下同)，该反应ΔH___________0。 (2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率υ(N2)=___________。 (3)甲容器中NO平衡转化率为___________，T1温度下该反应的平衡常数为___________。 (4)该反应达到平衡后，为提高反应速率同时提高NO的转化率，可采取的措施有___________(填字母序号)。 a．增大NO浓度 b．压缩容器体积 c．移去部分N2 d．改用高效催化剂 【答案】(1)＞ ＜ (2)0.05mol/(L·s) 80％ (4)160 b 【解析】(1) 2NO(g) +2CO(g) ⇌N2+2CO2(g)，向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO，分别在T1、T2温度下，经过一段时间后达到平衡，甲容器达到平衡需要的时间短，则反应速率快，说明反应温度T1＞T2；达到平衡状态时，乙中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量，说明降低温度，平衡正向进行，则正反应为放热反应，△H＜0；(2)乙容器中，2~4s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= ×=0.05mol•L-1•s-1；(3) 甲容器中，由： NO平衡转化率=×100%=80%；容器的体积为2L，则平衡常数K==160；(4)a．增大NO浓度，NO的转化率降低，故a不选；b．压缩容器体积，压强增大，反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率增大，故b选；c．移去部分N2，反应速率减慢，故c不选；d．改用高效催化剂，平衡不移动，NO的转化率不变，故d不选；故答案为b。 21．科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为：2CO+2NO2CO2+N2。一定条件下，在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO，一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示，CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示，图中起始投料比m=，完成问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式是 ，根据图1，用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是 。 (2)该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是 。 (3)关于该可逆反应的说法正确的是 。 a．加入催化剂可提高NO的平衡转化率 b．当体系中c(CO2)：c(N2)=2：1时，该反应达到平衡状态 c．保持其他条件不变，若充入N2，则达到新平衡时，正、逆反应速率均增大 d．投料比：m1>m2>m3 (4)随着温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为 。 【答案】(1) K= (2) 放热 Ka>Kb=Kc (3)cd (4)温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响 【解析】(1)该反应的化学平衡常数表达式K=；根据图1，达到平衡时v(CO2)=；根据反应速率之比等于化学计量数之比可得v(N2)=v(CO2)；(2)由图2可知，随温度的升高CO的转化率减小，可知升温使平衡逆向移动，则正向为放热反应；K只有温度有关，温度不变K不变，该反应为放热反应，温度升高K减小，则Ka>Kb=Kc；(3)a项，加入催化剂只改变反应速率，对平衡无影响，不能提高NO的平衡转化率，故a错误；b项，CO2、N2为生成物，两者物质的量之比始终未2：1，则c(CO2)：c(N2)=2：1，恒定不变，不能据此判断该反应达到平衡状态，故b错误；c项，保持其他条件不变，若充入N2，增大生成物浓度，达到新平衡时，正、逆反应速率均增大，故c正确；d项，投料比m=，投料比越大等同于NO的浓度增加，使平衡正向移动， CO的转化率增大，结合图2可知投料比：m1>m2>m3，故d正确；故选cd；(4)随温度的升高，不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近，说明温度较高时，温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响。 22．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。 (1)已知：C(s)+ O2(g) 2CO(g) K1 C(s)+ O2(g) CO2(g) K2 N2(g)+O2(g) 2NO(g) K3 则2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的平衡常数，则K= (用K1、K2、K3表示)。在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)，能表明已达到平衡状态的标志有 。 A．混合气体的压强保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．混合气体的平均相对分子质量保持不变 D．气体的总质量保持不变 E．2v正(CO)=v逆(N2) F．tmin内生成2 molN2同时消耗1 molCO2 (2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如表所示。 条件 保持温度为T/℃ 时间 NO物质的量 N2物质的量 0~5 min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)= ，最终达平衡时CO2的浓度c(CO2)= ，平衡时NO的转化率 ，写出该反应平衡常数的表达式 ，并求该温度下的平衡常数 。 【答案】(1) AC (2) 0.03mol•L-1•min-1 0.4 mol•L-1 80% K= 4 【解析】(1)对应K1、K2、K3给三个方程式分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，K对应方程式可由上述三个方程式按“Ⅱ×2-Ⅰ-Ⅲ”合并得到，因此；对平衡状态的判断分析：A项，反应后气体体积减小，未平衡时混合气体压强可变，压强不变时达到平衡状态，A能说明；B项，反应物与生成物全是气体，反应过程遵循质量守恒，混合气体总质量保持不变，恒容时，混合气体密度在反应过程中保持不变，不能确定何时达到平衡状态，B不能说明；C项，反应后气体总物质的量减小，混合气体总质量保持不变，未平衡时混合气体平均相对分子质量可变，不变时达到平衡状态，C能说明；D项，上述分析可知混合气体总质量在反应过程保持不变，不能确定何时达到平衡状态，D不能说明；E项，平衡时，CO与N2的速率有以下关系：或，故E不能说明；F项，生成2molN2同时消耗1molCO2，其速率关系式为：，不符合平衡时的速率关系，F不能说明；故选AC。(2)0~5min内，生成0.3molN2同时生成0.3molCO2，用CO2表示的反应速率为。达到平衡时，列三段式得： 平衡时CO2浓度为，平衡时NO转化率为，平衡常数表达式为，TºC时。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ ( 11 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$